Каково устройство простейшего генератора переменного тока: Генератор переменного тока — Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор


0
Categories : Разное

Содержание

Генератор переменного тока — Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор

В 1832-м году неизвестным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор переменного тока. Но в самых первых электронных устройствах применялся только постоянный ток, в то время как переменный ток долгое время не мог найти своего практического применения. Тем не менее, вскоре выяснили, что намного практичнее использовать не постоянный, а переменный ток, то есть тот ток, который периодически меняет свое значение и направление. Преимущества переменного тока, состоят в том, что его удобнее вырабатывать при помощи электростанций, генераторы переменного тока экономичнее и проще в обслуживании, чем аналоги, работающие на постоянном токе. Поэтому были собраны надежные электрические двигатели переменного тока, которые сразу нашли свое широкое применение в промышленных и бытовых сферах. Надо отметить, что благодаря существованию переменного тока, его особенным физическим явлениям, смогли появиться такие изобретения, как радио, магнитофон и прочая автоматика и электротехника, без которой сложно представить современную жизнь.

Устройство генератора переменного тока

Генератор переменного тока – это устройство, которые преобразует механическую энергию, в электрическую.

Состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь (см. рисунок) и вращающейся части — ротор или индуктор. В генераторе переменного тока ротор — это электромагнит, который обеспечивает магнитное поле, которое передается на статор. На внутренней поверхности статора есть осевые впадины, так называемые пазы, в которых расположена обмотка переменного тока (проводник). Статор генератора изготавливается из 0.35 мм спрессованных стальных листов, которые изолированы покрытой лаком пленкой. Эти листы устанавливаются в станине устройства. Ротор крепится внутри статора и вращается посредством двигателя. Вал – одна из деталей, для передачи крутящего момента под действием расположенных на нём опор. На общем валу с генератором, располагается так называемый возбудитель постоянного тока, который питает постоянным током обмотки ротора. Аккумулятор в генераторе переменного тока выполняет функции стартерной батареи, которая имеет свойство накапливать и хранить электроэнергию при нехватке в отсутствии работы двигателя и при нехватке мощности, которую развивает генератор.

Применение генераторов переменного тока в жизни

В течении последних лет, популярность использования электростанций и генераторов переменного тока значительно возросла. Используются они как в промышленных, так и в бытовых сферах. Промышленные генераторы являются наилучшим вариантом для использования на производстве, в больницах, школах, магазинах, офисах, бизнес центрах, а так же на строительных площадках, значительно упрощая строительство в тех зонах, где электрификация полностью отсутствует. Бытовые генераторы, более практичные, компактные и идеально подходят для использования в коттедже и загородном доме. Генераторы переменного тока широко применяются в различных областях и сферах благодаря тому, что могут решить множество важных проблем, которые связаны с нестабильной работой электричества или полным его отсутствием.

Обслуживание

Практически любая дизельная электростанция в независимости от ее мощности (500 кВт) и производителя имеет 2 главные составляющие. Это генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания. Так как поддерживать данные узлы необходимо в рабочем исправном состоянии, в ходе их эксплуатации нужен определенный перечень обязательных работ по их техническому обслуживанию. К сожалению, подавляющее большинство владельцев считает, что можно ограничиться лишь своевременной заменой масла и фильтра, при этом «техническое обслуживание» можно провести и самостоятельно. Но результатом этого зачастую становится полный отказ работы устройства. В результате чего, не сложно сделать вывод, что проще и дешевле, доверить оборудование профессионалам, которые благодаря знаниям и огромному опыту, смогут увеличить срок службы ДГУ и сократить расходы при аварийных ситуациях.


устройство, принцип работы и схемы подключения, виды генераторов, особенности их конструкции и работы

Генераторный узел представляет собой электродвигатель, предназначенный для преобразования механической энергии в электрическую. В зависимости от типа и назначения габариты, устройство и принцип работы генераторов переменного тока могут будут отличаться.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Как работает генератор переменного тока?

Работа генератора заключается в создании электродвижущей силы в проводнике под действием изменяющегося магнитного поля.

Схема и устройство простейшего генератора

По конструкции электрогенератор включает в себя следующие элементы:

  • вращающаяся индукторная составляющая, называющаяся рамкой;
  • движущая щеточная часть;
  • коллекторное приспособление, оснащенное щетками, предназначенное для отвода напряжения;
  • магнитное поле;
  • контактные кольца.

Схема простейшего генераторного устройства переменного тока

Принцип действия

Образование электродвижущей силы в обмотках статорного механизма осуществляется после появления электрополя. Для последнего характерны вихревые образования. Данные процессы происходят в результате изменения магнитного потока. Причем последний меняется из-за быстрого вращения роторного механизма.

Ток от него поступает в электроцепь посредством контактных элементов, выполненных в виде деталей скольжения. Для более упрощенного прохождения напряжения к концам обмотки производится подсоединение колец. К этим контактным составляющим подключаются неподвижные щеточные элементы. С их помощью между электропроводкой и обмоткой роторного устройства появляется связь.

В витках магнитного элемента происходит образование поля, в нем формируется ток небольшой величины. По сравнению с напряжением, которое выдает простейший генераторный агрегат на внешнюю электроцепь. Если узел характеризуется небольшой мощностью, то в нем поле образует постоянный магнит, который может прокручиваться. Благодаря такому устройству и принципу работы генератора переменного тока в целом упрощается вся система. Поэтому из конструкции можно убрать щетки и контактные элементы.

Канал «Top Generators» наглядно и схематично в видеоролике показал принцип функционирования агрегата.

Основные виды генераторов переменного тока

Между собой устройства, позволяющие генерировать напряжение, делятся на синхронные и асинхронные. Они могут использоваться в различных сферах жизнедеятельности, но работать будут по разному принципу.

Синхронный генератор

Одним из свойств такого типа устройств является то, что частота тока, который оно воспроизводит, пропорциональна скорости вращения роторного механизма.

Между собой синхронные агрегаты делятся на несколько типов:

  1. Повышенной частоты. В основе принципа функционирования устройства лежит процесс изменения магнитного потока, достигающегося путем вращения роторного механизма касательно неподвижного статора. Такой тип агрегатов используется преимущественно для питания антенн длинноволновых станций на расстоянии до 3 км. Подключать устройства для работы с более короткими волнами не получится, поскольку необходимо увеличить значение частоты.
  2. Гидротурбинные агрегаты работают за счет активации гидравлической турбины, которая приводит в движение узел. В таких устройствах роторный механизм устанавливается на одном шкиве с колесом турбинного элемента. Его мощность может составить до 100 тысяч кВт, если скорость вращения будет 1500 оборотов в минуту, а напряжение — до 16 тыс. В. По массе и габаритам такой тип агрегатов считается самым большим, поскольку в них диаметр одного ротора составляет 15 метров. На величину мощности кружения турбины влияют три параметра — скорость вращения, длина электролинии, а также маховый момент роторного механизма.
  3. Паротурбинные агрегаты, которые приводятся в действие посредством активации паровой турбины. Такой тип устройств функционирует со скоростью вращения 1,5-3 тысячи оборотов в минуту и они бывают двухполосными и четырехполосными. Роторный механизм выполнен в виде большого железного цилиндра, оснащенного прямоугольными пазами, внутри элемента располагается обмотка возбуждения. Корпус статорного устройства всегда неразъемный и выполнен из стали. Общий диаметр агрегата составляет до 1 метра, однако длина его ротора может быть до 6,5 м.
Схема и устройство

Синхронный агрегат конструктивно включает в себя два основных элемента:

  1. Ротор. Это подвижная составляющая оборудования. Она предназначена для преобразования системы вращающихся электрических магнитов, которые питаются от внешнего источника.
  2. Статорный механизм или неподвижная составляющая агрегата. В обмотке этого устройства посредством образования магнитного поля появляется ЭДС, которая идет на наружную электроцепь оборудования. Благодаря таким конструктивным особенностям в цепях нагрузок синхронных электрогенераторов не используются скользящие контакты. Магнитный поток от оборудования, который появляется посредством вращения ротора, возбуждается от стороннего источника. Последний монтируется на общем валу или может подключаться к нему с помощью муфты либо ременной передачи.

Схематическое устройство синхронного генераторного агрегата

Особенности работы

Принцип действия может незначительно отличаться в зависимости от типа устройства — явнополюсного либо неявнополюсного. Количество пар полюсных элементов роторного механизма определяется скоростью вращения узла. Если частота образующейся ЭДС составляет 50 Гц, то при 3 тысячах об/мин неявнополюсное устройство обладает одной парой полюсов. В явнополюсных агрегатах, вращающихся при 50-750 оборотах в минуту, количество пар полюсных элементов составит от 60 до 4.

В маломощных синхронных агрегатах питание обмотки возбуждения осуществляется посредством воздействия выпрямленного тока. Электроцепь появляется в результате активации трансформаторных устройств, которые входят в общую цепь нагрузки узла. Также она включает в себя полупроводниковый выпрямительный блок, который может собираться по любой схеме, но обычно как трехфазный мост. Основная электроцепь включает в себя обмотку возбуждения агрегата с регулировочным реостатным устройством.

Процедура самовозбуждения оборудования состоит в следующем:

  1. При запуске установки в магнитной составляющей образуются небольшие ЭДС, это происходит благодаря явлению остаточной индукции. Одновременно в рабочей обмотке агрегата появляется ток.
  2. В результате ЭДС образуется во вторичных электрообмотках трансформаторных устройств. А в электроцепи появляется небольшой ток, который способствует усилению общей индукции магнитного поля.
  3. Увеличение параметра ЭДС осуществляется до момента, пока магнитная система агрегата не возбудится до конца.

Асинхронный генератор

Такой узел представляет собой устройство, производящее электроэнергию с использованием принципа действия асинхронного двигателя. Данный тип агрегатов именуется индукционным. Асинхронное устройство обеспечивает оперативный поворот роторного механизма, а его скорость вращения намного выше по сравнению с синхронным. Простой двигатель может применяться в качестве генераторной установки без дополнительных настроек.

Асинхронные агрегаты используются в разных сферах:

  • для моторов ветровых электрических станций;
  • для автономного питания жилых помещений и частных домов либо в качестве миниатюрных ГЭС-станций;
  • для инверторных агрегатов сварки;
  • с целью организации бесперебойного питания от переменного тока.
Схема и устройство

Схематическое подключение асинхронного агрегата

Основными составляющими элементами данного типа устройств считаются статорный механизм и ротор. Первый является неподвижным, а второй прокручивается внутри него. Ротор отделен от статорного механизма воздушным зазором. Чтобы снизить величину вихревых токов, сердечники составляющих элементов делаются из отдельных листов электротехнической стали. Их толщина в зависимости от производителя может составить от 0,35 до 0,5 мм. Сами листы оксидируются при изготовлении, то есть подвергаются термической обработке, что позволяет увеличить их поверхностное сопротивление.

Сердечник статорного механизма устанавливается внутрь станины, которая является наружной частью агрегата. На внутренней стороне детали располагаются пазы, в них находится обмотка. Статорная электрообмотка зачастую выполняется из катушек с небольшим шагом. В ее основе используется медный изолированный проводник.

Особенности работы

Асинхронный тип двигателей производит электроэнергию при увеличенной скорости прокручивания роторного механизма. Этот параметр всегда выше, чем у синхронных агрегатов. При прокручивании роторного устройства и выработки электричества потребуется сильный крутящий момент. Если в двигателе используется так называемый вечный холостой ход, это обеспечит равную скорость прокручивания в течение всего ресурса эксплуатации установки.

Схемы подключения

По числу использующихся фаз все генераторные агрегаты делятся на две группы:

  • однофазные;
  • трехфазные.

Однофазный генератор

Схема подключения оборудования с одной фазой

Этот тип устройств используется для работы с любыми потребителями электроэнергии, главное — чтобы они были однофазными.

Самые простые конструкции состоят из:

  • магнитного поля;
  • прокручивающейся рамки;
  • коллекторного устройства, предназначенного для отвода тока.

Благодаря наличию последнего в результате рамочного прокручивания через щетки образуется постоянный контакт с рамкой. Параметры тока, который меняется с учетом закона гармоники, будут разными и передаются на щеточный узел, а также в схему потребителей напряжения. На сегодняшний день однофазные агрегаты являются наиболее популярным типом автономного источника питания. Они могут использоваться для подключения практически всех бытовых электроприборов.

Трехфазный генератор

Такой тип устройств относится к классу универсальных, но более дорогих агрегатов. Отличительная особенность трехфазных генераторов заключается в необходимости постоянного и дорогостоящего технического обслуживания. Несмотря на это, данный тип установок получил наибольшее распространение.

Это обусловлено следующими преимуществами:

  1. В основе агрегата используется вращающееся круговое магнитное поле. Это обеспечивает возможность хорошей экономии при разработке оборудования.
  2. Трехфазные генераторы состоят из уравновешенной системы. Это обеспечивает ресурс эксплуатации агрегата в целом.
  3. В работе трехфазного устройства одновременно используется два напряжения — линейное и фазовое. Оба применяются в единой системе.
  4. Одно из основных преимуществ — повышенные экономические показатели. Это обеспечивает снижение материалоемкости силовых проводов, а также трансформаторных агрегатов. Благодаря данной особенности упрощается процедура передачи электричества на большие расстояния.
Схема соединения «звездой»

Данный тип подключения подразумевает электросоединение концов обмоток в определенной точке, которая именуется «нулем». При выполнении такого подсоединения нагрузку к генераторному узлу можно подать посредством трех или четырех кабелей. Проводники от начала обмоток считаются линейными. А основной кабель, который идет от нулевой точки, является нулем. Параметр напряжения между проводниками считается линейным (эта величина выше в 1,73 раза по сравнению с фазной).

Схема типа «звезда» для подключения трехфазного оборудования

Одной из основных особенностей данного варианта является равенство токов. Четырехпроводной тип «звезды» с нейтральным кабелем считается самым распространенным. Его использование позволяет предотвратить перекос фаз при подсоединении несимметричной нагрузки. К примеру, если на одном контакте она активная, а на другом — реактивная или емкостная. При использовании такого варианта обеспечивается максимальная защищенность включенного электрооборудования.

Схемы соединения «треугольником»

Данный метод подключения представляет собой последовательное подсоединение обмоток трехфазного агрегата. Конец первой намотки должен быть соединен с началом второй, а ее контакт — с третьей. Затем проводник от обмотки под номером 3 подсоединяется к началу первого элемента.

При такой схеме линейные кабели отводятся от точек подключения обмоток. Параметр линейного напряжения по величине соответствует фазному. А значение первого тока выше второго в 1,73 раза. Описанные свойства актуальны исключительно в случае равномерной нагрузки фаз. Если она будет неравномерной, то параметры необходимо пересчитать графическим или аналитическим способом.

Электросхемы соединений агрегата «треугольником»

Особенности генераторов с разными типами двигателя

Автомобильные и бытовые установки могут разделяться между собой в соответствии с видом топлива, на котором они функционируют. Генераторный узел может работать на бензине или дизеле.

Бензогенераторы

В таких устройствах источником механической энергии является двигатель. Агрегат относится к классу четырехконтактных карбюраторных ДВС. В бензогенераторах используются двигатели, рассчитанные на 1-6 кВт. В продаже можно встретить агрегаты, разработанные для функционирования при 10 кВт, с их помощью можно обеспечить питание всех световых и электроприборов в частном доме.

Бензогенераторы могут похвастаться невысокой стоимостью и длительным ресурсом эксплуатации, хотя по сравнению с дизельными — они немного меньше. Выбор агрегата осуществляется с учетом нагрузок, в условиях которых он будет функционировать. Если узел работает с большим пусковым током и применяется для электросварки, то лучше отдать предпочтение синхронным устройствам. При выборе асинхронного типа агрегата двигатель сможет справиться с пусковыми токами. Но важно, чтобы генераторная установка была полностью загружена, в противном случае топливо будет расходоваться нецелесообразно.

Канал «Olifer TV» рассказал о выборе агрегатов для частного дома в соответствии с типом горючего, на котором он будет использоваться.

Дизельные генераторы

Такой агрегат приводит в действие мотор, функционирующий на дизеле.

В его основе используется:

  • механическая составляющая;
  • панель с кнопками, предназначенная для управления;
  • система подачи топлива;
  • охладительный узел;
  • система смазки трущихся компонентов и узлов.

Мощность генераторной установки полностью определяется аналогичным параметром самого двигателя. Если она будет невысокой, к примеру, для запитки бытового электрооборудования, то лучше отдать предпочтение бензиновым установкам. Дизельный тип агрегатов целесообразно использовать там, где требуется высокая мощность. Двигатели внутреннего сгорания обычно применяются с верхней установкой клапанов. Они обладают более компактными размерами, а также высокой надежностью.

Кроме того, дизельные ДВС при функционировании выделяют меньше токсичных газов, опасных для здоровья человека, и более удобны в плане ремонта. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение агрегатам, корпус которых выполнен из стали, так как пластмасса имеет меньший ресурс использования.

Более надежными являются генераторные дизельные установки, не оснащенные щетками.

Напряжение, которое они вырабатывают, стабильнее. В среднем, если бак заправлен дизельным горючим под завязку, это обеспечит возможность работы генератора в течение семи часов. Если агрегат будет установлен стационарно, то его конструкцию можно дополнить внешним резервуаром для залива топлива.

Канал «Фабрика Тока» продемонстрировал работу дизельного агрегата, использующегося для обеспечения энергией частного дома.

Инверторные генераторы

Производство электрической энергии осуществляется аналогично, как на любой классической модели генератора. В первую очередь производится выработка переменного тока. Он выпрямляется и подается на инверторный узел, а затем преобразуется опять в переменный, только с необходимыми техническими параметрами.

В основе агрегата используется электронный модуль, включающий в себя:

  • выпрямительный узел;
  • микропроцессорное устройство;
  • преобразовательный механизм.

По типу выходного напряжения инверторные агрегаты могут разделяться на:

  1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
  2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
  3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.
  1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
  2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
  3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.

Инверторные агрегаты могут функционировать без перерыва либо промежутками. В качестве объектов потребления энергии обычно выступают учреждения, где нельзя допустить перепадов напряжения.

Основные преимущества инверторных установок:

  • маленькие размеры и масса;
  • низкий расход горючего в результате регулировки выработки определенного объема электричества, необходимого в конкретный момент времени;
  • инверторные агрегаты могут функционировать в течение короткого временного интервала с перегрузкой.

Минусы:

  • высокая стоимость устройств по сравнению с классическими вариантами генераторных установок;
  • повышенная чувствительность к температурным изменениям в электронной составляющей;
  • невысокий уровень мощности установки;
  • дорогостоящий ремонт электронного модуля при его поломке.

Использование инверторных устройств актуально в случае, когда требуемая величина мощности составляет не больше 6 кВт. Если агрегат будет использоваться на постоянной основе, то лучше отдать предпочтение классическому типу.

Канал «Garage КАХОВКА» протестировал бензиновую установку инверторного класса от производителя «ПилоД».

Как сделать генератор переменного тока своими руками

Для самостоятельного изготовления асинхронного агрегата понадобится следующее:

  1. Мотор. Двигатель можно соорудить своими руками, но эта процедура слишком длительная и трудоемкая. Поэтому лучше использовать агрегат от старого неработающего бытового электрооборудования. Оптимальным вариантом будет применение двигателя от дренажного насосного устройства, стиральной машинки либо пылесоса.
  2. Статорный механизм. Рекомендуется приобрести готовое устройство, оборудованное обмоткой.
  3. Комплект электрических проводов.
  4. Изолента, допускается применение термоусадочных трубок.
  5. Трансформаторный узел или выпрямительный блок. Этот элемент потребуется в случае, если на выходе генератора переменного тока энергия будет иметь разную мощность.

Перед началом работ необходимо сделать несколько манипуляций, которые позволят правильно выполнить расчет параметра мощности агрегата:

  1. Использующийся двигатель подключается к электросети для определения скорости вращения. Чтобы выполнить эту задачу, потребуется специальное устройство — тахометр. После считывания информации полученное значение надо записать и прибавить к нему еще 10%. Это — компенсаторная величина. Если добавить 10% к скорости вращения, это позволит предотвратить перегрев агрегата во время функционирования.
  2. Выполняется подбор конденсаторных элементов с учетом требуемой величины мощности. Если на этом этапе возникли сложности, можно воспользоваться таблицей.
  3. Генераторная установка во время работы продуцирует электроэнергию, соответственно, заранее необходимо продумать заземление устройства. При его отсутствии и некачественной изоляции агрегат не только износится быстрее, но и может представлять опасность для человека.
  4. После подготовки выполняется процедура сборки, она не займет много сил. К двигателю, который будет использоваться в основе, подключаются конденсаторные элементы в соответствии со схемой. В ней указана очередность подсоединения компонентов. Надо учесть, что величина емкости каждой конденсаторной детали соответствует предыдущему устройству.
Схема сборки простого генератора переменного тока
Таблица выбора емкости конденсатора для агрегата

Полученный узел сможет обеспечить энергией электрическую пилу, циркулярку или болгарку, т. е. любой маломощный инструмент.

При использовании самодельного генератора переменного тока нельзя допустить перегрева двигателя, иначе это приведет к его поломке и даже взрыву.

В процессе сборки и эксплуатации надо учитывать следующие нюансы:

  1. Если коэффициент полезного действия падает прямо пропорционально в соответствии с длительностью работы, это норма. Данный нюанс связан с тем, что периодически генераторный агрегат должен отдыхать и остывать. Важно время от времени снижать температуру двигателя до 40 градусов Цельсия.
  2. Поскольку в простой схеме устройства не используется автоматика, потребитель должен сам контролировать все процессы работы приспособления. Время от времени к агрегату необходимо подключать измерительное оборудование — тахометр, вольтметр.
  3. Перед выполнением сборки нужно правильно подобрать электроприборы в соответствии с расчетом его технических параметров и свойств. Приведенная схема наиболее простая в плане реализации.

Видео «Принцип действия генераторного устройства»

Канал «Halyk Smart» рассказал о нюансах функционирования агрегата переменного тока.

 Загрузка …

Генератор переменного тока — устройство, принцип работы и применение

Когда люди присмотрелись к возможностям электричества, сразу начали придумывать, как бы серьезно поставить на службу эту интересную энергию. И появилась целая гамма приборов, устройств, установок, способных создавать на двух металлических концах электрическое напряжение. К концам сразу же прикрутили два болтика и начали подвешивать к ним все, что вызывало теперь массу интересных эффектов. Устройства эти в целом назвали источниками электроэнергии, или генераторами. А то, что к ним подключалось — электрической цепью. А по мере роста цепей и занятия ими все более значимого и постоянного места в человеческой жизни, их стали называть уже электрическими сетями.

Именно генераторы создали всю нашу электроиндустрию. Чем принцип работы генератора переменного тока отличается от принципов работы первых источников? Некой надежностью и постоянством, происходящими от надежности и всеобщей доступности той энергии, из которой они вырабатывают электричество. Это механическое движение. А у нас мир весь полон движения. И вполне естественно было заставить роторы крутиться, а движение для этого брать из чего-то еще. Из тепла. Сгорает топливо, ротор крутится — генератор тока работает.

Первоначальный источник же был продуктом первых экспериментов. Химия (аккумуляторы), электризация (электрофорные машины) — все это как-то слабо. Потому что непропорционально дорого, сравнительно с количеством энергии, которое потребовали сети. Сначала осветительные, а потом почти сразу трамвайные. Вот трамвай и толкнул генераторы тока вперед в развитии.

Трамвайная линия — это то, где электроэнергия сама производит движение. Плюсом такого подхода оказалась очень удобная подача такого «топлива» на большие довольно расстояния. И очень органично вписалась в затраты по изготовлению самой трамвайной линии. Когда кладут железные пути, что уж там не проложить вдоль них еще и проволоку, подводящую ток к трамваям, которые могут теперь находиться на линии в любом месте и с одинаковой легкостью получать эту энергию.

Преобразование оказалось симметричным: устройство генератора переменного тока практически такое же, как и у двигателя. Только у генератора назначение — вырабатывать электричество, вращая ротор, а у другого электроэнергия крутит почти такой же ротор, а уже он — колеса трамвая.

О такой передаче энергии механики прошлых веков только мечтали. Ведь когда-то с помощью водяного колеса вращали валы обрабатывающих станков в целых цехах. А энергию механическую передавали тоже механически: с помощью валов, шкивов, ремней, шестеренок… Тут же всего-то — два проводочка. А в случае с трамваями вообще один. Второй — сами рельсы.

Ток переменный и ток постоянный

Сначала открыли электрический ток, когда увидели, что он, себя проявляя, действует. Потом только обнаружили, что ток бывает постоянный, но может быть и переменным.

Собственно говоря, генерация тока всегда и происходит от изменения магнитного поля, проходящего через обмотку. И напряжение, которое при этом возникает, просто обязано быть переменным. Потому что технически просто немыслимо заставить магнитное поле изменяться строго равномерно. Источники тока, полученные другим путем, основывались на стационарных процессах (или квазистационарных — учитывая разряд аккумуляторов), поэтому они и давали исключительно постоянный ток. Когда изобрели телеграф — наверное, первое электрическое изобретение, толкнувшее к созданию масштабных электрических линий, — этот самый ток в них был постоянным, хотя и прерывистым. Постоянный ток не очень высокого напряжения дает в передаче на дальние расстояния огромные потери от сопротивления в проводниках. С этим столкнулся уже Самюэль Морзе, когда протягивал свою первую телеграфную линию в 1844 году от Балтимора до Вашингтона. Они с другом сумели с этим справиться, используя «активное усиление» сигнала с помощью реле.

Усиление сигнала с помощью реле

Трамвайные линии, как известно, поначалу унаследовали эту традицию — питаться постоянным электрическим током, хотя конструкция из магнитов и вращающихся в их поле проводников, будучи использована в качестве генератора, легче и проще производит именно переменный ток.

Назначение генератора — выработка напряжения, постоянного и переменного, отсюда его устройство и принцип работы.

А типы вырабатываемого напряжения и определили строение и принцип действия генераторов.

Поэтому и различаются генераторы типами — генератор постоянного тока и генератор переменного тока.

В генераторах постоянного тока этого постоянства достигают конструкционными ухищрениями: путем создания определенной конфигурации магнитного поля, путем увеличения количества якорных рамок в роторе, в которых наводится разность потенциалов и снятие его с них с помощью многоконтактного коллектора, путем организации особых режимов тока возбуждения на специальных обмотках возбуждения, установленных на магнитах статора, и т.д.

Но, оказалось, проще добиться того же эффекта другим путем: индукционный генератор переменного тока напряжение вырабатывает, а потом оно «выпрямляется» обычной схемой диодного выпрямителя. Что и делает, например, генератор автомобиля.

Принцип работы устройства

Генератор переменного тока — это механико-индукционная машина, создающая переменное электрическое напряжение на своих выходных контактах в ответ на вращение своей подвижной части посторонней силой.

Подвижная часть генератора (или альтернатора) называется ротором, неподвижная — статором.

Две части генератора производят следующее: одна из них создает магнитное поле, а вторая часть содержит проводники, расположенные так, что при изменении относительно них этого магнитного поля (назовем его генерирующим), на их противоположных концах возникает разность потенциалов. Она снимается и переправляется с этих проводников на выходные контакты.

Виды генераторов переменного тока

Отсюда возможны два варианта конструкций генератора переменного тока, в которых:

  • генерирующее магнитное поле создается в статоре и неподвижно;
  • генерирующее магнитное поле создается в роторе и вращается вместе с ним.

В любом случае напряжение, возникающее в результате генерации, нужно снимать не с той части генератора, где создается магнитное поле, а с противоположной.

Первоначально — начиная с опытов по вращению рамки из проводника в неподвижном магнитном поле — ротор и служил для наведения в его обмотках (или рамках) электрической индукции, порождавшей движение электронов к разным концам этих проводников, отчего и возникало напряжение.

Видимо, это связано с тем, что магниты выбирали побольше и потяжелее, дабы создавать сильное поле с большим градиентом, а рамочки с током были совсем легкие. Но теперь и ротор, и статор — это точно пригнанные друг к другу массивные части. Напряжение с вращающегося ротора (или якоря) необходимо снять с помощью специального механизма и отправить на неподвижные выходные контакты. Такой механизм называется коллектором (от лат. «сборщик»), в нем неподвижные подпружиненные щетки, «протянутые» от статора, плотно прижимаются к вращающимся вместе с ротором контактам.

Принцип устройства генераторов электрического тока

Быть может, конструктивно это самая узкая часть электродвигателей и генераторов. Она требует специального исполнения, при вращении детали ее стираются, от плохих контактов — при стертых пластинах контактов, или промежутков между ними, или стертых щетках (которые изготовляются обычно из графита — а от него токопроводящая пыль) — начинается искрение при вращении, и это никому не нравится.

Поэтому самым удобным вариантом генераторов переменного тока является второй. Это когда магнитное поле вращается ротором, а напряжение возникает в неподвижном статоре. И его не надо снимать никаким замысловатым образом.

Однофазные и многофазные

Принцип работы

Магнитное поле можно гонять (изменять, вращать) над одной системой проводников (имеющих два полюса) или над несколькими.

Схема простейшего генератора Схема простейшего генератора

Из рисунка понятно, как устроен простейший генератор переменного тока. Из чего состоит генератор? Основные части — ротор и статор. Мы видим, что ротор с установленным в нем магнитом N–S вращается. При этом полюса магнита, то N, то S, попеременно совсем близко от катушек с обмотками. Обмотки последовательно соединяются друг с другом и потом с выходными контактами. Направление и поток магнитного поля, проходящий через обмотки, при вращении изменяется. От чего и возникает переменное напряжение на выходных контактах с частотой f вращения ротора. Происходит генерирование напряжения, а при подключении к контактам нагрузки возникает переменный ток частоты f.

Схема эта — наипростейшая. Она только чуть сложнее, чем те рамочки, которые крутили когда-то в поле двух магнитов. Только теперь, наоборот, магнит, установленный на роторе, вращается, а неподвижные катушки дают напряжение.

Напряжение получается синусоидальным, достигает максимума и минимума, когда около катушек проходят полюса магнита — около них поток магнитного поля наиболее плотен, и поэтому происходит самое быстрое изменение поля. И на контактах в это время будет наведено максимальное по величине напряжение U, или — U . Когда же ротор повернется так, что магнит будет проходить горизонтальное положение, выходное напряжение будет пересекать нулевое значение.

Трехфазный генератор переменного тока

Однако мы видим, что в этой простой электрической машине еще очень много свободного места. Что ж, можно по периметру статора поставить не одну пару, а несколько пар катушек. Но придется тогда от каждой пары катушек отводить отдельные контакты для напряжений, чтобы напряжения разных пар не гасили друг друга. Получится как бы несколько генераторов в одном, каждый из них будет давать синусоидальное напряжение, но так как катушки повернуты относительно друг друга, и синусоиды будут сдвинуты ровно на такой угол, на какой сдвинуты пары катушек относительно нашей первоначальной.

  Схема трехфазного генератора  Схема простейшего генератора

Катушки распределены по периметру статора равномерно, то есть друг от друга отстоят на угол 120⁰. Точно такой сдвиг фаз получается и у напряжений. Напряжение U1 с нулевым сдвигом (это наша первая пара катушек), напряжение U2 — 120⁰ и напряжение U3 — 240⁰.

Такое напряжение называется трехфазным. Его возможно передавать с помощью единой системы проводов — три провода по одной на каждую фазу, а ноль всех трех объединяется в один. Это можно сделать двумя способами: соединив обмотки катушек по типу «треугольник» или «звезда».

Можно придумать и другие схемы генерации переменного напряжения, например, установив не три пары катушек, а только две. Тогда разница фаз между ними получится в 90⁰.

Применение нашла именно трехфазная система генерации.

При потреблении трехфазного напряжения часто выделяют отдельные фазы и раздают их разным потребителям. Когда потребителей много, то случайным образом «раздавать» фазы можно — в среднем обычно получается одинаковая нагрузка на все фазы. Но это должно отслеживаться. Потому что если потребление по разным фазам сильно отличается или оно очень неравномерно себя ведет во времени, наступает такое явление, как «перекос фаз». Напряжение по разным фазам начинает отличаться. А это ведет к очень многим плохим последствиям: перерасходу электроэнергии, выходу из строя трансформаторов, электроприборов, двигателей. На электростанции — к падению КПД генераторов (они начнут как бы «хромать») и даже выходу из строя генераторов электроэнергии. Чтобы минимизировать такого рода ущерб, нулевой провод обычно хорошо заземляют, но и следить должны энергетики за таким неприятным явлением.

Возбуждение генератора

Реальный генератор отличается от тут нарисованного еще и тем, что в качестве источника магнитного поля использовать постоянные магниты — занятие бесполезное. Магнитное поле в промышленной установке должно быть строго определенной и строго выдерживаемой напряженности. А как добиться строго одинаковой напряженности магнитов на разных фазах в трехфазном генераторе переменного тока? Иначе и напряжения на них будут разные, и будут фазы «вечно хромающими». Поэтому на роторе вместо магнитов используют электромагниты с сердечниками. К ним подводится постоянное напряжение, и они во время работы генератора возбуждают электромагнитное поле строго заданной интенсивности. Постоянное напряжение подается от независимого источника — это может быть аккумулятор или другой источник постоянного тока. Тут опять проблема: или взгромоздить на ротор еще и аккумулятор для питания катушек возбуждения, или снова заморачиваться с коллекторами для передачи напряжения возбуждения. Решение можно назвать соломоновым: сделать на одном роторе как бы сразу два генератора, только второй питает током обмотки возбуждения первого. А в статоре, соответственно, добавляются еще электромагниты для возбуждения магнитного поля в этом втором генераторе, ток от которого используется только в самом роторе, следовательно, снаружи никому и не нужен. И не надо городить никаких коллекторов для его съема. Такая конструкция стала называться «бесщеточный синхронный генератор переменного тока».

Синхронным он называется потому, что оба источника — и генератор тока возбуждения, и генератор-устройство, дающее конечный результат — напряжение на выходе, работают одновременно на одном и том же роторе.

С помощью тока возбуждения можно влиять на напряжение, которое дает генератор-устройство: при увеличении тока возбуждения соответственно усиливается и магнитное поле, возбуждаемое ротором, отчего главные обмотки генератора и будут вырабатывать переменное напряжение более высокой амплитуды.

Этим пользуются для регулировки напряжения, так как скорость вращения ротора менять нельзя, иначе изменится и частота, а она задана жестко техническими характеристиками всей нашей сети электроэнергии.

Наша энергосистема вырабатывает напряжение частотой строго 50 Гц, ее и производят генераторы электростанций — все они вращают свои роторы со скоростью, кратной 50 Гц. А конструкция ротора выводит напряжение, изменяющееся 50 раз в секунду.

Однако во многих случаях, где высокая точность частоты вырабатываемой энергии не критична, используют асинхронные генераторы. Они проще и дешевле синхронных, но дают напряжение с большим разбросом параметров. Это неважно там, где оно последующими схемами все равно будет преобразовано в постоянное.

Похожие статьи:

Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы, классификация

На заре электрификации генератор постоянного тока оставался безальтернативным источником электрической энергии. Довольно быстро эти альтернаторы были вытеснены более совершенными и надёжными трехфазными генераторами переменного тока. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал быть востребованным, поэтому устройства для его генерации совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, актуальность генераторов постоянного электротока не потерялась. Например, они используются для питания силовых линий на городском электротранспорте, используемых трамваями и троллейбусами. Такие генераторы по-прежнему используют в технике электросвязи в качестве источников постоянного электротока в низковольтных цепях.

Устройство и принцип работы

В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.

Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом.

Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e1 = Blvsinwt; e2 = -Blvsinwt; , где Bмагнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, tвремя, wt – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.  

При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinwt, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, данная конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график сгенерированного тока имеет вид, как показано на рис.2.

Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.

Рис. 3. Ротор генератора

Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются – обмотки контура или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а полученный переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

И напоследок: если на коллектор подать постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 4. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Рис. 4. Двигатель постоянного тока

Классификация

Различают два вида генераторов постоянного тока:

  • с независимым возбуждением обмоток;
  • с самовозбуждением.

Для самовозбуждения генераторов используют электричество, вырабатываемое самим устройством. По принципу соединения обмоток якоря самовозбуждающиеся альтернаторы с делятся на типы:

  • устройства с параллельным возбуждением;
  • альтернаторы с последовательным возбуждением;
  • устройства смешанного типа (компудные генераторы).

Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

С параллельным возбуждением

Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные  показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

Достоинство: на генераторы с параллельным возбуждением слабо влияют токи при КЗ.

С независимым возбуждением

В качестве источника питания для обмоток возбуждения часто используют аккумуляторы или другие внешние устройства. В моделях маломощных машин используют постоянные магниты, которые обеспечивают наличие основного магнитного потока.

На валу мощных генераторов расположен генератор-возбудитель, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря. Для возбуждения достаточно 1 – 3% номинального тока якоря и не зависит от него. Изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

Преимущество независимого возбуждения состоит в том, что на возбуждающий ток никак не влияет напряжение на зажимах. А это обеспечивает хорошие внешние характеристики альтернатора.

С последовательным возбуждением

Последовательные обмотки вырабатывают ток, равен току генератора. Поскольку на холостом ходе нагрузка равна нулю, то и возбуждение нулевое. Это значит, что характеристику холостого хода невозможно снять, то есть регулировочные характеристики отсутствуют.

В генераторах с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, при вращении ротора на холостых оборотах. Для запуска процесса возбуждения необходимо к зажимам генератора подключить внешнюю нагрузку. Такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Такие устройства можно использовать только для питания электроприборов с постоянной нагрузкой.

Со смешанным возбуждением

Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

  • зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
  • характеристики внешних параметров;
  • регулировочные величины.

Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5).  Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена (см. рис. 6).  Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. (см. верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

Реакция якоря

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

ЭДС

Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая указанные параметры можно управлять величиной ЭДС, а значит и напряжением. Проще всего, желаемого результата можно достичь путём регулировки частоты вращения якоря.

Мощность

Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EIa. Отдаваемая в цепь полезная мощность P1 = UI.

КПД

Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом ηe. Тогда: ηe=P1/P.

На холостом ходе ηe = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

Видео по теме

Список использованной литературы

  • Вольдек А. И., Попов В. В. «Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы» 2008
  • О.А.Косарева «Шпаргалка по общей электротехники и электроники»
  • Китаев В. Е., Корхов Ю. М., Свирин В. К. «Электрические машины» Часть 1. Машины постоянного тока. 1978
  • Данилов И.А., Лотоцкий К.В. «Электрические машины» 1972

Как работает генератор переменного тока?

Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки {рисунок справа). Электроны {голубые шарики) перемещаются по направлению к положительному полюсу магнита, а электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают катушку (проводник), в проводнике индуцируется электрический ток.

Аналогичный принцип работает и при перемещении проволочной рамки относительно магнита {дальний рисунок справа), т. е. когда рамка пересекает силовые линии магнитного поля. Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется. Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное. Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Принцип действия генератора переменного тока

Простейший генератор переменного тока состоит из проволочной рамки, вращающейся между полюсами неподвижного магнита. Каждый конец рамки соединен со своим контактным кольцом, скользящим по электропроводной угольной щетке (рисунок над текстом). Индуцированный электрический ток течет к внутреннему контактному кольцу, когда соединенная с ним половина рамки проходит мимо северного полюса магнита, и, наоборот, к внешнему контактному кольцу, когда мимо северного полюса проходит другая половина рамки.

Трехфазный генератор переменного тока

Одним из наиболее экономически выгодных способов выработки сильного переменного тока является использование одного магнита, вращающегося относительно нескольких обмоток. В типичном трехфазном генераторе три катушки расположены равноудалено от оси магнита. Каждая катушка вырабатывает переменный ток, когда мимо нее проходит полюс магнита (правый рисунок).

Изменение направления электрического тока

Когда магнит вдвигается в проволочную катушку, он индуцирует в ней электрический ток. Этот ток заставляет стрелку гальванометра отклоняться в сторону от нулевого положения. Когда магнит вынимается из катушки, электрический ток изменяет свое направление на противоположное, и стрелка гальванометра отклоняется в другую сторону от нулевого положения.

Переменный ток

Магнит не будет индуцировать электрический ток до тех пор, пока его силовые линии не начнут пересекать проволочную петлю. Когда полюс магнита вдвигается в проволочную петлю, в ней индуцируется электрический ток. Если магнит прекращает движение, электрический ток (голубые стрелки) также прекращается (средняя диаграмма). Когда магнит вынимается из проволочной петли, в ней индуцируется электрический ток, текущий в противоположном направлении.

Простейший генератор переменного тока — Энциклопедия по машиностроению XXL

Рис. 28. Схема простейшего генератора переменного тока

Простейший генератор переменного тока. Электрические машины, являюш иеся источниками электрической энергии, называются генераторами. Генераторы бывают переменного и постоянного тока.  [c.41]

Принципиальное устройство простейшего генератора переменного тока показано на рис. 53. В этом генераторе концы рамки проводника присоединяются каждый к своему кольцу, а к кольцам прижимаются щетки генератора. Щетки замыкаются внешней цепью через электрическую лампочку. При вращении рамки с кольцами в магнитном поле генератор даст переменный ток, изменяющий через каждые пол-оборота величину и направление. Такой переменный ток называется однофазным. В технике применяются генераторы трех-  [c.123]

Рис. 53. Схема простейшего генератора переменного тока
В качестве бесконтактных электрических первичных преобразователей используются всевозможные системы индукционные, оптические, индуктивные, емкостные, ультразвуковые, радиоактивные, холловские, стробоскопические и др. В тех случаях, когда не требуется полной разгрузки вала объекта измерения от реактивных тормозящих моментов, находят широкое применение индукционные системы самых разнообразных конструкций. Такие устройства, представляющие собой простейшие генераторы переменного тока, выполняются либо с неподвижным, либо с вращающимся постоянным магнитом. Табл. 25 дает представление о наиболее типичных схемах индукционных преобразователей.  [c.246]

Простейший генератор переменного тока (рис.. 2.4) представляет собой виток 1—2, вращающийся в равномерном магнитном поле, создаваемом электромагнитами Л и 5. Концы витка 1—2 присоединены к двум кольцам, вращающимся с той же частотой, что и виток.  [c.20]

Генераторы постоянного тока вырабатывают по сути дела пере.х. енное напряжение, которое выпрямляется особым устройством — коллектором. Рассмотрим работу простейшего генератора переменного тока (рис. 3.1),  [c.126]

Для локализации можно применить постоянный или переменный ток. Метод с применением переменного тока имеет то преимущество, что результаты измерения Ub могут быть получены при помощи простых металлических электродов. При способе Пирсона [17] применяется генератор переменного тока звуковой частоты, описанный в разделе 3.6.1,2. Разность потенциалов снимается двумя операторами при помощи контактных колодок (башмаков) или шупов и регистрируется по показанию прибора или по звуковому сигналу. На рис. 3.30 показано соответствующее измерительное устройство и изображены кривые показания прибора на месте дефекта. Кривые 1 п 2 здесь соответствуют потенциалам U» и Us на рис. 3.29.  [c.126]


Конструктивно генераторы переменного тока с вращающимся магнитом очень просты, так как отпадает необходимость в скользящих контактных устройствах кроме того, они нозволяют сохранить некоторое постоянство тока в лампах ири переменном числе оборотов магнита без применения специального регулирующего устройства.  [c.229]

Простейшая схема включения полупроводникового диода в цепь генератора переменного тока в качестве выпрямителя для заряда аккумуляторной батареи приведена на рис. 54. Схема обеспечивает выпрямление тока, идущего только в прямом направлении (па  [c.112]

Обмотка якоря генератора постоянного тока вращается и подвергается воздействию центробежных сил. Обмотка статора генератора переменного тока неподвижна и центробежные силы на нее не действуют. Условия работы обмотки статора значительно благоприятнее, чем у обмотки якоря. Поэтому короткие замыкания в обмотке статора происходят редко, а короткое замыкание в обмотке якоря генератора постоянного тока — довольно распространенный дефект. Вращающаяся обмотка возбуждения генератора переменного тока благодаря своей простой форме и отсутствию большого количества резких перегибов провода является достаточно надежной в эксплуатации.  [c.121]

Генераторы переменного тока более надежны, так как в них нет пластин коллектора, ускоряющих износ щеток. Они имеют более простую обмотку якоря, меньшие габаритные размеры и вес, обеспечивают заряд аккумуляторной батареи при малой скорости движения автомобиля. Недостатки высокая стоимость 108  [c.108]

Последнее время на дизель-генераторах переменного тока с повышенными требованиями к точности поддержания частоты и распределения активных нагрузок между агрегатами, начали применяться двухимпульсные регуляторы с обычным импульсом по скорости и дополнительным по нагрузке. При этом измерение нагрузок производится электрическим путем. Измерение скорости может также производиться электрическим путем, по отклонению частоты от заданной или обычным механическим измерителем скорости. В первом случае, в силу однородности обоих импульсов они сопоставляются и суммируются простейшим образом. Однако из-за невозможности существенной перенастройки резонансных устройств и полосовых фильтров, применяемых для измерения отклонения частоты, эти системы на практике приходится дополнять простейшими механическими регуляторами скорости для управления двигателем на пониженных оборотах в период  [c.447]

На тракторах все больше стали применяться дешевые, простые по конструкции и надежные в работе генераторы переменного тока с постоянными магнитами. Срок службы этих генераторов зависит в основном только от износа шариковых подшипников.  [c.3]

Автомобильные трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением по сравнению с генераторами постоянного тока проще по конструкции, имеют меньшие габаритные размеры и вес при той же мощности, более надежны в эксплуатации. Расход меди на обмотки примерно в 2,5 раза меньше, чем в генераторах постоянного тока. В генераторах переменного тока нет коллектора, вместо сложной обмотки якоря применяется технологически простая обмотка статора, обмотка возбуждения состоит из одной катушки. Удельная мощность генераторов постоянного тока не превышает 45 вт, а генераторов переменного тока достигает до 100 вт на 1 кг веса генератора.  [c.58]


При простейшей проверке генератора надо при отключенной аккумуляторной батарее замкнуть зажим генератора постоянного тока илн зажим + генератора переменного тока через лампу или вольтметр на массу.  [c.312]
Рис. 48. Схема простейшего трехфазного генератора переменного тока
Генераторы переменного тока просты по своей конструкции. На рис. 48 показана электрическая схема простейшего трехфазного генератора переменного тока. На статоре 1 генератора расположены три катушки, смещенные по отношению друг к другу на угол 120°. Один из выводов каждой, катушки соединен с общим неподвижным кольцом, а другой подведен к отдельной изолированной клемме (три таких клеммы 5 установлены на корпусе генератора). В электротехнике такой способ соединения катушек называют соединением в звезду. На вращающемся внутри статора роторе 2 размещена обмотка возбуждения 3, в которую подается постоянный ток от аккумуляторной батареи через щетки 4, скользящие по контактным кольцам ротора. При вращении ротора магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения, пересекает витки  [c.72] На рис. 185 показано простейшее устройство такого типа. Генератор переменного тока через тиратрон Тр питает потенциометр R. К нему подключены, с одной стороны, объем горной породы, лежащий между электродами Е, и, с другой стороны, цепь, состоящая из. сопротивления R и емкости С. Все устройство образует мост.  [c.217]

Устройство простейшего генератора постоянного тока показано на рис. 2, а. При вращении рамка пересекает магнитные силовые линии, создаваемые магнитом, и в ней наводится э. д. с. Так как участки проводника аб и вг пересекают магнитные силовые линии в противоположных направлениях, то и наводимые в них э. д. с. имеют противоположные направления. Стороны рамки соединены последовательно, следовательно э. д. с. в них складываются, и с пластин снимается напряжение, равное сумме э. д. с. Ток, получаемый от простейшего генератора, не остается постоянным по величине. Рамка при своем вращении пересекает различное число силовых линий. Наибольшее число их рамка пересекает, когда ее стороны находятся под полюсами. В этот момент в ней индуктируется наибольшая э. д. с. Когда стороны рамки не пересекают силовых линий (находятся между полюсами), э. д. с. в ней уменьшается до нуля. Величина э. д. с. в единицу времени зависит от угла, под которым рамка пересекает магнитные силовые линии. Графически это изменение выражается кривой, называемой синусоидой (рис, 2, б), где Г —время, в течение которого происходит одно полное изменение э. д. с. (один оборот рамки), —значение э. д. с. Таким образом получают ток /, который меняет свою величину и направление, т. е. переменный ток.  [c.5]

Таким образом, простейший генератор постоянного тока создает напряжение и ток, постоянные по направлению, но переменные по величине. Чтобы сделать напряжение и ток более постоянными по величине, увеличивают число витков обмотки якоря, соединяя их между собой определенным образом. Коллектор соответственно составляют не из двух, а из большего количества частей.  [c.35]

Генератор переменного тока, несмотря на вырабатываемый им переменный ток. представляет собой гораздо более простой, надежный и мощный прибор по сравнению с генератором постоянного тока. По этой причине он в большей ипи меньшей мере вытеснил его на всех современных машинах.  [c.184]

Генерирование переменного тока. Простейшим генератором переменно,го тока является виток проводника, вращающийся в однородном магнитном поле Н (фиг. 169).  [c.207]

Устройство, которое пропускает ток в одном направлении и не пропускает в другом, называется выпрямителем. Современные выпрямители выполнены из полупроводниковых материалов и имеют высокий коэффициент полезного действия. На рис. 3.7 показана простейшая схема подключения генератора переменного тока к нагрузке через диодный выпрямитель. Выпрямитель пропускает только верхнюю полуволну тока, отсекая нижнюю, поэтому с выпрямителя на нагрузку поступает пульсирующий ток всегда одного направления. По очевидным причинам такой выпрямитель известен под названием однополупериодного. Выпрямитель такого типа прост, но мало эффективен, потому что нижний полупериод тока просто теряется.  [c.39]

Весьма простая по конструкции демонстрационная модель двигателя 10-В с кольцевым регенератором в цилиндре может быть использована в качестве учебного пособия. Мощность и КПД двигателя низкие, но вполне достаточные для демонстрации принципа его действия. Модель приспособлена для работы с солнечным концентратором, состоящим из линз Френеля. В качестве нагрузки двигателя используется электрический генератор переменного тока и различные типы инерционных насосов.  [c.228]

Для преобразования переменного тока в постоянный на подстанциях применяются ртутные выпрямители, значительно более простые и дешёвые, чем применявшиеся ранее мотор-генераторы.  [c.415]

Система магнитный усилитель— двигатель (МУ-Д). В системах Г—Д и ЭМУ-Д для преобразования переменного тока в постоянный ток регулируемого напряжения применяют электрические вращающиеся машины асинхронные или синхронные двигатели и генераторы постоянного тока обычные или специальные ЭМУ). Надежность и экономичность таких установок недостаточно высока. В настоящее время стремятся заменить вращающиеся преобразователи статическими устройствами. К числу их относятся магнитные усилители. Схема простейшего магнитного усилителя приведена на фиг. 29.  [c.135]


Для менее точных измерений нами рекомендован простой прибор, состоящий из двух поляризованных реле и катодного вольтметра [22]. В этом приборе одно реле, питаемое от сети переменного тока, выполняет функции генератора импульсов, а второе — переключающего устройства. Прибор обеспечивает непосредственное измерение омической составляющей потенциала на исследуемом электроде.  [c.19]

Б. П. Белкин предложил специальный автомат АРТ-61, простой и надежный в эксплуатации, позволяющий осуществлять хромирование при режимах, описанных выше. Прибор обеспечивает автоматическое реверсирование тока по заданному режиму с независимым изменением времени выдержки для катодного периода в пределах 0,5—10 мин и анодного периода в пределах 0,5—17 с, а также при независимом изменении силы тока катодного и анодного периодов от О до 600 А. Размер автомата 320 X 210 х 180 мм, масса около 8 кг. Питание автомата осуществляется переменным током напряжением 220 В от сети и постоянным током напряжением 12 В от генератора. При изменении напряжения в сети на 5% точность времени выдержки периодов составляет до 1 %.  [c.191]

Рассмотрим простейший случай получения переменного тока от генератора (рис. 2).  [c.9]

Материалом полюсов ротора и магнитопровода статора является сталь, она не оказывает существенного сопротивления прохождению магнитного потока. Магнитный поток, возникнув в обмотке возбуждения, проходит в основном через полюсную систему ротора и магнитопровод статора. При вращении ротора напротив катушек обмоток фаз статора последовательно находятся то северный Ы, то южный 5 полюсы ротора, магнитный поток изменяется по величине и направлению, что по закону Фарадея достаточно для появления на выводах обмоток фаз переменного электрического напряжения. Частота этого напряжения / связана с частотой вращения ротора Пр и числом пар полюсов ротора р простым соотношением / = рЛр/бО. В современных отечественных автомобильных вентильных генераторах р = , поэтому частота их переменного тока в 10 раз меньше частоты вращения ротора.  [c.8]

Опишите простейшие способы проверки генераторов постоянного и переменного тока.  [c.364]

Таким образом, внутри генератора постоянного тока вырабатывается переменный ток, но благодаря тому, что концы рамки подключены к полукольцам, которые можно назвать коллектором (выпрямительным устройством простейшего вида), во внешней цепи будет протекать ток одного направления (выпрямленный ток).  [c.93]

Принцин действия простейшего генератора переменного тока рассмотрен в 22. Здесь мы изучим конструкцию тракторных генераторов ГЗО-А2, Г31-А и Г32-А2 и их работу.  [c.229]

На рис. 3 приведена эта зависимость. С увеличением параметра р, отмеченная чуветвительноеть может быть несколько понижена. Тем не менее практическая область применения простейшего инерционного пружинного гасителя — подавление колебаний постоянной частоты, возникающих, например, при работе синхронных электродвигателей, генераторов переменного тока и т. д. Соглаено (7) эффективноеть его работы при правильной настройке (6) достигается минимизацией диссипативных потерь в гасителе.  [c.329]

Генераторы. Для питания электроприемников на автотележке ТГ-200 установлен генератор постоянного тока, а на автотележке МГ-150 — переменного тока. Схема простейшего генератора постоянного тока приведена  [c.193]

Простейший генератор перемеиного однофаз1ного тока мало отличается от описанного выше простейшего генератора постоянного тока. Разница состоит в том, что вместо коллекторных пластин концы пр01В0Д НИ1ка у генератора переменного тока закрепляются на контактных кольцах, с которых при помощи щеток во внешнюю цепь снимается переменное напряжение. В технике широкое распростра нение получил трехфазный переменный ток, простейший генератор которого имеет три обмотки (рам ки), сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120° и соединенные между собой.  [c.129]

Генераторы переменного тока, рассчитанные в основном на осветительную нагрузку, отличаются простым устройством и надежной работой. Недостаток их — относительно узкий диапазон частоты вращения, при которой создается нормальное напряжение на зажимах. На рис. 226 показан, генератор Г-305 переменного тока, устанайливаемый на дизелях Д-10В. Статор 11 генератора собирают из электротехнической стали. На зубцы статора надеты девять катушек 10 трехфазной обмотки статора. Каждая катушка имеет тринадцать витков. Катушки в каждой фазе соединены последовательно по три, а фазы соединены в звезду .  [c.211]

На тепловозах применяют электрические передачи трех видов. Передача постоянного тока (рис. 7.12), в которой и тяговый генератор Г, и тяговые двигатели ЭД выполнены в виде машин постоянного тока. Такие передачи наиболее просты, не имеют промежуточных звеньев, обладают высокими к. п. д. и регулировочными качествами. Однако при росте секционной мощности тепловозов снижается надежность тяговых генераторов. Поэтому такие передачи применяются только при секционной мощности до 2210 кВт (тепловозы ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ2, ТЭЗ, ТЭЮ и др.). Передача переменно-постоянного тока (рис. 7.13), в которой тяговый генератор Г выполнен в виде синхронного генератора переменного тока, а тяговые двигатели ЭД—постоянного тока. Для преобразования переменного тока в постоянный между генератором и двигателями включена выпрямительная установка ВУ, в связи с чем несколько снижается  [c.191]

В отдельных особо благоприятных случаях эта вероятность может оказаться даже в пределах достижимости современной техники эксперимента. Более того, существуют приборы, работающие на макроскопическом пролете виртуальных фотонов. Одним из простейших приборов такого типа является обычный трансформатор. Электроэнергия передается из одной обмотки трансформатора в другую (зазор между обмотками явно макроскопический) потоком виртуальных фотонов с энергией Йш (со — частота переменного тока) и с длинами волн, имеющими порядок размеров зазора. Соответствующий этим волнам импульс на много порядков превышает импульс свободной волны частоты ш, так как длина такой волны при со = 50 Гц имеет-порядок 10 км. Можно, конечно, возразить, что трансформатор — прибор неквантовый. Тогда возьмем чисто квантовое явление — ядерный магнитный резонанс, одна из схем которого приведена и объяснена в гл. И, 5, рис. 2.10. В этой установке уже одиночные виртуальные фотоны, излучаемые высокочастотной катушкой, резонансно поглощаются одиночными ядерными магнитными моментами. Виртуальность этих фотонов видна без всяких расчетов из того, что только при наличии резонирующих ядер из генератора, питающего высокочастотную катушку, интенсивно выкачивается энергия (на этом и оснр-  [c.330]

Электрические методы обогрева подразделяются на прямые и косвенные. При прямых методах обогрева электрический ток пропускается непосредственно по телу модели (трубы, пластинь[, ленты рис. 6.22). Этот метод позволяет получать любые требуемые плотности теплового потока q . на поверхности теплообмена (стенке). Наиболее просто реализуется граничное условие = onst, для чего используют трубки или ленты с постоянной толщиной стенки и малыми температурными коэффициентами электрического сопротивления. Заданный закон распределения можно реализовать, применив профилирование толщинь[ стенки. Для обогрева используется переменный ток промышленной частоты от трансформаторов низкого напряжения или постоянный от генераторов низкого напряжения.  [c.391]



Трёхфазный ток, преимущества трёхфазного тока при использовании

Преимущества трёхфазного тока очевидны только специалистам электрикам. Что такое трехфазный ток для обывателя представляется весьма смутно. Давайте развеем неопределенность.

Трехфазный переменный ток

Большинство людей, за исключением специалистов — электриков, имеют весьма смутное представление, что такое так называемый «трёхфазный» переменный ток, да и в понятиях, что такое сила тока, напряжение и электрический потенциал, а также мощность, — часто путаются.

Попытаемся простым языком дать начальные понятия об этом. Для этого обратимся к аналогиям. Начнём с простейшей – протекания постоянного тока в проводниках. Его можно сравнить с водным потоком в природе. Вода, как известно, всегда течёт от более высокой точки поверхности к более низкой. Всегда выбирает самый экономичный (наикратчайший) путь. Аналогия с протеканием тока – полнейшая. Причём количество воды протекающей в единицу времени через какое-то сечение потока будет аналогично силе тока в электрической цепи. Высота любой точки русла реки относительно нулевой точки – уровня моря – будет соответствовать электрическому потенциалу любой точки цепи. А разница в высоте любых двух точек реки будет соответствовать напряжению между двумя точками цепи.

Используя эту аналогию можно легко представить в уме законы протекания постоянного электрического тока в цепи. Чем выше напряжение – перепад высот, тем больше скорость потока, и, следовательно, количество воды протекающей по реке в единицу времени.

Водный поток, точно так же как электрический ток при своём движении испытывает сопротивление русла – по каменистому руслу вода будет протекать бурно, меняя направление, немного нагреваясь от этого (бурные потоки даже в сильные морозы не замерзают вследствие нагрева от сопротивления русла). В гладком канале или трубе вода потечёт быстро и в итоге в единицу времени канал пропустит гораздо больше воды, чем извилистое и каменистое русло. Сопротивление потоку воды полностью аналогично электрическому сопротивлению в цепи.

Теперь представим закрытую бутылку, в которой налито немного воды. Если мы начнём эту бутылку вращать вокруг поперечной оси, то вода в ней будет перетекать попеременно от горлышка к донышку и наоборот. Это представление – аналогия переменному току. Казалось бы, одна и та же вода перетекает туда-сюда и что? Тем не менее, этот переменный поток воды способен совершать работу.

Откуда вообще появилось понятие переменный ток? к содержанию

Да с тех самых пор, когда человечество, узнав, что перемещение магнита вблизи проводника вызывает электрический ток в проводнике. Именно движение магнита вызывает ток, если магнит положить рядом с проводом и не двигать – никакого тока в проводнике это не вызовет. Далее, мы хотим получить (генерировать) в проводнике ток, чтобы использовать его в дальнейшем для каких-либо целей. Для этого изготовим катушку из медного провода и начнём возле неё двигать магнит. Магнит можно передвигать возле катушки как угодно – двигать по прямой туда-сюда, но, чтобы не двигать магнит руками, создать такой механизм технически сложнее, чем просто начать его вращать около катушки, аналогично вращению бутылки с водой из предыдущего примера. Вот именно таким образом — по техническим причинам — мы и получили синусоидальный переменный ток, используемый ныне повсеместно. Синусоида – это развёрнутое во времени описание вращения.

В дальнейшем оказалось, что законы протекания переменного тока в цепи отличаются от протекания постоянного тока. Например, для протекания постоянного тока сопротивление катушки равно просто омическому сопротивлению проводов. А для переменного тока – сопротивление катушки из проводов значительно увеличивается из-за появления, так называемого индуктивного сопротивления. Постоянный ток через заряженный конденсатор не проходит, для него конденсатор – разрыв цепи. А переменный ток способен свободно протекать через конденсатор с некоторым сопротивлением. Далее выяснилось, что переменный ток может быть преобразован с помощью трансформаторов в переменный ток с другими напряжением или силой тока. Постоянный ток такой трансформации не поддаётся и, если мы включим любой трансформатор в сеть постоянного тока (что делать категорически нельзя), то он неизбежно сгорит, так как постоянному току будет сопротивляться только омическое сопротивление провода, которое делается как можно меньше, и через первичную обмотку потечёт большой ток в режиме короткого замыкания.

Заметим также, что электродвигатели могут быть созданы для работы и от постоянного тока, и от переменного тока. Но разница между ними такая – электродвигатели постоянного тока сложнее в изготовлении, но зато позволяют плавно изменять скорость вращения обычным регулирующим силу тока реостатом. А электродвигатели переменного тока гораздо проще и дешевле в изготовлении, но вращаются только с одной, обусловленной конструкцией скоростью. Поэтому в практике широко применяются и те, и другие. В зависимости от назначения. Для целей управления и регулирования применяются двигатели постоянного тока, а в качестве силовых установок – двигатели переменного тока.

Далее конструкторская мысль изобретателя генератора двигалась примерно в таком направлении – если удобнее всего для генерации тока использовать вращение магнита рядом с катушкой, то почему бы вместо одной катушки генератора не расположить вокруг вращающегося магнита несколько катушек (места-то вокруг вон сколько)?

Получится сразу же, как бы несколько генераторов, работающих от одного вращающегося магнита. Причём переменный ток в катушках будет отличаться по фазе – максимум тока в последующих катушках будет несколько запаздывать относительно предыдущих. То есть синусоиды тока, если их графически изобразить, будут, как бы между собой, сдвинуты. Это важное свойство – сдвиг фаз, о котором мы расскажем ниже.

Примерно так рассуждая, американский изобретатель Никола Тесла и изобрёл сначала переменный ток, а затем и трёхфазную систему генерации тока с шестью проводами. Он расположил три катушки вокруг магнита на равном расстоянии под углами 120 градусов, если за центр углов принять ось вращения магнита.

(Число катушек (фаз) вообще-то может быть любым, но для получения всех тех преимуществ, что даёт многофазная система генерации тока, минимально достаточно трёх).

Далее русский учёный электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский развил изобретение Н. Тесла, впервые предложив трёх — и четырёхпроводную систему передачи трёхфазного переменного тока. Он предложил соединить один конец всех трёх обмоток генератора в одну точку и передавать электроэнергию всего по четырём проводам. (Экономия на дорогих цветных металлах существенная). Оказалось, что при симметричной нагрузке каждой фазы (равным сопротивлением) ток в этом общем проводе равняется нулю. Потому что при суммировании (алгебраическом, с учётом знаков) сдвинутых по фазе на 120 градусов токов они взаимно уничтожаются. Этот общий провод так и назвали – нулевой. Поскольку ток в нём возникает только при неравномерности нагрузок фаз и численно он небольшой, гораздо меньше фазных токов, то представилась возможность использовать в качестве «нулевого» провод меньшего сечения, чем для фазных проводов.

По этой же самой причине (сдвиг фаз на 120 градусов) трехфазные трансформаторы получились значительно менее материалоёмкими, так как в магнитопроводе трансформатора происходит взаимопоглощение магнитных потоков и его можно делать с меньшим сечением.

Сегодня трёхфазная система электроснабжения осуществляется четырьмя проводами, три из них называются фазными и обозначаются латинскими буквами: на генераторе — А, В и С, у потребителя — L1, L2 и L3. Нулевой провод так и обозначается – 0. 

Напряжение между нулевым проводом и любым из фазных проводов называется – фазным и составляет в сетях потребителей – 220 вольт.

Между фазными проводами тоже существует напряжение, причём значительно выше, чем фазное напряжение. Это напряжение называется линейным и составляет в цепях потребителей 380 вольт. Почему же оно больше фазного? Да всё это из-за сдвига фаз на 120 градусов. Поэтому, если на одном проводе, к примеру, в данный момент времени потенциал равен плюс 200 вольт, то на другом фазном проводе в этот же момент времени потенциал будет минус 180 вольт. Напряжение – это разность потенциалов, то есть оно будет + 200 – (-180)=+380 В.

Возникает вопрос, если по нулевому проводу ток не протекает, то нельзя ли его вообще убрать. Можно. И мы получим трёхпроводную систему электроснабжения. С соединением потребителей так называемым «треугольником» — между фазными проводами. Однако нужно заметить, что при неравномерной нагрузке в сторонах «треугольника» на генератор будут действовать разрушающие его нагрузки, поэтому данную систему можно применять при огромном количестве потребителей, когда неравномерности нагрузок нивелируются. Передача электроэнергии от больших электростанций при высоких фазных и линейных напряжениях (сотни тысяч вольт) так и осуществляются. Почему же применяется такое высокое напряжение. Ответ простой – чтобы уменьшить потери в проводах на нагрев. Так как нагрев проводов (потери энергии) пропорционален квадрату протекающего тока, то желательно чтобы протекающий ток был минимален. Ну а для передачи необходимой мощности при минимальном токе нужно повышать напряжение. Линии электропередач (ЛЭП) так и обозначаются, к примеру, ЛЭП – 500 – это линия электропередачи под напряжением 500 киловольт.

Кстати потери в проводах ЛЭП можно ещё более снизить, применяя передачу постоянного тока высокого напряжения (перестаёт действовать емкостная составляющая потерь, действующая между проводами), проводились даже такие эксперименты, но широкого распространения пока такая система не получила, видимо вследствие большей экономии в проводах при трёхфазной системе генерации.

Выводы: преимущества трёхфазной системы к содержанию

В заключение статьи подведём итоги, – какие же преимущества даёт трёхфазная система генерации и электроснабжения?

  1. Экономия на количестве проводов, необходимых для передачи электроэнергии. Учитывая немалые расстояния (сотни и тысячи километров) и то, что для проводов используют цветные металлы с малым удельным электрическим сопротивлением, экономия получается весьма существенной.
  2. Трёхфазные трансформаторы, при равной мощности с однофазными, имеют значительно меньшие размеры магнитопровода. Что позволяет получить существенную экономию.
  3. Очень важно, что трёхфазная система передачи электроэнергии создаёт при подключении потребителя к трём фазам как бы вращающееся электромагнитное поле. Опять-таки, вследствие сдвига фаз. Это свойство позволило создать чрезвычайно простые и надёжные трёхфазные электродвигатели, у которых нет коллектора, а ротор, по сути, представляет собой простую «болванку» в подшипниках, к которой не нужно подсоединять никакие провода. (На самом деле конструкция короткозамкнутого ротора имеет свои особенности и вовсе не болванка) Это так называемые трёхфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Очень широко распространённые сегодня в качестве силовых установок. Замечательное свойство таких двигателей – это возможность менять направление вращения ротора на обратное простым переключением двух любых фазных проводов.
  4. Возможность получения в трёхфазных сетях двух рабочих напряжений. Другими словами менять мощность электродвигателя или нагревательной установки путём простого переключения питающих проводов.
  5. Возможность значительного уменьшения мерцаний и стробоскопического эффекта светильников на люминисцентных лампах путём размещения в светильнике трёх ламп, питающихся от разных фаз.

Благодаря этим преимуществам трёхфазные системы электроснабжения получили широчайшее распространение в мире.

Что такое генератор переменного тока и как он работает?

Вы можете подумать, что аккумулятор питает все электрические устройства в вашем автомобиле, будь то стеклоочистители, фары или радио. На самом деле именно автомобильный генератор производит большую часть электроэнергии вашего автомобиля — ваша батарея в основном используется только для запуска вашего автомобиля и обеспечения питания, когда двигатель не работает.[1] Генератор переменного тока является важным компонентом системы зарядки автомобиля, поэтому полезно понять, как он работает, если вам придется иметь дело с тем, что ваш автомобиль не заводится.

Что такое генератор?

Генератор переменного тока — это генератор, предназначенный для распределения электроэнергии по автомобилю и подзарядки аккумулятора.[1] За исключением некоторых гибридных моделей, все автомобили со стандартным двигателем внутреннего сгорания будут иметь генератор переменного тока. Генератор размером с кокосовый орех обычно крепится к передней части двигателя и обматывается ремнем.[2]

Компоненты генератора

Компоненты генератора переменного тока предназначены для обеспечения нужного типа и нужного количества энергии для автомобиля.Система зарядки вашего автомобиля состоит из множества частей, но вот основные компоненты и их функции:

Ротор и статор

Ротор и статор являются компонентами генератора переменного тока, вырабатывающими электричество.[3][4][5] Ротор, цилиндрическая деталь, окруженная магнитами, вращается внутри статора, который содержит фиксированный набор токопроводящих медных проводов. Движение магнитов по проводке — это то, что в конечном итоге создает электричество.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения контролирует мощность генератора.[2] Он контролирует уровень напряжения, подаваемого на аккумуляторную батарею, и подает питание на остальные части автомобиля.

Диодный выпрямитель

Диодный выпрямитель преобразует напряжение от генератора переменного тока в форму, которая может использоваться аккумулятором для перезарядки.[2][4]

Вентилятор охлаждения

Генераторы выделяют много тепла и нуждаются в охлаждении для эффективной работы. Хотя они оснащены вентиляционными отверстиями и алюминиевым корпусом для лучшего отвода тепла, они также оснащены вращающимися вентиляторами для дополнительного охлаждения.[2][4] Новые модели генераторов переменного тока имеют внутренние охлаждающие вентиляторы, тогда как более старые версии, как правило, имеют внешние лопасти вентилятора.

Как работает генератор

Что делает генератор? Как известно, генератор переменного тока обеспечивает автомобиль большей частью электроэнергии и помогает заряжать аккумулятор. Но чтобы сделать все это, генератор переменного тока должен сначала превратить механическую энергию в электричество.

Как генератор переменного тока производит электричество

Процесс производства электроэнергии начинается с двигателя.В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через змеевиковый ремень, хотя в старых автомобилях может быть отдельный шкив, идущий от коленчатого вала к генератору. Движение ремня — механическая энергия — вращает ротор генератора с высокой скоростью внутри статора.[2][5]

Электричество вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, преднамеренно расположены так, что когда они проходят над медной проводкой в ​​статоре, создается магнитное поле. 5 Это магнитное поле, в свою очередь, создает напряжение, которое захватывается статором. Затем эта мощность поступает к регулятору напряжения, который распределяет электроэнергию по транспортному средству и управляет количеством напряжения, которое получает аккумулятор.[2]

Как генератор заряжает аккумулятор?

Прежде чем батарея сможет использовать энергию, поступающую от генератора переменного тока, ее необходимо преобразовать в формат, который может использовать батарея. Это потому, что электричество может течь в разных токах или направлениях.Автомобильные аккумуляторы работают от одностороннего постоянного тока (DC), в то время как генераторы переменного тока вырабатывают электричество переменного тока (AC), которое иногда течет в обратном направлении. Таким образом, перед подачей на регулятор напряжения мощность, предназначенная для батареи, проходит через диодный выпрямитель и превращается в постоянный ток.[2] После преобразования батарея может использовать энергию для перезарядки.

Как и любая другая деталь автомобиля, ваш генератор со временем может выйти из строя и может потребовать замены. Узнайте, как заменить генератор и что делать, если ваша машина сломалась в дороге.

 

[1] itstillruns.com/functions-alternator-6148787.html

[2] auto.howstuffworks.com/alternator.htm

[3] galco.com/comp/prod/moto-ac.htm

[4]autoshop101.com/forms/alt_bwoh.pdf

[5] «Аккумуляторы и генераторы | Как они работают», Donut Media, youtube.com/watch?v=nuLl_Z9_T9E (30 мая 2018 г.).
[6]chicagotribune.com/autos/sc-alternator-autos-0128-20160127-story.html

Генератор мотоцикла

vs.Статор: в чем разница?

1) UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

2) Для получения информации о результатах программы и другой информации посетите сайт www.uti.edu/disclosures.

3) Приблизительно 8000 из 8400 выпускников UTI в 2019 году были готовы к работе. На момент составления отчета около 6700 человек были трудоустроены в течение одного года после выпуска, что в общей сложности составляет 84%. Эта ставка не включает выпускников, недоступных для трудоустройства в связи с продолжающимся образованием, военной службой, состоянием здоровья, лишением свободы, смертью или статусом иностранного студента.В рейтинг входят выпускники, прошедшие специализированные программы повышения квалификации, а также лица, занятые на должностях которые были получены до или во время обучения в области ИМП, при этом основные должностные обязанности после окончания обучения совпадают с образовательными и учебными целями программы. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

5) Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников для автомобилей, дизельных двигателей, ремонта после столкновений, мотоциклов и морских техников.Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от в качестве техника, например: помощник по запчастям, автор услуг, производитель, покраска и подготовка к покраске, а также владелец / оператор магазина. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

6) Достижения выпускников УТИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.ИМП это учебное заведение и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

7) Для прохождения некоторых программ может потребоваться более одного года.

10) Финансовая помощь, стипендии и гранты доступны тем, кто соответствует требованиям. Награды различаются в зависимости от конкретных условий, критериев и штата.

11) См. сведения о программе, чтобы узнать о требованиях и условиях, которые могут применяться.

12) На основе данных, собранных Бюро статистики труда США, прогнозы занятости (2016–2026 гг.), www.bls.gov, просмотрено 24 октября 2017 г. Прогнозируемое количество вакансии по классификации должностей: Техники и механики по обслуживанию автомобилей, 75 900; Специалисты по механике автобусов и грузовиков и дизельным двигателям, 28 300 человек; Кузовные и смежные ремонтные мастерские, 17 200. Вакансии включают вакансии в связи с ростом и чистые замены.

14) Программы поощрения и права сотрудников определяются работодателем и доступны в определенных местах. Могут действовать особые условия.Поговорите с потенциальными работодателями, чтобы узнать больше о программах, доступных в вашем регионе.

15) Оплачиваемые производителем программы повышения квалификации проводятся UTI от имени производителей, которые определяют критерии и условия приемки. Эти программы не являются частью аккредитации UTI. Программы доступны в некоторых местах.

16) Не все программы аккредитованы ASE Education Foundation.

20) Пособия по программе VA могут быть доступны не во всех кампусах.

21) GI Bill® является зарегистрированным товарным знаком США.С. Департамент по делам ветеранов (ВА). Дополнительную информацию о льготах на образование, предлагаемых VA, можно найти на официальном сайте правительства США.

22) Грант Salute to Service предоставляется всем ветеранам, имеющим на это право, во всех кампусах. Программа Yellow Ribbon утверждена в наших кампусах в Эйвондейле, Далласе/Форт-Уэрте, Лонг-Бич, Орландо, Ранчо Кукамонга и Сакраменто.

24) Технический институт NASCAR готовит выпускников для работы в качестве автомехаников начального уровня.Выпускники, изучающие факультативы, посвященные NASCAR, также могут иметь возможность трудоустройства в отраслях, связанных с гонками. Из выпускников 2019 года, сдавших факультативы, примерно 20% нашли возможности, связанные с гонками. Общий уровень занятости в NASCAR Tech в 2019 году составил 84%.

25) Ориентировочная медианная годовая заработная плата техников и механиков по обслуживанию автомобилей по данным Бюро статистики труда США по профессиональной занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве автомобильных техников. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как сервисный писатель, инспектор смога и менеджер по запчастям.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве техников и механиков по обслуживанию автомобилей в Содружестве Массачусетс (49-3023), составляет от 32 140 до 53 430 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных автомобильных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.59. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 14,55 и 11,27 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Техники и механики автомобильного обслуживания, просмотрено 2 июня 2021 г.) Бюро статистики труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-сварщиков. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, таких как инспектор и контроль качества.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих сварщиками, резчиками, паяльщиками и сварщиками в Содружестве Массачусетса (51-4121), составляет от 36 160 до 50 810 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, май Данные за 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных сварщиков в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.28. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,97 и 14,24 доллара соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Сварщики, резчики, припоищики и сварщики, просмотрено 2 июня 2021 г.)

27) Не включает время, необходимое для прохождения квалификационной программы предварительных условий. 18 недель плюс дополнительные 12 недель или 24 недели обучения для конкретного производителя, в зависимости от производителя.

28) Ориентировочная средняя годовая заработная плата специалистов по ремонту автомобильных кузовов и связанных с ними ремонтных мастерских согласно данным Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже.Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по ремонту после столкновений. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от технических, например, оценщик, оценщик и инспектор. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве ремонтников автомобильных кузовов и связанных с ними автомобилей (49-3021) в Содружестве Массачусетс, составляет от 30 400 до 34 240 долларов США (Развитие труда и рабочей силы Массачусетса, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных техников по ДТП в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,40 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 17,94 и 13,99 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Специалисты по ремонту кузовов и связанных с ними автомобилей, просмотрено 2 июня 2021 г.)

29) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в Бюро статистики труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. UTI является образовательным учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-дизелистов. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от должности техника по дизельным грузовикам, например, техник по техническому обслуживанию, техник по локомотивам и техник по морским дизельным двигателям. Информация о заработной плате для штата Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям (49-3031) в штате Массачусетс, составляет от 32 360 до 94 400 долларов США (Massachusetts Labor and Workforce Development, Данные за 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных дизельных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,20 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 19,41 и 16,18 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механики автобусов и грузовиков и специалисты по дизельным двигателям, просмотрено 2 июня 2021 г.)

30) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков мотоциклов в профессиональной занятости и заработной плате Бюро статистики труда США, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать занятость или заработную плату. Достижения выпускников ММИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве техников по мотоциклам. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от технических, например, автор услуг, техническое обслуживание оборудования и помощник по запчастям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков мотоциклов (49-3052) в Содружестве Массачусетс, составляет 30 660 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://лми.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных специалистов по ремонту мотоциклов в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 15,94 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 12,31 и 10,56 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Мотоциклетная механика, просмотрено 2 июня 2021 г.)

31) Расчетная средняя годовая заработная плата механиков моторных лодок и техников по обслуживанию в Бюро статистики труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или зарплата. Достижения выпускников ММИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве морских техников. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от техников, например, по обслуживанию оборудования, инспектору и помощнику по запчастям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков моторных лодок и техников по обслуживанию (49-3051) в Содружестве Массачусетс, составляет от 32 760 до 42 570 долларов США (Развитие труда и рабочей силы Массачусетса, данные за май 2020 г., просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированного морского техника в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 18,61 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 15,18 и 12,87 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механики моторных лодок и техники по обслуживанию, просмотрено 2 июня 2021 г.)

33) Курсы различаются в зависимости от кампуса. Для получения подробной информации свяжитесь с представителем программы в кампусе, в котором вы заинтересованы.

34) Ориентировочная медианная годовая заработная плата операторов станков с числовым программным управлением в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться.Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по обработке с ЧПУ. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как оператор станков с ЧПУ, ученик машиниста и инспектор по обработанным деталям.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве операторов станков с компьютерным управлением по металлу и пластмассе (51-4011) в Содружестве Массачусетса, составляет 35 140 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, май 2020 г.). данные, просмотрено 19 января 2022 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных станков с ЧПУ в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.24. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,56 и 13,97 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Операторы инструментов с числовым программным управлением, просмотрено 2 июня 2021 г.)

36) Учащиеся, обучающиеся по некоторым программам ИМП, имеют право подать заявку на раннее трудоустройство. Программа. Участвующие работодатели свяжутся с отобранными кандидатами для проведения собеседований.Решения о найме, удержании сотрудников и компенсации принимаются исключительно потенциальным работодателем. Участие работодателей и детали программы могут быть изменены. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с Career Services. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

37) Курсы Power & Performance не предлагаются в Техническом институте NASCAR. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Для получения информации о результатах программы и другой раскрытой информации посетите сайт www.uti.edu/раскрытия.

38) Бюро статистики труда США прогнозирует, что общая занятость в стране по каждой из следующих профессий к 2030 году составит: Техники и механики автомобильного обслуживания, 705 900; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям — 296 800 человек; Кузовные и связанные с ними ремонтные мастерские — 161 800; и операторы станков с числовым программным управлением, 154 500 человек. См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., США.S. Бюро статистики труда, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

39) Повышение квалификации доступно для выпускников только при наличии курса и свободных мест. Студенты несут ответственность за любые другие расходы, такие как плата за лабораторные работы, связанные с курсом.

41) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 69 000 вакансий в период с 2020 по 2030 год для специалистов по обслуживанию автомобилей и механиков.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

42) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 49 200 вакансий для сварщиков, резчиков, паяльников и сварщиков в период с 2020 по 2030 год.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

43) Согласно прогнозам Бюро статистики труда США, для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в период с 2020 по 2030 год ежегодно будет открываться в среднем 28 100 вакансий.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

44) Бюро статистики труда США прогнозирует ежегодное открытие в среднем 15 200 вакансий в период с 2020 по 2030 год в сфере кузовного ремонта и связанных с ними ремонтных мастерских.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

45) Бюро статистики труда США прогнозирует, что в период с 2020 по 2030 год для операторов станков с числовым программным управлением будет открываться в среднем 16 500 вакансий в год.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. Видеть Таблица 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

46) Учащиеся должны поддерживать минимальный средний балл 3,5 и посещаемость 95%.

47) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость техников и механиков автомобильного обслуживания в стране составит 705 900 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по роду занятий, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

48) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в стране для механиков автобусов и грузовых автомобилей и специалистов по дизельным двигателям составит 296 800 человек. У.S. Бюро статистики труда, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

49) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в автомобильных кузовных и смежных ремонтных мастерских составит 161 800 человек. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Обновлено в ноябре 18, 2021.

50) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость сварщиков, резчиков, паяльщиков и сварщиков в стране составит 452 400 человек. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено в ноябре 18, 2021.

51) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость операторов станков с числовым программным управлением в стране составит 154 500 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по роду занятий, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

52) Бюро статистики труда США прогнозирует среднегодовое количество вакансий по стране в каждой из следующих профессий в период с 2020 по 2030 год: техников и механиков по обслуживанию автомобилей, 69 000; Механика автобусов и грузовиков и дизельный двигатель Специалисты — 28 100 человек; и сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 49 200 человек.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10 Увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2020–2030 годы, Бюро США. of Labor Statistics, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 года. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Утверждено 18 ноября 2021 г.

53) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в стране по каждой из следующих профессий составит: Техники и механики по обслуживанию автомобилей — 705 900 человек; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям, 296 800 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

Универсальный технический институт штата Иллинойс, Inc. одобрен Отделом частного бизнеса и профессиональных школ Совета высшего образования штата Иллинойс.

Что делает генератор?

Когда дело доходит до питания автомобильного радиоприемника, фар и других электронных компонентов, вы можете подумать, что всю работу выполняет батарея.На самом деле, это ваш генератор переменного тока, который поддерживает все в рабочем состоянии. Но что именно делает генератор и как он работает? Читайте дальше, чтобы узнать, что делает ваш генератор таким важным, и как распознать проблемы с автомобильным генератором, прежде чем они станут серьезной проблемой.

Что делает генератор?

В то время как аккумулятор необходим для запуска вашего автомобиля, когда он выключен, генератор переменного тока поддерживает ваш автомобиль, когда двигатель работает.Генератор питает большинство электронных компонентов автомобиля, когда вы едете или работаете на холостом ходу, включая фары, электрическое рулевое управление, электрические стеклоподъемники, стеклоочистители, подогрев сидений, приборную панель и радио. Генератор переменного тока питает их всех постоянным током (DC). Ваш генератор переменного тока также отвечает за зарядку автомобильного аккумулятора во время движения.

Генератор переменного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Когда ваш двигатель включен, он приводит в действие приводной ремень, который опирается на шкив, прикрепленный к генератору переменного тока.Шкив вращает вал ротора генератора переменного тока, который вращает набор магнитов вокруг катушки. Эти вращающиеся магниты генерируют переменный ток (AC) вокруг катушки, который затем направляется на выпрямитель генератора переменного тока. Выпрямитель преобразует эту мощность переменного тока в мощность постоянного тока, которая активирует электрические системы вашего автомобиля.

Генераторы

обычно служат в течение всего срока службы вашего автомобиля, но так бывает не всегда. Общий износ, тепловое повреждение, чрезмерная эксплуатация, воздействие воды, неисправные детали или изношенные провода могут вывести генератор из строя еще до того, как ваш автомобиль отправится на свалку.

Предупреждающие признаки неисправного генератора

Без работающего генератора ваша машина не заведется в ближайшем будущем или будет работать дольше нескольких минут. Тем не менее, типичные признаки неисправного генератора часто ошибочно принимают за проблемы с аккумулятором или другими частями автомобиля, которые проявляют аналогичные симптомы. Другими словами, если вы столкнулись только с одной из перечисленных ниже проблем, проблема может быть не только в вашем генераторе. Однако любой из следующих предупреждающих знаков может указывать на возможную проблему с электрической системой вашего автомобиля.Принесите свой автомобиль в местный сервисный центр Firestone Complete Auto Care, чтобы проверить вашу электрическую систему, чтобы мы могли выяснить причину проблемы.

Тусклый или слишком яркий свет

Когда генератор выходит из строя, он подает непостоянное напряжение на электронные аксессуары. Как правило, это проявляется в недостаточной или чрезмерной производительности оборудования, например, в слишком тусклых или слишком ярких фарах. Вы также можете столкнуться с мерцающими огнями или светом, который беспорядочно меняется от яркого к тусклому и наоборот.

Разряженная батарея

Иногда разряженный аккумулятор — это просто разряженный аккумулятор — его срок службы подошел к концу после нескольких лет использования — или, может быть, вы случайно не включили фары на всю ночь. Однако в других случаях разряженная батарея может быть признаком неисправности вашего генератора.

Неисправный генератор не заряжает аккумулятор в достаточной степени при работающем двигателе, в результате чего заряд аккумулятора расходуется быстрее, чем обычно.Один из способов проверить, связана ли проблема с аккумулятором или генератором, — запустить автомобиль от внешнего источника. Если вы запустите свой автомобиль, а он продолжит работать, возможно, скоро потребуется замена аккумулятора. Однако, если вы запустите автомобиль, а вскоре после этого он снова заглохнет, это может означать, что ваш генератор не получает достаточно энергии для аккумулятора.

Медленно работающие или неисправные аксессуары

Генератор переменного тока, который не обеспечивает достаточную мощность для электроники вашего автомобиля, часто приводит к медленной работе или неработоспособности аксессуаров.Если вы заметили, что ваши окна поднимаются или опускаются дольше, чем обычно, или если обогреватели сидений не нагреваются быстро, или даже если ваш спидометр и другие приборы начинают выходить из строя, у вас может быть проблема с генератором.

Многие современные автомобили также имеют запрограммированный в автомобиле список приоритетного оборудования, который указывает бортовому компьютеру, где в первую очередь отключать питание, если генератор не выдает достаточно электроэнергии. Таким образом, если вы едете с неисправным генератором, вы потеряете питание своего радио (или других второстепенных аксессуаров) прежде, чем потеряете питание фар.

Проблемы с запуском или частые остановки

Как упоминалось ранее, проблемы с запуском двигателя могут означать, что ваш генератор переменного тока не заряжает аккумулятор. Поэтому, когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания, все, что вы слышите, — это щелкающий звук, а не урчание вашего двигателя.

С другой стороны, если ваш автомобиль часто глохнет во время движения, это может быть признаком того, что свечи зажигания и катушки не получают от генератора достаточной мощности для поддержания работы двигателя.

Рычание или нытье

Автомобили издают массу странных звуков — некоторые из них безобидны, а другие могут указывать на серьезные механические проблемы. Когда дело доходит до неисправных генераторов, вы, скорее всего, услышите рычание или нытье под капотом.

Этот рычащий или скулящий звук возникает, когда ремень, вращающий шкив генератора, смещается. Вы также можете услышать этот звук, если подшипники, вращающие вал ротора, выходят из строя.

Запах горелой резины или проводов

Неприятный запах горелой резины или проводов может указывать на то, что части генератора начинают изнашиваться. Поскольку приводной ремень генератора находится под постоянным натяжением и трением, а также из-за того, что он находится близко к горячему двигателю, со временем он может изнашиваться и издавать неприятный запах горелой резины. Заклинивший подшипник шкива генератора также издает запах горелой резины, так как ремень трется о заклинивший шкив при работающем двигателе.

Точно так же, если ваш генератор переменного тока перегружен или имеет изношенные или поврежденные провода — вы можете почувствовать запах гари, сравнимый с запахом электрического огня. Перегруженный генератор пытается пропустить через свои провода слишком много электричества, в результате чего они нагреваются небезопасно. Поврежденные провода также создают сопротивление потоку электричества, в результате чего провода нагреваются и издают неприятный запах.

Индикатор заряда батареи на приборной панели

Когда на приборной панели загорается сигнальная лампа аккумулятора, это обычно ошибочно принимают за проблему с аккумулятором.Тем не менее, сигнальная лампа аккумулятора указывает на то, что может быть проблема в более широкой электрической системе вашего автомобиля, включая генератор переменного тока.

Генераторы

рассчитаны на работу при определенном напряжении, обычно от 13 до 14,5 вольт. Если ваш генератор неисправен, его напряжение может упасть ниже допустимого, в результате чего на приборной панели загорится индикатор батареи. Точно так же индикатор батареи также появится, если генератор переменного тока превышает предел напряжения, в зависимости от того, насколько сильно он подвергается нагрузке.

В зависимости от электрической нагрузки от аксессуаров вашего автомобиля (фары, стеклоочистители, радиоприемник и т. д.) вы можете увидеть, как сигнальная лампа аккумуляторной батареи мигает и гаснет, когда генератор колеблется в пределах своей предполагаемой мощности. Хотя это может показаться незначительным раздражением, лучше привести свой автомобиль для проверки электрической системы, чем оказаться на обочине дороги.

Держите машину заряженной

Проблемы с запуском автомобиля или зарядкой аккумулятора могут быть вызваны неисправным генератором! Чтобы получить профессиональную диагностику и прозрачные рекомендации по обслуживанию, запланируйте осмотр электрической системы или обслуживание генератора в ближайшем сервисном центре Firestone Complete Auto Care.

автомобильных генераторов делают отличные электродвигатели; Вот как

Скромный автомобильный генератор скрывает интересный секрет. Известные как часть, которая преобразует энергию внутреннего сгорания в электричество, необходимое для работы всего остального, они также могут сами использоваться в качестве электродвигателя.

Схема простого автомобильного генератора переменного тока из патента США 3329841A, поданного в 1963 году для Robert Bosch GmbH.

Эти устройства почти всегда имеют форму трехфазного генератора переменного тока с магнитным компонентом, питаемым от электромагнита на роторе, и поставляются с блоком выпрямителя и регулятора для преобразования более высокого напряжения переменного тока в 12 В для электрических систем автомобиля.Внутри они имеют три соединения с катушками статора, которые кажутся универсальными в конфигурации треугольника, и пару соединений с набором щеток, питающих катушки ротора через набор токосъемных колец. У них удивительно высокая мощность, а их мощность оценивается в несколько лошадиных сил. Лучше всего то, что они легко доступны, бывшие в употреблении, а также удивительно дешевы, показанный здесь блок Ford Focus был куплен на аукционе eBay и стоил всего 15 фунтов стерлингов (около 20 долларов США).

Мы уже слышим, как вы кричите «Почему?!» на вашем волшебном интернет-устройстве, когда вы читаете это. Давайте перейдем к этому.

Эти люди думают, что создавать собственные электромобили — это весело!

Одним из интересных аспектов наблюдения за тем, как британская серия Hacky Racer превращается из группы друзей, делающих глупые электромобили, в нечто, приближающееся к официальной гоночной серии, является эволюция искусства создания Hacky Racer. Как немного более грубый кузен серии US Power Racing, он получил некоторую выгоду от наследования их эволюционного опыта, но это не помешало Hacky Racers придумывать собственные разработки автомобилей.Они перешли от старых автомобилей и моторов для гольф-багги к китайским электровелосипедам и моторам для трехколесных велосипедов, и теперь более предприимчивые конструкторы начинают искать движущую силу дальше. Одним из многообещающих источников недорогого двигателя с приличной мощностью является автомобильный генератор переменного тока.

Наш генератор переменного тока Ford Focus

При поиске переоборудования автомобильного генератора выявляется множество страниц, HOWTO и руководств, многие из которых могут быть чрезвычайно запутанными и слишком сложными. В частности, есть предложения, касающиеся трех соединений статора, с советами разбивать отдельные обмотки и применять к ним специальные конфигурации проводки.Основываясь на опыте переоборудования довольно большого количества генераторов, это кажется удивительным, поскольку все различные модели, которые мы переоборудовали, имели одну и ту же готовую к работе конфигурацию треугольника, которая вообще не требовала перемонтажа. Возможно, пришло время представить руководство Hackaday с настоящим генератором переменного тока и разрушить все оставшиеся мифы, пока мы это делаем.

Итак, загоревшись перспективой дешевого бесколлекторного мотора абзацем выше, перед вами на скамейке стоит генератор Ford Focus. Как его преобразовать?

Беспричинное уничтожение невинной машины Часть

Снятие узла регулятора/щетки

На задней части современного генератора обычно находится пластиковая пылезащитная крышка, закрепленная набором болтов.Эти устройства предназначены для ремонта, поэтому (что, возможно, удивительно для современного автомобильного компонента) их, как правило, очень легко демонтировать. Если снять пылезащитную крышку, то можно увидеть регулятор, выпрямители и щетки, иногда объединенные в единый блок, но чаще, как в случае с генератором Focus, где регулятор и щетки представляют собой отдельный узел к выпрямителю.

Часто имеется большое количество силиконового герметика, который необходимо срезать, но любые гайки или болты, крепящие регулятор, должны иметь возможность откручиваться, и осторожно, чтобы не повредить сами щетки, его можно снять целиком. .Затем блок выпрямителя можно снять, процесс, при котором иногда проще атаковать его бокорезами, чем пытаться удалить его целиком.

Задняя панель генератора переменного тока со снятыми регулятором и выпрямителем, демонстрирующая соединения обмотки статора.

Вы должны быть в состоянии идентифицировать три пучка толстых эмалированных медных проводов, идущих от катушек статора, и отсоединить от них перемычки выпрямителя. В некоторых генераторах они припаяны, а в некоторых особенно раздражающих конструкциях — приварены точечной сваркой.В конце процесса разборки у вас должен быть оголенный генератор с тремя торчащими комплектами проводов статора и оголенный вал с двумя токосъемными кольцами, все, что осталось от блока выпрямителя и блока регулятора/щеток.

Следующим шагом является снятие схемы регулятора с сохранением формы узла регулятор/щетка, а также размещение и сохранение соединений щеток в месте их соединения с регулятором. И снова потребуется обильное количество силиконового герметика, который нужно будет удалить, но в конечном итоге регулятор должен быть оголен.Обычно это некоторая форма гибридной схемы на керамической или металлической подложке с соединениями, выходящими из формованного пластика, окружающего их, припаянными к контактным площадкам на их краях. Относительно просто определить пару разъемов для щеток, аккуратно отпаять их и вытолкнуть схему регулятора.

Цепь регулятора открыта, контакты контактного кольца вверху справа.

Контакты токосъемных колец закреплены на своих проводах.

Готовый мотор.

Наконец, у вас должен быть голый генератор, щеточный блок с отсутствующей схемой регулятора и пластиковый пылезащитный чехол. Просто припаяйте три провода подходящего большого сечения к трем наборам проводов статора и покройте их термоусадкой, припаяйте пару более тонких проводов к соединениям щеток и снова соберите щеточный блок к генератору. Возможно, вам придется наложить какой-либо фиксатор на провода, ведущие к щеткам. Блок выпрямителя не требует повторной сборки, поэтому на некоторых моделях вам может потребоваться изготовить прокладку, чтобы заменить ее, поддерживающую одну сторону блока щеток.

В пылезащитной крышке можно сделать отверстия для всех различных проводов, и в пылезащитную крышку можно продеть все провода. На этом этапе вы переоборудовали свой генератор переменного тока, и все, что осталось, — это чем-то управлять им. К счастью, это удивительно простой процесс с готовыми деталями.

Вождение нового мотора

Мотор и контроллер на столе.

Так называемый бесщеточный двигатель постоянного тока — это просто двигатель переменного тока с электронным блоком, который для его работы превращает источник постоянного тока в источник переменного тока.Они имеют преимущество перед щеточными двигателями постоянного тока в надежности, эффективности и простоте управления скоростью, но за счет большей сложности.

Хорошая новость для тех, кто переделывает автомобильные генераторы переменного тока в электродвигатели, заключается в том, что за небольшие деньги можно приобрести целый ряд бесщеточных контроллеров двигателей в виде электронных регуляторов скорости (ESC), предназначенных для китайских электрических велосипедов и трехколесных велосипедов. Они питаются от батареи постоянным током и производят трехфазный переменный ток, подходящий для привода двигателя, соединенного треугольником, и они хорошо работают с преобразованными генераторами переменного тока.

Регуляторы скорости

имеют два режима: один для двигателей с датчиками обратной связи на эффекте Холла, а другой для двигателей без генератора переменного тока. Обычно для этого необходимо установить проводную связь, см. инструкции для вашего контроллера. Мы обнаружили, что генератор переменного тока хорошо работает как двигатель от источника питания 36 В или 48 В, и пока используется контроллер с достаточной мощностью, они работают надежно. Быстрый поиск на AliExpress по запросу «бесщеточный контроллер двигателя 1500 Вт» дает множество вариантов.

При наличии контроллера есть еще одно требование, чтобы наш генератор переменного тока стал двигателем: он должен иметь питание постоянного тока на обмотке ротора.Через него должно протекать около 2 или 3 А, для чего модуль блока питания с ограничением по току превосходно выполняет эту задачу. Необходимость использовать эту мощность делает двигатель немного менее эффективным, чем двигатель с постоянными магнитами, но стоимость старого генератора трудно превзойти.

Мотору, изображенному на наших фотографиях, суждено стать одним из пары двигателей, обеспечивающих тягу нового автомобиля для участия в гонках этого года. Личный опыт работы с SMIDSY, роботом Robot Wars, заставил меня дать им принудительное воздушное охлаждение, но, в отличие от электрических трехколесных двигателей, они, кажется, хорошо справляются с перегревом.Двигатель генератора переменного тока может не быть универсальным решением для любых ваших потребностей в небольшой тяге, но даже в этом случае стоит знать, что это вариант без неожиданных ритуалов подключения. Если вы конвертируете один для проекта, обязательно напишите об этом и отправьте его в нашу линию советов!

Генератор и аккумулятор: я думал, что это простой вопрос — Техническое обслуживание/Ремонт

Вот механическая аналогия работы генератора переменного тока. Возьмите пластиковую трубу длиной 3 фута и наполовину заполните ее мячами для гольфа, труба достаточно большая, чтобы в нее поместился мяч для гольфа.Закройте оба конца. Если вы будете трясти трубу вдоль вперед и назад, мячи для гольфа покатятся к одному концу трубы и ударятся о торцевую заглушку, а затем о другой, верно? Вы услышите «бах», «бах», «бах» и т. д. Если вы поставите одностороннюю дверь в конце каждой стороны, мячик для гольфа будет появляться при каждом сотрясении в этом направлении. Затем при встряхивании в противоположном направлении появится еще один мяч для гольфа. и т.д. и т.п.

Мячи для гольфа, выходящие из концов, аналогичны току, идущему от генератора.Односторонняя дверь — это диод. Это переменный ток, потому что один мячик для гольфа движется в одном направлении, а другой — в противоположном. Вы, вероятно, можете представить себе некое расположение дополнительных трубок, в котором все мячи для гольфа могли бы двигаться в одном направлении, это то, что делает конфигурация диодов в генераторе переменного тока.

В реальном генераторе вращение двигателя, связанное с приводным шкивом генератора, заставляет вращающееся магнитное поле воздействовать на некоторые неподвижные витки провода.Ток идет попеременно то с одного конца катушки проводов, то с другого. Физика того, как электроны ведут себя во вращающемся магнитном поле, не совсем соответствует приведенной выше аналогии с трубой, но вы поняли идею. Физическое движение от двигателя передается на генератор переменного тока, который вызывает появление тока.

Связь между генератором переменного тока и батареей похожа на связь между входящим потоком воды и озером, из которого город получает воду.Иногда уровень озера падает, потому что городу нужно больше воды, чем дает ручей, а иногда уровень озера поднимается, потому что городу нужно меньше воды, чем дает ручей. Что происходит в любой момент времени, это просто зависит.

Точно так же, удовлетворяются ли электрические потребности автомобиля от аккумулятора или генератора переменного тока, зависит от того, сколько электроэнергии требуется автомобилю в данный момент, по сравнению с тем, сколько электроэнергии вырабатывает генератор. Иногда батарея должна обеспечивать немного больше энергии, в других случаях генератор имеет дополнительную мощность, поэтому она используется для зарядки батареи.

В современных автомобилях генератор переменного тока и аккумулятор образуют единую систему. Они зависят друг от друга, чтобы функционировать должным образом. Аккумулятор предотвращает сильные скачки напряжения от генератора, которые могут повредить электрическую систему автомобиля. На современных автомобилях генератор никогда не должен работать без подключенного аккумулятора.

Редактировать: я должен добавить, что ОП не задает простой вопрос. Многим ученым по всему миру понадобилось почти сто лет, чтобы наконец это выяснить.

Компоненты генератора | HowStuffWorks

По большей части генераторы переменного тока относительно небольшие и легкие.Генераторы размером примерно с кокосовый орех, используемые в большинстве легковых автомобилей и легких грузовиков, сконструированы с использованием алюминиевого внешнего корпуса, так как легкий металл не намагничивается. Это важно, поскольку алюминий рассеивает огромное количество тепла, выделяемого при производстве электроэнергии, и поскольку узел ротора создает магнитное поле.

Если вы внимательно осмотрите генератор, вы обнаружите, что у него есть вентиляционные отверстия как спереди, так и сзади. Опять же, это способствует рассеиванию тепла.Ведущий шкив прикреплен к валу ротора на передней части генератора. Когда двигатель работает, коленчатый вал вращает приводной ремень, который, в свою очередь, вращает шкив на валу ротора. По сути, генератор переменного тока преобразует механическую энергию двигателя в электроэнергию для аксессуаров автомобиля.

На задней стороне генератора вы найдете несколько клемм (или точек соединения в электрической цепи). Давайте взглянем на них:

  • Клемма S — Датчик напряжения батареи
  • Клемма IG — Выключатель зажигания, который включает регулятор напряжения
  • Клемма L — Замыкает цепь к контрольной лампе
  • Клемма B — Основная выходная клемма генератора (подключена к аккумулятору)
  • Клемма F — Полнополевой байпас для регулятора

Охлаждение необходимо для эффективности генератора.Старый агрегат легко определить по внешним лопастям вентилятора на валу ротора за шкивом. Современные генераторы переменного тока имеют охлаждающих вентиляторов внутри алюминиевого корпуса. Эти вентиляторы работают одинаково, используя механическую энергию от вращающегося вала ротора.

Приступая к разборке генератора, находим диодный выпрямитель (или выпрямительный мост ) , регулятор напряжения , контактные кольца и щетки . Регулятор распределяет мощность, создаваемую генератором переменного тока, и управляет выходной мощностью аккумулятора.Выпрямительный мост преобразует мощность, как мы узнаем в следующем разделе, в то время как щетки и токосъемные кольца помогают проводить ток к обмотке возбуждения ротора или проволочному полю. Теперь давайте расколем кокос.

При вскрытии генератора виден большой цилиндр с треугольными полюсами пальцев по окружности. Это ротор. Базовый генератор переменного тока состоит из ряда чередующихся пальцевых полюсных наконечников, размещенных вокруг проводов катушки, называемых обмотками возбуждения , которые наматываются на железный сердечник на валу ротора.Поскольку мы знаем, что шкив крепится к валу, теперь мы можем визуализировать, как ротор вращается внутри статора. Узел ротора помещается внутри статора с достаточным пространством или допуском между ними, поэтому ротор может вращаться на высоких скоростях, не ударяясь о стенку статора. На каждом конце вала установлены щетка и контактное кольцо.

Как мы уже кратко упомянули, генераторы переменного тока генерируют энергию за счет магнетизма. Треугольные пальцевые полюса, закрепленные по окружности ротора, расположены в шахматном порядке, поэтому северный и южный полюсы чередуются, поскольку они окружают проволочные обмотки возбуждения ротора.Эта чередующаяся картина создает магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует напряжение в статоре. Думайте о статоре как о перчатке ловца, поскольку он использует всю мощность, создаваемую вращающимся ротором.

Все эти компоненты работают вместе, чтобы дать нам мощность, необходимую для управления нашими автомобилями. Тесла захватил эту электрическую энергию и использовал ее для освещения городов, но нам нужно только достаточное количество вольт для питания нашей стереосистемы, света, окон и замков. Давайте посмотрим, как генератор переменного тока производит эту мощность в следующем разделе.

Генератор Вопросы и ответы | Знай свои части

В) Что такое генератор?

А) Генератор переменного тока представляет собой электромеханическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Он используется для подзарядки аккумуляторной батареи после запуска двигателя и для питания электрических устройств автомобиля во время его работы.

 

В) Что произойдет, если генератор неисправен?

A) Неисправный генератор приводит к разрядке (разрядке) аккумуляторной батареи, в результате чего автомобиль не заводится или не работает.

 

В) Будет ли генератор заряжать разряженный аккумулятор?

A) Генераторы предназначены для поддержания заряда аккумулятора, а не для подзарядки разряженного аккумулятора. Зарядка разряженного аккумулятора генератором приведет к его преждевременному выходу из строя. Когда генератор переменного тока пытается зарядить разряженную батарею, он должен работать на 100% мощности, но генератор рассчитан на работу на 100% только в течение коротких периодов времени из-за выделяемого им тепла. Всегда лучше зарядить разряженный аккумулятор с помощью зарядного устройства до запуска генератора переменного тока.

 

В) Световой индикатор горит. Значит ли это, что мой генератор неисправен?

A) Не обязательно, генератор – это только часть системы зарядки. Для правильной работы генераторам необходимы хорошие ремни, проводка и т. д. Мы подготовили очень полезное пошаговое видео «Как устранить проблему с генератором», которое можно посмотреть здесь: https://www.youtube.com/watch?v=nQysE2oJAuo

.

 

В) Можно ли отключить аккумулятор при работающем двигателе для проверки генератора?

А) Не делай этого! Вы рискуете поджарить все электрические устройства в вашем автомобиле.В ту секунду, когда вы отключаете аккумулятор, регулятор напряжения сообщает генератору выдавать максимальную мощность. Без батареи в цепи, которая действует как конденсатор, генератор переменного тока может выдавать до 50 или 60 вольт, в зависимости от оборотов двигателя. Когда дым рассеется, этот «простой тест» может обойтись вам в несколько тысяч долларов за новую электронику. Это очень плохая практика, которая, скорее всего, приведет к повреждению генератора или автомобиля.

 

В) Аккумулятор автомобиля разряжается за ночь.Генератор плохой?

A) Этот тип симптома обычно возникает из-за того, что электрический компонент остается включенным после выключения автомобиля. Это называется паразитным разрядом батареи. Мы подготовили очень полезное пошаговое видео «Проверка паразитного разряда батареи», которое можно посмотреть здесь: https://www.youtube.com/watch?v=zdIKNnwEjIs

. .

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.