Генератор принцип действия переменного тока: Особенности генераторов переменного тока

Содержание

Свойство и принцип действия генератора переменного тока

1. Индивидуальный проект На тему:  «Свойство и принцип действия Генератора Переменного Тока «

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
На тему:
«Свойство и принцип действия Генератора
Переменного Тока «
Выполнил
Студент группы 2СВ4
Корниенко Иван

2. «Генератор переменного тока»

Генератор переменного тока (альтернатор)
является электромеханическим устройством,
которое преобразует механическую энергию в
электрическую энергию переменного тока.
Большинство генераторов переменного тока
используют вращающееся магнитное поле.

3. История:

Системы производящие переменный ток были
известны в простых видах со времён открытия
магнитной
индукции
электрического
тока.
Ранние машины были разработаны Майклом
Фарадеем и Ипполитом Пикси.
Фарадей
разработал
«вращающийся
треугольник»,
действие
которого
было
многополярным — каждый активный проводник
пропускался последовательно через область,
где магнитное поле было в противоположных
направлениях. Первая публичная демонстрация
наиболее сильной «альтернаторной системы»
имела место в 1886 году. Большой двухфазный
генератор переменного тока был построен
британским электриком Джеймсом Эдвардом
Генри Гордоном в 1882 году. Лорд Кельвин и
Себастьян Ферранти также разработали ранний
альтернатор, производивший частоты между
100 и 300 герц. В 1891 году Никола Тесла
запатентовал практический «высокочастотный»
альтернатор (который действовал на частоте
около 15000 герц). После 1891 года, были
введены многофазные альтернаторы.
Принцип действия генератора основан на
действии
электромагнитной
индукции

возникновении электрического напряжения в
обмотке статора, находящейся в переменном
магнитном поле. Оно создается с помощью
вращающегося электромагнита — ротора при
прохождении по его обмотке постоянного тока.
Переменное
напряжение
преобразуется
в
постоянное полупроводниковым выпрямителем.

4. Общий вид генератора переменного тока с внутренними полюсами. Ротор является индуктором, а статор — якорем

Ротор – сердечник,
вращающийся вокруг
горизонтальной или
вертикальной оси
вместе со своей
обмоткой.
Статор – неподвижный сердечник с его обмоткой.

5. Схема устройства генератора: 1 — неподвижный якорь, 2 — вращающийся индуктор, 3— контактные кольца, 4— скользящие по ним щетки

Вращающийся индуктор
генератора I (ротор) и якорь
(статор) 2, в обмотке которого
индуцируется ток.
Ротор (индуктор) генератора переменного тока с внутренними
полюсами. На валу ротора справа показан ротор вспомогательной
машины, дающей постоянный ток для питания индуктора.

10. Виды генераторов:

Турбогенератор – это генератор, который приводится в действие паровой или
газовой турбиной.
Дизель-агрегатгенератор, ротор
которого вращается
от двигателя
внутреннего
сгорания.
Гидрогенератор
вращает гидротурбина.
Генератор переменного тока начала 20-го века сделанный в Будапеште,
Венгрия, в зале производства электроэнергии гидроэлектростанции
(фотография Прокудина-Горского, 1905—1915).
Автомобильный генератор
переменного тока.
Приводной ремень снят.

15. Широкое применение генераторов переменного тока:

Ни для кого не станет удивительным тот факт, что в наши дни популярность, востребованность и
спрос таких устройств, как электростанции и генераторы переменного тока, достаточно высоки. Это
объясняется, прежде всего, тем, что современное генераторное оборудование имеет для нашего
населения огромное значение. Помимо этого необходимо добавить и то, что генераторы
переменного тока нашли свое широкое применение в самых различных сферах и областях.
Промышленные генераторы могут быть установлены в таких местах, как поликлиники и детские
сады, больницы и заведения общественного питания, морозильные склады и многие другие места,
требующие непрерывной подачи электрического тока. Обратите свое внимание на то, что отсутствие
электричества в больнице может привести непосредственно к гибели человека. Именно поэтому в
подобных местах генераторы должны быть установлены обязательно.
Также довольно распространенным является явление использования генераторов переменного тока
и электростанций в местах проведения строительных работ. Это позволяет строителям использовать
необходимое им оборудование даже на тех участках, где полностью отсутствует электрификация.
Однако и этим дело не ограничилось. Электростанции и генераторные установки были
усовершенствованы и дальше. В результате этого нам были предложены бытовые генераторы
переменного тока, которые вполне удачно можно было устанавливать для электрификации
коттеджей и загородных домов.
Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что современные генераторы переменного тока
имеют довольно широкую область применения. Кроме того они способны решить большое
количество важных проблем, связанных с некорректной работой электрической сети, либо ее
отсутствием.

Переменный ток. Генератор переменного тока. 8-й класс

Цель урока: сформировать представление о переменном токе, его характеристиках (амплитудном и действующем значениях силы тока и напряжения, частоте), способе получения; сравнить постоянный и переменный ток; изучить устройство и принцип действия генератора переменного тока; научить по графику определять характеристики тока.

Задачи урока:

Предметные:

  • понимание смысла понятия переменного тока и способов его получения; показать их практическое значение.

Метапредметные УУД:

  • Познавательные: умение самостоятельно добывать нужную информацию, сравнивать, обобщать, анализировать, делать выводы; умение выделять значимые функциональные связи на примере рассмотрения вращения рамки в магнитном поле; формировать практические умения проведения эксперимента и знакомство с историей создания генератора переменного тока.
  • Регулятивные: постановка цели, умение ставить учебные задачи, планирование деятельности, проводить простейших опытов и наблюдения, описывать их, задавать вопросы и находить ответы на них опытным путем, проводить прямые измерения при помощи наиболее часто используемых приборов, представлять результаты измерений в виде таблиц, делать выводы на основе наблюдений, находить простейшие закономерности в протекании явлений, находить способы их достижения, осуществлять контроль и взаимоконтроль.
  • Коммуникативные: умение выражать свою позицию, умение вести беседу, планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками — определение цели, функций участников, способов взаимодействия; постановка вопросов — инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; управление поведением партнера — контроль, коррекция, оценка действий партнера.

Личностные УУД:

  • умение вести диалог, уважать чужое мнение, достигать поставленных целей, самостоятельно приобретать новые знания и практические умения;
  • сформированность познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся.

Тип урока: комбинированный.

Форма урока: урок-беседа.

Оборудование:

  • компьютер и проектор, электронный веб-ресурс (сайт) по теме 1. Видеоролик «Явление электромагнитной индукции» http://school-collection.edu.ru/catalog/res/94fe49eb-c56a-415d-948d-61c85a9c0603/?from=8f5d7210-86a6-11da-a72b-0800200c9a66&
  • Видеоролик «Генератор переменного тока»http://school-collection.edu.ru/catalog/res/4170927d-c63b-4b0f-9142-66cbb89fea84/?from=8f5d7210-86a6-11da-a72b-0800200c9a66&
  • Модель генератора переменного тока; набор по получению переменного тока: миллиамперметр, катушка, постоянный магнит.

Оформление кабинета: портрет М.Фарадея, таблица «Переменный ток».

План урока

Ι. Орг. момент (2 мин.).

ΙΙ. Проверка домашнего задания (10 мин).

ΙΙΙ. Изучение нового материала (20 мин.).

ΙV. Закрепление изученного материала (10 мин.).

V. Домашнее задание (3 мин.).

Ход урока

Ι. Орг. момент

Приветствие учащихся.

Психологический настрой учащихся на урок

Выступление учителя: В конце XIX в, электричество начинает применяться в практической жизни людей для освещения, электродвигатели приводят в действие различные машины и станки, бытовые электроприборы. Однако трудность передачи постоянного тока на большие расстояния мешала его широкому применению. Эти трудности были преодолены после изобретения генератора переменного тока.

Учитель знакомит с темой урока: Переменный ток. Генератор переменного тока.

Предлагает ученикам сформулировать цель и задачу урока.

Учащиеся ставят цель и задачу урока: выяснить, что такое переменный ток, каковы его основные характеристики, способ получения и применение.

ΙΙ. Проверка домашнего задания. Актуализация знаний

Учитель: Прежде чем мы перейдем к изучению нового материала, вам необходимо вспомнить:

  1. Какое явление называется явлением электромагнитной индукции?
  2. От чего зависит направление и значение индукционного тока?

Учитель демонстрирует один из опытов Фарадея по получению индукционного тока (можно поручить этот эксперимент учащимся).

Задача учащихся зарисовать схему опыта и объяснить наблюдаемое явление. Один из учащихся работает у доски, остальные в тетрадях.

Обсуждение ответа учащегося.

Все внимательно выслушивают ответ учащегося, работающего у доски. Оценивают по критериям устного ответа, исправляют, дополняют, приводят другие способы получения индукционного тока. Учащиеся должны сказать:

  1. Это один из опытов Фарадея, демонстрирующих электромагнитную индукцию;
  2. ЭМИ- это явление возникновения электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур;
  3. Возникающий электрический ток называется индукционным. Он может меняться по модулю и направлению;
  4. Величина индукционного тока тем больше, чем быстрее происходит изменение магнитного потока;
  5. Изменение магнитного потока может происходить различными способами. Эти способы демонстрируют опыты Фарадея.

Учащиеся посмотрев видеоролик«Явление электромагнитной индукции» сравнивают свои ответы.

ΙΙΙ. Изучение нового материала

Демонстрация 1. Получение переменного тока в рамке при её вращении в магнитном поле постоянного магнита.

Учитель. Сравните способы получения тока, изображенные на рисунках 24.3 (стр103) и 25.3 (стр112) учебника О.Ф. Кабардин «Физика -8».

Вопрос учителя: Что удобнее: вращать катушку в поле постоянного магнита или сделать катушку неподвижной, а вращать магнит? Почему?

Вопросы при демонстрации:

1. Как вы понимаете понятие «переменный ток»?

Учащиеся находят ответ в учебнике на стр.112.

Переменный ток — это электрический ток, изменяющийся во времени по модулю и направлению.

2. Какие физические величины характеризующие ток, могут изменяться?

Учащиеся отвечают: Сила тока и напряжение.

3. Что показывает частота переменного тока?

Учащиеся отвечают: Частота переменного тока показывает, сколько раз за 1с ток изменяет свое направление.

4. В каких пределах может изменяться сила тока, напряжение?

Учащиеся отвечают: Сила тока и напряжение изменяются от 0 до максимального(амплитудного) значения.

5. Можно ли использовать обычный амперметр и вольтметр для измерения силы переменного и напряжения? Почему?

Учитель: Останавливаемся на силе тока и, работая с учебником (О.Ф.Кабардин «Физика-8», стр.112, рис. 25.1,) , изображаем график этой переменной величины, Вспоминаем колебательное движение и величины его характеризующие: период, частота, амплитуда. Находим все эти величины на графике. Один учащийся работает у доски, остальные в тетрадях. Аналогично, но уже самостоятельно ученики характеризуют напряжение на рис.25.2. в своих тетрадях. Далее заполняем все столбцы таблицы, работая с учебником §25.

Пока учащиеся работают, учитель проходит по классу и смотрит, что у них получилось.

Учитель сообщает, что в бытовых электросетях используется переменный ток частотой 50 Гц.

Физическая
величина

Сила тока

Напряжение

График зависимости от времени

Физический смысл

Изменение направление тока — изменение направления движения зарядов

Изменение направления — смена полярности на зажимах эл. цепи

Амплитуда

Im — максимальное значение силы тока

Um — максимальное значение напряжения

Действующее значение

Учащийся отвечает у доски, остальные сверяют со своими работами, обсуждают, исправляют, дополняют. Предлагают свои варианты, аргументируя свои ответы.

Демонстрация 2. Модель работы генератора переменного тока

Вопрос учителя: рассмотреть рис. 25.4 и ответить на вопросы.

  1. Что такое генератор переменного тока.
  2. Какие превращения энергии происходят в этом устройстве.
  3. Назвать основные элементы генератора переменного тока и их назначение.

Статор — это неподвижная часть. Ротор — подвижная. Можно сказать, что статор — это аналог катушки с большим числом витков. А ротор — это магнит, который вращается и создает изменяющийся магнитный поток с течением времени, пронизывая те витки, которые находятся в статоре, индуцирует, наводит в этих витках электрический ток.

Если генератор маломощный, то обычно ротор делают из постоянного магнита. Ему придают определённую форму, создают внутри несколько отдельных полюсов. Этот постоянный магнит, вращаясь прямо внутри статора, непосредственно создаёт индукционный электрический ток. Если же необходим мощный генератор, то в этом случае ротор — уже не постоянный магнит, а электромагнит.

Просмотр видео и задание после просмотра видео:

  1. Почему при увеличении скорости вращении рамки мы уже не замечаем мерцание лампочки? (обсуждение)
  2. Почему в генераторах переменного тока большой мощности ротор является электромагнитом?
  3. Какую частоту имеет промышленный ток?

Учитель предлагает учащимся получить на практике переменный ток частотой 50 Гц, используя предложенное оборудование. На демонстрационном столе имеется миллиамперметр, катушка-моток, постоянный магнит. Учащиеся пробуют быстро вставлять и вынимать магнит и другие способы и делают вывод, что ток такой частоты получить при помощи данной установки нельзя, т.к. 50 Гц — это 50 колебаний тока в секунду.

Учитель предлагает подумать и предложить идеи для усовершенствования установки, объясняет устройство генератора индукционного тока. Учащиеся подписывают названия его основных частей.

Далее учитель заостряет внимание на способах вращения ротора генератора.

Учащиеся предлагают свои варианты: на гидроэлектростанции — поток воды, на теплоэлектростанции — пар и т.д.

ΙV. Закрепление изученного материала

Задание 1. Вопросы на закрепление

  1. Что называется переменным током?
  2. Что такое период, частота переменного тока?
  3. На каком принципе основана работа генератора переменного тока?
  4. Проволочная рамка вращается с постоянной частотой в однородном магнитном поле. Какой из графиков, изображенных на рис. показывает зависимость силы тока в рамке от времени?
  5. 220В — это амплитудное или действующее значение напряжения?
  6. Сколько раз за 1 мин переменный ток меняет свое направление?
  7. Почему же именно переменный ток используется в бытовых электросетях.
  8. Какое устройство называется генератором переменного тока?

Задание 2. Проверка знаний — проверь соседа! (тест)

А сейчас проверим, на сколько, вы усвоили данный материал. Запишите правильный ответ.

Тест: Генерирование электрической энергии.

I. Переменный электрический ток
1. не изменяется по значению;
2. не изменяется по направлению;
3. изменяется по значению и направлению.

II. На каком явлении основано действие электромеханического индукционного генератора переменного тока?
1. электростатической индукции;
2. электромагнитной индукции;
3. термоэлектронной эмиссии.

III. Генератор электрической энергии необходим для…
1. создание материи;
2. создание энергии;
3. преобразование энергии

IV. Переменный ток вырабатывают
1. на заводе;
2. на электростанции;
3. в жилых домах.

V. Стандартная частота используемого у нас переменного тока …
1. 100Гц;
2. 50Гц;
3.500Гц.

VI. Простейший генератор переменного тока состоит…

  • Магнита;
  • Проволочной рамки;
  • Ротора и статора.

Ответы: I-3, II-2, III-3, IV-2, V-2, VI-3.

Кто ответит правильно на 6 вопросов, получит «5», на 5 вопросов, оценку — «4», за 4-3 правильных ответов получит «3».

Подведение итога. Определяется, достигли ли учащиеся поставленной цели, отмечается работа учащихся на уроке, выставляются оценки, обсуждение и аргументирование ответа учащихся.

V. Домашнее задание
  1. §25, ответить на вопросы (устно),
  2. заполнить таблицу сравнения постоянного и переменного тока

Название

Постоянный ток

Переменный ток

Источник

Гальванический элемент, аккумулятор

Генератор переменного тока

Направление

От «+» к «-»

Меняет направление

Изменяются ли сила тока и напряжение

Нет

Да, от 0 до амплитудного значения

Применение

Электрооборудование автомобиля и городского транспорта(метро, трамвай, троллейбус), автономное питание карманного фонарика, приемника, магнитофона, пульта телевизора, детские игрушки и т.д..

Осветительные сети квартир, бытовые электроприборы, фабрики и заводы.

Рефлексия
  • Какую цель вы поставили на начало урока?
  • Что вы узнали сегодня на уроке?
  • Могут ли вам полученные знания пригодиться в жизни? Где именно?
  • Что оказалось самым трудным для понимания?
  • Какую бы вы поставили себе оценку за работу на уроке?

генераторы для автомобилей| Valeo Service

Роль генератора заключается в поставке постоянного заряда аккумуляторной батарее при работе двигателя. Данная постоянная поставка мощности предотвращает разрядку аккумулятора и обеспечивает необходимую мощность электронным устройствам автомобиля. Генератор подключается и получает питание с помощью коленчатого вала через приводной ремень. При работе двигателя приводной ремень вращает генератор, преобразующий кинетическую энергию в электрический ток. Основной принцип — преобразовать движение, инициируемое маховым колесом, в электричество. Надежность, безопасность и высочайшее качество новых продуктов обеспечиваются постоянными инновациями и строгими критериями испытаний. Благодаря значительной составляющей оригинального оборудования компания Valeo может предложить генераторы для новейших моделей автомобилей через небольшое время после их выхода на рынок, это такие модели как Audi A6, Mercedes C Class, Renault Clio IV и Volkswagen Golf VII. Линейка новых устройств состоит из самых лучших продуктов благодаря требовательными стандартам испытаний оригинального оборудования Valeo.

 

Измерение тока и напряжение, испытание при электрической и циклической нагрузках продолжаются до 1000 часов. Кроме того, машины подвергаются испытаниям в экстремальных условиях, таких как солевой туман, температурные удары и вибрации до разрушения, чтобы соответствовать высочайшим требованиям. Valeo является новатором, имеющим более 100 лет опыта работы с вращающимися машинами, от Dynastar 1912 года до микрогибридного решения i-StARS® 2013 года.

 

Valeo удовлетворяет всем потребностям рынка и технологической эволюции, демонстрируя исторически сильное лидерство в области оригинального оборудования: однофазный генератор переменного тока, технология на основе водного охлаждения до современного производства эффективных и удобных генераторов, таких как генераторы EG. Valeo прокладывает путь к лучшим технологиям для производства генераторов: постоянное повышение мощности и эффективности при компактном дизайне. Генератор EG («Эффективное преобразование») использует специальные модули, которые на 10 очков более эффективны, чем традиционные диоды, и потому представляют собой революционную технологию. Данная технология подходит для автомобилей многих производителей, таких как Volkswagen, BMW и Mercedes. Генератор Standard Exchange Линейка генераторов Valeo Standard Exchange высшего класса насчитывает более 1500 наименований и потому подходит практически для всех моделей автомобилей на рынке, как европейском, так и азиатском.

 

Специальный процесс восстановления генераторов позволяет Valeo предлагать лучшие в своем классе продукты в отношении качества. После сбора генераторы отправляются в специальное производственное подразделение, где проходят через различные этапы процесса восстановления:

1. Все детали разбираются, и компоненты промываются, кроме ротора, который очищается с помощью проволочной щетки. Подшипники систематически заменяются новыми.

2. Ротор проходит испытание электричеством и покрывается краской для предотвращения коррозии. После промывки статор обрабатывается проволочной щеткой для удаления следов коррозии, а затем покрывается краской. Внутренний диаметр с высокой точностью калибруется, а концы фаз покрываются оловом и проходят испытание электричеством.

3. Шкивы проверяются, покрываются краской и хромом, шкивы шестерни холостого хода систематически заменяются.

4. Стеклоподъемники моются, высушиваются и подвергаются пескоструйной очистке. Щетки и пружины меняются.

5. Диоды выпрямительного моста проходят испытание по отдельности и, при необходимости, заменяются.

 

Перед окончательной окраской все обновленные компоненты собираются, и каждый готовый продукт проходит проверку на соответствующем испытательном стенде (измерение скорости и температуры, условия перенапряжения и испытание до разрушения). В течение всего процесса неукоснительно соблюдаются стандарты оригинального оборудования, а для проверки продукции в более чем 40 контрольных точках используются испытательные стенды и измерительные приборы, предназначенные для оригинального оборудования. После сборки 100% деталей проходят повторную проверку, после чего маркируются и упаковываются. Все произведенные компанией Valeo генераторы не содержат асбест.

Синхронные дизельные генераторы

Дизельные генераторы, именуемые также источниками автономного электрического питания, бывают синхронными и асинхронными. У них различные характеристики, устройство и принцип работы. Рассмотрим более подробно, что представляет собой синхронный генератор.

Это такой тип генератора, который за короткое время способен выдавать ток выше номинального в 3-4 раза. Синхронные электростанции отлично подходят для подключения оборудования, требующего высоких стартовых токов. Например, это насосы, электродвигатели, компрессоры, электроинструмент, сварочные аппараты. Последние крайне не рекомендуется использовать, если на объекте не установлен синхронный генератор.

 

Устройство синхронного генератора и принцип действия

Три главных элемента синхронного генератора – стартор, ротор и блок управления. Первые два бывают изготовлены из тонких электротехнических стальных пластин, которые хорошо проводят магнитный поток. В пазах стартора равномерно размещены витки старторной обмотки. В однофазных устройствах предусмотрена одна фазная обмотка, в трёхфазных – три обмотки.

Ротор, он же биполярный электромагнит постоянного тока, имеет обмотку, соединённую с блоком управления через два щёточных узла. Блок управления питает её постоянным током, что гарантирует наличие электрических связей для автоматического регулирования.

При запуске электростанции в роторе создаётся магнитное поле. С увеличением оборотов растёт и электродвижущая сила в обмотке возбуждения. Отсюда напряжение поступает в ротор.

 

Сильные и слабые стороны синхронных генераторов

Главное преимущество синхронных электростанций заключается в том, что они обеспечивают постоянство исходящего напряжения.

Существенным недостатком считается то, что генератор может выйти из строя из-за повышенной нагрузки на сеть. В числе минусов до некоторых пор числилось и наличие щёточного устройства. Со временем оно нуждается в обслуживании. Сейчас синхронные генераторы выпускают без щеточного узла. У электростанций нового поколения более длительный срок службы, они надёжнее в работе и отлично себя показывают в особо трудных условиях производства.

Благодаря встроенным датчикам и электронике, функционирование синхронных генераторов осуществляется в режиме реального времени и на более эффективном уровне. Не зря оборудование используют в промышленных целях и в оборудовании морских судов.

 

В каких случаях выбирают синхронный генератор?

Синхронный дизельный генератор переменного тока выбирают в следующих случаях:

  • если для эксплуатации электрооборудования требуется высокое напряжение, отличающееся стабильностью и частотой;
  • если возможны перегрузки в переходном режиме при подключении к работающей электростанции дополнительных потребителей реактивной мощности;
  • если не исключены перегрузки в переходном режиме в случае запуска генератора, находящегося в этот момент под нагрузкой из включённых приёмников, которые потребляют реактивную мощность;

если в режиме работы генератора, когда к нему подключены приёмники, питающиеся реактивной и активной мощностью, случаются перегрузки.

Принцип работы генератора переменного тока: понятное руководство

Принцип работы генератора переменного тока. Генератор переменного тока (генератор переменного тока) представляет собой устройство, которое преобразует механическую энергию в переменную электрическую энергию для использования. Генераторы переменного тока используют контактные кольца для производства переменного тока, тогда как генераторы постоянного тока используют постоянный ток. Электростанции, парусники, электрические скутеры, велосипеды и другие устройства используют генераторы переменного тока. Механическая энергия обычно подается на генераторы переменного тока паровыми и газовыми турбинами, а также двигателями внутреннего сгорания.Генераторы переменного тока используются в ветряных турбинах, малых гидроэлектростанциях и для преобразования газовых потоков высокого давления в газовые потоки более низкого давления.

Что такое генератор переменного тока?

Машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую в форме переменного ЭДС, известна как генератор переменного тока. Закон электромагнитной индукции Фарадея регулирует работу простого генератора переменного тока. Он сделан из проволочной катушки, которая вращается в магнитном поле.

Принцип работы генератора переменного тока

Принцип работы генераторов переменного тока заключается в том, что их часто называют генераторами переменного тока, и они работают по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея.Магнитный поток, связанный с катушкой, изменяется, когда проводник движется в однородном магнитном поле, вызывая ЭДС.

Простая схема генератора переменного тока (Ссылка: elprocus.com )

Электричество широко распространено, от переключения выключателя до нагревания закуски в микроволновой печи. Вам может быть интересно, как этот жизненно важный источник энергии генерируется и доставляется в ваш дом теперь, когда вы уделили ему некоторое внимание.

Турбины и генераторы используются для выработки электроэнергии на электростанциях.Электрические генераторы преобразуют вращение в электричество, а турбины преобразуют доступную энергию во вращение. Генераторы делятся на две группы в зависимости от их электрической мощности: генераторы переменного тока и генераторы постоянного тока. Принцип функционирования и компоненты генератора переменного тока будут подробно рассмотрены в этом посте. Если вы хотите узнать больше о принципе работы и характеристиках генератора постоянного тока, посетите наш пост Генератор постоянного тока.

Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называется генератором переменного тока.Механическая энергия подается на генератор переменного тока через паровые турбины, газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания. Выходом является переменная электрическая мощность в виде переменного напряжения и тока.

Закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что электродвижущая сила (ЭДС или напряжение) возникает в проводнике с током, который пересекает однородное магнитное поле. На этой основе работают генераторы переменного тока. Для этого можно использовать вращение проводящей катушки в постоянном магнитном поле или вращение магнитного поля, окружающего неподвижный проводник.Поскольку индуцированный переменный ток легче извлечь из стационарной катушки якоря, чем из вращающейся катушки, эта конфигурация является предпочтительной.

Катушка, контактные кольца, щетки и сильное магнитное поле являются основными компонентами генератора переменного тока.

Подробнее о Linquip

Подробное описание работы генератора переменного тока

Для создания сильного магнитного поля катушка вращается в магнитном поле. ЭДС индуцируется в одном направлении, когда катушка проходит через магнитное поле с одной стороны.ЭДС индуцируется в обратном направлении, когда катушка вращается, и эта сторона катушки движется вниз, а другая сторона катушки движется вверх. Направление ЭДС индукции определяется по правилу правой руки Флеминга. Каждый цикл этот процесс повторяется, и генерируемая ЭДС имеет переменный тип.

Диаграмма, показывающая различные положения катушки (Ссылка: elprocus.com )

График, изображающий выходную мощность генератора переменного тока, показан выше. Описание букв следующее:

  • A — когда катушка находится под углом 0 градусов, она движется параллельно направлению магнитного поля и поэтому не создает ЭДС.
  • B — Катушка движется под углом 90 градусов к магнитному полю и, следовательно, индуцирует наибольшую ЭДС, когда она находится под углом 90 градусов.
  • C — Когда катушка поворачивается на 180 градусов, она снова движется параллельно магнитному полю, не вызывая генерации ЭДС.
  • D — Когда катушка находится на 270 градусов, она возвращается на 90 градусов к магнитному полю, индуцируя максимальную ЭДС. Индуцированная ЭДС в этом случае полярно противоположна В.
  • A — Катушка завершила один оборот, когда она достигает 360 градусов, когда движется параллельно магнитному полю и создает нулевую ЭДС.

Рассмотрим прямоугольную катушку с «N» витками, вращающуюся в однородном магнитном поле «B» с угловой скоростью «». В каждый момент времени «t» угол между магнитным полем «B» и нормалью к катушке определяется выражением θ = ωt.

Магнитный поток в этом месте перпендикулярен плоскости катушки и определяется выражением B Cos ωt. Магнитный поток, связанный с катушкой из N витков, равен ɸ = B Cos ωt A, где A — площадь катушки. Законы электромагнитной индукции Фарадея определяют индукционную ЭДС в катушке.

 

\varepsilon =-\frac{d\phi}}{dt}=-\frac{d(NBAcos\omega t)}{dt}=NBA\omega sin(\omega t)

 

Когда катушка поворачивается на 90 градусов, значение синуса приближается к 1, а ЭДС индукции достигает своего максимума, сводя предыдущее уравнение к следующему: =N{B}_{m}A2\pi f

 

Где

Максимальная плотность потока в Вб/м 2 обозначается Bm,

Площадь витка в м 2 обозначается буквой «А»,

А «f» обозначает частоту вращения катушки в оборотах в секунду.

Путем подстановки второго уравнения в первое, который генерируется при включении устройства.

 

I=\frac{\varepsilon}{R}=\frac{{\varepsilon}_{0}sin\omega t}{R}

 

Потокосцепление якоря постоянно меняется по мере его вращения между полюсами магнита на оси, перпендикулярной магнитному полю.В результате электрический ток проходит через гальванометр, контактные кольца и щетки. Гальванометр меняет свое значение с положительного на отрицательное. Это означает, что гальванометр получает переменный ток. Правило правой руки Флеминга можно использовать для определения направления индуцированного тока.

Конструкция генератора переменного тока Принцип

Ротор и статор являются двумя основными компонентами простого генератора переменного тока. Ротор — вращающийся компонент, а статор — неподвижный компонент машины.

Статор

Статор — это неподвижный компонент, который удерживает катушку якоря на месте. Целью обмотки якоря является передача тока на нагрузку, которой может быть любое внешнее оборудование, использующее электричество. Он разделен на три секции:

  • Рама статора — это внешняя рама, которая удерживает как сердечник статора, так и обмотки якоря.
  • Сердечник статора – Для уменьшения потерь на вихревые токи он ламинируется сталью или железом.Для удержания обмотки якоря внутри сердечника прорезаны пазы.
  • Обмотки якоря – Обмотки якоря наматываются на пазы сердечника якоря.

Ротор

Ротор генератора переменного тока является вращающимся компонентом. Обмотки магнитного поля составляют структуру. Магнитные полюса намагничиваются с помощью источника постоянного тока. Токосъемные кольца прикреплены к каждому концу обмотки магнитного поля. Ротор вращается на общем валу, который соединен с этой комбинацией.Роторы с явно выраженными полюсами и роторы с цилиндрическими полюсами представляют собой два типа роторов.

Ротор с явно выраженными полюсами

Наиболее важный тип полюсного ротора показан на схеме ниже. В этом типе ротора можно увидеть ряд выступающих полюсов, известных как выступающие полюса, основания которых прикреплены к ротору. Они используются в приложениях с низкими и средними скоростями.

Ротор с явно выраженными полюсами (Артикул: elprocus.com )
Ротор с цилиндрическими полюсами

Цилиндрические роторы имеют гладкий и прочный цилиндр с прорезями, расположенными на внешней поверхности цилиндра.Он используется в приложениях, требующих большой скорости. Ротор с цилиндрическими полюсами показан на схеме ниже.

Цилиндрический ротор (Ссылка: elprocus.com )

Типы генераторов переменного тока Принцип

Генераторы переменного тока подразделяются на два типа в зависимости от принципа их работы.

Асинхронные генераторы

Асинхронные генераторы — другое название асинхронных генераторов. Скольжение способствует вращению ротора в генераторах этого типа.Ротор пытается, но не может соответствовать синхронной скорости статора. Когда ротор равен синхронной скорости статора, относительная скорость равна нулю, и ротор не имеет крутящего момента. Их можно использовать для питания ветрогенераторов.

Синхронные генераторы

Синхронный генератор — это генератор переменного тока, который все время вращается с одной и той же скоростью. Он работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что когда катушка вращается в однородном магнитном поле, индуцируется ЭДС.В основном они используются для создания высокого напряжения на электростанциях.

Применение

Генератор переменного тока используется для выработки электроэнергии от ветряных мельниц, гидроэлектростанций и других источников.

Преимущества генераторов переменного тока перед генераторами постоянного тока

Генераторы переменного тока имеют следующие преимущества перед генераторами постоянного тока:

  • С помощью трансформаторов генераторы переменного тока можно просто повышать и понижать.
  • Из-за функции повышения размер канала передачи в генераторах переменного тока меньше.
  • Потери в генераторах переменного тока ниже, чем в машинах постоянного тока.
  • Генератор переменного тока меньше по размеру, чем генератор постоянного тока.

Большинство из нас начинают свои занятия с постоянного тока, но вскоре мы обнаруживаем, что это не единственный вид тока, с которым мы сталкиваемся. Напряжения и токи, которые носят переменный характер, вырабатываются некоторыми источниками питания. Переменный ток, или AC, это название для этого типа электричества. Видео поможет вам понять принцип работы генератора переменного тока.

Часто задаваемые вопросы о принципе работы генератора переменного тока

1) В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока?

Электрический ток в генераторе переменного тока регулярно меняет свое направление, в результате чего возникает переменный ток. Электрический ток в генераторе постоянного тока течет только в одном направлении.

2) Автомобильные генераторы переменного или постоянного тока?

Вращающийся якорь генерирует переменный ток, который с помощью коммутатора и щеток преобразуется в постоянный.

3) По какому принципу работает генератор переменного тока?

Работает в соответствии с законами электромагнитной индукции Фарадея.

4) Какие существуют типы генераторов переменного тока?

Синхронные и асинхронные генераторы переменного тока.

5) Аккумуляторы переменного или постоянного тока?

Батареи классифицируются как батареи постоянного тока, поскольку они проводят ток только в одном направлении.

6) Как генератор переменного тока производит электроэнергию?

Закон электромагнитной индукции Фарадея регулирует работу генераторов переменного тока.Потокосцепление якоря постоянно меняется, поскольку оно вращается между полюсами магнита по оси, перпендикулярной магнитному полю. В результате этого в якоре создается ЭДС. В результате электрический ток проходит через гальванометр, контактные кольца и щетки.

7) От каких факторов зависит генерируемая ЭДС в генераторе переменного тока?

Величина создаваемой ЭДС определяется количеством витков катушки якоря, напряженностью магнитного поля и скоростью вращения поля.

8) Каковы некоторые преимущества генераторов переменного тока перед генераторами постоянного тока?

С помощью трансформаторов генераторы переменного тока можно просто повышать и понижать. Потери в генераторах переменного тока меньше, чем в машинах постоянного тока.

9) В какой части генератора переменного тока генерируется выходная мощность?

Якорь — это место, где генерируется выходной сигнал.

Генератор переменного тока и его работа были рассмотрены в этом посте.

Понимание выходной мощности генератора | HowStuffWorks

Раньше в автомобилях использовались генераторы , а не генераторы переменного тока для питания электрической системы автомобиля и зарядки аккумуляторной батареи.Это больше не так. По мере развития автомобильных технологий росла и потребность в большей мощности. Генераторы производят постоянный ток , который движется в одном направлении, в отличие от переменного тока для электричества в наших домах, которое периодически меняет направление. Как доказал Тесла в 1887 году, переменный ток стал более привлекательным, поскольку он более эффективно генерирует более высокое напряжение, что необходимо в современных автомобилях. Но автомобильные аккумуляторы не могут использовать переменный ток, поскольку они производят постоянный ток.В результате выходная мощность генератора переменного тока подается через диодов , которые преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Ротор и статор — это два компонента, которые генерируют энергию. Когда двигатель вращает шкив генератора, ротор вращается вокруг трех стационарных обмоток статора или проволочных катушек, окружающих неподвижный железный сердечник, из которого состоит статор. Это называется трехфазным током . Обмотки катушки расположены равномерно с интервалом в 120 градусов вокруг железного вала.Переменное магнитное поле от ротора создает последующий переменный ток в статоре. Этот переменный ток подается через выводов статора на соединительный набор диодов. К каждому проводу статора подключаются два диода для регулирования тока. Диоды используются для блокировки и направления тока. Поскольку батареям нужен постоянный ток, диоды становятся односторонними клапанами, пропускающими ток только в одном направлении.

Трехфазные генераторы переменного тока имеют три набора обмоток; они более эффективны, чем однофазный генератор переменного тока, который вырабатывает однофазный переменный ток.При правильной работе три обмотки производят три тока, составляющие три фазы. Сложение всех трех вместе дает общий выход переменного тока статора.

Две основные конструкции обмотки статора: треугольник и звезда . Дельтовидные раны легко идентифицировать по их форме, так как они треугольные. Эти обмотки позволяют пропускать большой ток при более низких оборотах. Звездообразные обмотки напоминают конденсатор потока из «Назад в будущее». Эти обмотки идеально подходят для дизельных двигателей, поскольку они производят более высокое напряжение, чем статоры треугольника, при еще более низких оборотах.

После преобразования переменного тока в постоянный полученное напряжение готово к использованию в батарее. Слишком высокое или слишком низкое напряжение может повредить аккумулятор, а также другие электрические компоненты. Чтобы обеспечить правильное количество, регулятор напряжения определяет, когда и какое напряжение необходимо для батареи. В большинстве генераторов переменного тока используется один из двух типов регуляторов: заземленный регулятор работает, контролируя количество отрицательного или аккумуляторного заземления, поступающего в обмотку ротора, в то время как заземленный тип возбуждения типа работает наоборот — контролируя количество положительной батареи.Ни один из них не дает преимущества перед другим.

Поскольку для выработки электроэнергии, необходимой для наших автомобилей, работает так много компонентов, можно с уверенностью сказать, что генератор переменного тока является важнейшим компонентом под капотом. Но, как и многие детали наших автомобилей, они выходят из строя. Следующий раздел даст вам представление о том, как определить, что вы вот-вот окажетесь в затруднительном положении, и что вы можете сделать, если вам нужно заменить генератор.

1.1: Что такое переменный ток (AC)?

Большинство студентов, изучающих электричество, начинают свое обучение с так называемого постоянного тока (постоянный ток), то есть электричества, протекающего в постоянном направлении и/или обладающего напряжением с постоянной полярностью.Постоянный ток — это вид электричества, производимого батареей (с определенными положительными и отрицательными клеммами), или вид заряда, генерируемый трением определенных типов материалов друг о друга.

Переменный ток против постоянного тока

Как бы ни был полезен и прост для понимания постоянный ток, это не единственный «вид» используемого электричества. Некоторые источники электричества (в первую очередь, роторные электромеханические генераторы) естественным образом производят напряжения с чередующейся полярностью, меняя положительное и отрицательное с течением времени.Либо полярность переключения напряжения, либо направление переключения тока вперед и назад, этот «вид» электричества известен как переменный ток (AC): рисунок ниже

.

Постоянный и переменный ток

В то время как знакомый символ батареи используется в качестве общего символа для любого источника постоянного напряжения, круг с волнистой линией внутри является общим символом для любого источника переменного напряжения.

Можно задаться вопросом, зачем кому-то вообще беспокоиться о такой вещи, как переменный ток.Это правда, что в некоторых случаях переменный ток не имеет практического преимущества перед постоянным током. В приложениях, где электричество используется для рассеивания энергии в виде тепла, полярность или направление тока не имеют значения, если на нагрузке достаточно напряжения и тока для производства желаемого тепла (рассеивание мощности). Однако с помощью переменного тока можно создавать электрические генераторы, двигатели и системы распределения электроэнергии, которые намного более эффективны, чем постоянный ток, и поэтому мы видим, что переменный ток используется преимущественно во всем мире в приложениях высокой мощности.Чтобы объяснить детали того, почему это так, необходимо немного базовых знаний о AC.

Генераторы переменного тока

Если машина предназначена для вращения магнитного поля вокруг набора стационарных проволочных катушек при вращении вала, переменное напряжение будет создаваться на проволочных катушках при вращении этого вала в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. Это основной принцип работы генератора переменного тока, также известного как генератор переменного тока : Рисунок ниже

Работа генератора

Обратите внимание, как меняется полярность напряжения на проволочных катушках, когда противоположные полюса вращающегося магнита проходят мимо.При подключении к нагрузке эта обратная полярность напряжения создаст обратное направление тока в цепи. Чем быстрее вращается вал генератора переменного тока, тем быстрее будет вращаться магнит, в результате чего переменное напряжение и ток чаще меняют направление за заданный промежуток времени.

Хотя генераторы постоянного тока работают по тому же общему принципу электромагнитной индукции, их конструкция не так проста, как у их аналогов переменного тока. В генераторе постоянного тока катушка провода устанавливается на валу, где магнит находится на генераторе переменного тока, и электрические соединения с этой вращающейся катушкой выполняются через стационарные угольные «щетки», контактирующие с медными полосками на вращающемся валу.Все это необходимо для переключения меняющейся полярности выхода катушки на внешнюю цепь, чтобы внешняя цепь видела постоянную полярность: рисунок ниже

Работа генератора постоянного тока

Генератор, показанный выше, производит два импульса напряжения за один оборот вала, причем оба импульса имеют одинаковое направление (полярность). Чтобы генератор постоянного тока вырабатывал постоянное напряжение , а не короткие импульсы напряжения каждые 1/2 оборота, несколько наборов катушек периодически контактируют со щетками.Диаграмма, показанная выше, немного более упрощена, чем то, что вы видели бы в реальной жизни.

Проблемы, связанные с установлением и разрывом электрического контакта с движущейся катушкой, должны быть очевидны (искрение и нагрев), особенно если вал генератора вращается с высокой скоростью. Если атмосфера, окружающая машину, содержит легковоспламеняющиеся или взрывоопасные пары, практические проблемы искрообразования щеточных контактов становятся еще более серьезными. Для работы генератора переменного тока (альтернатора) не требуются щетки и коммутаторы, и поэтому он невосприимчив к этим проблемам, с которыми сталкиваются генераторы постоянного тока.

Двигатели переменного тока

Преимущества переменного тока по сравнению с постоянным в отношении конструкции генератора также отражены в электродвигателях. В то время как двигатели постоянного тока требуют использования щеток для электрического контакта с движущимися катушками проволоки, двигатели переменного тока этого не делают. На самом деле, конструкции двигателей переменного и постоянного тока очень похожи на их аналоги-генераторы (идентичные для этого руководства), двигатель переменного тока зависит от реверсивного магнитного поля, создаваемого переменным током через его неподвижные катушки проволоки для вращения вращающегося магнита. вокруг его вала, а двигатель постоянного тока зависит от щеточных контактов, замыкающих и размыкающих соединения с обратным током через вращающуюся катушку каждые 1/2 оборота (180 градусов).

Трансформаторы

Итак, мы знаем, что генераторы и двигатели переменного тока, как правило, проще, чем генераторы и двигатели постоянного тока. Эта относительная простота приводит к большей надежности и меньшей стоимости производства. Но для чего еще хорош AC? Наверняка в нем должно быть что-то большее, чем детали конструкции генераторов и двигателей! Действительно есть. Существует эффект электромагнетизма, известный как взаимной индукции , при котором две или более катушек с проволокой размещаются так, что изменяющееся магнитное поле, создаваемое одной, индуцирует напряжение в другой.Если у нас есть две взаимно индуктивные катушки, и мы питаем одну катушку переменным током, мы создадим переменное напряжение в другой катушке. При использовании как таковое это устройство известно как трансформатор : рисунок ниже

Трансформатор «преобразует» переменное напряжение и ток.

Фундаментальное значение трансформатора заключается в его способности повышать или понижать напряжение от питающей катушки к обесточенной катушке. Напряжение переменного тока, индуцируемое в непитанной («вторичной») катушке, равно напряжению переменного тока на питаемой («первичной») катушке, умноженному на отношение витков вторичной катушки к виткам первичной катушки.Если вторичная катушка питает нагрузку, ток через вторичную катушку прямо противоположен: ток первичной катушки, умноженный на отношение первичных и вторичных витков. Это соотношение имеет очень близкую механическую аналогию, используя крутящий момент и скорость для представления напряжения и тока соответственно: рисунок ниже

Зубчатая передача, повышающая скорость, снижает крутящий момент и увеличивает скорость. Понижающий трансформатор понижает напряжение и увеличивает ток.

Если соотношение обмотки изменено на противоположное, так что первичная обмотка имеет меньше витков, чем вторичная обмотка, трансформатор «повышает» напряжение от уровня источника до более высокого уровня на нагрузке: рисунок ниже

Редукторная передача увеличивает крутящий момент и снижает скорость.Повышающий трансформатор повышает напряжение и понижает ток.

Способность трансформатора с легкостью повышать или понижать напряжение переменного тока дает переменному току преимущество, не имеющее аналогов по сравнению с постоянным током, в области распределения мощности, как показано на рисунке ниже. При передаче электроэнергии на большие расстояния гораздо эффективнее делать это с повышенным напряжением и пониженным током (провод меньшего диаметра с меньшими резистивными потерями мощности), затем понижать напряжение и повышать ток в течение промышленности, бизнеса или потребительского использования.

Трансформаторы обеспечивают эффективную передачу электроэнергии высокого напряжения на большие расстояния.

Трансформаторная технология сделала практичным распределение электроэнергии на большие расстояния. Без возможности эффективного повышения и понижения напряжения было бы непомерно дорого строить энергосистемы для чего-либо, кроме использования на близком расстоянии (максимум в пределах нескольких миль).

Какими бы полезными ни были трансформаторы, они работают только с переменным, а не постоянным током. Поскольку явление взаимной индуктивности зависит от изменяющихся магнитных полей, а постоянный ток (DC) может создавать только устойчивые магнитные поля, трансформаторы просто не будут работать с постоянным током.Конечно, постоянный ток может быть прерван (импульсирован) через первичную обмотку трансформатора для создания изменяющегося магнитного поля (как это делается в автомобильных системах зажигания для получения высоковольтной энергии свечи зажигания от низковольтной батареи постоянного тока), но импульсный постоянный ток ничем не отличается от переменного. Возможно, больше, чем по какой-либо другой причине, переменный ток находит такое широкое применение в энергосистемах.

DC означает «Постоянный ток», что означает напряжение или ток, который поддерживает постоянную полярность или направление, соответственно, во времени.

AC означает «Переменный ток», что означает напряжение или ток, который меняет полярность или направление, соответственно, с течением времени.

Электромеханические генераторы переменного тока

, известные как генераторы переменного тока , имеют более простую конструкцию, чем электромеханические генераторы постоянного тока.

Конструкция двигателей переменного и постоянного тока модели

очень точно соответствует принципам конструкции соответствующих генераторов.

Трансформатор представляет собой пару катушек взаимной индукции, используемых для передачи энергии переменного тока от одной катушки к другой.Часто количество витков в каждой катушке устанавливается для создания увеличения или уменьшения напряжения от питаемой (первичной) катушки к непитанной (вторичной) катушке.

Вторичное напряжение = Первичное напряжение (вторичные витки / первичные витки)

Вторичный ток = первичный ток (первичные витки / вторичные витки)

Каков принцип работы генератора? – idswater.com

Каков принцип работы генератора?

Все генераторы работают по принципу электромагнитной индукции.Согласно этому закону, для производства электричества нам нужен проводник, магнитное поле и механическая энергия. Каждая машина, которая вращает и воспроизводит переменный ток.

Что делает генератор?

«Генератор переменного тока, как неотъемлемая часть каждого транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, его основная задача заключается в преобразовании химической энергии в электрическую, чтобы вы могли заряжать и пополнять аккумуляторную батарею в вашем двигателе и другие электрические компоненты в автомобиле».

Как работает выпрямитель генератора?

Генератор работает вместе с аккумуляторной батареей для питания электрических компонентов автомобиля.Когда шкив генератора переменного тока вращается, переменный ток (АС) проходит через магнитное поле и генерируется электрический ток. Затем он преобразуется в постоянный ток через выпрямитель.

Какую мощность производит генератор?

Обычный генератор переменного тока может производить только мощность от 500 до 600 Вт. Но в настоящее время один генератор переменного тока может производить мощность до 2500 Вт, в зависимости от потребляемой мощности. Мощность, которую может производить генератор переменного тока, определяется номиналом генератора переменного тока.

В чем разница между генератором переменного тока и генератором?

Генератор переменного тока представляет собой устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Генератор представляет собой механическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного или постоянного тока. Генератор всегда индуцирует переменный ток. Генераторы имеют более высокую мощность, чем генераторы.

Генератор переменного или постоянного тока?

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.

Каковы основные части генератора переменного тока?

Генератор переменного тока состоит из трех основных компонентов и регулятора напряжения: статора, ротора и диода.

Генераторы переменного или постоянного тока?

Генераторы вырабатывают переменный или постоянный ток?

Что означает принцип работы генератора переменного тока?

Это означает, что ток циркулирует в замкнутом круге из точки B в A, из A в D, из D в C и из C в B, при условии, что контур замкнут, хотя здесь это не показано.Это означает, что ток противоположен предыдущему горизонтальному положению, когда ток циркулировал как A → B → C → D → A.

Как индуцируется ток в генераторе?

Это так же, как основной принцип генератора постоянного тока. Это также зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что ток индуцируется в проводнике внутри магнитного поля, когда между этим проводником и магнитным полем существует относительное движение.

Что означает реверс генератора?

Это означает, что ток противоположен предыдущему горизонтальному положению, когда ток циркулировал как A → B → C → D → A.В то время как виток далее переходит в вертикальное положение, ток снова уменьшается до нуля. Так что если виток продолжает вращаться, то ток в витке постоянно меняет свое направление.

Откуда берется сторона AB генератора?

После поворота на 90 o сторона AB или проводник AB петли оказывается перед полюсом S, а провод CD — перед полюсом N. В этом положении тангенциальное движение проводника AB точно перпендикулярно линиям магнитного потока от N к S полюсу.

В чем разница между генератором переменного тока и генератором?

Основные отличия генератора переменного тока от генератора

Генератор переменного тока и генератор — это механические устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Кроме того, они отличаются друг от друга во всех остальных аспектах. Основное различие между генератором переменного тока и генератором заключается в том, что в генераторе переменного тока магнитное поле вращается вокруг неподвижного якоря и в генераторе; якорь вращается внутри стационарного магнитного поля.

Прежде чем перейти к различиям между генератором переменного тока и генератором, давайте посмотрим, что такое генератор переменного тока и как вырабатывается электричество.

Производство электроэнергии

Электричество вырабатывается с использованием закона электромагнитной индукции Фарадея . В нем говорится, что ток (ЭДС) будет индуцироваться в проводнике, если его поместить в постоянно меняющееся магнитное поле.

Генератор переменного тока и генератор используют один и тот же принцип для выработки электрического тока.Ток возникает за счет изменения магнитного поля, действующего на проводник. Однако есть два способа сделать это. Либо вращает магнитное поле (в корпусе) вокруг неподвижного проводника, либо вращает проводник (в виде прямоугольной катушки) внутри неподвижного проводника. В обоих случаях линии магнитного поля, пересекающие проводник, меняются, и это индуцирует электрический ток в проводнике.

Вращающаяся часть машины называется ротором , а неподвижная часть называется статором .

Что такое генератор?

Генератор переменного тока представляет собой механическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока.

Это тип генератора, в котором магнитное поле (ротор) вращается вокруг якоря (статора).

Магнитное поле создается либо постоянным магнитом, либо электромагнитом, использующим источник постоянного тока. Электромагнит находится в корпусе, окружающем якорь (обмотки проводников). Магнитное поле вращается любыми средствами (паровые турбины, газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания), известными как первичный двигатель.Его вращение вызывает изменение силовых линий магнитного поля, пересекающих проводники якоря. В результате в якоре индуцируется электрический ток.

Якорь подает электрический ток на выходную нагрузку через щетки. Поскольку якорь неподвижен, щетки не изнашиваются. Это увеличивает его механический срок службы и снижает потребность в техническом обслуживании.

Вращающееся магнитное поле постоянно меняет свою полярность (север и юг), действуя на стационарный якорь, вызывая постоянное изменение направления индуцированного тока.По этой причине на выходе генератора переменного тока всегда переменный ток.

Генератор экономит энергию. Они представляют собой усовершенствованную и эффективную версию генератора, который вырабатывает энергию, когда это необходимо (в зависимости от нагрузки). Таким образом, аккумуляторы в автомобиле не умирают из-за перезарядки (поскольку генератор перестает подавать питание). Следовательно, генератор не тратит энергию впустую.

Генератор нельзя использовать для зарядки полностью разряженной батареи.

Похожие сообщения:

Что такое генератор?

Генератор представляет собой механическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного или постоянного тока.

В генераторе внешний корпус, окружающий якорь, состоит либо из постоянного магнита, либо из неподвижного электромагнита, известного как статор. Якорь состоит из катушек проводников, которые вращаются вокруг своей оси внутри этого стационарного магнитного поля. Из-за вращающегося якоря линия магнитного поля, пересекающая проводники, меняется. Следовательно, во вращающемся якоре индуцируется ток.

Якорь соединяется либо с контактным кольцом, либо с коллектором.Оба они передают электрический ток (который постоянно меняет направление) от вращающегося якоря к статической выходной цепи. Но токосъемное кольцо имеет полное круглое соединение, которое обеспечивает непрерывную передачу электрического тока от вращающегося вала, что приводит к переменному току переменного тока . С другой стороны, коммутатор имеет как минимум 2 разрыва между ними, что меняет направление тока после каждого полуоборота, таким образом, выходной ток остается в одном направлении, также известном как Постоянный ток DC .

Связанное сообщение:

Обеспечивает постоянную энергию даже без необходимости. По этой причине он имеет меньшую эффективность, чем генератор переменного тока. Но он может генерировать как переменный, так и постоянный ток, а выходное напряжение остается постоянным на протяжении всей его работы. Поэтому генератор идеально подходит для использования в качестве резервного источника питания в домах, офисах, на строительных площадках и т. д.

Может использоваться для зарядки полностью разряженной батареи.

Похожие сообщения:

Основные отличия генератора переменного тока от генератора
Генератор Генератор
Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Машина, преобразующая механическую энергию в переменный или постоянный ток (электрическую).
Может генерировать только переменный ток «AC». Он может генерировать как переменный ток, так и постоянный ток «DC».
Вращающаяся часть или ротор представляет собой магнитное поле. Вращающаяся часть или ротор представляет собой якорь.
Неподвижной частью или статором является якорь. Неподвижной частью или статором является окружающее магнитное поле.
Генерируемый выходной ток берется от статора. Генерируемый выходной ток берется от ротора.
Выходное напряжение генератора всегда выше, чем у генератора. Выходное напряжение Генератора всегда выше, чем Генератора.
Щетки служат дольше, потому что якорь неподвижен и отсутствует трение. Щетки изнашиваются из-за трения о ротор, поэтому служат недолго.
После установки поляризация не требуется. Генератор нуждается в поляризации после установки.
Имеет широкий диапазон оборотов в минуту (оборотов в минуту). Имеет низкий диапазон оборотов.
Генерируемое напряжение или энергия варьируются в зависимости от нагрузки. Выходное напряжение остается постоянным независимо от нагрузки.
Невозможно зарядить полностью разряженный аккумулятор (в худшем случае он сгорит). Может использоваться для зарядки полностью разряженной батареи.
Он сохраняет энергию и более эффективен, чем генератор. Он потребляет немного энергии и менее эффективен, чем генератор переменного тока.
Они меньше по размеру, чем Генератор. Они больше по размеру, чем генератор.
Генераторы в основном используются в транспортных средствах для зарядки аккумулятора. Генератор широко используется в качестве резервного источника питания в каждом секторе, например, в быту, промышленности, строительстве и т. д.

Похожие сообщения:

Генератор — Academic Kids

От академических детей

Генератор переменного тока представляет собой генератор переменного тока путем преобразования механической энергии в электрическую. Первый практический генератор переменного тока был изобретен Николой Тесла в 1891 году, патент США. В принципе любой генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно это слово относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в движение автомобильными двигателями и другими двигателями внутреннего сгорания.

Теория работы

Генераторы переменного тока вырабатывают электроэнергию по тому же принципу, что и генераторы постоянного тока. Когда силовые линии магнитного поля пересекают проводник, в проводнике индуцируется ток. Как правило, генератор переменного тока имеет неподвижную часть (статор) и вращающуюся часть (ротор). Статор содержит обмотки проводников, а ротор содержит движущееся магнитное поле. Поле пересекает проводники, генерируя электрический ток, поскольку механическое воздействие заставляет ротор вращаться.

Магнитное поле ротора может создаваться индукцией (в «бесщеточном» генераторе), постоянными магнитами или обмоткой ротора, питаемой постоянным током через токосъемные кольца и щетки. В автомобильных генераторах переменного тока неизменно используются щетки и токосъемные кольца, что позволяет контролировать генерируемое генератором напряжение путем изменения тока в обмотке возбуждения ротора. В машинах с постоянными магнитами отсутствуют потери из-за тока намагничивания в роторе, но они ограничены по размеру из-за стоимости магнитного материала.Бесщеточные генераторы переменного тока обычно представляют собой более крупные машины, чем те, которые используются в автомобилях.

Автомобильные генераторы

Генераторы переменного тока используются в автомобилях для зарядки аккумулятора и питания всех электрических систем автомобиля при работающем двигателе. Генераторы переменного тока имеют большое преимущество перед генераторами постоянного тока, заключающееся в том, что в них не используется коммутатор, что делает их проще, легче и надежнее, чем генератор постоянного тока. Более прочная конструкция генераторов переменного тока позволяет им вращаться с более высокой скоростью, позволяя автомобильному генератору вращаться с удвоенной скоростью двигателя, улучшая выходную мощность при работе двигателя на холостом ходу.Доступность недорогих твердотельных диодов примерно с 1960 года позволила производителям автомобилей заменить генераторы переменного тока. Автомобильные генераторы используют набор выпрямителей (диодный мост) для преобразования переменного тока в постоянный. Для обеспечения постоянного тока с низкой пульсацией автомобильные генераторы переменного тока имеют трехфазную обмотку.

Современные автомобильные генераторы также имеют встроенный регулятор напряжения. Типичные автомобильные генераторы переменного тока генерируют поле, используя постоянный ток через токосъемные кольца. Ток возбуждения намного меньше, чем выходной ток неподвижной обмотки статора, поэтому контактные кольца для тяжелых условий эксплуатации не требуются.Например, в генераторе переменного тока, рассчитанном на 70 ампер постоянного тока, ток возбуждения будет меньше 2 ампер. Регулятор напряжения работает, модулируя небольшой ток возбуждения, чтобы обеспечить постоянное напряжение на выходе статора. Во многих старых конструкциях автомобилей обмотки возбуждения изначально питаются от замка зажигания и индикатора заряда, поэтому индикатор горит, когда зажигание включено, но двигатель не работает. После запуска двигателя и генерации генератора диод подает ток возбуждения с основного выхода генератора, тем самым выравнивая напряжение на сигнальной лампе, которая гаснет.

Эта система проста и позволяет избежать необходимости в сверхмощном выключателе в выходной цепи главного генератора переменного тока, который может проводить очень большие токи — до 100 ампер (хотя в обычных автомобилях используются генераторы на 40–60 ампер). Одним из недостатков этой схемы является то, что в случае выхода из строя сигнальной лампы первичный ток не достигает обмотки возбуждения генератора переменного тока, и поэтому он не может включиться самостоятельно. Двигатель еще какое-то время будет работать от аккумулятора, а отсутствие сигнальной лампы не сможет предупредить водителя о том, что что-то не так.Современные системы имеют более сложный электронный контроль и лишены этого недостатка.

Очень большие автомобильные генераторы переменного тока, используемые на тяжелом оборудовании или машинах скорой помощи, могут производить 150 ампер. Очень старые автомобили с минимальным освещением и электронными устройствами могут иметь только генератор на 30 ампер. Гибридные автомобили заменяют отдельный генератор переменного тока и стартер комбинированным двигателем / генератором, который выполняет обе функции, запуская двигатель внутреннего сгорания при запуске, обеспечивая дополнительную механическую мощность для ускорения и заряжая большую аккумуляторную батарею, когда транспортное средство движется с постоянной скоростью.Эти вращающиеся машины имеют значительно более мощные электронные устройства для управления, чем описанный выше простой автомобильный генератор переменного тока.

См. также

Генератор переменного тока Александерсона вырабатывал переменный ток частотой до 100 000 Гц и использовался для радиосвязи.

Внешние ссылки

  • « Генераторы ( http://www.tpub.com/content/construction/14273/css/14273_47.htm ) «. Интегрированная публикация (TPub.com).
  • » Деревянный низкочастотный генератор ( http://www.otherpower.com/pmg2.html ) «. ForceField, Форт-Коллинз, Колорадо, США.
  • Манн, Х., « Однофазный генератор переменного тока» ( http://virtual.cvut.cz/dynlab/courseModeling/node65.html ) «. Электромеханические системы, DynLAB — Курс по моделированию и имитационному моделированию.
  • « Общие сведения о трехфазных генераторах переменного тока ( http://www.windstuffnow.com/main/3_phase_basics.htm ) «. WindStuffNow.
  • Автор неизвестен, » Секреты генератора переменного тока ( http://members.1stconnect.com/anozira/SiteTops/energy/Alternator/alternator.htm ) «. Дата неизвестна.
  • « Генератор, дуга и искра. Первые беспроводные передатчики ( http://home.freeuk.net/dunckx/wireless/sparksnarcs/sparksnarcs.html ) «. Домашняя страница G0UTY.
  • Игл, Натан, « Использование генератора переменного тока в проектах по возобновляемым источникам энергии» ( http://web.media.mit.edu/~nathan/nepal/ghatta/alternator.html ) ». Бенджамин Олдинг, лето 2000 г.
  • Уайт, Томас Х., «Разработка генератора-передатчика (1891-1920) ( http://earlyradiohistory.us/sec008.htm ) «. Ранняя история радио США.
  • Тесла, Никола, « US447921 Генератор переменного тока ( http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f= G&l=50&s1=447921.WKU.&OS=PN/447921&RS=PN/447921 ) «. ВПТЗ США.
  • Тесла, Никола, « Высокочастотный генератор переменного тока Юинга и паровой двигатель Парсона ( http://www.tesla.hu/tesla/articles/18921217.doc ) «. 17-12-1892. (Pepe?s Tesla Pages, DOC) es: Alternador

это: Генератор пл: генератор fi:Генераатторы

По какому принципу работает генератор

Генератор переменного тока представляет собой механическое устройство, которое преобразует другие формы энергии в электрическую энергию. Генератор переменного тока обычно состоит из ротора, статора, выпрямителя и торцевой крышки.

Ротор состоит из обмотки сердечника ротора (или магнитного полюса), защитного кольца, центрирующего кольца, контактного кольца, вентилятора и вращающегося вала.Функция ротора заключается в создании магнитного поля. Устанавливается внутри статора. Статор состоит из сердечника статора, проволочных обмоток, основания двигателя и других конструктивных деталей, фиксирующих эти детали. Функция статора – генерировать переменный ток.

Принцип заключается в том, что статор и ротор генератора соединены подшипником и торцевой крышкой, так что ротор может вращаться в статоре и совершает движение по разрезанию магнитной линии, тем самым создавая индукционный потенциал , который выводится через клемму и включается в петлю, и генерируется ток.

Генераторов много, но принцип их работы основан на законе электромагнитной индукции и электромагнитной силы. Следовательно, общий принцип его построения заключается в использовании соответствующих магнитопроводящих и проводящих материалов для формирования магнитных цепей и цепей взаимной электромагнитной индукции для выработки электромагнитной мощности и достижения цели преобразования энергии.

Механическая энергия первичного двигателя преобразуется в выходную электрическую энергию с использованием принципа электромагнитной индукции магнитной силовой линии, индуцированной магнитной силовой линией, разрезающей проволоку.Синхронный генератор состоит из статора и ротора. Статор — это якорь, вырабатывающий электричество, а ротор — это магнитный полюс. Статор состоит из стального сердечника якоря, трехфазной обмотки равномерного разряда, основания и торцевой крышки.

Ротор обычно представляет собой ротор со скрытыми полюсами, состоящий из обмотки возбуждения, стального сердечника и вала, защитного кольца, центрального кольца и так далее. Обмотка возбуждения ротора питается постоянным током, создавая магнитное поле, близкое к синусоидальному распределению (относится к полю ротора), чей эффективный поток поля пересекает статическую обмотку якоря.При вращении ротора магнитное поле ротора вращается вместе с ним, при каждом обороте магнитные линии последовательно разрезают каждую фазную обмотку статора, и в трехфазной обмотке статора индуцируется трехфазный потенциал переменного тока.

Когда генератор работает с симметричной нагрузкой, трехфазный ток якоря комбинируется для создания вращающегося магнитного поля с синхронной скоростью. Магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая тормозной момент.

Трехфазные обмотки статора генератора укладываются в пазы статора генератора по определенному правилу и отличаются друг от друга на электрический угол 120°. Когда обмотка возбуждения ротора подключена к источнику питания постоянного тока, полюс захвата ротора намагничивается к полюсу N и полюсу S. Линия магнитного поля начинается от полюса N, входит в сердечник статора через небольшой воздушный зазор между ротором и статором и, наконец, возвращается к полюсу S через воздушный зазор.

Спецификация использования

(1) Полярность заземления аккумулятора должна совпадать с полярностью заземления генератора. Следствием неиспользования в соответствии со спецификацией является повреждение диода из-за большого тока разряда диода.

(2) Когда шесть диодов выпрямителя подключены к обмотке статора, категорически запрещается проверять изоляцию генератора с помощью мегомметра или блока питания 220 В переменного тока.В противном случае диод легко пробивается и повреждается.

(3) После выключения двигателя ключ зажигания должен быть выключен. Если вовремя не погасить пламя, батарея продолжит разряжаться, что повлияет на магнитное поле и сократит срок службы батареи.

(4) При работающем генераторе нельзя использовать метод огневых испытаний для проверки выработки электроэнергии. В противном случае легко повредить диод и электронные компоненты.

(5) Регулятор должен быть таким же, как генератор переменного тока, в форме железа, иначе генератор не сможет выдавать напряжение из-за отсутствия тока магнитного поля.И уровень напряжения обоих должен быть одинаковым, иначе система зарядки не сможет работать должным образом.

(6) Если генератор не вырабатывает электроэнергию или зарядный ток мал, следует своевременно устранить неисправность, а проводное соединение между генератором и аккумулятором должно быть надежным. В противном случае легко повредить диоды и электронные компоненты.

(7) Когда генератор установлен на двигателе, центр генератора с канавкой для шкива и центр двигателя с канавкой для шкива должны быть выровнены, а также должна быть установлена ​​соответствующая степень натяжения треугольного ремня.

8) При ранней установке клинового ремня подденьте переднюю крышку генератора с усилием. В противном случае он раздавит элемент.

Синхронный генератор относится к генератору переменного тока (генератор переменного тока), а обмотка статора такая же, как и у асинхронного генератора. Скорость вращения его ротора такая же, как и у вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, поэтому он называется синхронным генератором . Из-за этого ток синхронного генератора опережает напряжение по фазе, то есть синхронный генератор является емкостной нагрузкой.По этой причине во многих случаях для повышения коэффициента мощности системы электроснабжения используют синхронные генераторы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.