Для чего предназначен генератор: Генератор переменного тока — Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор

Содержание

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

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

Устройство генератора переменного тока

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

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

Применение генераторов переменного тока в жизни

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

Обслуживание

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


Устройство, принцип действия и конструкция синхронного генератора, режимы работы

Синхронным генератором (СГ) называют устройство, выполняющее функцию трансформации механической энергии в электрическую. Принцип работы и устройство синхронного генератора достаточно просты и надежны. Такое энергетическое оборудование востребовано для использования в мобильных авторемонтных мастерских, для ремонта и обслуживания станков-качалок, спецмашин нефтегазовой отрасли, на ГЭС, ТЭС, АЭС, в транспортных системах.

Основные конструктивные элементы

Основные части синхронного генератора: неподвижная — статор, вращающаяся — ротор, представляющая собой электромагнит, и две основные обмотки.
  1. Одна обмотка статора («обмотка возбуждения») запитывается от источника постоянного тока, функцию которого выполняет электронный регулятор напряжения. Регулятор используется в генераторах с самовозбуждением. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение осуществляется с использованием остаточного магнетизма магнитопровода СГ. При этом энергия переменного тока поступает от обмотки статора СГ. Комплекс из понижающего трансформатора и полупроводникового выпрямителя-преобразователя трансформирует ее в энергию постоянного тока.
  2. Ток, протекающий в обмотке возбуждения статора, наводит ЭДС на обмотке возбуждения якоря генератора. Статор возбудителя, как конструкционный элемент может отсутствовать, и тогда его функции выполняют постоянные магниты.
  3. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, называется обмоткой возбуждения якоря, или якорем возбудителя.
  4. Переменное напряжение, возникающее на обмотке якоря возбудителя, выпрямляется в блоке вращающихся диодов, которые так же называются словосочетанием «диодный мост», и превращает силовую обмотку ротора во вращающийся электромагнит, который наводит ЭДС в силовой обмотке статора СГ.
  5. Силовые обмотки и обмотки возбуждения монтируются в пазы якоря и ротора.
  6. Генераторы по типу выходного напряжения делятся на одно-, или трехфазные. Основное распространение в промышленности имеют трехфазные синхронные генераторы, а в быту — однофазные.

В конструкцию статора входит корпус, внутри которого расположен сердечник, или пакет, собираемый из листов электротехнической стали особой формы. На качество электрического тока влияют такие факторы как: цельность листов в пакете (бывают цельными или составными), качество и материал обмотки. Для обмотки применяется медный эмаль-провод, а в дешевых устройствах возможна замена меди на алюминий.

Роторы изготавливаются явнополюсными или неявнополюсными.

  • Явнополюсные роторы предназначены для синхронных генераторов, работающих с двигателями внутреннего сгорания с низкой частотой вращения — 1500 и 3000 об/мин.
  • Неявнополюсные роторы востребованы в высокоскоростных (более 3000 об/мин) механизмах переменного электрического тока высокой мощности. Обычно их размещают на одном валу с паровыми турбинами. Такие СГ называют «турбогенераторы».

Определение скорости вращения

Понятие «синхронный» означает, что число оборотов находится в прямой математической зависимости от частоты тока. Эта зависимость определяется по формуле n = 60*f/p, где:

  • n — скорость вращения, об/мин;
  • f — частота, в бытовой электрической сети она равна 50 Гц;
  • p — количество пар полюсов.

Принцип работы СГ

Принцип действия машины в режиме синхронного генератора:

  1. При пропускании через обмотку возбуждения постоянного тока образуется стабильное во времени магнитное поле с чередующейся полярностью.
  2. При вращении магнитного поля относительно проводников обмотки якоря возбуждаются переменные ЭДС.
  3. Переменные ЭДС суммируются, образуя ЭДС фаз. Трехфазная система образуется тремя одинаковыми обмотками, размещаемыми на якоре под электрическим углом друг к другу, равным 120°.

В случаях, если централизованное электроснабжение имеет недостаточную мощность или отсутствует, как, например, на удаленных стройплощадках, нефтегазодобывающих объектах, морских и воздушных судах, СГ в составе с двигателем внутреннего сгорания функционируют в автономном режиме. При необходимости создания мощных источников питания синхронные двигатели включают на параллельную работу. Такой способ включения позволяет более полно использовать мощность каждой машины и при необходимости выводить отдельные СГ в ремонт без прекращения эффективного электроснабжения потребителей.

Второй режим работы синхронной машины — выполнение функций электродвигателя. Обычно СГ востребован в качестве двигателя в высокомощных установках более 50 кВт. Для работы в режиме электродвигателя обмотку статора подключают к электросети, а обмотку ротора — к источнику постоянного тока. Вращающий момент возникает при взаимодействии вращающегося магнитного поля СГ с постоянным током обмотки возбуждения.

ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ • Большая российская энциклопедия

ГЕНЕРА́ТОР ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИХ КОЛЕ­БА́НИЙ, уст­рой­ст­во, пре­об­ра­зую­щее разл. ви­ды элек­три­че­ской энер­гии (напр., ис­точ­ни­ков по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния или то­ка) в энер­гию элек­три­че­ских (элек­тро­маг­нит­ных) ко­ле­ба­ний. Тер­мин «Г. э. к.» ча­ще все­го от­но­сит­ся к ав­то­ге­не­ра­то­рам (ге­не­ра­то­рам с не­за­ви­си­мым воз­бу­ж­де­ни­ем), в ко­то­рых час­то­та и фор­ма воз­бу­ж­дае­мых ав­то­ко­ле­ба­ний оп­ре­де­ля­ют­ся свой­ст­ва­ми са­мо­го ге­не­ра­то­ра. Г. э. к. с по­сто­рон­ним воз­бу­ж­де­ни­ем пред­став­ля­ют со­бой уси­ли­те­ли мощ­но­сти элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний, соз­да­вае­мых за­даю­щим ге­не­ра­то­ром.

Схема транзисторного LC-генератора с индуктивной (а), ёмкостной (б) и автотрансформаторной (в) обратной связью: Т – транзистор; L, C – индуктивность и ёмкость колебательного контура; Eк &n… Рис. И. В. Баланцевой

Не­об­хо­ди­мые эле­мен­ты Г. э. к.: ис­точ­ник энер­гии; пас­сив­ные це­пи, в ко­то­рых воз­бу­ж­да­ют­ся и под­дер­жи­ва­ют­ся ко­ле­ба­ния; ак­тив­ный эле­мент, пре­об­ра­зую­щий энер­гию ис­точ­ни­ка пи­та­ния в энер­гию ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний, обыч­но в со­че­та­нии с управ­ляю­щи­ми до­пол­нит. це­пя­ми (це­пя­ми об­рат­ной свя­зи). В за­ви­си­мо­сти от тре­буе­мых ха­рак­те­ри­стик в Г. э. к. ис­поль­зу­ют раз­но­об­раз­ные эле­мен­ты. Для воз­бу­ж­де­ния ко­ле­ба­ний в диа­па­зо­нах НЧ и ВЧ слу­жат ко­ле­ба­тель­ные кон­ту­ры, элек­трич. фильт­ры и др. це­пи с со­сре­до­то­чен­ны­ми па­ра­мет­ра­ми (ём­ко­стью, ин­дук­тив­но­стью, со­про­тив­ле­ни­ем), а в ка­че­ст­ве ак­тив­ных эле­мен­тов – элек­трон­ные лам­пы, тран­зи­сто­ры, тун­нель­ные дио­ды, опе­ра­ци­он­ные уси­ли­те­ли и др. В Г. э. к. СВЧ при­ме­ня­ют гл. обр. це­пи с рас­преде­лён­ны­ми па­ра­мет­ра­ми, вклю­чаю­щие объ­ём­ные ре­зо­на­то­ры, за­мед­ляю­щие сис­те­мы, по­лос­ко­вые и ко­ак­си­аль­ные ли­нии, вол­но­во­ды, а так­же от­кры­тые ре­зо­на­то­ры. Ак­тив­ные эле­мен­ты СВЧ ча­ще все­го со­вме­ще­ны с пас­сив­ны­ми це­пя­ми и пред­став­ля­ют со­бой, как пра­ви­ло, элек­тро­ва­ку­ум­ные (СВЧ-три­од, маг­не­трон, клис­трон, лам­па об­рат­ной вол­ны и др.) или твер­до­тель­ные (СВЧ-тран­зи­с­тор, ди­од Ган­на, ла­вин­но-про­лёт­ный ди­од, тун­нель­ный ди­од) при­бо­ры. В оп­тич. кван­то­вых ге­не­ра­то­рах (ла­зе­рах) при­ме­ня­ют разл. ви­ды от­кры­тых ре­зо­на­то­ров и ак­тив­ную сре­ду, пре­об­ра­зую­щую энер­гию ис­точ­ни­ка пи­та­ния (энер­гию «на­кач­ки») в энер­гию элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний.

Возбуждение автоколебаний

Воз­бу­ж­де­ние ав­то­ко­ле­ба­ний в Г. э. к. на­чи­на­ет­ся с воз­ник­но­ве­ния на­чаль­ных ко­ле­ба­ний в к.-л. эле­мен­те при вклю­че­нии ис­точ­ни­ка пи­та­ния, за­мы­ка­нии це­пей, вслед­ст­вие элек­трич. флук­туа­ций и т. п. Бла­го­да­ря це­пи об­рат­ной свя­зи энер­гия это­го ко­ле­ба­ния по­сту­па­ет в ак­тив­ный эле­мент и уси­ли­ва­ет­ся в нём. Ко­ле­ба­ния в Г. э. к. на­рас­та­ют, т. е. про­ис­хо­дит са­мо­воз­бу­ж­де­ние ге­не­ра­то­ра, ес­ли мощ­ность, пе­ре­да­вае­мая ко­ле­ба­ниям ак­тив­ным эле­мен­том от ис­точ­ни­ка пи­та­ния, боль­ше мощ­но­сти по­терь во всех эле­мен­тах Г. э. к. (вклю­чая мощ­ность, от­да­вае­мую в на­груз­ку). Ес­ли по­те­ри энер­гии пре­вы­ша­ют по­сту­п­ле­ние, ко­ле­ба­ния за­ту­ха­ют. Энер­ге­тич. рав­но­ве­сие, со­от­вет­ст­вую­щее ста­цио­нар­но­му ре­жи­му Г. э. к., осу­ще­ст­ви­мо лишь при на­ли­чии у эле­мен­тов сис­те­мы не­ли­ней­ных свойств. В про­тив­ном слу­чае в Г. э. к. мо­гут воз­бу­ж­дать­ся ли­бо на­рас­таю­щие, ли­бо за­ту­хаю­щие ко­ле­ба­ния, и ге­не­ри­ро­ва­ние ста­цио­нар­ных элек­трич. ко­ле­ба­ний не­воз­мож­но.

Вид воз­бу­ж­дае­мых ко­ле­ба­ний, их час­тот­ный спектр су­ще­ст­вен­но за­ви­сят от час­тот­ных свойств пас­сив­ных це­пей и ак­тив­но­го эле­мен­та Г. э. к. Ес­ли це­пи, в ко­то­рых воз­бу­ж­да­ют­ся и под­дер­жи­ва­ют­ся элек­трич. (элек­тро­маг­нит­ные) ко­ле­ба­ния, об­ла­да­ют яр­ко вы­ра­жен­ны­ми ко­ле­ба­тель­ны­ми (ре­зо­нанс­ны­ми) свой­ст­ва­ми (напр., ко­ле­бат. кон­тур, объ­ём­ный ре­зо­на­тор), то час­то­та и фор­ма ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний в осн. оп­ре­де­ля­ют­ся час­то­той и фор­мой собств. ко­ле­ба­ний це­пи. При ма­лых по­те­рях (вы­со­кой доб­рот­но­сти ко­ле­бат. сис­те­мы) фор­ма ко­ле­ба­ний близ­ка к си­ну­сои­даль­ной, со­от­вет­ст­вую­щие Г. э. к. на­зы­ва­ют­ся ге­не­ра­то­ра­ми гар­мо­нич. ко­ле­ба­ний. Ес­ли пас­сив­ные це­пи и ак­тив­ный эле­мент Г. э. к. не об­ла­да­ют ре­зо­нанс­ны­ми свой­ст­ва­ми, то воз­мож­но воз­бу­ж­де­ние ко­ле­ба­ний слож­ной фор­мы как пе­рио­ди­че­ских, так и не­пе­рио­ди­че­ских (шу­мо­по­доб­ных) ко­ле­ба­ний.

Генераторы гармонических колебаний

Наи­бо­лее раз­но­об­раз­ны ви­ды ге­не­ра­то­ров гар­мо­нич. ко­ле­ба­ний. Их осн. ха­рак­те­ри­сти­ки: час­то­та ко­ле­ба­ний, вы­ход­ная мощ­ность, кпд, воз­мож­ность меха­нич. или элек­трич. пе­ре­строй­ки час­то­ты, ста­биль­ность час­то­ты, ха­рак­те­ри­зуе­мая ши­ри­ной ге­не­ри­руе­мой спек­т­раль­ной ли­нии, а так­же воз­мож­ность ра­бо­ты в не­пре­рыв­ном или им­пульс­ном ре­жи­ме. Прин­ци­пы по­строе­ния и кон­ст­рук­ция Г. э. к. за­ви­сят от диа­па­зо­на ге­не­ри­руе­мых час­тот (длин волн).

Для воз­бу­ж­де­ния ко­ле­ба­ний в НЧ- и ВЧ-диа­па­зо­нах слу­жат LC-ге­не­ра­то­ры, со­дер­жа­щие в ка­че­ст­ве осн. эле­мен­та пас­сив­ной це­пи ко­ле­бат. кон­тур (с ин­дук­тив­но­стью L и ём­ко­стью C), по­те­ри в ко­то­ром ком­пен­си­ру­ют­ся, напр., с по­мо­щью лам­по­во­го (на ос­но­ве трио­да или тет­ро­да) ли­бо тран­зи­стор­но­го уси­ли­те­ля; ге­не­ри­ру­ют гар­мо­нич. ко­ле­ба­ния с час­то­той ώ , близ­кой к ре­зо­нансной час­то­те кон­ту­ра ώрез= (LC)–1/2.

 

В LC-ге­не­ра­то­рах ис­поль­зу­ют­ся три осн. ти­па свя­зи – ин­дук­тив­ная, ём­ко­ст­ная или ав­то­транс­фор­ма­тор­ная. Про­стей­ший тран­зи­стор­ный ге­не­ра­тор со­дер­жит ис­точ­ни­ки пи­та­ния, ко­ле­бат. кон­тур, ак­тив­ный эле­мент – тран­зи­стор и цепь об­рат­ной свя­зи (рис.). Тран­зи­стор уси­ли­ва­ет ко­ле­ба­ния, под­во­ди­мые от кон­ту­ра к управ­ляю­ще­му элек­тро­ду (ба­зе), что по­зво­ля­ет с по­мо­щью це­пи об­рат­ной свя­зи под­ка­чи­вать энер­гию в кон­тур для его воз­бу­ж­де­ния и под­дер­жа­ния не­за­ту­хаю­щих ко­ле­ба­ний. LC-ге­не­ра­то­ры по­зво­ля­ют по­лу­чать ко­ле­ба­ния мощ­но­стью от до­лей мил­ли­ватт до со­тен ки­ло­ватт в диа­па­зо­не час­тот от несколь­ких ки­ло­герц до еди­ниц ги­га­герц.

В квар­це­вых LC-ге­не­ра­то­рах ис­поль­зу­ет­ся квар­це­вый ре­зо­на­тор, в ко­то­ром энер­гия элек­трич. по­ля пре­об­ра­зу­ет­ся в энер­гию ме­ха­нич. ко­ле­ба­ний и об­рат­но. Элек­трич. квар­це­вый ре­зо­на­тор ана­ло­ги­чен ко­ле­бат. кон­ту­ру с вы­со­кой доб­рот­но­стью (до 107 и бо­лее) и сла­бой за­ви­си­мо­стью ре­зо­нанс­ной час­то­ты от темп-ры и др. фак­то­ров, что по­зво­ля­ет до­бить­ся вы­со­кой ста­биль­но­сти ге­не­ри­руе­мой час­то­ты.

В ос­но­ве ра­бо­ты ге­не­ра­то­ров СВЧ-диа­па­зо­на ле­жат разл. фи­зич. прин­ци­пы пе­ре­да­чи энер­гии элек­тро­нов элек­тро­маг­нит­но­му по­лю, ис­поль­зую­щие как ме­ха­низ­мы из­лу­че­ния отдельных элек­тро­нов (тор­моз­ное, че­рен­ков­ское, син­хро­трон­ное и др.), так и ме­ха­низ­мы груп­пи­ров­ки по­то­ка элек­тро­нов в дви­жу­щие­ся сгу­ст­ки, соз­даю­щие то­ки СВЧ и при­во­дя­щие к ин­ду­ци­ро­ван­но­му из­лу­че­нию.

Лам­по­вые и тран­зи­стор­ные ге­не­ра­то­ры СВЧ пред­став­ля­ют со­бой мо­ди­фи­ка­ции LC-ге­не­ра­то­ров, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся объ­ём­ные ре­зо­на­то­ры и ко­ле­бат. сис­те­мы с рас­пре­де­лён­ны­ми па­ра­мет­ра­ми, тран­зи­сто­ры, трио­ды и тет­ро­ды спец. кон­ст­рук­ции (см. так­же Ге­не­ра­тор­ная лам­па). В ди­од­ных СВЧ-ге­не­ра­то­рах ис­поль­зу­ют ла­вин­но-про­лёт­ные дио­ды, тун­нель­ные дио­ды и Ган­на дио­ды, в ко­то­рых при оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях воз­ни­ка­ет от­ри­цат. диф­фе­рен­ци­аль­ное со­про­тив­ле­ние. Вклю­че­ние та­ко­го дио­да в ко­ле­бат. цепь СВЧ при­во­дит к ком­пен­са­ции по­терь в це­пи и са­мо­воз­бу­ж­де­нию ко­ле­баний на со­от­вет­ст­вую­щих час­то­тах. Лам­по­вые ге­не­ра­то­ры обес­пе­чи­ва­ют по­лу­че­ние им­пульс­ной мощ­но­сти до не­сколь­ких ки­ло­ватт на час­то­тах 1–6 ГГц. Ди­од­ные и тран­зи­стор­ные ге­не­ра­то­ры при­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков СВЧ-ко­ле­ба­ний ма­лой и ср. мощ­но­сти (до де­сят­ков ватт в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме) в диа­па­зо­не 1–100 ГГц; они об­ла­да­ют ря­дом пре­иму­ществ пе­ред элек­тро­ва­ку­ум­ны­ми ге­не­ра­то­ра­ми ана­ло­гич­но­го на­зна­че­ния по раз­ме­рам и мас­се, по­треб­ляе­мой мощ­но­сти, дол­го­веч­но­сти и со­вмес­ти­мо­сти с мик­ро­схе­ма­ми. Вме­сте с тем пре­дель­ная мощ­ность твер­до­тель­ных ге­не­ра­то­ров ог­ра­ни­че­на ве­ли­чи­ной рас­сеи­вае­мой в по­лу­про­вод­ни­ке те­п­ло­вой энер­гии и не пре­вы­ша­ет (для од­но­го при­бо­ра) 100 Вт на час­то­тах до 10 ГГц.

Для ге­не­ри­ро­ва­ния СВЧ-ко­ле­ба­ний ши­ро­ко при­ме­ня­ют ва­ку­ум­ные элек­т­рон­ные при­бо­ры с ди­на­мич. управ­ле­ни­ем элек­трон­ным по­то­ком (клис­тро­ны, маг­не­тро­ны, лам­пы об­рат­ной вол­ны, лам­пы бе­гу­щей вол­ны и др.). В маг­не­трон­ном ге­не­ра­то­ре ис­точ­ни­ком энер­гии яв­ля­ет­ся ис­точ­ник анод­но­го на­пря­же­ния, ко­ле­бат. сис­те­мой – объ­ём­ные ре­зо­на­то­ры, а функ­ции ак­тив­но­го эле­мен­та вы­пол­ня­ет элек­трон­ный по­ток в маг­нит­ном по­ле. Маг­не­тро­ны обыч­но ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний боль­шой мощ­но­сти (до не­сколь­ких ме­га­ватт) в им­пульс­ном ре­жи­ме и де­сят­ков ки­ло­ватт при не­пре­рыв­ной ге­не­ра­ции в диа­па­зо­не час­тот от 300 МГц до 300 ГГц.

Клис­трон­ный ге­не­ра­тор так­же со­дер­жит объ­ём­ный ре­зо­на­тор, в ко­то­ром ко­ле­ба­ния воз­бу­ж­да­ют­ся и под­дер­жи­ва­ют­ся элек­трон­ным по­то­ком, управ­ляе­мым элек­трич. по­лем. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны клис­трон­ные ге­не­ра­то­ры, ра­бо­таю­щие в диа­па­зо­не час­тот от еди­ниц до де­сят­ков ги­га­герц. Мощ­ность та­ких ге­не­ра­то­ров за­ви­сит от ти­па клис­тро­на и со­став­ля­ет: у от­ра­жат. клис­тронов – от не­сколь­ких мил­ли­ватт до не­сколь­ких ватт, у про­лёт­ных клис­тро­нов – от со­тен ки­ло­ватт до де­сят­ков ме­га­ватт со­от­вет­ст­вен­но в не­пре­рыв­ном и им­пульс­ном ре­жи­мах ге­не­ри­ро­ва­ния.

Лам­пы об­рат­ной вол­ны (ЛОВ) при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве Г. э. к. ма­лой и ср. мощ­но­сти; их осн. пре­иму­ще­ст­во – боль­шой диа­па­зон элек­трон­ной пе­ре­строй­ки час­то­ты, оп­ре­де­ляе­мый гл. обр. по­ло­сой про­пус­ка­ния за­мед­ляю­щей сис­те­мы (со­став­ля­ет до не­сколь­ких ок­тав). Ге­не­ра­то­ры на ЛОВ ис­поль­зу­ют в ка­чест­ве ге­те­ро­ди­нов, за­даю­щих ге­не­ра­то­ров ра­дио­пе­ре­даю­щих уст­ройств, для ра­дио­спек­тро­ско­пии и др. це­лей.

Ге­не­ра­то­ра­ми мощ­ных ко­ле­ба­ний мил­ли­мет­ро­во­го диа­па­зо­на яв­ля­ют­ся ма­зе­ры на цик­ло­трон­ном ре­зо­нан­се, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся вин­то­вые элек­трон­ные пуч­ки в про­доль­ном ста­тич. маг­нит­ном по­ле, взаи­мо­дей­ст­вую­щие с по­пе­реч­ным по от­но­ше­нию к оси пуч­ка пе­ре­мен­ным элек­трич. по­лем ре­зо­на­то­ра или вол­но­во­да. Воз­бу­ж­де­ние ко­ле­ба­ний в та­ком Г. э. к. про­ис­хо­дит на цик­ло­трон­ной час­то­те вра­ще­ния элек­тро­нов в маг­нит­ном по­ле или на од­ной из её гар­мо­ник. Осо­бое ме­сто сре­ди мощ­ных СВЧ-ге­не­ра­то­ров за­ни­ма­ют при­бо­ры с ре­ля­ти­ви­ст­ски­ми элек­трон­ны­ми пуч­ка­ми, имею­щие боль­шой ток (по­ряд­ка 103 кА и бо­лее) и со­от­вет­ст­вен­но боль­шую мощ­ность в те­че­ние им­пуль­сов ог­ра­ни­чен­ной дли­тель­но­сти (см. так­же Ре­ля­ти­ви­ст­ская вы­со­ко­час­тот­ная элек­тро­ни­ка).

Отд. груп­пу Г. э. к. со­став­ля­ют кван­то­вые ге­не­ра­то­ры, в ко­то­рых элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния воз­бу­ж­да­ют­ся за счёт вы­ну­ж­ден­ных кван­то­вых пе­ре­хо­дов ато­мов или мо­ле­кул. Важ­ная осо­бен­ность та­ких Г. э. к. – чрез­вы­чай­но вы­со­кая ста­биль­ность час­то­ты ге­не­ра­ции (до 10–14), что по­зво­ля­ет ис­поль­зо­вать их как кван­то­вые стан­дар­ты час­то­ты. В ла­зе­рах и ма­зе­рах час­то­та из­лу­че­ния на­кач­ки пре­вы­ша­ет час­то­ту ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний. Так, в па­ра­маг­нит­ном ма­зе­ре при на­кач­ке на час­то­те 10 ГГц воз­бу­ж­да­ют­ся ко­ле­ба­ния с час­то­той до 5 ГГц со ста­биль­но­стью час­то­ты, оп­ре­де­ляе­мой лишь ста­биль­но­стью темп-ры и маг­нит­но­го по­ля.

К Г. э. к., пре­об­ра­зую­щим энер­гию пер­вич­ных элек­трич. ко­ле­ба­ний, от­но­сят­ся так­же па­ра­мет­ри­че­ские ге­не­ра­то­ры ра­дио­диа­па­зо­на, пред­став­ляю­щие со­бой ре­зо­нанс­ную ко­ле­бат. сис­те­му – кон­тур или объ­ём­ный ре­зо­на­тор, в ко­то­ром один из энер­го­ём­ких (ре­ак­тив­ных) па­ра­мет­ров (L или C) за­ви­сит от про­те­каю­ще­го то­ка или при­ложен­но­го на­пря­же­ния; дей­ст­вие ос­но­ва­но на яв­ле­нии па­ра­мет­ри­че­ско­го ре­зо­нан­са. Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли ма­ло­мощ­ные па­ра­мет­ри­че­ские Г. э. к., в ко­то­рых в ка­че­ст­ве эле­мен­та с элек­три­че­ски управ­ляе­мой ём­ко­стью ис­поль­зу­ет­ся ПП ди­од.

Релаксационные генераторы

Су­ще­ст­ву­ет ши­ро­кий класс ге­не­ра­то­ров пе­рио­дич. ко­ле­ба­ний разл. фор­мы, пе­ри­од ко­то­рых оп­ре­де­ля­ет­ся вре­ме­нем ре­лак­са­ции (ус­та­нов­ле­ния рав­но­ве­сия) в пас­сив­ных це­пях, не об­ла­даю­щих ре­зо­нанс­ны­ми свой­ст­ва­ми. В та­ких Г. э. к. за ка­ж­дый пе­ри­од ко­ле­ба­ний те­ря­ет­ся и вновь по­пол­ня­ет­ся зна­чит. часть ко­ле­бат. энер­гии. Фор­ма ко­ле­ба­ний за­ви­сит от свойств как пас­сив­ных це­пей, так и ак­тив­но­го эле­мен­та и мо­жет быть весь­ма раз­но­об­раз­ной – от скач­ко­об­раз­ных, поч­ти раз­рыв­ных ко­ле­ба­ний до ко­ле­баний, близ­ких к гар­мо­ни­че­ским. В радио­тех­ни­ке, элек­тро­ни­ке, из­ме­рит. и им­пульс­ной тех­ни­ке наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли ре­лак­сац. им­пульс­ные ге­не­ра­то­ры (напр., бло­кинг-ге­не­ра­то­ры, муль­ти­виб­ра­то­ры), ге­не­ра­то­ры ли­ней­но из­ме­няю­ще­го­ся сиг­на­ла, а так­же ге­не­ра­то­ры си­ну­сои­даль­ных ко­ле­ба­ний (RC-ге­не­ра­то­ры, ге­не­ра­то­ры Ган­на) и др.

RC-ге­не­ра­тор не со­дер­жит ко­ле­бат. кон­ту­ров. Ак­тив­ным эле­мен­том (напр., элек­трон­ной лам­пой, тран­зи­сто­ром) управ­ля­ет RC-цепь об­рат­ной свя­зи, со­стоя­щая лишь из ём­ко­стей C и актив­ных со­про­тив­ле­ний R, соз­даю­щая ус­ло­вия ге­не­ра­ции лишь для од­но­го гар­мо­нич. ко­ле­ба­ния с час­то­той, оп­ре­де­ляе­мой вре­ме­нем ре­лак­са­ции це­пи. В по­доб­ных Г. э. к. про­ис­хо­дит пол­ный энер­го­об­мен за ка­ж­дый пе­ри­од ко­ле­ба­ний. При от­клю­че­нии ис­точ­ни­ка пи­та­ния ко­ле­ба­ния ис­че­за­ют. RC-ге­не­ра­то­ры ис­поль­зу­ют­ся пре­им. как ис­точ­ни­ки эта­лон­ных ко­ле­ба­ний в диа­па­зо­не час­тот от до­лей герц до со­тен ки­ло­герц.

Ге­не­ра­тор Ган­на пред­став­ля­ет со­бой кри­сталл ПП, ко­то­рый яв­ля­ет­ся од­но­вре­мен­но и ко­ле­бат. сис­те­мой, и ак­тив­ным эле­мен­том. Че­рез кри­сталл про­пус­ка­ют по­сто­ян­ный ток, и при оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях в нём воз­ни­ка­ют не­ста­цио­нар­ные про­цес­сы, при­во­дя­щие к по­яв­ле­нию СВЧ пе­ре­мен­ной со­став­ля­ю­щей то­ка, про­те­каю­ще­го че­рез кри­с­талл, и к воз­ник­но­ве­нию на элек­тро­дах эдс СВЧ (см. Ган­на эф­фект). С по­мо­щью та­ких ге­не­ра­то­ров мож­но по­лу­чать элек­трич. ко­ле­ба­ния час­то­той от 100 МГц до 50 ГГц и мощ­но­стью до 100 мВт (при не­пре­рыв­ном ге­не­ри­ро­ва­нии) и со­тен ватт (в им­пульс­ном ре­жи­ме).

Генераторы случайных сигналов

Ге­не­ра­то­ры слу­чай­ных сиг­на­лов пред­на­зна­че­ны для ге­не­ри­ро­ва­ния не­пре­рыв­ных шу­мов или по­сле­до­ва­тель­но­стей им­пуль­сов со слу­чай­ны­ми зна­че­ния­ми ам­пли­туд, дли­тель­но­стей им­пуль­сов, ин­тер­ва­лов ме­ж­ду ни­ми. Ра­бо­та та­ких Г. э. к. ос­но­ва­на на ис­поль­зо­ва­нии ес­теств. ис­точ­ни­ков шу­мов и слу­чай­ных им­пуль­сов ли­бо воз­бу­ж­де­нии сто­хас­тич. ав­то­ко­ле­ба­ний. В ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков ши­ро­ко­по­лос­ных шу­мов при­ме­ня­ют­ся шу­мо­вые дио­ды, ти­ра­тро­ны, по­ме­щён­ные в по­пе­реч­ное маг­нит­ное по­ле, дро­бо­вые шу­мы вход­ных элек­трон­ных ламп, тран­зи­сто­ров или фо­то­дио­дов в ви­део­уси­ли­те­лях, фо­то­ум­но­жи­те­лях и др.; пер­вич­ны­ми ис­точ­ни­ка­ми слу­чай­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей им­пуль­сов мо­гут слу­жить, напр., га­зо­раз­ряд­ные и сцин­тил­ля­ци­он­ные счёт­чи­ки про­дук­тов ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да. Про­из­во­дя уси­ле­ние и пре­об­ра­зо­ва­ние шу­мов, соз­да­вае­мых ис­точ­ни­ком, с по­мо­щью разл. ли­ней­ных и не­ли­ней­ных уст­ройств (уси­ли­те­лей, ог­ра­ни­чи­те­лей, жду­щих муль­ти­виб­ра­то­ров, бло­кинг-ге­не­ра­то­ров, триг­ге­ров, ра­бо­таю­щих в ре­жи­ме счё­та вы­бро­сов шу­ма, и др.) мож­но по­лу­чать не­пре­рыв­ные шу­мо­вые ко­ле­ба­ния или слу­чай­ные по­сле­до­ва­тель­но­сти им­пуль­сов с оп­ре­де­лён­ны­ми за­ко­на­ми рас­пре­де­ле­ния па­ра­мет­ров в разл. диа­па­зо­нах ра­дио­час­тот. Ге­не­ра­то­ры слу­чай­ных сиг­на­лов при­ме­ня­ют для оп­ре­де­ле­ния ко­эф. шу­ма и пре­дель­ной чув­ст­ви­тель­но­сти ра­дио­при­ём­ных уст­ройств, по­ме­хо­устой­чи­во­сти сис­тем ав­то­ма­тич. ре­гу­ли­ро­ва­ния и те­ле­управ­ле­ния, пре­дель­ной даль­но­сти ра­дио­ло­кац. и ра­дио­на­ви­гац. сис­тем, в ка­че­ст­ве ка­либ­ро­ван­ных ис­точ­ни­ков мощ­но­сти при из­ме­ре­нии па­ра­мет­ров слу­чай­ных про­цес­сов (напр., ат­мо­сфер­ных по­мех, шу­мов вне­зем­но­го про­ис­хо­ж­де­ния) и др.

Генератор постоянного тока – принцип действия, устройство, как работает

Генератор постоянного тока предназначен для преобразования кинетической энергии в электрическую. Используется в качестве источника электроэнергии в тепловозах, автомобилях, промышленных установках и т.д.

Представляет собой обратимую электрическую машину. В зависимости от схемы подключения может работать как генератор или как электродвигатель.

Принцип действия генератора постоянного тока основан на физическом явлении электромагнитной индукции. Заключается в том, что если проводник передвигается в магнитном поле, в нем возникает электрический ток. Такой ток называется индукционным.

Важным условием является то, что проводник должен пересекать поле, а не двигаться вдоль него.

Схематично это явление можно описать следующим образом. Если проводник, например, медную проволоку в виде рамки поместить между двумя полюсами подковообразного магнита, он будет находиться в постоянном магнитном поле.

Затем начнем вращать эту рамку. В процессе вращения она будет пересекать магнитный поток. Вследствие этого, внутри проволоки индуцируется электродвижущая сила э.д.с.

Если концы этой рамки соединить, то под воздействием э.д.с., потечет индукционный ток. Если включить в эту цепь амперметр, он покажет наличие в ней тока. Это и есть самый простой макет генератора.

Для того, чтобы подключить рамку к электрической цепи, ее крепят к полукольцам. Две щетки контактируют с вращающимися полукольцами поочередно, и через них индукционный ток поступает далее в электрическую цепь. Полукольца устанавливают на оси, вокруг которой вращается рамка. Это упрощенная схема коллектора.

Когда рамка переходит через горизонтальное положение (нейтраль), щетки одновременно переключаются с одного полукольца на второе. В этот момент стороны рамки магнитных силовых линий не пересекают. В таком положении э.д.с. и, соответственно, ток равны 0. Благодаря этому переключение щеток не сопровождается искрением.

На величину электродвижущей силы влияют следующие факторы:

  • длина проволоки;
  • величина индукции магнитного поля;
  • частота вращения.

Величина э.д.с. (Е) меняется по синусоидальной траектории, с пиками при прохождении рамкой вертикальных положений. В эти моменты она перпендикулярно пересекает максимум силовых линий. Нулевые значения отмечаются при прохождении нейтрали. После ее пересечения э.д.с. меняет свое направление.

В свою очередь, коллектор, чередуя каждые пол оборота полукольца на щетках, выпрямляет переменную э.д.с. На выходе получается пульсирующий, в виде выпрямленной синусоиды, постоянный ток.

КАК НА ВЫХОДЕ ПОЛУЧАЕТСЯ ПОСТОЯННЫЙ ТОК

Для того, чтобы можно было пользоваться генератором, как источником энергии, ток нужно сгладить. Если увеличить количество рамок до двух и расположить их перпендикулярно друг другу. Тогда пиковые значения Е и, соответственно, тока будут возникать уже каждые четверть оборота.

Если их соединить последовательно, индуцируемый ток будет суммироваться. А его выходная характеристика будет иметь вид двух, смещенных между собой на четверть периода выпрямленных синусоид. Пульсация значительно уменьшится.

Если количество последовательных рамок еще увеличивать, тогда значение тока будет все больше приближаться к идеальной прямой. Кроме того, величина электродвижущей силы напрямую зависит от длины проводника. Поэтому количество рамок делают большим, а их совокупность и составляет обмотку вращающейся части генератора — якоря.

Для последовательного соединения витков обмотки, конец предыдущего нужно соединить с началом следующего. Делают это на полукольцах или, как их называют, пластинах. Их количество будет равняться количеству витков.

Другим фактором, влияющим на величину Е, является сила магнитного поля. Индукция магнитного потока обычного магнита слишком маленькая, а потери в среде между двумя полюсами наоборот очень большие.

Для решения первой проблемы вместо постоянного магнита используют гораздо более сильный электромагнит. Для решения второй проблемы сердечник якоря выполняют из стали. Также уменьшают до самого минимума зазор между якорем генератора и полюсами электромагнита.

Ток, протекающий в якоре, образуют своего рода электромагнит, и создает свое магнитное поле. Это явление называется реакция якоря. В нем также возникает реактивная э.д.с. Вместе они искажают магнитное поле. Чтобы это скомпенсировать, устанавливаются добавочные полюса. Они включаются в цепь якоря и полностью перекрывают это негативное воздействие.

По источнику тока возбуждения генераторы бывают:

  • с независимым возбуждением;
  • с самовозбуждением.

Необходимый для работы генератора магнитный поток создается благодаря току, проходящему через обмотки главных полюсов. Этот ток называется током возбуждения. При независимом возбуждении обмотка питается от аккумулятора или другого источника питания. При самовозбуждении питается током якоря.

Благодаря тому, что сердечники полюсов обладают остаточным магнетизмом, они создают небольшой магнитный поток. Если якорь начинает вращаться, этого потока достаточно для появления в витках якоря небольшого индукционного тока.

Этот ток, попадая в обмотку возбуждения полюсов, усиливает рабочий магнитный поток. Это приводит к увеличению тока в якоре и происходит цепная реакция. Таким образом, генератор быстро выходит на расчетную мощность.

По схеме подключения обмотки якоря к обмотке возбуждения генераторы с самовозбуждением делятся на три типа:

  • с параллельным возбуждением;
  • с последовательным возбуждением;
  • со смешанным возбуждением.

Схема возбуждения влияет на характеристики генератора и особенности его применения. Основным его параметром является внешняя характеристика, выражающая зависимость напряжения на выходе от тока нагрузки при заданной частоте вращения и параметрах возбуждения. Также к основным характеристикам относится мощность и КПД, который достигает 90-95%.

УСТРОЙСТВО ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генератор состоит из двух частей:

  • подвижная вращающаяся часть якорь;
  • неподвижная – статор.

Статор состоит из станины, магнитных полюсов, подшипникового щита с подшипниками. Станина — это несущая часть генератора, на которой размещены все его части. Внутри установлены полюсы с сердечниками и обмотками возбуждения. Изготавливается из ферромагнитных материалов.

Ротор или якорь состоит из сердечника, вала, коллектора и вентилятора. В качестве опоры для якоря используются подшипники, установленные на боковых подшипниковых щитах статора.

Преимущества и область применения.

Генераторы постоянного тока обладают следующими достоинствами:

  • простота конструкции, компактность;
  • надежность;
  • экономичность;
  • обратимость, то есть возможность использования в качестве электродвигателя;
  • практически линейная внешняя характеристика.

Недостатки:

  • высокая стоимость;
  • ограниченный срок службы щеточно-коллекторного узла.

Используются в различных отраслях производства, в строительстве, в промышленных установках, сварочном оборудовании, в машиностроении, на предприятиях металлургической промышленности, в автомобильном, железнодорожном, воздушном и морском, транспорте.

  *  *  *


© 2014-2022 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Как работает генератор электричества? | Fogo Ukraine

Генератор электричества является ключевым компонентом любой автономной электростанции. Без его работы невозможно представить полноценное функционирование всей системы. Простыми словами, основная задача генератора электричества сводится к преобразованию энергии, в данном случае из механической в электрическую.

Основные компоненты генератора

Двумя основными частями, на которые можно условно разделить генератор электричества, являются его магнитная система и проводники. Магнитная система, как правило, представлена электромагнитами, а вот в качестве проводников используются катушки. Магниты образуют магнитное поле, а с помощью проводников, которые в нем вращаются, взаимодействие систем приводит к преобразованию магнитного поля в электрическое. Это две основные системы для непосредственной работы генератора, но для его связи с потребителями электропитания необходима дополнительная система, представленная коллектором и щетками, которые определенным образом взаимодействуют между собой.

Принцип работы генератора

Основной принцип работы таких генераторов построен на явлении под названием «самоиндукция». При движении рамки, окружающей неподвижный магнит, в силовых линия создаваемого магнитами магнитного поля, возникает ЭДС или электродвижущая сила. Ее также называют электрическим напряжением для упрощения понимания.

По принципу работы все генераторы можно классифицировать на 2 группы: по типу привода или по тому, как выглядит выходное напряжение.

По типу привода генераторы бывают:

  • Турбогенератор – для его работы в качестве основного элемента используется либо паровая турбина, либо газотурбинный двигатель. Такой тип генератор предназначен для промышленного использования в больших масштабах.
  • Гидрогенератор – движение обеспечивается гидравлической турбиной. Является актуальным и востребованным элементов на больших электростанциях, которые используют для работы силу движения речной или морской воды.
  • Ветрогенератор – по аналогии с предыдущей моделью приводится в действие с помощью альтернативного источника энергии, а именно ветра. Использование распространено как на больших промышленных предприятиях, так и на частных ветряных электростанциях.
  • Дизельные или бензиновые генераторы – работают на основе дизельного или бензинового двигателя.

Классификация по виду выходного напряжения представлена в следующем виде:

  • Генераторы постоянного тока.
  • Генераторы переменного тока.

Генераторы постоянного тока

Самые простой генератор постоянного тока состоит из таких частей, как: силовая рама, магниты, статор, ротор, а также узел со щеткам. К основным преимуществам данного типа генераторов можно отнести:

  • Возможность нормальной работы при различных условиях окружающей среды.
  • Относительно небольшие габариты и уменьшенный, в сравнении с другими генераторами, вес устройства.
  • Нет образования вихревых токов.

Генераторы переменного тока

Также имеет название альтернатор. Конструктивно практически не отлаются от генераторов постоянного тока. Но во многих современных устройствах и, в том числе автономных электростанциях, используются генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую энергию переменного тока посредством движения (вращения) катушки в магнитном поле. Могут также подразделяться на 2 подтипа:

  1. Синхронные.
  2. Асинхронные.

Основное отличие этих двух видов генераторов состоит в том, что в синхронных моделях предусмотрена жесткая связь между частотой вращения ротора и ЭДС, индуцируемой в статоре, а в асинхронны же данная связь отсутствует.

Рассматривая более подробно генераторы постоянного и переменного тока, можно сказать, что конструктивно они во многом похожи, а основные отличия заключаются в работе и техническом исполнении отдельных элементов конструкции.

Сегодня генераторы активно используются как в бытовых сферах, так и для промышленности и производства. К примеру, дизельные электростанции, которые могут стать незаменимым средством резервного или даже основного электроснабжения, также используют в своей работе подобные генераторы электричества.

Генератор переменного тока. Устройство и принцип действия

Видео: Принцип работы генератора переменного тока. Как работает генератор простыми словами? Что такое переменный ток?

Генератор переменного тока — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.

В последнее время широкое распространение получили генераторы переменного тока, выгодно отличающиеся от генераторов постоянного тока своими габаритными размерами и способностью вырабатывать ток заряда при меньшей частоте вращения коленчатого вала двигателя. Они имеют повышенную надежность.

Генераторы переменного тока используют на гусеничных и колесных машинах (например, на КамАЗ-4310 и КЗКТ-7428). По своей конструкции генераторы переменного тока отличаются от коллекторных генераторов постоянного тока. У них почти вдвое меньше масса и втрое — расход меди. Благодаря более раннему началу отдачи зарядного тока (с момента приведения во вращение вала двигателя на режиме холостого хода) такие генераторы имеют существенно лучшие зарядные свойства по сравнению с генераторами постоянного тока.

Генератор переменного тока представляет собой трехфазную синхронную электромашину с электромагнитным возбуждением и выпрямителем. Генератор работает совместно с регулятором напряжения, обеспечивающим поддержание в электросети машины (с определенным допуском) требуемого постоянного напряжения.

Рис. Схема генератора переменного тока:
1 — ротор; 2 — статор; 3, 9 — шарикоподшипники; 4 — шкив привода; 5 — вентилятор; 6, 10 — крышки; 7 — выпрямитель; 8 — контактные кольца; 11 — щеткодержатель; 12 — обмотка возбуждения; 13 — винты крепления фазовых обмоток статора к выпрямителю; 14 — винт «массы»

Принцип действия генератора переменного тока

Конструкции электрических генераторов переменного тока различны, но принцип их действия одинаков. Рассмотрим один из таких генераторов.

Статор 2 генератора с трехфазной обмоткой выполнен в виде отдельных катушек, в витках которых при вращении ротора 1 индуцируется переменное напряжение. В каждой фазе имеется по шесть катушек, соединенных последовательно. Обмотка возбуждения 12 выполнена в виде катушки и помещена на стальной втулке клювообразных полюсов ротора, обмотки которого питаются постоянным током от аккумуляторной батареи или выпрямителя 7, устанавливаемого на выходе генератора. В крышке 10 имеются вентиляционные окна, через которые циркулирует охлаждающий поток воздуха. Моноблок-радиатор способствует охлаждению выпрямителя, собранного из кремниевых вентилей (диодов) с допустимой температурой нагрева 150 °С.

Интересным компоновочным решением конструкции генератора переменного тока является генераторная установка магистральных автопоездов МАЗ. Она состоит из генератора и интегрального регулятора напряжения (ИРН). Номинальное вырабатываемое напряжение установки 28 В, номинальная мощность 800 Вт. Регулятор вмонтирован в основание щеткодержателя генератора. В крышку генератора также вмонтирован выпрямительный блок БПВ 4-45. Регулятор состоит из резисторов, конденсаторов, стабилитронов, транзисторов и других элементов. Он снабжен переключателем сезонной регулировки («летняя» и «зимняя»). Элементы ИРН смонтированы на малогабаритной керамической плате, закрытой специальной крышкой и залитой герметиком, что делает конструкцию неразборной и неремонтируемой.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока — урок. Физика, 9 класс.

Проведём опыт по получению индукционного тока. Будем вдвигать и выдвигать постоянный магнит в катушку, соединённую с гальванометром.

 

 

Рис. \(1\). Опыт по получению индукционного тока

 

Можно наблюдать отклонение гальванометра в одну и другую стороны. Это значит, что по катушке течёт индукционный ток, у которого изменяется как модуль, так и направление с течением времени. Такой ток называется переменным током.


Переменный ток создаётся и в замкнутом контуре изменяющимся магнитным потоком, пронизывающим его площадь. Изменение магнитного потока связано с изменением индукции магнитного поля. Величину магнитного потока можно изменить, поворачивая контур (или магнит), то есть меняя его ориентацию по отношению к линиям магнитной индукции.

 

 

Рис. \(2\). Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита


Этот принцип получения переменного электрического тока используется в механических индукционных генераторах — устройствах, преобразующих механическую энергию в электрическую. Основные части: статор (неподвижная часть) и ротор (подвижная часть).

 

 

Рис. \(3\). Схема генератора: \(1\) — корпус; \(2\) — статор; \(3\) — ротор; \(4\) — скользящие контакты (щётки, кольца)


В промышленном генераторе статором является цилиндр с прорезанными внутри него пазами, в которые уложен витками провод из меди с большой площадью поперечного сечения (аналогично рамке). Переменный магнитный поток в таких витках порождает переменный индукционный электрический ток.


Ротор — это постоянный магнит или электромагнит. Электромагнит представляет собой обмотку с железным сердечником внутри, по которому течёт постоянный электрический ток. Он подводится от внешнего источника тока через щётки и кольца.

 

Какая-либо механическая сила (паровая или водяная турбина) вращает ротор. Вращающееся одновременно с ним магнитное поле образует изменяющийся магнитный поток в статоре, в котором возникает переменный электрический ток.

 

 

Рис. \(4\). Устройство гидрогенератора: \(1\) — статор; \(2\) — ротор; \(3\) — водяная турбина

Источники:

Рис. 1. Опыт по получению индукционного тока. © ЯКласс.

Рис. 2. Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита. © ЯКласс.

Рис. 3. Схема генератора. © ЯКласс.

Рис. 4. Устройство гидрогенератора. © ЯКласс.

Различные части генератора

Генератор — это машина, используемая для преобразования механической энергии в электричество. Генераторы, работающие от источника топлива, такого как нефть, бензин, ветер или движущаяся вода, создают электрический ток посредством электромагнитной индукции. Генераторы широко используются в качестве резервных источников питания для заводов и больниц, где предприятие может немедленно настроить их на работу в случае отключения основного питания. Коммерческие генераторы, обычно используемые в жилых домах и на малых предприятиях, обычно имеют размер большого гриля для барбекю и удобны для хранения.

TL;DR (слишком длинный; не читал)

Генераторы преобразуют источник топлива в полезную энергию, которую потребители могут использовать в качестве резервного источника питания. Генераторы содержат двигатель, топливную систему, генератор переменного тока и регулятор напряжения, а также системы охлаждения, выхлопа и смазки.

Двигатель

Каждая машина содержит двигатель, который обычно представляет собой часть машины, преобразующую источник топлива в полезную энергию и позволяющую ей двигаться или выполнять свою механическую функцию.По этой причине двигатели иногда называют первичным двигателем машины. В генераторе двигатель использует свой источник топлива (бензин, дизельное топливо, природный газ, пропан, биодизель, воду, канализационный газ или водород) для создания механической энергии, которую генератор преобразует в электричество. Конструкция каждого двигателя генератора направлена ​​на создание максимального запаса электрического тока за счет работы на определенном топливе или другом источнике энергии. Некоторые двигатели, обычно используемые в конструкции генераторов, включают поршневые двигатели, паровые двигатели, газотурбинные двигатели и микротурбины.

Топливная система

Генераторы, работающие на топливе, имеют систему хранения и подачи соответствующего топлива в двигатель. В баке хранится достаточно топлива для питания генератора в течение эквивалентного количества часов. Топливная трубка соединяет бак с двигателем, а обратная трубка соединяет двигатель с топливным баком для возврата топлива. Топливный насос подает топливо из бака через топливопровод к двигателю. Топливный фильтр отфильтровывает любой мусор из топлива перед подачей в двигатель.Топливная форсунка распыляет топливо и впрыскивает его непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Генератор и регулятор напряжения

Генератор преобразует механическую энергию, вырабатываемую двигателем, в электрический ток. Генератор состоит из статора и ротора (или якоря). Статор представляет собой неподвижную часть, содержащую набор катушек, проводящих электричество. Ротор движется, создавая постоянно вращающееся электромагнитное поле вокруг статора. Генератор вырабатывает электрическое напряжение.Генератор должен регулировать напряжение для получения постоянного тока, подходящего для практического использования.

Системы охлаждения, выхлопа и смазки

Температура компонентов генератора требует регулирования для предотвращения перегрева во время эксплуатации. Генераторы могут использовать вентилятор, охлаждающую жидкость или и то, и другое для контроля температуры генератора во время работы. Генератор также будет производить выхлопные газы, поскольку камера сгорания преобразует топливо. Выхлопные системы рассеивают вредные газы, выделяемые генератором во время работы.Генераторы состоят из множества движущихся частей, каждая из которых требует смазки для обеспечения бесперебойной работы. Система смазки поддерживает генератор в хорошем состоянии.

Использование генератора во время отключения электроэнергии

Испанский

Не перегружайте генератор

  • Определите количество энергии, которое вам потребуется для работы тех устройств, которые вы планируете подключить к генератору.
    • Мощность лампочки указывает мощность, необходимую для освещения.
    • На этикетках приборов и оборудования указаны их требования к питанию.
  • Если вы не можете определить необходимое количество энергии, обратитесь к электрику.
  • Убедитесь, что ваш генератор производит больше энергии, чем будет потребляться устройствами, которые вы подключаете к генератору, включая первоначальный скачок напряжения при включении. Если ваш генератор не производит достаточно энергии для одновременной работы всего оборудования, используйте его в шахматном порядке.
  • Если ваше оборудование потребляет больше энергии, чем может произвести генератор, вы можете перегореть предохранитель на генераторе или повредить подключенное оборудование.

Безопасное использование генератора

  • Неправильное использование генератора может привести к отравлению угарным газом (CO) из токсичных выхлопных газов двигателя, поражению электрическим током или поражению электрическим током и возгоранию. Следуйте инструкциям, прилагаемым к генератору.

Никогда не используйте переносной генератор в помещении

  • Никогда не используйте переносной генератор в гараже, навесе, подвале, подполье или другом закрытом или частично закрытом помещении, даже с вентиляцией. Открытие дверей и окон или использование вентиляторов не предотвратит накопление CO в доме.
  • Если во время использования генератора вы почувствуете тошноту, головокружение или слабость, немедленно выйдите на свежий воздух — не откладывайте!
  • Установите домашнюю сигнализацию угарного газа с питанием от батареи или резервным аккумулятором. Часто проверяйте батареи и заменяйте их при необходимости.

Использование генератора на открытом воздухе

  • Разместите генератор вдали от окон, дверей и вентиляционных отверстий, через которые в помещение может попасть CO.
  • Генераторы должны находиться на расстоянии не менее 20 футов от зданий.Даже на расстоянии 20 футов воздушные потоки могут подавать угарный газ в дома через вентиляционные отверстия, окна или двери на чердаке, поэтому очень важно иметь в доме работающий детектор угарного газа.
  • Во избежание поражения электрическим током держите генератор сухим. Не используйте во время дождя или во влажных условиях. Эксплуатируйте его на сухой поверхности под открытым навесом. Прежде чем прикасаться к генератору, убедитесь, что ваши руки сухие.

Безопасное использование и хранение генераторного топлива

  • Перед заправкой выключите генератор и дайте ему остыть.Бензин, пролитый на горячие детали двигателя, может воспламениться.
  • Храните топливо для генератора в сертифицированных безопасных емкостях за пределами жилых помещений в запираемом сарае или другом защищенном месте. Местные законы могут ограничивать использование или хранение топлива. Обратитесь за информацией в местную пожарную службу.
  • Если вы прольете топливо или не закроете его контейнер должным образом, невидимые пары могут распространяться по земле и воспламеняться от контрольной лампы устройства или дуги от электрических выключателей в устройстве.
  • Используйте тип топлива, рекомендованный в инструкции к генератору или на его этикетке.

Правильно подключите генератор

  • Подключайте электроприборы непосредственно к генератору или используйте сверхмощный удлинитель для наружного применения, мощность которого (в ваттах или амперах) не меньше суммы нагрузок подключенных электроприборов.
  • Никогда не пытайтесь запитать домашнюю электропроводку, подключив генератор к сетевой розетке, что называется «обратной подачей». Это может привести к поражению электрическим током работников коммунальных служб или соседей, обслуживаемых одним и тем же трансформатором.
  • Единственный безопасный способ подключения генератора к домашней электропроводке — это поручить квалифицированному электрику установить выключатель питания.

Самый безопасный способ получить аварийное питание

  • Стационарные стационарные генераторы — лучший способ обеспечить дом резервным питанием во время отключения электроэнергии.
Другие языки (Все файлы в формате PDF.)

DOH Pub 821-034
Пересмотрено — декабрь 2010 г.
Пересматривается ежегодно

Этот документ был подготовлен в сотрудничестве с Отделом управления чрезвычайными ситуациями
Военного департамента штата Вашингтон.

Как работают генераторы? | БигРенц

Генераторы — это полезные устройства, которые обеспечивают электроэнергию, не требуя доступа к электросети.Они могут служить в качестве резервного источника питания для рабочих площадок, домов и предприятий, а также поддерживать работу критически важных систем при отключении электроэнергии. Итак, как работают генераторы?

Проще говоря, генераторы работают путем преобразования механической энергии в электрическую с помощью двигателя, генератора переменного тока и внешнего источника топлива. Современные генераторы работают по принципу электромагнитной индукции — термин, введенный Майклом Фарадеем, когда он обнаружил, что проводник, движущийся в магнитном поле, может создавать и направлять электрические заряды.

Понимание того, как работают генераторы, может помочь вам выявить проблемы, выполнить плановое техническое обслуживание и выбрать генератор, соответствующий вашим конкретным потребностям. В этом руководстве мы шаг за шагом рассмотрим основные компоненты генератора и принципы их работы.

8 Основные компоненты генератора

Современные электрические генераторы могут различаться по размеру и применению, но их внутренняя работа, как правило, одинакова для всех. К основным компонентам электрогенератора относятся:

  • Рама: Рама содержит и поддерживает компоненты генератора.Это позволяет людям безопасно обращаться с генератором и защищает его от повреждений.
  • Двигатель: Двигатель вырабатывает механическую энергию, которая преобразуется в выходную электрическую энергию. Размер двигателя определяет максимальную выходную мощность, и он может работать на различных видах топлива.
  • Генератор переменного тока: Генератор содержит дополнительные компоненты, которые работают вместе для получения электрической мощности. К ним относятся статор и ротор, которые отвечают за создание вращающегося магнитного поля и выработку переменного тока (AC).
  • Топливная система: Генераторы поставляются с прикрепленным или внешним топливным баком, который снабжает двигатель топливом. Топливный бак соединен через подающую и возвратную трубы и обычно содержит бензин или дизельное топливо.
  • Выхлопная система: Дизельные и бензиновые двигатели выделяют выхлопные газы, содержащие токсичные химические вещества. Выхлопная система безопасно управляет этими газами и утилизирует их через трубу из железа или стали.
  • Регулятор напряжения: Этот компонент отвечает за регулирование выходного напряжения генератора.Регулятор напряжения запускает цикл преобразования переменного тока в переменное напряжение, когда генератор падает ниже максимального рабочего уровня, и переходит в состояние равновесия, когда генератор достигает своей рабочей мощности.
  • Зарядное устройство для аккумуляторов: Для запуска генераторов требуется аккумулятор. Зарядное устройство отвечает за поддержание заряда аккумулятора, обеспечивая плавающее напряжение ровно 2,33 вольта на элемент.
  • Панель управления: Панель управления расположена снаружи генератора и содержит несколько датчиков и переключателей.Функции могут различаться в зависимости от генератора, но панель управления обычно включает в себя стартер, датчики контроля двигателя и переключатель частоты.

Для чего используется электрический генератор?

Электрические генераторы производятся как для личного, так и для коммерческого использования. Чаще всего они используются в качестве резервного источника питания на случай отключения электроэнергии или отключения электроэнергии, но они также могут функционировать в качестве основного источника питания для зданий или строительных площадок, не подключенных к электросети.

Резервные генераторы

чаще всего используются для резервного питания в домах, офисах и медицинских учреждениях.Эти генераторы подключаются к электрической системе здания и автоматически запускаются при отключении электроэнергии. После установки они становятся постоянными приспособлениями, а их топливные баки обычно достаточно велики, чтобы обеспечивать питание в течение нескольких дней, прежде чем потребуется заправка.

Портативные генераторы меньше по размеру и их легче перемещать, чем резервные модели, что делает их идеальными для питания электроприборов, дорожного и строительного оборудования на стройплощадках. Они бывают разных размеров и вариантов мощности для различных применений.Меньшие портативные генераторы могут питать только один или два инструмента одновременно, в то время как самые большие модели могут питать целые здания.

Как генераторы производят электроэнергию: пошаговое описание

Генераторы на самом деле не производят электричество. Скорее, они преобразуют механическую энергию в электрическую. Процесс можно разбить на следующие этапы:

Этап 1: Двигатель использует бензин, дизельное топливо, пропан, природный газ или возобновляемый источник энергии для создания механической энергии.

Шаг 2: Генератор использует механическую энергию, вырабатываемую двигателем, для проталкивания электрических зарядов, присутствующих в проводке генератора, через электрическую цепь.

Шаг 3: Движение создает движение между магнитным и электрическим полями. Во время этого процесса ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, который содержит неподвижные электрические проводники.

Шаг 4: Ротор преобразует постоянный ток в выходное переменное напряжение.

Шаг 5: Генератор подает этот электрический ток на приборы, инструменты или электрическую систему здания.

Преимущества современных генераторов Генераторы

существуют уже несколько десятилетий, но технологии постоянно развиваются, чтобы сделать их более эффективными и надежными. Современные генераторы теперь имеют множество новых функций и возможностей.

Портативность

Успехи в технологиях часто связаны с более компактными деталями, и генераторы не являются исключением.Меньшие по размеру и более эффективные батареи и двигатели позволяют портативным генераторам работать дольше и обеспечивать более высокую выходную мощность. Даже некоторые промышленные генераторы можно буксировать и перевозить с одного места на другое.

Малое воздействие на окружающую среду

Генераторы, работающие на возобновляемых источниках энергии, быстро набирают популярность. Некоторые люди предпочитают отказываться от газовых и дизельных генераторов в пользу более экологичных моделей, работающих на солнечных батареях, ветряных или водяных турбинах.Природный газ также является популярным вариантом питания для владельцев домов и предприятий, стремящихся уменьшить свой углеродный след.

Значительная выходная мощность

Хотя не всем нужна высокая выходная мощность, предприятиям и крупным строительным площадкам обычно требуется больше энергии от своих генераторов. К счастью, современные генераторы могут иметь мощность от 300 киловатт и выше. Для работы самых больших и мощных генераторов по-прежнему обычно требуется дизельное топливо, но это, вероятно, изменится по мере развития технологий.

Функции шумоподавления

Чем больше генератор, тем больше шума он производит. Чтобы уменьшить шумовое загрязнение, производители начали включать в свои продукты высококачественные функции шумоподавления. Если ваш генератор не оснащен этой функцией, вы можете приобрести отдельный глушитель или глушитель генератора и установить его самостоятельно.

Имея под рукой генератор, можно продолжать работу в обычном режиме при отключении электроэнергии. Независимо от того, арендуете ли вы генератор для своего следующего строительного проекта или покупаете его для своего бизнеса, знание того, как работают генераторы, может помочь вам принять решение о следующей покупке и упростить техническое обслуживание.

Похожие сообщения










различных вариантов генератора – Forbes Advisor

Примечание редакции. Мы получаем комиссию за партнерские ссылки в Forbes Advisor. Комиссии не влияют на мнения или оценки наших редакторов.

Сравните предложения лучших установщиков генераторов

Бесплатные оценки без обязательств

Генератор может поддерживать свет в вашем доме во время отключения электроэнергии или заряжать ваш телефон, когда вы в походе.Генераторы превращают механическую энергию в электрическую и становятся источником энергии, когда вы не подключены к сети.

При выборе типа генератора необходимо учитывать множество факторов: мощность электроприборов, которые вы хотите питать, различные виды используемого топлива и мощность генератора. Узнайте больше о самых популярных типах генераторов.

1. Весь дом

Также известный как домашний резервный генератор, генератор для всего дома может обеспечить работу всех ваших приборов, свет и работу вашей системы HVAC в чрезвычайной ситуации.Большинство домашних генераторов можно подключить к существующему источнику топлива в вашем доме, например, к природному газу или пропану. Некоторые домашние генераторы имеют резервный источник питания, такой как солнечная энергия или бензин, чтобы машина могла работать даже без топлива из вашего дома. Новые генераторы обычно подключаются к приложению, поэтому вы можете выполнять регулярные проверки генератора. Если вы живете в районе, где стихийные бедствия, такие как ураганы или сильные штормы, часто лишают вас энергии, то генератор для всего дома будет хорошей инвестицией.

Ожидайте большой ценник с этим типом генератора. Вы будете платить за сам генератор, а также за установку и ежегодное обслуживание, чтобы убедиться, что генератор работает правильно. Большинство домашних генераторов большие и занимают больше места, чем стандартный кондиционер.

Плюсы

  • В аварийной ситуации включается автоматически
  • Может питать весь дом
  • Подключается к домашней печатной плате, поэтому нет необходимости в удлинителях
  • Подключается к существующей топливной магистрали
  • Рассчитан на длительную работу

Минусы

  • Дорогой
  • Занимает много места
  • Требуется ежегодное обслуживание
  • Может быть шумно

2.Портативный генератор

Портативный генератор меньше по размеру, но имеет длинный список применений. Работающие на бензине, солнечной энергии или пропане, эти типы генераторов будут стоить меньше, чем генератор для всего дома. Многие мелкие инструменты и приборы могут питаться от портативного генератора, начиная от стоянки и кемпинга и заканчивая работой в мастерской. У генератора есть розетки, к которым вам нужно подключить каждый прибор или инструмент.

В случае чрезвычайной ситуации портативный генератор не сможет запитать все в вашем доме, но он сможет питать небольшие электроприборы в течение короткого промежутка времени.Перед подключением к генератору обязательно проверьте мощность прибора или инструментов.

Плюсы

  • Может питать различные мелкие приборы и инструменты
  • Легко перемещать и переносить
  • Удобно хранить
  • Дешевле, чем все другие типы генераторов

Минусы

  • Шумный
  • У него меньше энергии, чем у генератора всего дома
  • Не сможет питать все приборы или инструменты
  • Не включается сразу в аварийной ситуации
  • Должен использоваться снаружи и на расстоянии не менее 20 футов от вашего дома

3.Инверторный генератор

Инверторный генератор работает иначе, чем генераторы других типов. Вместо того, чтобы работать с постоянной скоростью, инверторный генератор автоматически регулирует скорость вращения двигателя в соответствии с электрическими требованиями. За счет этого значительно снижается шум и расход топлива. Инверторные генераторы производят чистую энергию, что рекомендуется при зарядке мобильных телефонов, планшетов или ноутбуков. Энергия также может храниться в инверторном генераторе, поэтому это отличный вариант во время путешествий, кемпинга, катания на лодке или в доме на колесах.

Инвертор имеет более низкую электрическую розетку и не сможет поддерживать работу крупных бытовых приборов. Однако вы можете запустить два инверторных генератора вместе, чтобы увеличить мощность.

Плюсы

  • Обычно самый тихий генератор
  • Производит меньше выбросов
  • Лучший генератор для электроники
  • Портативный
  • Простота обслуживания

Минусы

  • Дороже портативных генераторов
  • Нижняя розетка

4.Бензиновый генератор

Бензиновый генератор является наиболее распространенным типом генератора и является отличным вариантом для маломощных приборов и инструментов. Когда дело доходит до затрат, бензиновые генераторы, как правило, самые дешевые, но со временем стоимость газа становится дороже, чем другие виды топлива.

Хотя газ легко доступен, это может быть не так во время чрезвычайной ситуации. Хранение бензина в герметичном контейнере безопасно только в течение трех-шести месяцев. Если в топливо добавлен стабилизатор, газ можно безопасно использовать до трех лет.

Плюсы

  • Как правило, самые дешевые генераторы
  • Газ легко доступен
  • Тип генератора, который проще всего найти
  • Тише, чем дизельные генераторы

Минусы

  • Высокие выбросы
  • Газ дороже других видов топлива
  • Легковоспламеняющийся
  • Можно использовать только на открытом воздухе

5. Дизель-генератор

Дизельные генераторы

хорошо работают в тяжелых условиях, например, при низких температурах.Эти типы генераторов более долговечны, потому что низкая температура горения дизельного топлива снижает нагрузку на двигатель. Дизельные генераторы более экономичны, чем бензиновые, поэтому со временем вы потратите меньше денег на дизельный генератор.

Однако эти генераторы, как правило, тяжелее и, следовательно, менее портативны. Кроме того, дизельные генераторы производят вредные выбросы, которые могут быть токсичными при вдыхании.

Плюсы

  • Работает эффективнее бензина
  • Дешевле в эксплуатации, чем бензин
  • Имеет более длительный срок службы

Минусы

  • Вредные выбросы
  • Можно использовать только на открытом воздухе
  • Дороже бензиновых генераторов
  • Шумный

6.Солнечный генератор

Солнечные генераторы работают на чистой возобновляемой энергии солнца. Это единственный генератор, который может безопасно работать в помещении из-за отсутствия вредных выбросов. Солнечные генераторы часто требуют минимального обслуживания, но их покупка дороже.

Солнечные генераторы имеют меньшую выходную мощность, чем генераторы других типов. Поскольку они зависят от солнца в качестве источника энергии, во время чрезвычайной ситуации или ночью солнечный генератор не всегда надежен. Если требуется больше энергии, можно добавить дополнительные солнечные панели для увеличения выходной мощности.В некоторых солнечных генераторах также добавляется питание от батареи для увеличения выходной мощности и надежности.

Плюсы

  • Без выбросов
  • Можно запускать в помещении
  • Низкие эксплуатационные расходы

Минусы

  • Может быть ненадежным в аварийной ситуации
  • Нижняя выходная мощность
  • Дорогой

7. Генератор природного газа

Генераторы, работающие на природном газе, производят меньше выбросов, чем бензиновые и дизельные. Генераторы природного газа, как правило, наиболее рентабельны и не требуют хранения, поскольку природный газ доставляется по газопроводам.

Первоначальная настройка генератора природного газа, а также техническое обслуживание могут быть дорогими. Однако при регулярном уходе они очень долговечны. Поскольку генератор работает на природном газе, в случае отключения подачи во время чрезвычайной ситуации генератор не будет работать

.

Плюсы

  • Низкий уровень выбросов
  • Более чистое топливо
  • Может быть подключен к существующему трубопроводу

Минусы

  • Высокие затраты на обслуживание
  • Нельзя использовать в помещении
  • Более высокие затраты на установку

Сравните предложения лучших установщиков генераторов

Бесплатные оценки без обязательств

Ваш дом.Ваши решения. Наша поддержка.

Получайте советы экспертов по вашему дому, советы по дизайну, сколько платить профессионалам и нанимайте экспертов, доставляемых вам ежедневно.

Спасибо и добро пожаловать в сообщество Forbes Advisor!

Я согласен получать информационный бюллетень Forbes Home по электронной почте. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашей Политикой конфиденциальности для получения дополнительной информации и подробностей о том, как отказаться.

Портативный генератор может спасти вас, когда отключится электричество

Консультации экспертов по аварийным переносным генераторам, в том числе по их покупке, настройке и эксплуатации, а также по характеристикам, размерам и необходимому оборудованию генератора.

УГАРНЫЙ ГАРАНТ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ : Никогда не запускайте генератор или автомобиль внутри дома или гаража, даже если двери и окна открыты.


Когда электричество отключается во время сильного урагана или отключения электроэнергии, многие из нас осознают, насколько мы зависим от электричества. Электричество, в конце концов, обеспечивает свет и питает почти все бытовые приборы и устройства в наших домах. В результате без электричества наши дома становятся не более чем убежищем.Мы сидим в темноте, представляя, как оттаивают наши замороженные продукты, и молимся о продлении срока службы аккумуляторов мобильных телефонов и ноутбуков. Портативный генератор, расположенный за пределами жилого дома. Ильди900 | Dreamstime

Вот почему аварийные генераторы имеют смысл. Генераторы могут обеспечить достаточную мощность, чтобы наши домохозяйства могли работать до тех пор, пока электричество не вернется. Наличие портативного электрического генератора под рукой на случай серьезного отключения электроэнергии может помочь вашей семье пережить бурю. Наличие электроэнергии может позволить вам иметь пару ламп, охлаждение, горячую воду от газового водонагревателя и работающую газовую печь.

В этой статье вы найдете информацию, которая поможет вам сделать разумный выбор в отношении аварийных электрических генераторов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную подачу электроэнергии. Кроме того, вам помогут с базовой настройкой, уходом и обслуживанием.

Для получения информации о резервных генераторах, которые представляют собой постоянные, мощные версии более распространенных аварийных генераторов, см. Альтернативы аварийным генераторам.

Покупка лучшего портативного аварийного генератора

Если вы живете в районе, где перебои в подаче электроэнергии случаются редко, но иногда случаются, портативный аварийный генератор может быть всем, что вам нужно.Он может поддерживать работу морозильной камеры и холодильника или позволить вам включить свет, включить микроволновую печь и компьютер, чтобы вы могли прожить несколько дней без каких-либо серьезных потерь. Небольшой портативный генератор можно использовать везде, где требуется электроэнергия. DuroStar

Выбирайте генератор, созданный специально для домашнего использования, а не генератор для работы или кемпинга. Подумайте, какая мощность и какие типы вилок вам понадобятся. Также учитывайте качество машины и то, насколько легко ее будет запускать и обслуживать.

Купить портативные электрические генераторы на Amazon.

Соображения относительно генераторов

Вот характеристики, которые следует учитывать при выборе:

Мощность, которую может выдавать генератор

Размеры генераторов определяются в зависимости от количества ватт электроэнергии, которую они вырабатывают. В дополнение к мощности, вырабатываемой генератором в режиме постоянной работы, генератор также должен подавать короткие всплески «импульсной» мощности, которые необходимы в течение нескольких секунд для запуска крупного прибора, такого как холодильник или сушилка для белья.

Небольшой генератор мощностью от 3000 до 4000 Вт — этого достаточно для питания холодильника среднего размера, нескольких бытовых приборов, телевизора и некоторых источников света. Если вы хотите более цивилизованной жизни, увеличьте мощность до 5000–6000 Вт, и вы сможете добавить оконный кондиционер или два, морозильник и другие бытовые приборы. Большие генераторы мощностью от 7 000 до 10 000 Вт позволяют обслуживать практически все в доме среднего размера, за исключением центральной системы кондиционирования воздуха.

Тип и количество электрических вилок, имеющихся в генераторе

Небольшой портативный генератор может иметь только 12-вольтовые вилки, подходящие для стандартных удлинителей и способные питать свет и небольшие и средние приборы.Если вам нужно запитать электроприбор на 240 вольт, убедитесь, что у генератора есть подходящая вилка. Если вы подключаете генератор к дому через автоматический переключатель (см. раздел «Резервные генераторы и резервные батареи ИБП»), должна быть специальная вилка с четырьмя разъемами, обеспечивающая как 120, так и 240 вольт.

Обратите внимание на количество и тип выходов и элементов управления, предлагаемых генератором. DuroStar

Тип топлива, на котором будет работать генератор


Большинство недорогих генераторов работают только на бензине или дизельном топливе и могут иметь топливный бак, которого хватит только на пару часов.Выберите модель с достаточно большим баком, чтобы он мог работать большую часть ночи. Также рассмотрите генераторы, которые можно преобразовать для подключения к баллону с пропаном или к линиям природного газа в доме.

Двигатель генератора и метод запуска

Некоторые недорогие генераторы запускаются с помощью тягового троса, который нужно дергать, как старомодную газонокосилку. Модели более высокого класса имеют электрические стартеры с питанием от батареи. Очевидно, что нажать на кнопку стартера гораздо проще, чем дернуть за трос. Также подумайте, что необходимо для поддержания их работоспособности.Некоторые двигатели необходимо запускать и прогонять на несколько минут каждый месяц или два, в то время как другие могут не работать год или два.

Метод заземления генератора

Почти все современные генераторы не нуждаются в заземлении (подключение к заземляющему стержню, вкопанному в землю, или к металлической водопроводной трубе). В целях безопасности ознакомьтесь с руководством пользователя, чтобы убедиться, что выбранная вами модель не нуждается в заземлении.

Получите предварительно проверенную локальную установку генератора Pro

Полезное видео

Ниже приводится видеоролик Consumer Reports, который очень полезен для получения общей информации при покупке генератора.

Установка портативного генератора

Большинство портативных аварийных генераторов требуют небольшого объема сборки, включая установку колес. Также потребуется долить масло того типа, который рекомендован производителем. В общем, если вы планируете использовать генератор в холодную погоду, добавляйте масло 5W-30; для работы в умеренную и жаркую погоду используйте 10W-30. Также обязательно используйте рекомендуемый тип топлива — например, многие модели требуют неэтилированного бензина с октановым числом 85 или выше и содержанием этанола не более 10%.

Заблаговременное планирование

Помните, что будет намного проще собрать и настроить оборудование, когда у вас есть электричество, особенно если отключение произойдет после наступления темноты. Прежде чем запустить генератор, спланируйте, где вы разместите его в случае отключения электроэнергии, и определите, где вы будете прокладывать удлинители. Составьте список приборов и источников света, которые вы хотите включить на случай отключения электроэнергии, и сложите их мощность, чтобы убедиться, что вы не перегрузите генератор.

Купите мощные удлинители на Amazon.

Никогда не запускайте газовый двигатель в доме — он выделяет ядовитые пары угарного газа, которые могут быть смертельными. Его можно запустить во внутреннем дворике, открытом крыльце или подъездной дорожке, а также в сарае или другом незанятом проветриваемом хозяйственном помещении.

Также имейте в виду, что шум генератора может вызывать раздражение, поэтому по возможности устанавливайте прибор вне пределов слышимости. Не планируйте размещать генератор там, где он может попасть под дождь.Хотя генераторы могут некоторое время работать в легком тумане, ливень может вывести их из строя.

Проверьте свое снаряжение

Проверьте длину удлинителей, чтобы убедиться, что они достанут до нужных вам мест, и храните их рядом с генератором. Храните большое количество бензина или другого топлива в безопасных и легкодоступных контейнерах.

Обязательно используйте прочные удлинители, а не легкие бытовые шнуры. Шнуры должны быть как минимум 12-го калибра; 10 калибра или толще предпочтительнее.Проверьте шнуры на наличие повреждений изоляции и оголенных проводов. Обязательно имейте под рукой качественные удлинители. Это 100-футовый калибр 10/3 с силовым блоком. Coleman

Щит электроснабжения

Не пытайтесь подключить переносной генератор к щитку электроснабжения вашего дома. Этот тип генератора предназначен для подачи ограниченного количества энергии через удлинители. Если вам нужна система, которая автоматически подает питание во время отключения, наймите профессионала для установки резервного генератора (см. Альтернативы портативному аварийному генератору).

Если вы хотите, чтобы ваш генератор снабжал энергией определенные розетки и бытовые приборы в вашем доме без необходимости использования нескольких удлинителей, попросите электрика установить передаточный переключатель на главной сервисной панели дома. После установки этого переключателя вы просто подключаете к нему генератор, чтобы подавать питание на назначенные электрические цепи. Подключайте только те приборы и свет, которые вы хотите использовать.

Как запустить аварийный генератор

Перед запуском аварийного генератора прочитайте статью Настройка переносного генератора (выше).Если вы предпримете шаги, предложенные в этой статье, вы будете гораздо лучше подготовлены к тому, чтобы запустить генератор быстро и легко. рука. © Лиза Ф. Янг | Dreamstime.com

При настройке генератора проверьте уровни масла и топлива и при необходимости долейте их. Перенесите генератор в сухое, хорошо проветриваемое место, которое вы выбрали, и соберите различные удлинители, которые вам понадобятся.

Запустите генератор перед подключением удлинителей. Подключите шнуры, а затем запустите их в дом. Хотя шнуры могут намокнуть, следите за тем, чтобы все соединения — например, там, где вы соединяете два шнура, — были сухими. Отрегулируйте скорость двигателя по мере необходимости, чтобы поддерживать приборы или освещение, которые вы хотите запитать.

Обратитесь к руководству пользователя, чтобы определить, как долго двигатель будет работать, прежде чем вам потребуется дозаправка, чтобы вы могли предвидеть необходимость дозаправки. При заправке сначала выключите двигатель и отсоедините шнуры.Прежде чем заливать топливо, подождите несколько минут, пока двигатель остынет.

Если отключение электроэнергии может длиться дни, а не часы, спланируйте потребление энергии так, чтобы двигатель мог отдохнуть. Включайте холодильник или морозильник только время от времени и держите его дверцу максимально закрытой.

Если возможно, запускайте генератор только от четверти до половины времени. Вы можете, например, выключить его, когда все ложатся спать. Исключениями являются водоотливной насос, который должен работать непрерывно для очистки воды в подвале, или печь или газовый котел, необходимые для обогрева дома в очень холодные ночи.

Техническое обслуживание портативного генератора

Нет ничего более неприятного во время отключения электроэнергии, чем выкатить портативный аварийный генератор только для того, чтобы обнаружить, что он не работает.

Поддержание работоспособности генератора в течение недель или месяцев, когда он вам не нужен, имеет решающее значение. Если вы обычно используете свой генератор только один раз в голубую луну, настоятельно подумайте о покупке для него чехла, чтобы защитить его от непогоды и мусора.

Во-первых, обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать, как правильно выполнять техническое обслуживание, чтобы быть уверенным, что двигатель запустится, когда вам это нужно.В руководствах обычно указывается:

• Периодическая очистка и/или замена свечей зажигания

• Очистка экрана на искрогасителе

• Поддержание достаточного количества масла

• Замена масла после определенного количества часов работы

• Периодическая очистка и/или замена воздушного фильтра

Если вы не будете запускать переносной генератор более месяца, добавьте в бак стабилизатор топлива, чтобы предотвратить засорение карбюратора.Многие производители рекомендуют запускать двигатель примерно на 10 минут каждые два-три месяца. Стабилизатор топлива можно найти на Amazon.

Если ваш генератор оснащен электростартером, обязательно держите аккумулятор заряженным, чтобы генератор мог запуститься, когда вам это нужно. (Если батарея разрядится, большинство моделей позволяют запустить генератор ручным усилием.)

Содержите генератор в чистоте. Накройте его, чтобы он оставался сухим. Если он нуждается в очистке, избегайте использования шланга; используйте мягкую щетку или протрите едва влажной тканью.Прочная крышка может защитить ваш генератор, когда он не используется в течение длительного времени. Классические аксессуары

 

 

О Доне Вандерворте

Дон Вандерворт совершенствовал свой опыт более 30 лет, работая редактором-строителем Sunset Books, старшим редактором журнала Home Magazine, автором более 30 книг по благоустройству дома и автором бесчисленных журнальные статьи. Он появлялся в течение 3 сезонов в программе HGTV «The Fix» и несколько лет работал домашним экспертом MSN. Дон основал HomeTips в 1996 году.Подробнее о Don Vandervort

Какова реальная стоимость генератора для всего дома?

Средняя стоимость генератора всего дома

Несмотря на относительно высокую стоимость генератора для всего дома, многие семьи начинают понимать, что они необходимы для обеспечения безопасности и комфорта дома в районах с частыми отключениями электроэнергии. Однако существует некоторая путаница в отношении фактической стоимости генератора для всего дома. На разных сайтах указаны разные цены. По данным HomeAdvisor, средняя стоимость генератора составляет около 4074 долларов.Но это может не отражать полную стоимость генератора, особенно если вы хотите, чтобы ваш генератор обеспечивал электроэнергией весь ваш дом.

Хотя есть и менее дорогие варианты, мы подсчитали, что средняя стоимость генератора для всего дома для дома среднего размера составляет от 12 250 до 27 150 долларов , плюс от 165 до 485 долларов в год на техническое обслуживание и ремонт. Понимание ваших индивидуальных обстоятельств и потребностей жизненно важно для понимания того, на какую сумму вы можете рассчитывать заплатить.В AlltimePower мы предоставляем инструмент, который оценивает стоимость генератора на основе ваших индивидуальных потребностей. Эта статья подробно объясняет, как мы определяем стоимость, и дает вам возможность понять процесс самостоятельно.

Стоимость самого генератора

Самая очевидная стоимость установки генератора — это стоимость самого генератора. Если вы хотите установить традиционный резервный генератор, работающий на топливе, стоимость дома среднего размера составит от 7000 до 15 000 долларов.На определение стоимости влияет множество факторов, включая марку, модель и качество генератора.

Генераторы на топливе — не единственный вариант. В последнее время многие люди начали устанавливать домашние системы резервного питания от аккумуляторов, такие как Powerwall от Tesla. Эти батареи питаются от электрической сети, но стоят дороже: от 10 000 до 20 000 долларов за дом среднего размера. Батареи на солнечных батареях стоят еще дороже, обычно от 20 000 до 40 000 долларов, в то время как системы резервного питания, основанные на сочетании солнечной энергии, батареи и топлива, могут стоить до 50 000 долларов.

Почему емкость определяет стоимость

При определении стоимости генератора для всего дома наиболее важным фактором является мощность генератора. Мощность относится к количеству энергии, которую генератор может производить в данный момент времени для запуска и поддержания электрических приложений в доме. Если генератор не соответствует электрическим требованиям вашего дома, это может привести к чрезмерной нагрузке на устройство и даже повредить некоторые из подключенных к нему устройств.

Чем выше емкость, тем выше стоимость.Хотя в больших домах обычно больше потребностей в электричестве, это не всегда так. Для небольшого дома в холодном климате, который нуждается в большом количестве отопления, может потребоваться генератор большей мощности, чем для большого дома с минимальными потребностями в электричестве. Кроме того, вы можете обнаружить, что вам нужны только определенные устройства для работы во время сбоя.

Вы можете определить идеальную мощность, просуммировав количество энергии, необходимое для запуска каждого необходимого вам устройства. Это отличается от количества энергии, необходимой для обслуживания прибора.Например, для запуска холодильника требуется около 2800 Вт, а для поддержания его работы — всего около 700 Вт. Вы можете использовать онлайн-калькулятор, чтобы рассчитать мощность каждого устройства.

Стоимость генераторов для всего дома по сравнению с генераторами для части дома

Стоимость генератора для всего дома часто намного выше, чем стоимость генератора, который покрывает только часть электрических потребностей вашего дома. Генераторы для всего дома обеспечивают наиболее стабильное и надежное питание. Они позволяют вам и вашему дому функционировать так, как будто электричество никогда не отключали.Это может быть лучшим вариантом, если вы живете в районе, где происходят длительные перебои в работе, длящиеся более суток. Это также хорошая форма защиты от стихийных бедствий, таких как ураганы, которые могут отключить электроэнергию на несколько дней или даже недель.

Резервные генераторы, которые не могут обеспечить электроэнергией все ваши устройства, являются менее дорогим вариантом. Вы по-прежнему сможете управлять наиболее важными приборами, такими как отопление, охлаждение и нагрев воды, но, возможно, придется пожертвовать некоторыми удобствами.Например, вам, возможно, придется ограничить время принятия душа или подождать, чтобы постирать одежду или запустить посудомоечную машину. Это может быть хорошим вариантом, если вы живете в районе, где происходят частые кратковременные отключения электроэнергии.

Стоимость установки генератора для всего дома

Еще одна статья расходов, которую необходимо учитывать, — это стоимость установки генератора для всего дома. Стоимость установки варьируется в зависимости от размера и марки генератора, а также от других факторов, таких как место жительства и почасовая ставка электрика.Однако хорошее эмпирическое правило заключается в том, что установка стоит около 75% стоимости самого генератора. Таким образом, если генератор стоит вам 10 000 долларов, вы можете рассчитывать на оплату около 7 500 долларов на установку, что в сумме составит 17 500 долларов.

Если электрику необходимо произвести модернизацию электрооборудования в вашем доме перед установкой генератора, стоимость может быть выше 75%. Для резервных генераторов требуется безопасная и эффективная электропроводка, которая подключается к существующей проводке вашего дома. Стоимость установки субпанели и электропроводки дома составляет от 500 до 900 долларов.Могут потребоваться и другие обновления. Например, если в вашем доме есть блок предохранителей, а не автоматический выключатель, электрику, возможно, придется модернизировать дом до автоматического выключателя, чтобы новый генератор работал правильно.

Некоторые домовладельцы с техническим опытом могут захотеть установить генератор самостоятельно, чтобы сэкономить деньги. Однако, если вы не являетесь квалифицированным специалистом, вам не следует пытаться это сделать. Резервные генераторы требуют сложной электропроводки и газового подключения. Любые ошибки могут быть дорогостоящими, опасными и даже опасными для жизни.

Стоимость резервных генераторов по сравнению с переносными генераторами

Если вы хотите компенсировать затраты на установку вашего резервного генератора, подумайте о покупке переносного генератора. Портативные генераторы имеют меньшую мощность от нескольких сотен до 7000 Вт, но стоят всего от 200 до 5000 долларов. Они не требуют установки, просты и недороги в обслуживании.

Однако вам придется купить топливо для переносного генератора. Он должен храниться в помещении отдельно от топлива, что означает дополнительную работу для домовладельца.Как только электричество отключится, вам нужно будет вынести портативный генератор на улицу, добавить топливо, установить электрическое соединение и запустить генератор. Также важно не запускать портативный генератор в помещении, в гараже или в любом другом месте, где угарный газ может представлять угрозу для вашего здоровья.

С другой стороны, резервные генераторы

имеют автоматический выключатель, что означает, что они автоматически включаются при отключении электроэнергии. Они также могут обеспечить больше энергии для дома, чем портативные генераторы.Однако в зависимости от ваших индивидуальных потребностей и бюджета портативный генератор может быть лучшим вариантом. Для получения дополнительной информации о различиях между резервными и портативными генераторами ознакомьтесь с этой записью в блоге.

Стоимость обслуживания и ремонта генератора всего дома

Стоимость генератора для всего дома и установки составляет основную часть стоимости генератора для всего дома. Но после того, как генератор установлен, необходимо учитывать и другие более мелкие расходы. Чтобы правильно обслуживать генератор, вы должны запускать его не реже одного раза в неделю.Стоимость топлива для работы генератора в течение 15 минут не превышает 5 долларов. Это означает, что без учета стоимости каких-либо отключений вы будете платить около 100 долларов в год за топливо для обслуживания генератора. Во время продолжительного простоя расходы на топливо возрастут до 30 долларов в день.

Каждые 6–12 месяцев вам следует нанимать техника для проведения более подробной проверки вашего генератора. Это стоит от 65 до 85 долларов в час в зависимости от почасовой ставки техника. Если вашему генератору требуется какой-либо ремонт, он может стоить дороже, обычно от 75 до 300 долларов за мелкий ремонт.При правильном обслуживании резервные генераторы служат не менее 20 лет. Ищите расширенные гарантии, чтобы убедиться, что ваш генератор работает.

Оценка общей стоимости генератора для всего дома

Резервные генераторы — это впечатляющие машины, которые вырабатывают электроэнергию для дома отдельно от электросети. Покупка такой машины и комфорта и безопасности, которые она дает, стоит недёшево. Для многих домохозяйств покупка генератора требует финансового планирования и составления бюджета. Поэтому очень важно иметь представление о том, сколько в целом будет стоить идеальный генератор для вашего дома.

Хотя различные веб-сайты пытаются дать вам оценку, это не всегда отражает фактическую стоимость генератора для всего дома. На определение общей стоимости влияет множество факторов, от мощности и качества генератора до затрат на установку, техническое обслуживание и ремонт.

По нашим оценкам, вы можете заплатить от 7 000 до 15 000 долларов за сам генератор, от 5 250 до 11 250 долларов за установку, от 0 до 900 долларов за электропроводку и от 165 до 485 долларов в год за обслуживание и ремонт.Это добавляет к от 12 250 до 27 150 долларов авансом в дополнение к от 165 до 485 долларов в год . Эти затраты меняются, если вы рассматриваете альтернативы, такие как портативный генератор или система резервного питания от батарей.

Чтобы получить более полное представление о ваших индивидуальных потребностях в электроэнергии, попробуйте наш инструмент ценообразования генераторов. Калькулятор мощности использует показатели, аналогичные описанным в этой статье, чтобы дать вам точное представление о том, сколько на самом деле будет стоить генератор для всего дома.

Что такое генератор? Мы отвечаем на ваши вопросы о генераторах

Пример портативного газогенератора.( Купить на Amazon )

Что такое генератор?

Основное определение генератора – это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. Это технический способ размещения вещей, который распространяется на все генераторы, кроме солнечного генератора, который работает совершенно иначе, чем любые обычные средства производства электроэнергии.

Введение | Что такое генератор?

В этой статье я объясню, что такое генератор, чтобы было легче понять.Во-первых, нам нужно взглянуть на наиболее распространенную ссылку на генератор терминов. Крупные электростанции, обеспечивающие электроэнергию, которую мы используем в наших домах, на предприятиях и в общей инфраструктуре, — это не те генераторы, о которых мы обычно говорим. Большинство людей, когда мы говорим о генераторах, имеют в виду портативные и резервные генераторы. Поэтому, когда кто-то задает вопрос «что такое генератор?» Я предполагаю, что это то, что они хотят знать. Это типы генераторов, которые имеются в продаже — любой может пойти и купить их.Это будет в центре внимания статьи. Я начну с подробного ответа на вопрос, а затем разобью его на различные типы генераторов, которые мы, вероятно, будем использовать в нашей повседневной жизни.

За исключением солнечных генераторов (о них я расскажу отдельно), все генераторы используют двигатель внутреннего сгорания для привода генератора переменного тока. Обычно двигатель использует газ в качестве источника топлива, но они также могут использовать дизельное топливо или природный газ. Эти двигатели в основном представляют собой уменьшенные версии двигателей, которые приводят в движение наши автомобили, подобные тем, которые используются в газонокосилках, бензопилах и других машинах, работающих на газе.

Генератор переменного тока является ключевым компонентом генератора, он производит переменный ток (AC), который мы используем в наших домах. В США все генераторы рассчитаны на 120 В, 60 Гц, такую ​​же мощность, как и от обычной бытовой электросети. Большинство крупных блоков будут генерировать ток как 120 В, так и 240 В, поэтому мы можем использовать их для запуска более крупных приборов и оборудования. У многих также будет розетка постоянного тока 12 В и часто розетки USB. За пределами Северной Америки генераторы рассчитаны на выработку тока 240 В 50 Гц, а некоторые также вырабатывают трехфазный ток 380 В.Цель состоит в том, чтобы обеспечить нас той же электроэнергией, которую мы могли бы получить от энергокомпании, когда она недоступна.


Как работает генератор?

Теперь мы знаем, что именно генератор переменного тока обеспечивает реально используемую нами электроэнергию. Но как генератор делает это? Проще говоря, генератор переменного тока представляет собой электромагнит , создающий электромагнитное поле. Он представляет собой цилиндрический механизм со статором , проходящим внутри этого цилиндра.Статор представляет собой набор медных обмоток.

Ротор проходит через центр статора с небольшим зазором между ними, чтобы ротор мог свободно вращаться. Ротор также имеет медные обмотки вокруг вала, соединенного с двигателем. Когда двигатель работает, он вращает ротор с высокой скоростью. Это вращение приводит к возбуждению электронов внутри медных обмоток. Между ротором и статором создается электромагнитное поле. Эти заряженные электроны в магнитном поле затем пульсируют между двумя точками, пульсирующие электроны — это то, что известно как переменный ток.Затем ток передается с помощью проводника к силовым розеткам генератора.

Мощность, производимая генератором переменного тока, измеряется в ваттах. Теоретически нет ограничений на количество ватт, которое может производить генератор. Небольшой генератор переменного тока с небольшим двигателем будет выдавать 1000 Вт или меньше, он будет способен обеспечить питание только для нескольких небольших приборов. На другом конце шкалы атомная электростанция будет включать несколько генераторов, производящих мегаватты электроэнергии.Они работают вместе со многими другими генераторами, подключенными к национальной энергосистеме. Эта сеть представляет собой сложную сеть электростанций и подстанций, управляемых компьютерами для обеспечения постоянной и стабильной энергией городов, поселков и всего, что между ними.

Однако размер портативного генератора ограничен размером генератора переменного тока и редко может генерировать более 15000 Вт постоянной мощности. Резервные генераторы крупнее и могут выдавать до 60000 Вт постоянной мощности. Приборы и механизмы, которые мы можем запускать от генератора, должны соответствовать максимальной выходной мощности генератора.Таким образом, если генератор рассчитан на 10000 Вт, мы не можем превышать этот предел мощности при использовании генератора.

Все переносные генераторы имеют две номинальные мощности: постоянная или рабочая мощность и пиковая или пусковая мощность. Постоянная номинальная мощность — это количество энергии, которое генератор может производить на постоянной основе, мы можем использовать генератор для обеспечения мощности до постоянной рабочей мощности столько времени, сколько это необходимо. Пиковая мощность или пусковая мощность относится к количеству мощности, которую генератор может выдать в течение короткого периода времени, она всегда будет больше, чем рабочие ватты.Эта пиковая номинальная мощность позволяет генератору обеспечивать всплеск мощности для электрооборудования, которое нуждается в дополнительной мощности для запуска. Есть много бытовых приборов и машин, в которых используются индукционные электродвигатели, в том числе холодильники и кондиционеры. Оборудование, такое как микроволновые печи и люминесцентные лампы, использует балласты для запуска. Электрическому оборудованию, в котором используются конденсаторы (индуктивные двигатели) и балласты, для запуска требуется более высокая мощность, чем та, которую они потребляют при работе.

Чтобы поддерживать постоянную выходную мощность, генератор использует регулятор.Это механическое управление дроссельной заслонкой, которое автоматически регулирует мощность двигателя в соответствии с требуемой выходной мощностью. Генератор должен работать с постоянной скоростью, поэтому выходное напряжение и частота остаются постоянными. Когда потребление энергии низкое, генератору не требуется столько газа, чтобы поддерживать его работу. По мере увеличения спроса на электроэнергию потребуется больше газа. Регулятор управляет соотношением между положением дроссельной заслонки и выходной мощностью.

Это работает так же, как мы используем акселератор при вождении автомобиля.Чтобы сохранить нашу скорость, когда мы приближаемся к подъему, нам нужно будет нажать на педаль газа. Если мы этого не сделаем, машина замедлится. В отличие от вождения автомобиля, генератор не обладает преимуществом предвидения. Мы видим приближение уклона и начнем ускоряться заранее. Генератор откроет дроссельную заслонку только после добавления дополнительной нагрузки. Это означает, что существует промежуток времени между увеличением нагрузки и увеличением частоты вращения двигателя. Это вызовет кратковременное падение напряжения.Точное падение напряжения будет зависеть от требуемой дополнительной мощности. Если требуется большая мощность, падение напряжения будет больше. Это вызывает искажение синусоиды и вредно для электронного оборудования.


Что такое синусоида?

Импульс, генерируемый переменным током, представляется в виде волны, как и звуковые волны. Мы называем это синусоидой. Пик волны равен напряжению, а ее ширина определяется временем (частотой).Изменение напряжения или частоты приведет к изменению формы волны. Он становится искаженным. Мы называем искажение синусоидальной волны гармоническим искажением (HD). Электронное оборудование, такое как компьютеры, телевизоры, стереосистемы или любое устройство, использующее микропроцессор, будет повреждено при регулярном воздействии высоких уровней HD. Рекомендуемый уровень общего гармонического искажения (THD) не должен превышать 3%. Когда мы будем обсуждать инверторные генераторы, вы поймете, почему это важно.

Синусоида | Инверторный генератор по сравнению с обычным генератором


Типы генераторов

Основной принцип для всех генераторов остается одинаковым, но существует множество различных типов генераторов, используемых для различных целей.Генераторы, которые мы можем купить как обычные потребители, делятся на три основные категории.

  1. Портативные генераторы
  2. Резервные генераторы
  3. Солнечные генераторы
Что такое портативный генератор?

Любой генератор, который можно транспортировать, называется портативным генератором. Это наиболее часто используемые генераторы. Портативный генератор может быть очень маленьким и легким. Небольшие портативные генераторы мощностью около 1000 Вт можно носить в одной руке, как чемодан.Большие портативные генераторы, способные обеспечить достаточную мощность для удовлетворения большинства наших бытовых потребностей, будут слишком тяжелыми для переноски одним человеком. Большой портативный генератор мощностью более 10000 Вт может весить более 200 фунтов. Эти большие генераторы будут иметь комплекты колес и ручки, которые позволят перемещать их без необходимости носить с собой.

Традиционная конструкция генератора — открытая рама. Это означает, что двигатель и генератор установлены на металлической раме и выставлены напоказ, мы можем видеть механические компоненты генератора.Конструкция с открытой рамой является наиболее экономичной, но эти генераторы шумные. Чем больше становится генератор, тем больше шума он производит.

Итак, у обычных генераторов есть несколько недостатков, наиболее распространенными из которых являются уровни шума и гармонические искажения. Современные технологии позволили решить эти проблемы, и существует несколько альтернатив обычному генератору с открытой рамой. Однако портативные генераторы, в которых используются новые технологии, стоят дороже.


Бесшумные генераторы

Использование обычного портативного генератора с открытой рамой в жилом районе или кемпинге может быть проблематичным из-за высокого уровня шума.Большой портативный генератор может производить уровень шума, превышающий 100 дБА. Чтобы поместить это в контекст, обычный говорящий голос составляет около 65 дБА. Правила техники безопасности гласят, что при уровне шума выше 85 дБА необходимо надевать наушники при работе в непосредственной близости от источника этого шума.

Большинство производителей генераторов поставляют бесшумные генераторы. Хотя ни один генератор не является полностью бесшумным, шум, который они производят, можно значительно снизить. Благодаря использованию усовершенствованной технологии двигателя и глушителя шум, производимый двигателем, не будет таким громким, как при использовании старых технологий.Кроме того, звукоизолирующие корпуса используются для дальнейшего снижения уровня шума. Бесшумные генераторы, не имеют открытой рамы. Они выглядят более современно и запечатаны в пластиковый корпус, который предотвращает утечку большого количества механического шума. Небольшой бесшумный генератор часто производит уровень шума значительно ниже 65 дБА (тише, чем говорящий голос). Уровень шума даже больших бесшумных генераторов не превышает 70 дБА. С расстояния около 20 футов генератор с уровнем шума 70 дБА будет едва заметен.


Инверторные генераторы

В наши дни почти все электроприборы, которые мы используем, имеют электронные компоненты. Даже в кондиционере или микроволновой печи с сенсорным управлением будет использоваться микропроцессор. Из-за этого существует высокий спрос на генератор, который производит чистую синусоидальную волну с низким HD. Инвертор — это устройство с электронным управлением, в котором используются конденсаторы и резисторы для преобразования постоянного тока (DC) в переменный ток (AC).

Используя инвертор IGBT, можно гарантировать, что THD никогда не превысит 3%.В инверторных генераторах используется система двойного преобразования. Это означает, что мощность переменного тока, генерируемая генератором переменного тока, преобразуется в постоянный ток, а затем преобразуется инвертором обратно в переменный ток. Поскольку инвертор имеет компьютеризированное управление, он может отслеживать синусоиду переменного тока и регулировать ее по мере необходимости. Инвертор будет поддерживать стабильную синусоидальную волну независимо от любых изменений потребляемой мощности.

Еще одним преимуществом использования инверторной технологии является способность снижать обороты двигателя при низком энергопотреблении.Это означает, что он потребляет меньше топлива. Многие инверторные генераторы также имеют порты параллельного подключения. Это означает, что можно использовать более одного генератора, подключенного параллельно. Подключив два генератора параллельно, можно удвоить выходную мощность по сравнению с обоими генераторами.


Двухтопливные или гибридные генераторы

По мере повышения осведомленности об окружающей среде растет спрос на двигатели с более чистым горением. Это привело к карбюратору, который предназначен для использования как стандартного бензина, так и природного газа (пропан).Двухтопливный или гибридный генератор может использовать бензин или пропан в качестве источника топлива.

Хотя первоначальная цель использования пропана заключалась в защите окружающей среды, у пользователя есть и другие практические преимущества. Пропан безопаснее и легче хранить, баллоны с пропаном не протекают и не выделяют паров, как это делают газовые баллончики. Нет необходимости перекачивать топливо в бензобак. Баллон с пропаном соединяется непосредственно с впускным клапаном, поэтому проливание топлива исключено. Пропан можно хранить неограниченное время, тогда как газ со временем портится.Поскольку пропан хранится в сжатом состоянии, он имеет меньший объем. Это означает, что в меньшем баке можно хранить большее количество топлива, что делает пропан гораздо более практичным, поскольку вам не нужно перевозить большой объем топлива.


Что такое резервный генератор?

Основные операции резервного генератора аналогичны работе портативного генератора. Он использует двигатель, работающий на газе или пропане, для привода генератора переменного тока, обеспечивающего мощность переменного тока, которую мы можем использовать в наших домах или на предприятиях.Наиболее заметным отличием является то, что резервный генератор намного больше и производит больше энергии, достаточной для работы всего дома. Большие резервные генераторы будут производить достаточно энергии для снабжения торгового центра, фабрики или жилого комплекса.

Резервные генераторы для дома легко доступны и обычно обеспечивают мощность от 15 до 60 кВт. Они также используют автоматический переключатель, что означает, что пользователю не нужно запускать генератор или переключать источник питания. При сбое питания от сети автоматический переключатель запускает генератор и передает питание от сети к генератору.Когда основной источник питания будет восстановлен, автоматический переключатель автоматически восстановит питание от сети и остановит генератор.

Поскольку эти генераторы больше портативных генераторов, они, очевидно, дороже. Тот факт, что они используют автоматический переключатель резерва и имеют защищенный от атмосферных воздействий корпус, еще больше увеличивает их стоимость. Резервный генератор должен быть установлен профессионалом в соответствии с местными электротехническими нормами, и это дополнительные расходы.Все эти факторы стоимости делают резервные генераторы менее распространенными.

Несмотря на их стоимость, использование резервного генератора имеет ряд преимуществ. Наиболее очевидным из них является то, что они производят достаточно энергии для бескомпромиссной работы всего дома. Резервный генератор также установлен далеко от дома, поэтому проблем с шумом не возникает. Автоматический переключатель делает их гораздо более удобными, чем портативный генератор, который нужно запускать и подключать к домашнему электроснабжению вручную. Пользователь должен только следить за тем, чтобы в генераторе было достаточно газа и чтобы он регулярно обслуживался профессионалом.Резервные генераторы имеют большие бензобаки и редко нуждаются в дозаправке.


Что такое солнечный генератор?

Технически солнечный генератор не является генератором в обычном смысле этого слова. Правильным термином для солнечного генератора является гибридный инвертор, хотя наиболее распространенным термином является солнечный генератор.

Как следует из названия, в этих генераторах используются солнечные панели, а не двигатель, как в других генераторах. Солнечные панели генерируют постоянный ток, используя энергию солнца в процессе, известном как фотоэлектричество.Затем электричество сохраняется в батарее (или батареях) для использования по мере необходимости. Когда нет возможности использовать солнечную энергию, аккумуляторы можно заряжать от сети. Вы можете подключить солнечный генератор к розетке 120 В, чтобы зарядить аккумуляторы.

Солнечный генератор | Renogy Phoenix  — Комплект солнечной энергии «все в одном»

Идеально подходит для : мобильные, автономные приложения и чрезвычайные ситуации. ( Купить на Amazon )

Использование солнечного генератора имеет несколько преимуществ.Поскольку у них нет двигателя, солнечные генераторы практически бесшумны. Если не считать шума охлаждающих вентиляторов, их работу почти не слышно. Еще одним преимуществом отказа от двигателя является то, что солнечный генератор не производит токсичных паров. Это означает, что солнечный генератор можно разместить в помещении, прямо там, где вы его используете. Они безопасны, и нет никакого шума, с которым можно было бы бороться.

Одним из недостатков солнечного генератора является начальная цена покупки. Чтобы генерировать достаточно энергии, нужно несколько солнечных панелей и несколько батарей, чтобы хранить достаточно энергии, чтобы использовать ее, когда солнце не светит.Хотя, как только вы заплатите за генератор, панели и батареи, ваша энергия будет практически бесплатной. Также нет необходимости хранить газ, а солнечный генератор не требует регулярного обслуживания. Со временем цена солнечного генератора поглощается его низкой стоимостью эксплуатации. Тот факт, что они используют инвертор, также означает, что у него чистая низкая мощность HD, как при использовании инверторного генератора.

Другим недостатком использования солнечного генератора является ограниченная емкость аккумулятора и выходная мощность генератора.Даже при использовании нескольких аккумуляторов каждый по-прежнему ограничен количеством энергии, которое может храниться в этих аккумуляторах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.