устройство, принцип работы, подборка лучших в Москве

Люди все чаще задумываются о том, чтобы приобрести себе мини-электростанцию. Такие небольшие, компактные устройства способны обеспечить электричеством целый загородный дом или квартиру. Но, решая купить прибор, у многих возникает вопрос, какой именно агрегат выбрать. Ведь на рынке существует огромное количество оборудования, а хочется взять прибор и пользоваться им в свое удовольствие.

Трехфазный генератор занимает особое место среди разнообразия, его особенностью является возможность выдавать напряжение двух видов, а именно 220 В и 380 В. 

Такие устройства могут прекрасно работать на дизеле и бензине, но их самая маленькая мощность 5–6 кВт, ведь такие приборы больше относятся к профессиональным моделям. Правда, для бытового использования его тоже часто покупают, особенно, если в доме есть трехфазные потребители.

Данное устройство имеет неподвижный статор и ротор (вал), что вращается и создает в обмотках универсальное магнитное поле.

В трехфазном агрегате обмотка размещается не на роторе, а на статоре. Только следует сказать, что подобных отмоток на статоре целых три, и они сдвинуты по отношению друг к другу. Когда ротор оборачивается, он начинает пересекаться с магнитным полем обмоток, в результате чего начинает вырабатываться электродвижущая сила. Благодаря тому, что эти обмотки размещаются на одинаковом расстоянии друг от друга, электродвижущая сила имеет одинаковую амплитуду.

Особенности трехфазных агрегатов

1. Благодаря уникальному строению, есть возможность подключать к нему несколько приборов одновременно.
2. Он работает по принципу распределения мощности напряжения. Это значит, что такой агрегат не сможет потянуть мощную технику. Ведь, если агрегат на 6 кВт, то это не значит, что к нему можно подключать технику такой мощности. Он просто не потянет, ведь прибор равномерно распределяет напряжение на три фазы. Поэтому максимальная мощность потребителя не должна быть 2 кВт. Зато таких однофазных приборов можно подсоединить сразу три штуки.
3. Часто люди могут ошибочно рассчитывать необходимую мощность технику и приобретать трехфазный агрегат для однофазных потребителей. В таком случае вы сможете подключить один прибор на 2 кВт, а сама электростанция будет работать на всю мощность (6–8 кВт) и потреблять огромное количество топлива. Если у вас только однофазные потребители, то рациональнее будет приобрести однофазный агрегат такой же мощностью. Он стоит намного дешевле, и расход топлива будет в несколько раз меньше.
4. Такие устройства достаточно капризны в подключении однофазных потребителей. Но это не единственная их особенность. Ведь эта проблема решаема, если подключать три прибора одновременно. Но вот проблема перекоса фаз, которая встречается при использовании модели в домашних условиях, более существенна. Если объяснить по-простому, то нельзя, чтобы хоть одна фаза имела порог мощности больше 25% по сравнению с другими. То есть, если вы подключили телевизор или холодильник на 0,7–0,8 кВт, то на другую фазу вы сможете включить прибор мощностью не больше 1 кВт (+25% к первому показателю). Если включить пылесос, который имеет 2–2,5 кВт, то произойдет перекос фаз и аппарат отключится.
5. Каждый трехфазный образец имеет две розетки, одна с напряжением 220 Вольт, а другая 380 Вольт.

Такие устройства стоят намного дороже обычных однофазных моделей. При этом обычному человеку достаточно сложно понять схему подключения потребителей. А высокое потребление топлива делают их не выгодными для домашнего или бытового использования. 

Если в доме есть трехфазные приборы, которые требуют напряжение в 380 Вольт, лучше покупать трехфазный образец. При подключении таких потребителей перечисленных выше проблем не будет, генератор и техника прослужат вам длительное время.  

Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Мощный тяговый генератор переменного тока – строение

Здравствуйте, ценители мира электрики и электроники. Если вы частенько заглядываете на наш сайт, то наверняка помните, что совсем недавно у нас вышел достаточно объемный материал про то, как устроен и работает генератор постоянного тока. Мы подробно описали его строение от самых простых лабораторных прототипов, до современных рабочих агрегатов. Обязательно почитайте, если еще этого не сделали.

Сегодня мы разовьем эту тему, и разберемся, в чем заключается принцип действия генератора переменного тока. Поговорим о сферах его применения, разновидностях и много еще о чем.

Теоретическая часть

Основной принцип работы альтернатора

Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.

Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.

Базовые принципы

Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

• Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
• Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Строение простейшего электромагнитного генератора

• Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.

Генератор переменного тока — как устроен

• Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
• Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
• Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
• Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.

Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.

Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.

Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС

Строение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока, в принципе, понятно, но вот, сравнивая его с собратом для выработки постоянного, не сразу можно уловить разницу.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы прочли предыдущий материал, то наверняка помните, что рамка в простейшей схеме была соединена с коллектором, разделенным на изолированные контактные пластины,  а тот, в свою очередь, был связан со щетками, скользящими по нему, через которые и была подключена внешняя цепь.

За счет того, что пластины коллектора постоянно меняются щетками, не происходит смены направления тока – он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

• Для переменного тока такого приспособления не нужно, поэтому его заменяют контактные кольца, к которым привязаны концы рамки. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. К кольцам примыкают щетки, которые также по ним скользят, обеспечивая постоянный контакт.
• Как и в случае с постоянным током, ЭДС, возникающие в разных частях рамки, будут суммироваться, образуя результирующее значение этого параметра. При этом во внешней цепи, подключенной через щетки (если подсоединить к ней резистор нагрузки RH), будет протекать электрический ток.
• В рассмотренном выше примере «Т» равняется полному обороту рамки. Отсюда можно сделать логичный вывод, что частота тока, вырабатываемая генератором, напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамки), или другими словами ротора, в секунду. Однако это касается только такого простейшего генератора.

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

Если увеличить число пар полюсов, то в генераторе пропорционально возрастет и число полных изменений тока за один оборот якоря, и частота его будет измерять иначе, по формуле: f = np, где f – это частота, n – число оборотов в секунду, p – количество пар магнитных полюсов устройства.

• Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически изображается синусоидой, поэтому такой ток еще называется и синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, задающие постоянство характеристик такого тока – это равномерность магнитного поля (постоянная его величина) и неизменная скорость вращения якоря, в котором он индуктируется.
• Для того чтобы сделать устройство достаточно мощным, в нем применяются электрические магниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в действующих агрегатах тоже не является рамкой, как мы показывали в схемах выше. Применяется очень большое количество проводников, которые соединены друг с другом по определенной схеме

Интересно знать! Образование ЭДС происходит не только тогда, когда проводник смещается относительно магнитного поля, но и наоборот, когда двигается само поле относительно проводника, чем активно и пользуются конструкторы электродвигателей и генераторов.

• Данное свойство позволяет размещать обмотку, в которой индуктируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. При этом в движение приводится магнит, то есть полюсы.

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

• При таком строении внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается ни в каких подвижных частях (кольцах и щетках) – соединение выполняется жесткое, чаще болтовое.
• Да, но можно резонно возразить, мол, эти же элементы потребуется установить на обмотке возбуждения. Так и есть, однако сила тока, протекающая здесь, будет намного меньше итоговой мощности генератора, что значительно упрощает организацию подвода тока. Элементы будут малы по размерам и массе и очень надежны, что делает именно такую конструкцию самой востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых, устанавливаемых на тепловозах.
• Если же речь идет о маломощных генераторах, где токосъем не представляет каких-то сложностей, поэтому часто применяется «классическая» схема, с вращающейся якорной обмоткой и неподвижным магнитом (индуктором).

Совет! Кстати, неподвижная часть генератора переменного тока называется статором, так как она статична, а вращающаяся – ротором.

Вращать легче центральную часть

Виды генераторов переменного тока

Классифицировать и отличить генераторы можно по нескольким признакам. Давайте назовем их.

Трехфазные генераторы

Отличаться они могут по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике наибольшее распространение получил последний вариант.

Схема трехфазного генератора

• Как видно из картинки выше, силовая часть агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, со смещением друг относительно друга на 120 градусов.
• Ротор в данном случае представляет собой электромагнит, который, вращаясь, индуктирует в обмотках переменные ЭДС, которые сдвинуты друг относительно друга во времени на одну третью периода «Т», то есть такта. По сути, каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть мы имеет три значения тока I(1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая такая обмотка вместе с внешней цепью получила название фазы.

Смещение синусоид на 1/3 такта

• Чтобы сократить число проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, ведущих к нему от потребителей энергии, заменяют одним общим, по которому будут проходить токи от каждой фазы. Такой общий провод называют нулевым
• Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединяются друг с другом, называется звездой. Отдельные три провода, соединяющие начала обмоток с потребителями электроэнергии называются линейными – по ним и идет передача.
• Если нагрузка всех фаз будет одинаковой, то необходимость в нулевом проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Как так получается, спросите вы? Все предельно просто – для понятия принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутых по фазе на 120 градусов. Схема выше поможет понять этот принцип, если представить, что кривые на нем – это изменение тока в трех фазах генератора.
• Если же нагрузка в фазах будет неодинаковой, то нулевой провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена 4-х проводная схема подключения звездой, так как она позволяет сохранять электрические приборы, включенные в этот момент в сеть.

Варианты соединения обмоток у трехфазного генератора

• Напряжение между линейными проводами называется линейным, тогда как напряжение на каждой фазе – фазным. Токи, протекающие в фазах, являются и линейными.
• Схема подключения звездой не является единственной. Существует и другой вариант последовательного подключения трех обмоток, когда конец одной соединен с началом второй, и так далее, пока не образуется замкнутое кольцо (см. схему выше «б»). Исходящие от генератора провода подключаются в местах соединения обмоток.
• В таком случае фазовые и линейные напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше фазного, при их одинаковой нагрузке.
• Такое соединение также не нуждается в нулевом проводе, в чем и заключается основное преимущество трехфазного генератора. Наличие меньшего количества проводов делают его проще, и цена его ниже, из-за меньшего количества используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока

Еще одной особенностью трехфазной схемы подключения является появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные электродвигатели.

Но и это не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается напряжение с пульсациями от нуля до максимального значения. Причина, думаем, ясна, если вы поняли основной принцип работы такого устройства. Когда же присутствует сдвиг по времени фаз, пульсации сильно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Отличаются генераторы и по виду, которых существует 2:

Синхронный генератор

• Синхронный генератор переменного тока – главная особенность такого агрегата заключается в жесткой связи частоты переменной ЭДС, которая наведена в обмотке и синхронной частотой вращения, то есть вращения ротора.

Принцип действия и устройство синхронного генератора.

1. Взгляните на схему выше. На ней мы видим статор с трехфазной обмоткой, соединенной по треугольной схеме, которая мало чем отличается от той, что стоит на асинхронном двигателе.
2. На роторе генератора располагается электромагнит с обмоткой возбуждения, питающаяся от постоянного тока, который может быть подан на него любым известным способом – об этом подробнее будет расписано далее.
3. Вместо электромагнита может быть применен постоянный, тогда необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, отпадает вовсе, на такой генератор не будет достаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать выходные напряжения.
4. К валу ротора подключается привод – любой двигатель, создающий механическую энергию, и он приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
5. Так как магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, начинается индукция переменных ЭДС в обмотке статора, которые можно обозначить как Е1, Е2 и Е3. Эти переменные будут одинаковыми по значению, но как уже не раз говорилось, смещенными на 120 градусов по фазе. Вместе эти значения образуют трехфазную систему ЭДС, которая симметрична.
6. К точкам С1,С2 и С3 подключается нагрузка, и на фазах обмотки в статоре появляются токи I1,I2,и I В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
7. Частота вращения магнитного поля статора будет соответствовать частоте вращения ротора.

Асинхронный электрический двигатель

• Асинхронные генераторы – их отличает от описанного выше примера то, что частоты ЭДС и вращения ротора жестко не привязаны друг к другу. Разница между этими параметрами называется скольжением.

1. Электромагнитное поле такого генератора в обычном рабочем режиме оказывает под нагрузкой тормозной момент на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет меньшим.
2. Эти агрегаты не требуют для создания сложных узлов и применения дорогих материалов, поэтому нашли широкое применение, как электрические двигатели для транспорта, из-за легкого обслуживая и простоты самого устройства. Данные генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако на устройствах сильно зависящих от частоты тока они неприменимы.

Способы возбуждения обмотки

Последнее различие моделей, которое хотелось бы затронуть, связано со способом запитки возбуждающей обмотки.

Тут можно выделить 4 типа:

1. Питание на обмотку подается через сторонний источник.
2. Генераторы с самовозбуждением – питание берется от самого генератора, при этом напряжение выпрямляется. Однако находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет выработать достаточного напряжения, чтобы стартовать, для чего в схеме применяется аккумулятор, который будет задействован во время старта.
3. Вариант с обмоткой возбуждения, питающейся от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен стартовать от стороннего источника, например, того же аккумулятора.
4. Последняя разновидность вообще не нуждается в подаче питания на обмотку возбуждения, так как ее у него нет, ведь применяется в устройстве постоянный магнит.

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

Применяются такие генераторы практически во всех сферах человеческой деятельности, где требуется электрическая энергия. Причем принцип ее добычи отличается только способом приведения в движение вала устройства. Так работают и гидро-, и тепло- и даже атомные станции.

Данные станции запитывают по проводам общественные сети, к которым подключается конечный потребитель, то есть все мы. Однако существует множество объектов, к которым невозможно доставить электрическую энергию таким способом, например, транспорт, стройплощадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, вахты, буровые установки и прочее.

Это означает только одно – требуется свой генератор и двигатель, приводящий его в движение. Давайте рассмотрим несколько небольших и часто встречающихся в нашей жизни устройств.

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

Кто-то возможно тут же скажет: «Как? Это же генератор постоянного тока!». Да, действительно, так оно и есть, однако таковым его делает лишь наличие выпрямителя, который этот самый ток делает постоянным. Основной принцип работы ничем не отличается – все тот же ротор, все тот же электромагнит и прочее.

Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство функционирует таким образом, что вне зависимости от скорости вращения вала, оно вырабатывает напряжение в 12В, что обеспечивается регулятором, через который идет питание обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения стартует, запитываясь от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Генератор на жидком топливе

Бензиновый генератор

Устройство бензинового генератора переменного тока, ровно, как и дизельного, мало чем отличается от того, что установлен в вашем автомобиле, за исключением нюанса, что ток он будет выдавать, как положено, переменный.

Из особенностей можно выделить то, что ротор агрегата всегда должен вращаться с одной скоростью, так как при перепадах выработка электроэнергии становится хуже. В этом кроется существенный недостаток подобных устройств – подобный эффект происходит при износе деталей.

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую.

Панель управления генератора

На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

На этом, пожалуй, закончим. Мы разобрали назначение и общее устройство этих приборов  максимально просто. Надеемся, генератор переменного тока и принцип его действия стали к вам чуточку ближе, и с нашей подачи вы захотите погрузиться в увлекательный мир электротехники.

Чем отличаются однофазные генераторы от трехфазных

В зависимости от количества фаз дизельные генераторы разделяют на однофазные и трехфазные. При выборе оборудования покупатели часто сталкиваются со сложным вопросом – какой установке отдать предпочтение. Чтобы разобраться в ситуации, рассмотрим особенности каждой.

Однофазный генератор: особенности

Однофазные дизельные генераторы электрического тока отлично подходят для бытовых нужд. Они работают исключительно с аналогичными однофазными электроприборами. Это означает, что на приборной панели таких генераторов имеется выход только на 220 В.

Однофазные установки часто применяют в загородных домах и небольших офисах.

Значит ли это, что в быту достаточно однофазного генератора? Не всегда, в некоторых случаях может потребоваться три фазы.

Трехфазный генератор: особенности

Трехфазный дизель-генератор — электрооборудование, к которому можно подключать однофазные и трехфазные потребители. У этих установок два выхода на приборной панели: на 220 В и на 380 В. Такой электрогенератор является универсальным и используется очень широко: в быту, на предприятиях, в промышленности, для обеспечения энергоснабжения при проведении строительных работ.

При работе с трехфазной станцией важно правильно распределить нагрузку на фазы, чтобы избежать перекоса, т.е. ситуации, когда на одну из фаз приходится избыточная нагрузка. Это приведет к тому, что оборудование выйдет из строя. Чтобы избежать проблем, разница в нагрузке между фазами не должна составлять более 20%.

Какой генератор выбрать

Выбор оборудования по количеству фаз зависит от типа его последующего применения. Если потребитель использует преимущественно однофазные приборы, то в таком случае достаточно однофазного генератора. Выбрав его, не будет необходимости задумываться о возможном перекосе фаз. Там, где чаще всего используется трехфазное оборудование, например, на предприятиях, рационально использовать генератор с тремя фазами.

Практически всегда три фазы используются в медицинских учреждениях, оснащенных высокотехнологичными устройствами. Здесь генераторы используют в качестве резервных источников электроэнергии.

Бывают и сложные ситуации. Например, в частных домах иногда по умолчанию уже стоит трехфазная электропроводка. Если владелец не пользуется трехфазными приборами, то ему нецелесообразно покупать трехфазный генератор.

Однако, обойтись без 3-фазного генератора не удастся, если в доме есть хотя бы один прибор, требующий напряжения 380 В. Обычно это мощные электроприборы, обогревательная система или плита. Производители стараются разнообразить ассортимент продукции, выпуская трехфазные модели приборов в модифицированном виде с одной фазой.

Примеры генераторов Yanmar

Yanmar производит одно- и трехфазные генераторы.

Дизельный генератор Yh270DTLS-5R – трехфазная модель номинальной мощностью 10 кВт с жидкостной системой охлаждения, подогревателем и электростартером. Yh270DTLS-5R отличается производительностью, надежностью и экономичностью. Этот генератор в кожухе отлично подойдет для небольшого частного дома. 

Генератор eG100i-5B – однофазная инверторная модель жидкостной системы охлаждения. Мощности агрегата в 7 кВт вполне достаточно для резервного энергоснабжения загородного дома, чтобы подключить самое необходимое. EG100I-5B отличается баком увеличенной емкости, обеспечивает высококачественное электроснабжение для компьютеров, телевизоров и другого высокочувствительного оборудования. 

Отдельно отметим, что некорректно проводить сравнение однофазных и трехфазных генераторов на предмет превосходства или качества, ведь каждые из них служат своим целям. Оба типа установок проработают долго при правильном использовании и обслуживании.

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.

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.

Особенности генераторов переменного тока — статьи Пневмомаш

Электрогенераторы — это устройства для преобразования механического движения в электрическую энергию. По виду выхода электрического тока они подразделяются на оборудование постоянного и переменного тока.

Постоянный ток никогда не меняет своего направления, двигаясь от плюса к минусу, и может плавно менять свою величину. На сегодняшний день генераторы постоянного тока можно встретить на крупных промышленных заводах, например, где используются прокатные станы, на предприятиях электротранспорта, а также в других производственных процессах, где оборудование имеет большой пусковой момент, либо требуется плавное регулирование скорости тягового усилия.

Столь ограниченное применение постоянного тока связано с тем, что его довольно сложно трансформировать. Повышение или понижение его напряжения связано с существенными затратами и требует наличия сложного специализированного оборудования.

Сфера применения генераторов переменного тока

Переменный ток отличается тем, что движется между фазой и нулем, постоянно меняя свое направление. Частота смены направления тока указывается в герцах. В российских и европейских сетях используется частота 50 герц, что обозначает смену направления движения тока 100 раз в секунду. В американских сетях применяется частота 60 герц.

Поскольку электрические сети общего назначения всегда рассчитаны на переменный ток, все производимые электрические устройства, а также любые генераторы, предназначенные для бытовых и общепромышленных целей, тоже предполагают работу от переменного тока.

Особенности функционирования

Главным преимуществом переменного тока перед постоянным является простота его трансформации. При помощи специальных трансформаторов действующее напряжение однофазной сети 220 вольт изменяется в зависимости от нужд потребителя.

Однофазное электропитание чаще всего применяется в жилых помещениях. Для промышленных целей может быть использован также переменный трехфазный ток. По своей сути это три провода, на каждом из которых находится по одной фазе, а также в схеме может присутствовать четвертый провод – ноль. Напряжение между фазными проводами составляет 380 вольт, а между любым фазным проводом и нулем составляет — 220 вольт. Трехфазный ток тоже поддается преобразованию при помощи специальных трехфазных трансформаторов.

 

Трехфазный генератор переменного тока

Автор Aluarius На чтение 4 мин. Просмотров 4.6k. Опубликовано 27.01.2016

Тот, кто незнаком с генераторами, объясняем, что это агрегат, в котором из одного вида энергии получается другая. А, точнее, из механической электрическая. При этом эти приборы могут генерировать как ток постоянный, так и ток переменный. До середины двадцатого века использовались в основном генераторы постоянного тока. Это были аппараты больших размеров, которые работали не очень хорошо. Появление на рынке диодов полупроводникового типа позволило изобрести трехфазный генератор переменного тока. Именно диоды позволяют выпрямить переменный ток.

Принцип работы

В основе работы трехфазного генератора лежит закон Фарадея – закон электромагнитной индукции, который гласит, что электродвижущая сила будет обязательно индуцироваться во вращающейся прямоугольной рамке, которая установлена между двумя магнитами. При этом делается оговорка, что магниты будут создавать вращающееся магнитное поле. Направление вращения и рамки, и магнитного поля обязательно совпадают. Но электродвижущая сила будет возникать и в том случае, если рамка останется неподвижной, а внутри нее вращать магнит.

Чтобы разобраться, как работает генератор, обратите внимание на рисунок ниже. Это простейшая схема его работы.

Здесь хорошо видны магниты с разными полюсами, рамка, вал и токосъемные кольца, с помощью которых производится отвод тока.

Конечно, это просто схема, хотя лабораторные генераторы так и создавались. На практике же обычные магниты заменяют электромагнитами. Последние – это медная обмотка или катушки индуктивности. Когда по ним проходит электрический ток, образуется необходимое магнитное поле. Такие генераторы установлены во всех автомобилях (это для примера), чтобы их запустить, под капотом устанавливается аккумулятор, то есть, источник постоянного тока. Некоторые модели генераторов запускаются по принципу самовозбуждения или при помощи маломощных генераторов.

Схемa генерaторa переменного токa

Разновидности

В основе классификации заложен принцип действия, поэтому эти агрегаты переменного тока делятся на два класса:

• Асинхронные. Это самые надежные в работе, небольших размеров и веса, простых по конструкции генераторы. Они прекрасно справляются с перегрузками и коротким замыканием. Правда, необходимо учитывать, что данный вид сразу же выходит из строя, если на него будет действовать большая перегрузка. К примеру, пусковой ток электрооборудования. Поэтому стоит учитывать этот факт, для чего придется приобретать генератор мощностью большей раза в три или четыре, чем потребляемая мощность оборудования при запуске.
• Синхронные. А вот этот вид легко справляется с краткосрочными нагрузками. Такой генератор может выдержать перегруз раз в пять или шесть. Правда, высокой надежностью он не отличается по сравнению с асинхронным вариантов, к тому же он является обладателем больших размеров и массы.

Конечно, в данном разделении лежит принцип работы агрегата. Но есть и другие критерии.

• Однофазный.
• Двухфазный.
• Трехфазный.
• Многофазный (обычно шесть фаз).
• Сварочный.
• Линейный.
• Индукционный.
• Стационарный.
• Переносной.

Устройство трехфазного генератора

В принципе, устройство трехфазного генератора переменного тока достаточно простое. Это корпус с двумя крышками с противоположных сторон. В каждой из них проделаны отверстия для вентиляции. В крышках устроены ниши под подшипники, в которых вращается вал. На передний конец вала устанавливается передаточный элемент. К примеру, на автомобильном генераторе установлен шкив, с помощью которого вращение передается от двигателя внутреннего сгорания на генератор. На противоположном конце вала производится передача электрического тока, ведь вал в этом случае выступает как электромагнит с одной обмоткой.

Передача производится через графитовые щетки и токосъемные кольца (они из меди). Щетки соединены с электрорегулятором (по сути, это обычное реле), который регулирует подачу напряжение 12 вольт с требуемыми отклонениями. Самое важное, что реле не повышает и не понижает напряжение в зависимости от скорости вращения самого вала.

Так вот если говорить о трехфазных генераторах переменного тока, то это три вот таких однофазных. Только трехфазный агрегат имеет обмотку не на роторе (валу), а в статоре. И таких обмоток три, которые сдвинуты относительно друг друга по фазе. Вал, как и в первой конструкции, выполняет функции электромагнита, который питается через контакты скользящего типа постоянным током.

Вращение вала создает в обмотках магнитное поле. Электродвижущая сила начинает индуцироваться, когда происходит пересечение магнитного поля обмоток с ротором. А так как обмотки располагаются на статоре симметрично, то есть, через каждые 120º, то соответственно и электродвижущая сила будет иметь одинаковое амплитудное значение.

Трехфазные генераторы переменного тока: Трехфазные генераторы переменного тока: что это такое и как они работают

Как работают трехфазные генераторы переменного тока?
Однофазный генератор переменного тока — это электрический генератор, который использует механическую энергию для создания электрической энергии. Следуя законам электромагнитной индукции Фарадея, генератор вырабатывает напряжение, когда якорь, состоящий из катушек обмотки на металлическом сердечнике, вращается в магнитном поле, создаваемом двумя магнитами. Этот генератор вырабатывает напряжение одной волной.

Трехфазный генератор переменного тока — это просто три однофазных генератора переменного тока. Эти генераторы работают последовательно со смещением 120 ° между ними по два за раз. Таким образом, генератор вырабатывает три волны переменного напряжения за один цикл, обеспечивая стабильную подачу постоянного напряжения. Этот тип генератора полезен, когда потребляемая мощность высока и постоянна.

Трехфазный генератор переменного тока имеет два типа соединений — соединение треугольником или соединение звездой. В соединении треугольником концы трех катушек соединяются, образуя замкнутый контур, напоминающий греческую букву дельта.В соединении звездой один конец каждой катушки соединяется вместе, оставляя другие концы для внешнего соединения, и формация выглядит как английский алфавит Y.

Трехфазный генератор переменного тока — это очень мощный источник энергии, обладающий множеством функций и имеющий широкий спектр применения.

Характеристики трехфазных генераторов переменного тока

• Трехфазные генераторы переменного тока — это мощные устройства с типичным выходным напряжением 480 вольт.
• Эти генераторы можно повышать или понижать с помощью трансформаторов.
• Эти генераторы обеспечивают преимущества передачи с более тонкими линиями передачи.
Трехфазные генераторы переменного тока
• превосходят однофазные генераторы переменного тока за счет меньшего размера, меньшего веса и меньших затрат на выработку того же количества энергии.
• Эти генераторы работают хорошо и практически не требуют обслуживания.

Применение трехфазных генераторов переменного тока

• Трехфазные генераторы переменного тока идеально подходят для промышленного использования, поскольку для работы промышленных агрегатов требуется высокая постоянная мощность.
• Эти генераторы очень полезны там, где требования к мощности постоянны и высоки. Например, центры обработки данных и электродвигатели требуют постоянной мощности.
• Они идеально подходят для предприятий, которые работают в три смены и нуждаются в постоянном высоком напряжении для работы тяжелого оборудования.
• Они отлично подходят для использования на открытом воздухе в соответствии с требованиями сельскохозяйственной промышленности.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами генераторов и получите бесплатные расценки
(Единый пункт назначения для MSME, ET RISE предоставляет новости, обзоры и аналитические материалы по GST, экспорту, финансированию, политике и управлению малым бизнесом.)

Загрузите приложение The Economic Times News, чтобы получать ежедневные обновления рынка и новости бизнеса в реальном времени.

Что следует учитывать при покупке 3-фазного генератора

Думаете о покупке 3-фазного генератора промышленного размера для вашей коммерческой или промышленной эксплуатации? Если это так, есть несколько причин рассмотреть возможность следующей покупки трехфазного генератора у Central State Diesel Generators. Трехфазный дизельный генератор вырабатывает значительно более высокое напряжение и допускает гораздо большие электрические нагрузки, чем однофазный промышленный генератор.Многие предприятия теперь требуют использования трехфазного генератора просто потому, что он может выдерживать более высокие требования к нагрузке.

Если вы хотите обеспечить резервное питание в больнице, офисном здании, большом мероприятии или намереваетесь включить большое промышленное оборудование, вы оцените более низкий ток на каждой фазе работы в трехфазном дизельном генераторе, который обеспечивает большую мощность. стабильность и надежность. В отличие от однофазных промышленных генераторов, эти модели генерируют три различных и отдельных волны мощности переменного тока в доставляемой последовательности.Это дает руководителям участков и операторам большую уверенность в том, что машина будет обеспечивать бесперебойную подачу электроэнергии, которая требуется для загруженных и важных объектов и проектов.

Как выбрать трехфазный генератор мощности правильного размера

Прежде чем даже начать смотреть на любой 3-фазный генератор , выставленный на продажу , важно знать, какой размер вам нужен для вашей конкретной ситуации. Помните, что чем выше мощность, тем больше мощности она обеспечивает для работы и других устройств в любой момент времени.Чем выше напряжение, тем выше будет цена на 3-фазный генератор .

В то время как однофазный генератор обычно имеет напряжения 120, 240 и 120/240, среднее напряжение трехфазного генератора составляет 480. Тем не менее, в продаже есть 3 фазных генератора с различными напряжениями, включая:

• 120/208 В
• 208В
• 277/480 В
• 240 В
• 416V
• 600 В

Даже большинство 3-фазных переносных генераторов имеют коэффициент мощности.8, который более чем подходит для тяжелых операций и при желании может использоваться как однофазный источник питания. Многие из них имеют опции, которые позволяют настраивать розетки по-разному для различных работ. Если у вас есть какие-либо вопросы о выставленном на продажу трехфазном генераторе, обязательно поговорите с нашими экспертами в Central State Diesel Generators.

Выбор типа топлива для трехфазного генератора

Существует множество вариантов топлива в области трехфазных генераторов, таких как бензин, природный газ и дизельное топливо.Хотя их функциональные возможности и размеры аналогичны, трехфазный дизельный генератор имеет свои преимущества. По сравнению с другими вариантами, дизельный генератор требует гораздо меньше обслуживания и ремонта, что значительно снижает накладные расходы.

Кроме того, дизельные модели, как правило, очень популярны в больницах и учреждениях первой необходимости, которые полагаются на постоянное электроснабжение из-за их превосходной стабильности и долговечности. Еще одним преимуществом для многих является тот факт, что большинство моделей трехфазных дизельных генераторов меньше, чем модели, работающие на топливе.Следовательно, они имеют тенденцию предлагать более высокую топливную экономичность по сравнению с бензином.

Выбор между трехфазным переносным генератором или стационарной моделью

Трехфазный портативный генератор сочетает в себе лучшее из обоих миров, поскольку те, кто полагается на них, могут взять их с собой куда угодно и при этом воспользоваться преимуществами дизельного топлива. Стационарный агрегат идеален для автономных конструкций, но для мероприятий и строительства на стройплощадке имеет смысл только переносной трехфазный генератор. Цена портативного трехфазного генератора может быть несколько выше, но маржа рентабельности значительно увеличивается, что делает его разумным выбором для многих покупателей.

Найдите новые и бывшие в употреблении 3-фазные генераторы для продажи в Центральных Штатах Дизельные генераторы

Те, кто нуждается в высоковольтном источнике питания, который не подведет их, например, в больнице, центре обработки данных, промышленном или коммерческом предприятии, оценят, что трехфазные генераторы, выставленные на продажу, могут удовлетворить их потребности. Здесь, в компании Central States Diesel Generators в Ваукеше, штат Висконсин, у нас есть отличные предложения как на новые, так и на бывшие в употреблении модели трехфазных генераторов от многих самых надежных брендов со всего мира.

Если вы выберете подержанную модель, вы можете сэкономить до 70% от цены нового генератора, и мы полностью проверяем и обслуживаем бывшие в употреблении трехфазные генераторы, обеспечивая их резервное копирование с гарантией удовлетворения. Вы получите много, не тратя свое оборудование только на одну деталь, и вы не одиноки. Все более и более разумное руководство и операторы сайтов выбирают бывшие в употреблении генераторы, чтобы снизить накладные расходы.

Никогда не жертвуйте качеством, выбирая лучший трехфазный генератор по цене

Покупаете ли вы новый или подержанный, вам не придется экономить на производительности или качестве.Здесь, в Central States Diesel Generators, мы предлагаем полностью работающие подержанные и новые фирменные газовые и дизельные трехфазные генераторы мощностью от 100 до 2000 кВт. Если вы покупаете подержанный трехфазный генератор для продажи, будьте уверены, что он будет полностью проверен, полностью восстановлен и обслуживается, и будет доставлен на ваш объект готовым для оптимальной работы. Наша команда стремится предоставить вам всю необходимую информацию о вашей покупке, включая сведения о номинальной мощности, размере, напряжении и руководство по эксплуатации.

Почему выбирают дизельные генераторы в Центральной Америке?

Здесь, в компании Central States Diesel Generators, наш опытный персонал превосходит все ваши ожидания, чтобы гарантировать, что вы получите не только качественную продукцию, но и безупречный сервис. Мы будем рады помочь вам с дополнительной поддержкой через планирование потребления, настройку системы, установку и многое другое.

Наш основатель, президент и управляющий партнер Патрик Паден имеет более чем тридцатилетний опыт работы в сфере обработки и эксплуатации.После нескольких лет обучения на предприятии по ремонту оборудования и обработке передвижных агрегатов, Патрик последовал своему увлечению и начал работу по производству дизельных генераторов в Центральных Штатах. Его стремление к вашему удовлетворению соответствует высоким стандартам, которых он ожидал от других поставщиков, а его компания гарантирует ваше удовлетворение как продуктами, так и услугами.

Ознакомьтесь с нашим текущим инвентарем 3-фазных генераторов для продажи в Центральных Штатах

Вы будете впечатлены нашим обширным инвентарем или новыми промышленными трехфазными генераторами, производимыми в Центральных Штатах Diesel Generators в Вокеша, штат Висконсин.Наши профессионалы позаботятся о том, чтобы ваши требования к производству электроэнергии всегда выполнялись, и мы будем рады проконсультироваться с вами в любое время без каких-либо обязательств по покупке. Свяжитесь с нами через Интернет или позвоните по телефону 262-955-7655 сегодня, чтобы назначить встречу или сделать запрос одному из наших профессиональных профессионалов.

Однофазный генератор

по сравнению с трехфазным генератором

Изображение с сайта Tripplite.com

Однофазные и трехфазные

Однофазные и трехфазные генераторы обеспечивают питание по-разному.Наиболее очевидное свидетельство этого — энергоснабжение. Оба типа обеспечивают питание переменного тока, но трехфазная система производит три отдельных волны мощности, подаваемых последовательно. Это обеспечивает непрерывный бесперебойный поток энергии, который никогда не падает до нуля, и делает трехфазные генераторы более мощными, чем однофазные генераторы.

Однофазные системы выдают одну постоянную волну мощности, но уровень мощности меняется в зависимости от входящего электрического тока. Это означает, что уровни мощности могут упасть до нуля в течение цикла.Это происходит так быстро, что это не обнаруживается людьми и редко влияет на какое-либо устройство, на которое подается питание. Фактически, бытовое электроснабжение однофазное, и в наших домах никогда не возникает проблем с питанием устройств. Но для очень больших и требовательных приложений питания это падение может быть вредным, поэтому существуют трехфазные системы.

Самый простой способ визуализировать эти различия мощности — представить волну. Одна одиночная волна (то есть однофазная система) начинается с нуля, поднимается до пика и возвращается к нулю перед началом следующей волны.В трехволновой системе три последовательных волны, каждая по отдельности, выглядят и действуют так же, как и одиночная волна, но, поскольку они прибывают последовательно, их общая мощность немного перекрывается, обеспечивая большую мощность, чем в однофазной цепи, сохраняя эту мощность всегда. выше нуля, и распределяя общую нагрузку по трем фазам / волнам, чтобы уменьшить нагрузку на одну волну.

Все сводится к энергетическим потребностям

Если вы задаетесь вопросом, нужен ли вам однофазный или трехфазный генератор, вам нужно подумать о своих потребностях в электроэнергии … и своем бюджете.Однофазные системы менее сложные и менее дорогие. Они чаще встречаются в жилых или сельских районах, где нагрузки относительно невелики. Неудивительно, что установка и обслуживание трехфазных систем обходятся дороже, но в зависимости от ваших потребностей в питании они могут оказаться необходимыми.

3-фазные системы

идеально подходят для установок с высокой производительностью, поэтому вы обычно видите их только в промышленных и коммерческих областях. Центры обработки данных, в частности, получают выгоду от трехфазных резервных генераторов из-за увеличения пропускной способности.Трехфазные системы могут питать несколько стоек, а однофазные — нет.

Узнайте больше об одно- и трехфазных генераторах в компании Critical Power Products & Services

Если вам нужно найти источник питания для вашего центра обработки данных или коммерческого приложения, свяжитесь с Critical Power Products & Services по телефону 1-877-315-4176. Мы можем помочь вам определить, какая система лучше всего подходит для ваших нужд: одно- или трехфазная, а затем поможем найти подходящий генератор для ее обеспечения.Посетите наш веб-сайт www.criticalpower.com, чтобы увидеть наши текущие поставки генераторов.

Разница между однофазным генератором и трехфазным генератором | by Starlight Generator

Эта статья покажет, в чем разница между однофазным генератором и трехфазным генератором. Независимо от того, какой тип генератора, его использование разное. Если вам интересно, найдите несколько минут, чтобы прочитать сообщение.

Как правило, однофазный генератор предназначен для использования в жилых помещениях.Однако трехфазный генератор предназначен в первую очередь для промышленного использования.

Если вы ищете генератор для сельской местности, вы можете выбрать однофазный генератор, для небольшого оборудования не требуется постоянная высоковольтная мощность, однофазные бывшие в употреблении генераторы представляют собой эффективный источник по более низкой цене. Большинство однофазных генераторов работают от 120 до 240 вольт.

Если вы ищете генератор для питания крупных коммерческих предприятий, вы, вероятно, захотите приобрести трехфазный генератор с типичным напряжением 480.Для многих крупных единиц оборудования и электродвигателей, а также для центров обработки данных и промышленных зон потребуется мощность, которую вы можете получить от трехфазного генератора. Хотя эти генераторы обычно стоят немного больше, чем однофазные генераторы, и могут требовать большего обслуживания, их надежность и непревзойденная эффективность могут постоянно обеспечивать бесперебойную работу более крупных операций.

Характеристики трехфазного генератора

1) Все более популярный в энергоемких центрах обработки данных с высокой плотностью размещения
2) Дорогое преобразование существующей однофазной установки, но 3-фазный позволяет 3) меньше и дешевле проводка и более низкие напряжения, что делает его безопаснее и дешевле в эксплуатации
4) Высокоэффективный для оборудования, предназначенного для работы от 3-фазной сети

В генераторе трехфазный генератор переменного тока имеет три однофазные обмотки, разнесенные таким образом, что напряжение, индуцируемое в каждой обмотка сдвинута по фазе на 120 ° с напряжениями в двух других обмотках.

Трехфазные генераторы идеально подходят для тяжелых промышленных, сельскохозяйственных, коммерческих и профессиональных применений, требующих интенсивной постоянной мощности. Портативный трехфазный генератор поможет вам выполнять самые сложные задачи с эффективным, постоянным и безопасным питанием.

Принцип работы

Однофазные генераторы вырабатывают одно единичное напряжение, которое непрерывно меняется. Поскольку мощность генерируется одной волной, уровень изменяется на протяжении всего цикла.Эти переменные волны вызывают падение уровня мощности на протяжении всего процесса, однако эти капли обычно остаются незамеченными для глаз и ушей при обычных, бытовых и небольших операциях.

Трехфазные генераторы работают, вырабатывая три отдельные волны переменного тока, которые работают последовательно, обеспечивая постоянный поток энергии и что уровень мощности никогда не падает, как это происходит с однофазными генераторами. Благодаря этой безотказной надежности трехфазные генераторы намного мощнее.

Разница между однофазными и трехфазными

Однофазные и трехфазные генераторы обеспечивают питание по-разному. Наиболее очевидное свидетельство этого — энергоснабжение. Оба типа обеспечивают питание переменного тока, но трехфазная система производит три отдельных волны мощности, подаваемых последовательно. Это обеспечивает непрерывный бесперебойный поток энергии, который никогда не падает до нуля, и делает трехфазные генераторы более мощными, чем однофазные генераторы.

Трехфазные системы идеально подходят для установок с высокой производительностью, поэтому вы обычно видите их только в промышленных и коммерческих областях. Центры обработки данных, в частности, получают выгоду от трехфазных резервных генераторов из-за увеличения пропускной способности. Трехфазные системы могут питать несколько стоек, а однофазные — нет.

YOKDEN GV58VS Цифровой многофункциональный трехфазный счетчик электроэнергии с панелью, счетчик напряжения, тока, частоты, часов, генератор, 30–276 В переменного тока с набором коэффициента трансформации 5–6000A / 5A (GV58VS) —

Цвет: GV58VS

GV58VS — многофункциональный счетчик для трехфазного генератора.Имеет функцию автоматической защиты и сигнализации. Панель имеет функции индикации включения, индикации состояния закрытия и индикации тревоги; он имеет функции защиты от превышения частоты, понижения частоты, перенапряжения, пониженного напряжения и перегрузки по току.

Выход защиты от аварийной сигнализации использует реле, которое может выводить большой ток. Прибор может устанавливать параметры, нажимая кнопку, чтобы удовлетворить различные требования.

Основные характеристики

Ø Micro-computerControl.

Ø Трубка с подсветкой.

Ø Пятиэкранный дисплей.

Ø Источник питания постоянного тока.

Ø Настраиваемое соотношение переменного тока и ТТ.

Ø Широкий диапазон напряжений.

Отображение параметров

Ø Линейное напряжение: L1-L2 、 L2-L3 、 L3-L1 ；

Ø Трехфазный ток

Ø Частота

Ø Накопленное время

Функция защиты

Ø000 Повышенная частота

Ø0005 Пониженная частота

Ø Пониженное напряжение

Ø Перегрузка по току

Диапазон и точность

Ø Напряжение переменного тока: фазное напряжение 30–276 В переменного тока, отклонение ≦ ± 1% (в пределах диапазона)

Ток: 0–6000 А ； отклонение ≦ ± 2%

Ø Частота: 10-70 Гц; отклонение ≦ ± 0.5%;

Ø Суммарное время: 0-9999 часов (мин: 0,1 часа), отклонение ≦ ± 1%.

Спецификация

Ø Источник питания: 8 36 В постоянного тока

Ø Потребляемая мощность: макс. 1,5 Вт

Ø Вход напряжения переменного тока: 3 фазы, 4 провода 30-276 В переменного тока (фаза-нейтраль) ， 10-75 Гц

Ø Вход переменного тока: вторичный вход трансформатора тока MAX 5A

Ø MAX Время накопления: 9999,9 часов (Мин. время хранения: 6 мин.)

Ø Выход сигнала тревоги: 3 А Бесконтактный выход

Ø Условия работы: -30-70 ℃

Ø Условия хранения: -40-85 ℃

Ø Уровень защиты IP54: при добавлении водонепроницаемой резиновой прокладки между контроллером и его панелью

Ø Общий размер: 100 мм * 100 мм * 77 мм

Ø Вырез в панели :: 91 мм * 91 мм

Ø Вес: 0.32 кг

9.3: Трехфазные соединения — Engineering LibreTexts

Можно сконфигурировать системы, использующие источники, подключенные треугольником или Y, с нагрузками, подключенными треугольником или Y. Следует отметить, что системы с треугольным соединением всегда представляют собой трехпроводные системы, в то время как системы с соединением по схеме Y могут использовать четвертый нейтральный провод (общая точка, к которой подключаются все три источника).

Однородные системы

Самые простые системы — это дельта-дельта и Y-Y.Мы будем называть их однородными системами, поскольку конструкции генератора и нагрузки схожи. Примеры показаны на рисунках \ (\ PageIndex {1} \) и \ (\ PageIndex {2} \) соответственно.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): генератор, подключенный по схеме треугольник, с нагрузкой, подключенной по схеме треугольник (треугольник-треугольник). Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): генератор с подключением по схеме Y и нагрузкой с подключением по схеме Y (ГГ). Показан дополнительный четвертый нейтральный провод от центра к центру.

В этих конфигурациях каждая ветвь нагрузки соответствует соответствующей ветви генератора.В конфигурации дельта-треугольник на Рисунке \ (\ PageIndex {1} \) должно быть очевидно, что напряжение на любом плече нагрузки должно равняться напряжению соответствующего плеча генератора. Например, полное сопротивление нагрузки, подключенное между \ (A ‘\) и \ (B’ \), должно соответствовать напряжению, подаваемому генератором, расположенным между \ (A \) и \ (B \), потому что \ (A \) напрямую соединен с \ (A ‘\) так же, как \ (B \) с \ (B’ \). Точно так же для конфигурации YY на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) ток через любую ветвь нагрузки должен равняться току, протекающему через связанную ветвь генератора, поскольку нет других путей для тока между \ (A \) и \ (A ‘\), \ (B \) и \ (B’ \), а также \ (C \) и \ (C ‘\).

Поскольку нагрузка уравновешена и ветви генератора идентичны, за исключением фазы, напряжение и ток (и, следовательно, мощности) для каждой ветви нагрузки должны быть одинаковыми, за исключением фаза. Это верно как для конфигурации Y-Y, так и для конфигурации дельта-дельта. Сложность здесь заключается в разнице между током или напряжением источника (или нагрузки) и линейным током или напряжением.

\ [\ text {Линейное напряжение — это величина напряжения между любыми двумя проводниками, соединяющими источник с нагрузкой, за исключением земли или общего провода.} \ nonumber \]

\ [\ text {Линейный ток — это величина тока, протекающего в любом проводнике, соединяющем источник с нагрузкой, за исключением земли или общего провода.} \ Nonumber \]

Рассмотрим систему дельта-дельта на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Мы уже установили, что напряжение, развиваемое генератором \ (A, B \), должно быть таким же, как напряжение на нагрузке \ (A ‘, B’ \). Таким образом, напряжение, измеренное от проводника A, A ‘к проводнику B, B’, должно быть таким же, как напряжения источника и нагрузки.Другими словами, в конфигурации треугольник-треугольник все напряжения источника, нагрузки и линии одинаковы.

Мы также обнаружили, что токи источника и нагрузки должны быть одинаковыми для конфигурации треугольник-треугольник, однако это не означает, что ток, протекающий через провод, соединяющий \ (A \) с \ (A ‘\), должен быть такой же, как ток, протекающий через генератор или нагрузку. В конце концов, к \ (A ‘\) подключаются два провода нагрузки, а не только один. По определению, ток, протекающий через этот провод, является линейным током, и поэтому в конфигурации треугольник-треугольник линейный ток не совпадает с токами источника или нагрузки.Чтобы избежать путаницы, напряжение или ток, связанные с одной ветвью, называют фазным напряжением или током в зависимости от линейного напряжения или тока.

Обращаясь к конфигурации Y-Y на рисунке \ (\ PageIndex {2} \), мы видим противоположную ситуацию. Источник, нагрузка и линейные токи будут одинаковыми. С другой стороны, линейное напряжение состоит из двух генераторов, а не одного (например, от \ (A \) до \ (B \) или от \ (B \) до \ (C \)). Таким образом, для конфигурации Y-Y напряжения источника и нагрузки одинаковы, но они не равны линейному напряжению (и не в два раза, благодаря фазовому сдвигу).

Определение линейного напряжения и тока

Чтобы определить линейное напряжение для генератора, подключенного по схеме Y (и аналогично, линейный ток для генератора, подключенного по схеме треугольника), полезно изучить векторную диаграмму напряжений отдельных генераторов. Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). У нас есть три напряжения одинаковой амплитуды, единственная разница между ними — их фаза. Каждый вектор отделен от других на 120 градусов. Далее, каждый отдельный генератор соединен из общей точки с одной из внешних точек \ (A \), \ (B \) и \ (C \).Линейное напряжение определяется как потенциал, существующий между любыми двумя этими тремя точками. Хотя можно просто вычесть напряжение одного генератора из другого, чтобы получить разницу, есть хорошее графическое решение, из которого мы можем вывести точную формулу для линейного напряжения с учетом напряжения генератора.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): фазорная диаграмма Y-связного генератора

Мы начнем с сосредоточения внимания на втором и третьем квадрантах векторной диаграммы. Этот раздел перерисован на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).В действительности для следующего доказательства можно использовать любые два вектора, но эта пара оказывается особенно удобной по ориентации.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Решение для линейного напряжения генератора с Y-соединением.

Для удобства использования приведем величину напряжения генератора к единице. Мы видим, что векторы \ (B \) и \ (C \) идеально разделяются горизонтальной осью; то, что находится над осью, идеально отражается под ней. В верхней части мы находим прямоугольный треугольник с гипотенузой единицы (темно-красный).Угол, который он образует с горизонталью, должен составлять половину угла между ним и вектором \ (C \). Это половина 120 градусов или 60 градусов. Поскольку сумма внутренних углов треугольника должна составлять 180 градусов, это означает, что третий угол должен составлять 30 градусов. Горизонтальный отрезок треугольника (темно-желтый или, может быть, «острая горчица») может быть определен, потому что мы знаем и гипотенузу, и противоположный угол.

\ [\ text {напротив} = \ text {гипотенуза} \ times \ sin \ theta \ nonumber \]

Синус 30 градусов равен 0.2} \ nonumber \]

\ [\ text {vertical} = \ sqrt {\ frac {3} {4}} \ nonumber \]

\ [\ text {vertical} = \ frac {1} {2} \ sqrt {3} \ nonumber \]

Вертикальная ножка идеально отражается под горизонтальной осью. Следовательно, интервал от \ (B \) до \ (C \) должен быть в два раза больше этого значения, или \ (\ sqrt {3} \). Поскольку напряжение, развиваемое на каждой ножке генератора, называется фазным напряжением генератора, мы можем сказать:

\ [\ text {Линейное напряжение для генератора, подключенного по схеме Y, в} \ sqrt {3} \ text {умножено на его фазное напряжение.} \ label {9.1} \]

Например, если фазное напряжение генератора, подключенного по схеме Y, составляет 120 вольт, линейное напряжение будет в \ (\ sqrt {3} \) раз больше, или примерно 208 вольт.

Для генератора, соединенного треугольником, то же самое верно для фазных и линейных токов, с доказательством, оставленным в качестве упражнения. То есть

\ [\ text {Линейный ток генератора, подключенного по схеме треугольника, равен} \ sqrt {3} \ text {умноженному на его фазный ток.} \ Label {9.2} \]

Те же самые отношения справедливы для нагрузок, а также для источников, e.g., ток в ветви нагрузки, подключенной по схеме Y, будет таким же, как и линейный ток, а его фазное напряжение будет в \ (\ sqrt {3} \) раз меньше, чем линейное напряжение.

\ [\ text {В итоге: для конфигураций треугольником (генератор или нагрузка) фазное напряжение равно линейному напряжению, а линейный ток больше фазного тока на} \ sqrt {3} \ text {. Для конфигураций Y фазный ток равен линейному току, а линейное напряжение} \ sqrt {3} \ text {больше, чем фазное напряжение.} \ nonumber \]

Для однородных систем, поскольку генератор и нагрузка имеют одинаковую конфигурацию, фазные напряжения и токи нагрузки должны быть идентичны фазам генератора. Полезное средство запоминания состоит в том, что мощность, рассеиваемая в системе, должна равняться генерируемой мощности.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Генератор с трехфазным соединением треугольником питает нагрузку с трехфазным соединением треугольником, как в системе, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Предположим, что фазное напряжение генератора составляет 120 В переменного тока (среднеквадратичное значение).Груз состоит из трех одинаковых ножек по 50 \ (\ Omega \) каждая. Определите линейное напряжение, напряжение фазы нагрузки, ток фазы генератора, линейный ток, ток фазы нагрузки и общую мощность, подаваемую на нагрузку.

Поскольку это однородная (треугольник-треугольник) система, напряжение и ток фазы нагрузки такие же, как у генератора. Следовательно, напряжение фазы нагрузки также должно быть 120 вольт. Во-вторых, в конфигурации треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению, снова 120 вольт.Ток фазы нагрузки определяется по закону Ома и будет среднеквадратичным значением, так как напряжение равно среднеквадратичному значению:

.

\ [i_ {phase} = \ frac {v_ {phase}} {Z_ {load}} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = \ frac {120 V} {50 \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = 2,4 A \ nonumber \]

Фазный ток генератора должен быть одинаковым, поскольку генератор и нагрузка имеют одинаковую конфигурацию. Для конфигураций дельты, текущая строки \ (\ SQRT {3} \) раз больше, чем фазный ток, таким образом,

\ [i_ {line} = \ sqrt {3} \ times i_ {phase} \ nonumber \]

\ [i_ {line} = \ sqrt {3} \ times 2.2 \ раз 50 \ Омега \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 864 Вт \ nonumber \]

Это эквивалентно примерно 1,2 л.с. Мы также могли бы вычислить фазную мощность нагрузки, используя квадрат фазного напряжения, деленный на сопротивление нагрузки, или умножая фазное напряжение на фазный ток. Поскольку это чисто резистивная нагрузка, здесь нет фазового угла и, следовательно, нет коэффициента мощности, о котором нужно было бы беспокоиться.

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Трехфазный генератор с Y-подключением питает трехфазную Y-подключенную нагрузку, подобную системе, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).Предположим, что фазное напряжение генератора составляет 220 В переменного тока (среднеквадратичное значение). Груз состоит из трех одинаковых ножек по 100 \ (\ Omega \) каждая. Определите линейное напряжение, напряжение фазы нагрузки, ток фазы генератора, линейный ток, ток фазы нагрузки и общую мощность, подаваемую на нагрузку.

Это однородная (Y-Y) система, поэтому напряжение и ток фазы нагрузки такие же, как у генератора. Следовательно, напряжение фазы нагрузки должно быть 220 вольт. В конфигурации Y линейное напряжение равно фазному напряжению, умноженному на \ (\ sqrt {3} \).

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times v_ {phase} \ nonumber \]

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times 220V \ nonumber \]

\ [v_ {line} \ приблизительно 381 V \ nonumber \]

Ток фазы нагрузки определяется по закону Ома и будет среднеквадратичным значением, поскольку напряжение является среднеквадратичным. Это то же самое, что и фазный ток генератора, и линейный ток.

\ [i_ {phase} = \ frac {v_ {phase}} {Z_ {load}} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = \ frac {220 V} {100 \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {phase} = 2.2A \ nonumber \]

Общую мощность можно найти, используя базовый закон мощности, поскольку нагрузка является чисто резистивной, и у нас есть среднеквадратичные значения. В этом случае мы будем использовать ток, умноженный на напряжение, для изменения темпа.

\ [P_ {total} = 3 \ times i_ {фаза} \ times v_ {фаза} \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 2,2 А \ умножить на 220 В \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1452 Вт \ nonumber \]

Это всего лишь 2 хп. Опять же, это чисто резистивная нагрузка и фазовый угол отсутствует.Таким образом, коэффициент мощности равен единице, причем действительная и кажущаяся мощности одинаковы.

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Для системы, показанной на рисунке \ (\ PageIndex {5} \), определите общую полную и активную мощность, подаваемую на нагрузку. Также найдите напряжение в сети. Фазовое напряжение источника составляет 240 вольт (среднеквадратичное значение) при 60 Гц.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Схема для примера \ (\ PageIndex {3} \).

Учитывая тот факт, что все три опоры нагрузки находятся вместе в одной общей точке (земле), это должна быть система Y-Y.Следовательно, мы знаем, что линейное напряжение должно быть в \ (\ sqrt {3} \) раз больше фазного напряжения генератора.

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times v_ {phase} \ nonumber \]

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times 240 В \ nonumber \]

\ [v_ {line} \ приблизительно 416 В RMS \ nonumber \]

Это однородная система (Y-Y), поэтому мы также знаем, что напряжение нагрузки равно напряжению генератора или 240 вольт RMS. Отсюда мы можем найти ток нагрузки (линейный ток должен быть того же значения, потому что это нагрузка, подключенная по схеме Y).2 \ times R_ {load} \ nonumber \]

\ [P = 3 \ times 4.8A 2 \ times 40 \ Omega \ nonumber \]

\ [P = 2765W \ nonumber \]

Компьютерное моделирование

Схема примера \ (\ PageIndex {3} \) достойна моделирования. Первое, что нужно сделать, это определить подходящее значение индуктивности для достижения реактивного сопротивления \ (j40 \ Omega \). Учитывая частоту источника 60 Гц, получается примерно 80 мГн. Схема построена, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).Среднеквадратичное фазовое напряжение источника 240 вольт эквивалентно пиковому напряжению приблизительно 340 вольт. Положения катушки индуктивности и резистора в каждой ножке поменялись местами по причине, которая вскоре станет очевидной.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Эквивалентная система, показанная на рисунке \ (\ PageIndex {5} \) в симуляторе.

Непосредственный интерес представляет проверка временных сдвигов и амплитуд фазных напряжений. Они соответствуют узлам 1, 2 и 3. В этой конфигурации напряжение фазы нагрузки равно напряжению фазы генератора, поэтому они должны быть пиковыми 340 вольт и разделены на 120 градусов или 1/3 цикла.

Выполняется анализ переходных процессов с нанесением на график напряжений интересующих узлов. Результат показан на рисунке \ (\ PageIndex {7} \). Напряжения в точности такие, как ожидалось, и график отлично согласуется с теоретическим графиком на рисунке 9.2.4.

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): три напряжения нагрузки, смоделированные из рисунка \ (\ PageIndex {6} \).

Теперь проверяем сетевое напряжение. Было рассчитано, что это среднеквадратичное значение 416 вольт, или примерно 588 вольт пикового значения. Постпроцессор используется для отображения результата: напряжение узла 1 минус напряжение узла 2.Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {8} \). Опять же, результаты такие, как ожидалось, с пиком чуть ниже 600 вольт.

Наконец, мы исследуем истинную мощность нагрузки. Возможно, самый простой способ сделать это — определить напряжение на резистивной части нагрузки. Из предыдущих работ мы знаем, что истинная мощность связана только с сопротивлением, а не с реактивным сопротивлением. Таким образом, все, что нам нужно сделать, это измерить пиковое напряжение на резисторе. Отсюда мы находим его эквивалент RMS, возводим его в квадрат и делим на номинал резистора.Это дает нам истинную мощность нагрузки на одну ногу. Для общей мощности просто утроим результат. Получить напряжение на резисторе легко, если резистор заземлен. В этом случае это просто напряжение на узле, к которому подключен резистор. Вот почему позиции индуктора и резистора были поменяны местами при моделировании. Поскольку они подключены последовательно, это не имеет значения для общего импеданса нагрузки, однако новая схема позволяет нам получать напряжение резистора напрямую, вместо того, чтобы полагаться на дифференциальное напряжение, полученное через постпроцессор.

Выполняется еще один анализ переходных процессов, на этот раз строится график напряжения на одном из нагрузочных резисторов; а именно узел 4. Результат показан на рисунке \ (\ PageIndex {9} \). Пик этой формы волны составляет 271,5 вольт, или около 192 вольт (среднеквадратичное значение). Если возвести это в квадрат и разделить на 40 \ (\ Omega \), получим чуть более 921 Вт на каждую ногу, в общей сложности около 2765 Вт, как и ожидалось.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): одно из линейных напряжений, смоделированное из рисунка \ (\ PageIndex {6} \). Рисунок \ (\ PageIndex {9} \): моделируемое напряжение на одном из нагрузочных резисторов на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).

Гетерогенные системы

Системы, настроенные как дельта-Y и Y-дельта, кажутся немного более сложными, чем однородные системы. Мы будем называть их гетерогенными системами, так как структуры генератора и нагрузки противоположного типа. Примеры показаны на рисунках \ (\ PageIndex {10} \) и \ (\ PageIndex {11} \) соответственно.

Рисунок \ (\ PageIndex {10} \): генератор, соединенный треугольником, с нагрузкой, соединенной треугольником (треугольник-Y). Рисунок \ (\ PageIndex {11} \): генератор, соединенный треугольником, с нагрузкой, соединенной треугольником. (Ydelta).

Эти системы вовсе не так сложны, как думают некоторые; все, что вам нужно сделать, это запомнить операторы \ ref {9.1} и \ ref {9.2}. Действительно, здесь стоит повторить суммирование:

\ text {Для конфигураций треугольником (генератор или нагрузка) фазное напряжение равно линейному напряжению, а линейный ток больше фазного тока на} \ sqrt {3} \ text {. Для конфигураций Y фазный ток равен линейному току, а линейное напряжение} \ sqrt {3} \ text {больше, чем фазное напряжение.} \ nonumber \]

Вы можете рассматривать эти системы как двухэтапный процесс. Сначала определите линейное напряжение и ток от генератора или нагрузки; и во-вторых, переход от линии к другой стороне (нагрузке или генератору). Если возникнет путаница, помните, что генерируемая мощность должна равняться мощности рассеиваемой или доставленной.

На рисунке \ (\ PageIndex {10} \) линейное напряжение равно фазному напряжению генератора. Нагрузка подключена по схеме Y, поэтому на каждой ветви напряжение линии делится на \ (\ sqrt {3} \).Исходя из этого, можно вычислить каждое плечо тока нагрузки. Обратите внимание, что линейный ток равен току нагрузки. Фазный ток генератора равен линейному току, деленному на \ (\ sqrt {3} \).

На рисунке \ (\ PageIndex {11} \) линейное напряжение равно \ (\ sqrt {3} \), умноженному на фазное напряжение генератора. Нагрузка подключена по схеме треугольника, поэтому на каждой ножке отображается линейное напряжение. Зная это, можно вычислить каждое плечо тока нагрузки. Кроме того, линейный ток равен фазному току генератора, а фазный ток нагрузки будет равен линейному току, деленному на \ (\ sqrt {3} \).{\ circ} \) \ (\ Omega \), определяет фазный ток генератора, линейное напряжение, фазное напряжение нагрузки, фазный ток нагрузки и общую мощность, подаваемую на нагрузку.

Генератор подключен по схеме треугольника, поэтому линейное напряжение равно фазному напряжению генератора, или 230 вольт. Нагрузка, подключенная по схеме Y, будет видеть фазное напряжение, уменьшенное в \ (\ sqrt {3} \) раз.

\ [v_ {load} = \ frac {v_ {line}} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [v_ {load} = \ frac {230 В} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [v_ {load} \ около 132.{\ circ} \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {load} \ приблизительно 0,664 A RMS \ nonumber \]

При Y-соединении линейный ток должен быть таким же, как ток фазы нагрузки, или 0,664 ампера. Для соединений треугольником линейный ток в \ (\ sqrt {3} \) раз больше, чем фазный ток, поэтому фазный ток генератора должен быть в \ (\ sqrt {3} \) раз меньше.

\ [i_ {gen} = \ frac {i_ {line}} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [i_ {gen} = \ frac {0.664A} {\ sqrt {3}} \ nonumber \]

\ [i_ {gen} \ около 0.2 \ times 200 \ Omega \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 264 Вт \ nonumber \]

В качестве перекрестной проверки вырабатываемая мощность составляет:

\ [P_ {total} = 3 \ times i_ {gen} \ times v_ {gen} \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 0,383A \ умножить на 230 В \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 264 Вт \ nonumber \]

Выработанная мощность равна рассеиваемой мощности.

Пример \ (\ PageIndex {5} \)

Система Y-треугольник, подобная показанной на рисунке \ (\ PageIndex {11} \), имеет фазное напряжение генератора 100 В (среднеквадратичное значение) при 60 Гц.Если нагрузка имеет величину 50 \ (\ Omega \) с запаздывающим коэффициентом мощности 0,8, определите ток фазы генератора, линейное напряжение, напряжение фазы нагрузки, ток фазы нагрузки и общую истинную мощность, подаваемую на нагрузку. .

Генератор, соединенный по схеме Y, создает линейное напряжение, равное напряжению фазы генератора, умноженному на \ (\ sqrt {3} \). Это также напряжение фазы нагрузки, поскольку оно соединено треугольником.

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times v_ {phase} \ nonumber \]

\ [v_ {line} = \ sqrt {3} \ times 100 V \ nonumber \]

\ [v_ {line} \ около 173.2В RMS \ nonumber \]

Нагрузка, подключенная по схеме треугольника, будет видеть фазное напряжение, равное линейному напряжению, или 173,2 вольт. Отсюда мы можем определить ток нагрузки.

\ [i_ {load} = \ frac {v_ {phase}} {Z_ {load}} \ nonumber \]

\ [i_ {load} = \ frac {173.2V} {50 \ Omega} \ nonumber \]

\ [i_ {load} \ приблизительно 3,464A RMS \ nonumber \]

Поскольку нагрузка подключена по схеме треугольника, линейный ток равен времени тока нагрузки \ (\ sqrt {3} \). Фазный ток генератора будет таким же, как и линейный ток.2 \ times 40 \ Omega \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1440 Вт \ nonumber \]

Мы также можем найти полную мощность и использовать коэффициент мощности.

\ [P_ {total} = 3 \ times v_ {load} \ times i_ {load} PF \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 173,2В \ умножить на 3,464 А \ умножить на 0,8 \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1440 Вт \ nonumber \]

Для перекрестной проверки сравните рассеиваемую мощность с генерируемой.

\ [P_ {total} = 3 \ times v_ {gen} \ times i_ {gen} \ times PF \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 3 \ умножить на 100В \ умножить на 6А \ умножить на 0.8 \ nonumber \]

\ [P_ {total} = 1440 Вт \ nonumber \]

Трехфазные генераторы переменного тока — Inst Tools

Принципы работы трехфазного генератора в основном такие же, как и у однофазного генератора, за исключением того, что есть три равноотстоящих обмотки и три выходных напряжения, которые все на 120 ° не совпадают по фазе друг с другом. Физически смежные петли (ниже рисунок) разделены поворотом на 60 °; однако петли соединены с контактными кольцами таким образом, что между фазами имеется 120 электрических градусов.

Отдельные катушки каждой обмотки объединены и представлены как одна катушка. Значение рисунка ниже состоит в том, что он показывает, что трехфазный генератор имеет три отдельные обмотки якоря, которые сдвинуты по фазе на 120 электрических градусов.

Рисунок: Генератор 3φ со стационарным якорем

Подключение генератора переменного тока

Как показано на рисунке выше, имеется шесть выводов от якоря трехфазного генератора, а выход подключен к внешней нагрузке.На практике обмотки соединяются вместе, и только три вывода выводятся и подключаются к внешней нагрузке.

Доступны два средства для соединения трех обмоток якоря. В одном типе соединения обмотки соединены последовательно или треугольником (∆) (рисунок ниже).

Рисунок: Соединение треугольником

В генераторе, соединенном по схеме треугольник, напряжение между любыми двумя фазами, называемое линейным напряжением, совпадает с напряжением, генерируемым в любой одной фазе.

Как показано на рисунке ниже, три фазных напряжения равны, как и три линейных напряжения. Ток в любой линии в √3 раз больше фазного тока. Вы можете видеть, что генератор, соединенный треугольником, обеспечивает увеличение тока, но не увеличивает напряжение.

Рисунок: Характеристики генератора с подключением по схеме «треугольник»

Преимущество генератора переменного тока, подключенного по схеме треугольника, заключается в том, что при повреждении или обрыве одной фазы оставшиеся две фазы по-прежнему могут обеспечивать трехфазное питание.Мощность генератора снижена до 57,7% от мощности при работе всех трех фаз.

При другом типе подключения один из выводов каждой обмотки подключается, а остальные три вывода подключаются к внешней нагрузке. Это называется соединением «звезда» (Y) (рисунок ниже).

Рисунок: Соединение звездой

Характеристики напряжения и тока генератора переменного тока, соединенного звездой, противоположны характеристикам соединения треугольником. Напряжение между любыми двумя линиями в генераторе переменного тока, соединенном звездой, равно 1.73 (или) √ 3-кратное любое однофазное напряжение, в то время как линейные токи равны фазным токам. Генератор переменного тока, соединенный звездой, обеспечивает повышение напряжения, но не увеличивает ток (рисунок ниже).

Рисунок: Характеристики генератора переменного тока с соединением звездой

Преимущество генератора переменного тока, соединенного звездой, заключается в том, что каждая фаза должна выдерживать только 57,7% сетевого напряжения и, следовательно, может использоваться для генерации высокого напряжения.