Generarea de curent electric alternativ. Cum functioneaza un alternator?

Diagnosticați un generator de curent alternativ utilizând USB Autoscope III (osciloscopul Postalovsky).

SCOPUL LUCRĂRII: Verificarea functionalitatii grupului electrogen.

1. Studiul schemei de principiu a generatorului;

2. Studiul etapelor de pregătire a dispozitivului pentru funcționare;

3. Studierea procedurii de operare a diagnosticului:

4.Verificarea funcționalității grupului electrogen.

Scopul, proiectarea și principiul de funcționare al generatorului.

Grupul electrogen este conceput pentru a furniza energie consumatorilor incluși în sistemul de echipamente electrice și pentru a încărca bateria atunci când motorul vehiculului este pornit. Parametrii de ieșire ai generatorului trebuie să fie astfel încât în orice mod de deplasare a vehiculului să nu aibă loc descărcarea progresivă a bateriei. În plus, tensiunea din rețeaua de bord a vehiculului, alimentată de grupul electrogen, trebuie să fie stabilă pe o gamă largă de viteze de rotație și sarcini.
Setul generator este un dispozitiv destul de fiabil, care poate rezista la vibrații crescute ale motorului, temperaturi ridicate în compartimentul motorului, expunere la un mediu umed, murdărie și alți factori.

Mașinile moderne sunt echipate cu generatoare de curent alternativ. Pentru funcționarea normală a consumatorilor de curent pe mașină, trebuie să existe o tensiune de alimentare stabilă, prin urmare, indiferent de viteza de rotație a rotorului generatorului și de numărul de consumatori conectați, tensiunea generatorului trebuie să fie constantă. Menținerea unei tensiuni constante și protejarea generatorului de suprasarcină este asigurată de un dispozitiv numit regulator de tensiune sau regulator releu.

În funcție de condițiile rutiere și climatice și de modurile de funcționare a vehiculului, tensiunea generatorului care alimentează consumatorii proiectați pentru o tensiune nominală de 12 V ar trebui să fie în limita 13,2 V. 15,5 V.

Generatorul de curent alternativ este trifazat, sincron, cu excitație electromagnetică în comparație cu generatorul de curent continuu, are un consum de metal și dimensiuni de gabarit mai mici; Cu aceeași putere, este mai simplu în design și are o durată de viață mai lungă. Un generator se numește generator sincron deoarece frecvența curentului pe care îl produce este proporțională cu viteza de rotație a rotorului generatorului. Puterea specifică a alternatorului, de ex. Puterea generatorului pe unitatea de masă a acestuia este de aproximativ 2 ori mai mare decât cea a unui generator de curent continuu. Acest lucru face posibilă creșterea raportului de transmisie al acționării generatorului de 2-3 ori, drept urmare, la turația de ralanti a motorului, generatoarele de curent alternativ dezvoltă până la 40% din puterea nominală, ceea ce oferă condiții mai bune pentru încărcarea bateriilor și, prin urmare, creșterea duratei de viață a acestora. Împreună cu aceasta, generatoarele de curent alternativ, în ciuda diferențelor dintre numerele de serie, sunt în consecință unificate pentru multe modele de mașini și camioane și au un număr de piese interschimbabile (roți de antrenare, rotoare, rulmenți etc.) și nu au diferențe fundamentale în proiecta.

Principiul de funcționare al generatorului.

Astfel, pentru a produce un curent electric alternativ este nevoie de o bobină prin care circulă un curent electric continuu, formând un flux magnetic, numit înfășurare de câmp, și un sistem de stâlpi de oțel, al cărui scop este aducerea fluxului magnetic către bobine. , numită înfășurare a statorului, în care este indusă o tensiune alternativă.

Aceste bobine sunt plasate în canelurile structurii de oțel, circuitul magnetic (pachetul de fier) al statorului. Înfășurarea statorului cu miezul său magnetic formează în sine statorul generatorului, cea mai importantă parte staționară a acestuia, în care este generat curent electric, iar înfășurarea de excitație cu sistemul de poli și alte părți (arborele, inelele colectoare) formează rotorul, cel mai mare parte importantă rotativă.

Când rotorul se rotește opus bobinelor înfășurării statorului, polii „nord” și „sud” ai rotorului apar alternativ, adică direcția fluxului magnetic care trece prin bobină se schimbă, ceea ce provoacă apariția unei tensiuni alternative în acesta.

Înfășurarea statorului a generatoarelor de la companii străine, precum și a celor autohtone, este trifazată. Este format din trei părți, numite înfășurări de fază sau pur și simplu faze, tensiunea și curenții în care sunt deplasați unul față de celălalt cu o treime din perioadă, adică cu 120 de grade electrice. Fazele pot fi conectate în stea sau triunghi.

Dispozitiv generator.

Conform designului lor, seturile de generatoare pot fi împărțite în două grupuri - generatoare de design tradițional cu un ventilator la scripetele de antrenare și generatoare de așa-numit design compact cu două ventilatoare în cavitatea internă a generatorului. De obicei, generatoarele „compacte” sunt echipate cu o transmisie cu un raport de transmisie crescut printr-o curea poli-V și, prin urmare, conform terminologiei adoptate de unele companii, sunt numite generatoare de mare viteză. Mai mult, în cadrul acestor grupe putem distinge generatoare în care ansamblul perii este amplasat în cavitatea internă a generatorului între sistemul de poli rotorului și capacul din spate și generatoare în care inelele colectoare și periile sunt amplasate în afara cavității interne. În acest caz, generatorul are o carcasă, sub care se află un ansamblu de perii, un redresor și, de regulă, un regulator de tensiune.

Structura generatorului este prezentată în fotografie. Carcasa (5) și capacul frontal al generatorului (2) servesc drept suport pentru rulmenții (9 și 10), în care se rotește armătura (4). Tensiunea de la baterie este furnizată câmpului armăturii înfășurând prin perii (7) și inele colectoare (11). Ancora este antrenată de o curea trapezoidale printr-un scripete (1). La pornirea motorului, de îndată ce armătura începe să se rotească, câmpul electromagnetic pe care îl creează induce un curent electric alternativ în înfășurarea statorului (3). În blocul redresor (6) acest curent devine constant. În continuare, curentul prin regulatorul de tensiune combinat cu unitatea redresorului intră în rețeaua electrică a vehiculului pentru a alimenta sistemul de aprindere, sistemele de iluminat și alarmă, instrumentație etc. Bateria va fi conectată la aceste dispozitive și va începe să se reîncarce puțin mai târziu, de îndată ce energia electrică generată de grupul electrogen este furnizată va fi suficientă pentru a asigura funcţionarea neîntreruptă a tuturor consumatorilor.

Masuri de precautie

Funcționarea unui grup electrogen necesită respectarea anumitor reguli, legate în principal de prezența elementelor electronice în ele.

1. Nu este permisă operarea grupului electrogen cu bateria deconectată. Chiar și o deconectare pe termen scurt a bateriei în timp ce generatorul funcționează poate duce la defectarea elementelor regulatoare de tensiune.
Dacă bateria este complet descărcată, este imposibil să porniți mașina, chiar dacă o remorcați: bateria nu furnizează curent de excitare, iar tensiunea din rețeaua de bord rămâne aproape de zero. Ajută la instalarea unei baterii încărcate corespunzător, care este apoi înlocuită cu una veche, descărcată, în timp ce motorul funcționează. Pentru a evita defectarea elementelor regulatoare de tensiune (și a consumatorilor conectați) din cauza tensiunii crescute, este necesar să porniți consumatori electrici puternici, cum ar fi geamurile sau farurile încălzite, în timp ce bateriile sunt înlocuite. Pe viitor, după o jumătate de oră sau o oră de funcționare a motorului la 1500-2000 rpm, bateria descărcată (dacă este în stare bună) va fi încărcată suficient pentru a porni motorul.

2. Nu este permisă conectarea surselor electrice cu polaritate inversă (plus la masă) la rețeaua de bord, ceea ce se poate întâmpla, de exemplu, la pornirea motorului de la o baterie externă.

Informații conexe.

Echipamentul electric al oricărei mașini include generator- un dispozitiv care convertește energia mecanică primită de la motor în energie electrică. Împreună cu regulatorul de tensiune, se numește grup electrogen. Mașinile moderne sunt echipate cu generatoare de curent alternativ. Ele îndeplinesc cel mai bine cerințele.

Cerințe pentru generator:

parametrii de ieșire ai generatorului trebuie să fie astfel încât în orice mod de conducere al vehiculului să nu existe o descărcare progresivă a bateriei;
tensiunea din rețeaua de bord a vehiculului, alimentată de generator, trebuie să fie stabilă pe o gamă largă de viteze de rotație și sarcini.

Ultima cerință se datorează faptului că bateria este foarte sensibilă la gradul de stabilitate a tensiunii. O tensiune prea scăzută face ca bateria să fie subîncărcată și, ca urmare, dificultățile de pornire a motorului, o tensiune prea mare duce la supraîncărcarea bateriei și o defecțiune accelerată.

Principiul de funcționare al generatorului și designul său fundamental sunt aceleași pentru toate mașinile, diferă doar prin calitatea producției, dimensiunile și locația unităților de conectare.

Componentele principale ale generatorului:

Scripete– servește la transmiterea energiei mecanice de la motor la arborele generatorului prin intermediul unei curele;
Carcasa generatorului este format din două capace: față (din partea scripetelui) și spate (din partea inelului colector), destinate pentru fixarea statorului, montarea generatorului pe motor și amplasarea lagărelor (suporturilor) rotorului. Capacul din spate conține un redresor, un ansamblu perie, un regulator de tensiune (dacă este încorporat) și terminale externe pentru conectarea la sistemul electric;
Rotor- un arbore de oțel cu două bucșe de oțel în formă de buton amplasate pe acesta. Între ele există o înfășurare de excitație, ale cărei terminale sunt conectate la inele colectoare. Generatoarele sunt echipate predominant cu inele colectoare cilindrice din cupru;
Stator- un pachet din foi de otel si in forma de teava. În fantele sale există o înfășurare trifazată în care este generată puterea generatorului;
Asamblare cu diode redresoare- combină șase diode puternice, trei presate în radiatoarele pozitive și negative;
Regulator de voltaj- un dispozitiv care menține tensiunea rețelei de bord a vehiculului în limitele specificate atunci când sarcina electrică, turația rotorului generatorului și temperatura ambientală se modifică;
Unitate de perie– design din plastic detașabil. Conține perii cu arc care sunt în contact cu inelele rotorului;
Capac de protecție pentru modulul diode.

Să luăm în considerare circuitul electric pentru conectarea elementelor generatorului.

Schema schematică a grupului electrogen:
1. Comutator de aprindere;
2. Condensator de suprimare a zgomotului;
3. Baterie reîncărcabilă;
4. Lampă care indică starea de sănătate a generatorului;
5. Diode pozitive ale redresorului de putere;
6. Diode negative ale redresorului de putere;
7. Diode de înfăşurare de excitaţie;
8. Înfășurări a trei faze statorice;
9. Înfăşurare de excitaţie (rotor);
10. Unitate perie;
11. Regulator de tensiune;
B+ Ieșire generator „+”;
B- „Pământul” generatorului;
D+ Sursă de alimentare cu bobinaj de excitație, tensiune de referință pentru regulatorul de tensiune.

Funcționarea generatorului se bazează pe efectul inducției electromagnetice. Dacă o bobină, de exemplu, din sârmă de cupru, este pătrunsă de un flux magnetic, atunci când se modifică, la bornele bobinei apare o tensiune electrică proporțională cu viteza de schimbare a fluxului magnetic. În schimb, pentru a genera un flux magnetic, este suficient să treci un curent electric prin bobină. Astfel, pentru a obține curent electric alternativ sunt necesare o sursă de câmp magnetic alternativ și o bobină din care se va îndepărta direct tensiunea alternativă.

Se formează înfășurarea câmpului cu sistemul de stâlpi, arborele și inelele colectoare rotor, partea sa rotativă cea mai importantă, care este sursa câmpului magnetic alternativ.

Rotor generator 1. arbore rotor;
2. poli de rotor;
3. înfăşurare de câmp;
4. inele colectoare.
Sistemul polilor rotorului are un flux magnetic rezidual care este prezent chiar și atunci când nu există curent în înfășurarea câmpului. Cu toate acestea, valoarea sa este mică și este capabilă să asigure autoexcitarea generatorului numai la viteze de rotație prea mari. Prin urmare, pentru a magnetiza inițial rotorul, un curent mic de la baterie este trecut prin înfășurarea sa, de obicei printr-o lampă de performanță a generatorului. Puterea acestui curent nu trebuie să fie prea mare pentru a nu descărca bateria, dar nici prea scăzută, astfel încât generatorul să poată fi excitat deja la turația de ralanti a motorului. Pe baza acestor considerații, puterea lămpii de control este de obicei de 2...3 W. După ce tensiunea de pe înfășurările statorului atinge valoarea de funcționare, lampa se stinge, iar înfășurarea de excitație este alimentată de la generatorul însuși. În acest caz, generatorul funcționează prin autoexcitare.

Tensiunea de ieșire este eliminată de la înfăşurări statorice. Când rotorul se rotește opus bobinelor înfășurării statorului, polii „nord” și „sud” ai rotorului apar alternativ, adică direcția fluxului magnetic care trece prin bobina statorului se modifică, ceea ce determină apariția unei tensiuni alternative în acesta. . Frecvența acestei tensiuni depinde de viteza de rotație a rotorului generatorului și de numărul de perechi de poli ai acestuia.

Stator generator
1. înfăşurare statorică;
2. terminale de înfăşurare;
3. circuit magnetic.
Înfășurarea statorului este trifazată. Este format din trei înfășurări separate, numite înfășurări de fază sau pur și simplu faze, înfășurate folosind o anumită tehnologie pe un circuit magnetic. Tensiunea și curenții din înfășurări sunt deplasați unul față de celălalt cu o treime din perioadă, adică. la 120 de grade electrice, așa cum se arată în figură.

Oscilograme ale tensiunilor de fază ale înfășurărilor
U 1, U 2, U 3 – tensiuni de înfăşurare;
T – perioada semnalului (360 de grade);
F – faza de deplasare (120 grade).
Înfășurările de fază pot fi conectate în stea sau triunghi.

Tipuri de conexiuni de înfășurare
1. „stea”;
2. „triunghi”.
Când este conectat într-un „triunghi”, curentul din fiecare înfășurare este de 1,7 ori mai mic decât curentul furnizat de generator. Aceasta înseamnă că, cu același curent furnizat de generator, curentul din înfășurări atunci când este conectat într-o „delta” este semnificativ mai mic decât cel al unei „stele”. Prin urmare, în generatoarele de mare putere, se folosește adesea o conexiune delta, deoarece la curenți mai mici înfășurările pot fi înfășurate cu un fir mai subțire, care este mai avansat tehnologic. Un fir mai subțire poate fi folosit și pentru o conexiune în stea. În acest caz, înfășurarea este făcută din două înfășurări paralele, fiecare dintre ele conectată într-o „stea”, adică se obține o „stea dublă”.

Rețeaua de bord a vehiculului necesită o tensiune constantă pentru a-i fi furnizată. Prin urmare, înfășurarea statorului alimentează rețeaua de bord a vehiculului printr-un redresor încorporat în generator. Redresor pentru un sistem trifazat conține șase diode semiconductoare de putere, dintre care trei sunt conectate la borna „+” a generatorului, iar celelalte trei la borna „-” (masă). Diodele semiconductoare sunt în stare deschisă și nu oferă o rezistență semnificativă la trecerea curentului atunci când le este aplicată o tensiune în direcția înainte și practic nu permit trecerea curentului atunci când tensiunea este inversată. Trebuie remarcat faptul că termenul „diodă redresoare” nu ascunde întotdeauna designul obișnuit care are o carcasă, cabluri etc., uneori, este doar o joncțiune de siliciu semiconductoare etanșată pe un radiator.

Asamblare cu diode redresoare
1. diode de putere;
2. diode suplimentare;
3. radiator.
Mulți producători, pentru a proteja componentele electronice ale vehiculelor de supratensiuni, înlocuiesc diodele din puntea de putere cu diode zener. Diferența dintre o diodă zener și o diodă redresoare este că atunci când i se aplică o tensiune în sens opus, nu trece curent doar până la o anumită valoare a acestei tensiuni, numită tensiune de stabilizare. În mod obișnuit, la diodele Zener de putere, tensiunea de stabilizare este de 25... 30 V. Când este atinsă această tensiune, diodele Zener „sparge”, adică încep să treacă curentul în direcția opusă și în anumite limite de schimbare. în puterea acestui curent, tensiunea pe dioda zener și, în consecință, și la ieșirea „+” a generatorului rămâne neschimbată, neatingând valori periculoase pentru componentele electronice. Proprietatea unei diode Zener de a menține o tensiune constantă la bornele sale după o „defecțiune” este, de asemenea, utilizată în regulatoarele de tensiune.

După cum sa menționat mai sus, tensiunile de pe înfășurări variază de-a lungul curbelor apropiate de o sinusoidă și uneori sunt pozitive, alteori negative. Dacă direcția pozitivă a tensiunii într-o fază este luată de-a lungul săgeții îndreptate către punctul zero al înfășurării statorului și direcția negativă departe de aceasta, atunci, de exemplu, pentru momentul t când tensiunea celei de-a doua faze este absentă, prima fază este pozitivă, iar a treia este negativă. Direcția tensiunilor de fază corespunde săgeților prezentate în figură.

Direcția curenților în înfășurările și redresorul generatorului

Curentul prin înfășurări, diode și sarcină va curge în direcția acestor săgeți. Luând în considerare orice alte momente de timp, este ușor de verificat că, într-un sistem trifazat, tensiunea care apare în înfășurările fazelor generatorului, diodele redresoare de putere se deplasează de la deschis la închis și înapoi în așa fel încât curentul în sarcina are o singură direcție - de la borna „+” a instalației generatorului la borna „-” („masă”), adică un curent continuu (redresat) curge în sarcină.

Pentru un număr semnificativ de tipuri de generatoare, înfășurarea de excitație este conectată la propriul redresor, asamblat pe trei diode. Această conexiune a înfășurării câmpului împiedică trecerea curentului de descărcare al bateriei prin ea atunci când motorul mașinii nu este pornit. Diodele redresoare de înfășurare de câmp funcționează într-un mod similar, furnizând curent redresat acestei înfășurări. Mai mult, redresorul cu înfășurare de câmp include și 6 diode, trei dintre ele fiind comune cu redresorul de putere (diode negative). Curentul de excitație este semnificativ mai mic decât curentul furnizat de generator sarcinii. Prin urmare, diode de curent redus de dimensiuni mici, cu un curent de cel mult 2 A sunt utilizate ca diode de înfășurare de excitație (pentru comparație, diodele redresoare de putere permit fluxul de curenți de până la 25... 35 A).

Dacă este necesară creșterea puterii generatorului, se folosește un braț redresor suplimentar.

Un astfel de circuit redresor poate avea loc numai atunci când înfășurările statorului sunt conectate într-o „stea”, deoarece brațul suplimentar este alimentat din punctul „zero” al „stelei”. Dacă tensiunile de fază ar varia pur într-o manieră sinusoidală, aceste diode nu ar participa deloc la procesul de conversie a curentului alternativ în curent continuu. Cu toate acestea, în generatoarele reale, forma tensiunilor de fază diferă de cea a unei sinusoide. Este suma sinusoidelor, care se numesc componente armonice sau armonice - prima, a cărei frecvență coincide cu frecvența tensiunii de fază, iar cele mai mari, în principal a treia, a căror frecvență este de trei ori mai mare decât primul.

Forma reală a tensiunii de fază ca sumă a două armonice:
1. tensiunea de fază a înfășurării;
2. prima armonică;
3. a treia armonică;
Din electrotehnică se știe că în tensiunea liniară, adică în tensiunea care este furnizată redresorului și redresată, nu există a treia armonică. Acest lucru se explică prin faptul că a treia armonică a tuturor tensiunilor de fază sunt în fază, adică ating simultan aceleași valori și, în același timp, se echilibrează reciproc și se anulează reciproc în tensiunea liniară. Astfel, a treia armonică este prezentă în tensiunea de fază, dar nu și în tensiunea liniară. În consecință, puterea dezvoltată de a treia armonică a tensiunii de fază nu poate fi utilizată de consumatori. Pentru a utiliza această putere, se adaugă diode, conectate la punctul zero al înfășurărilor de fază, adică până la punctul în care se simte acțiunea tensiunii de fază. Astfel, aceste diode redresează doar a treia tensiune armonică a tensiunii de fază. Utilizarea acestor diode crește puterea generatorului cu 5...15% la o viteză de rotație mai mare de 3000 min -1.

Tensiunea unui generator fără regulator depinde în mare măsură de viteza de rotație a rotorului său, de fluxul magnetic creat de înfășurarea de excitație și, în consecință, de puterea curentului din această înfășurare și de cantitatea de curent furnizată de generator consumatorilor. Cu cât este mai mare viteza de rotație și curentul de excitare, cu atât este mai mare tensiunea generatorului, cu atât este mai mare curentul de sarcină, cu atât este mai mică această tensiune. Funcţie regulator de voltaj este de a stabiliza tensiunea atunci când viteza de rotație și sarcina se modifică din cauza efectului asupra curentului de excitație. Anterior se foloseau regulatoare de vibrații, iar apoi cele cu tranzistori de contact. Aceste două tipuri de regulatoare au fost acum complet înlocuite cu unele electronice.

Aspectul regulatoarelor electronice de tensiune

Proiectarea regulatoarelor electronice cu semiconductor poate fi diferită, dar principiul de funcționare al tuturor regulatoarelor este același. Desigur, puteți schimba curentul în circuitul de excitare prin introducerea unui rezistor suplimentar în acest circuit, așa cum s-a făcut în regulatoarele de tensiune de vibrații anterioare, dar această metodă este asociată cu o pierdere de putere în acest rezistor și nu este utilizată în regulatoarele electronice. . Regulatoarele electronice modifică curentul de excitație prin pornirea și oprirea înfășurării de excitație din rețeaua de alimentare, schimbând în același timp durata relativă a timpului de pornire a înfășurării de excitație. Dacă pentru a stabiliza tensiunea este necesară reducerea curentului de excitație, timpul de comutare al înfășurării de excitație este redus, dacă este necesară creșterea acestuia, acesta este mărit.

Dezavantajul acestei opțiuni pentru conectarea regulatorului este că regulatorul menține tensiunea la borna „D+” a generatorului, iar consumatorii, inclusiv bateria, sunt conectați la borna „B+”. În plus, atunci când este pornit în acest fel, regulatorul nu simte o cădere de tensiune în firele de legătură dintre generator și baterie și nu efectuează ajustări la tensiunea generatorului pentru a compensa această cădere. Aceste neajunsuri sunt eliminate în următorul circuit, unde tensiunea către circuitul de intrare al regulatorului este furnizată de la nodul unde ar trebui să fie stabilizat, de obicei acesta este terminalul „B+” al generatorului.

Unele regulatoare de tensiune au proprietatea compensării termice - modificarea tensiunii furnizate bateriei, în funcție de temperatura aerului din compartimentul motor pentru o încărcare optimă a bateriei. Cu cât temperatura aerului este mai scăzută, cu atât este mai mare tensiunea care trebuie furnizată bateriei și invers. Valoarea compensației termice ajunge până la 0,01 V la 1°C.

În 1832, un inventator necunoscut a creat primul generator de curent alternativ multipolar sincron monofazat. Dar în primele dispozitive electronice s-a folosit doar curent continuu, în timp ce curentul alternativ nu și-a putut găsi aplicația practică mult timp. Cu toate acestea, ei au aflat curând că este mult mai practic să folosești curent alternativ, mai degrabă decât curent continuu, adică un curent care își schimbă periodic valoarea și direcția. Avantajele curentului alternativ sunt că este mai convenabil să-l genereze folosind centrale electrice, generatoarele de curent alternativ sunt mai economice și mai ușor de întreținut decât omologii lor care funcționează pe curent continuu. Prin urmare, au fost asamblate motoare electrice AC fiabile, care au găsit imediat o largă aplicație în zonele industriale și casnice. De remarcat că, datorită existenței curentului alternativ și a fenomenelor sale fizice deosebite, au putut apărea invenții precum radioul, magnetofonul și alte echipamente automate și electrice, fără de care este dificil să ne imaginăm viața modernă.

Dispozitiv generator de curent alternativ

Un generator de curent alternativ este un dispozitiv care transformă energia mecanică în energie electrică.

Este format dintr-o parte staționară, care se numește stator sau armătură (vezi figura) și o parte rotativă - un rotor sau inductor. Într-un alternator, rotorul este electromagnetul care furnizează câmpul magnetic care este transmis statorului. Pe suprafața interioară a statorului există depresiuni axiale, așa-numitele șanțuri, în care se află înfășurarea de curent alternativ (conductorul). Statorul generatorului este realizat din foi de oțel presat de 0,35 mm, care sunt izolate cu o peliculă lăcuită. Aceste foi sunt instalate în cadrul dispozitivului. Rotorul este montat în interiorul statorului și este rotit de un motor. Un arbore este una dintre părțile pentru transmiterea cuplului sub influența suporturilor amplasate pe acesta. Pe un arbore comun cu generatorul, există un așa-numit excitator de curent continuu, care furnizează curent continuu înfășurărilor rotorului. Bateria din alternator îndeplinește funcțiile unei baterii de pornire, care are capacitatea de a acumula și stoca energie electrică atunci când există un deficit în absența funcționării motorului și când există o lipsă de putere pe care o dezvoltă generatorul.

Aplicarea generatoarelor de curent alternativ în viață

În ultimii ani, popularitatea utilizării centralelor electrice și a alternatoarelor a crescut semnificativ. Sunt utilizate atât în zonele industriale, cât și în cele casnice. sunt cea mai bună opțiune pentru utilizare în producție, spitale, școli, magazine, birouri, centre de afaceri, precum și pe șantiere, simplificând semnificativ construcția în zonele în care electrificarea este complet absentă. Generatoarele de uz casnic sunt mai practice, compacte și ideale pentru a fi utilizate într-o cabană și o casă de țară. Generatoarele de curent alternativ sunt utilizate pe scară largă în diverse domenii și domenii datorită faptului că pot rezolva multe probleme importante care sunt asociate cu funcționarea instabilă a energiei electrice sau cu absența completă a acesteia.

Serviciu

Aproape orice centrală diesel, indiferent de putere și producător, are 2 componente principale. Acestea sunt un alternator și un motor cu ardere internă. Deoarece este necesară menținerea acestor unități în stare bună de funcționare, în timpul funcționării lor este necesară o anumită listă de lucrări de întreținere obligatorii. Din păcate, marea majoritate a proprietarilor consideră că se pot limita doar la înlocuirea în timp util a uleiului și a filtrului, în timp ce „întreținerea” poate fi efectuată independent. Dar rezultatul acestui lucru este adesea o defecțiune completă a dispozitivului. Drept urmare, nu este greu de concluzionat că este mai ușor și mai ieftin să încredințezi echipamentul unor profesioniști care, datorită cunoștințelor și experienței lor vaste, vor putea crește durata de viață a grupului generator diesel și vor putea reduce costurile în caz de urgență. situatii.

Un generator este unul dintre elementele principale ale echipamentului electric al unei mașini, oferind energie simultană consumatorilor și reîncărcând bateria.

Principiul de funcționare al dispozitivului se bazează pe conversia energiei mecanice care vine de la motor în tensiune.

În combinație cu un regulator de tensiune, unitatea se numește grup electrogen.

Mașinile moderne sunt echipate cu o unitate de curent alternativ care satisface pe deplin toate cerințele menționate.

Dispozitiv generator

Elementele sursei de curent alternativ sunt ascunse într-o singură carcasă, care formează și baza înfășurării statorului.

În procesul de fabricație a carcasei se folosesc aliaje ușoare (cel mai adesea aluminiu și duraluminiu), iar pentru răcire sunt prevăzute găuri pentru a asigura îndepărtarea în timp util a căldurii din înfășurare.

Există rulmenți în părțile din față și din spate ale carcasei, la care este atașat rotorul, elementul principal al sursei de alimentare.

Aproape toate elementele dispozitivului se potrivesc în carcasă. În acest caz, carcasa în sine constă din două capace situate pe partea stângă și dreapta - lângă arborele de antrenare și, respectiv, inelele de control.

Cele două capace sunt conectate unul la altul cu șuruburi speciale din aliaj de aluminiu. Acest metal este ușor și are capacitatea de a disipa căldura.

Un rol la fel de important il are si ansamblul periei, care transmite tensiune inelelor colectoare si asigura functionarea ansamblului.

Produsul este format dintr-o pereche de perii din grafit, două arcuri și un suport pentru perii.

De asemenea, vom acorda atenție elementelor situate în interiorul carcasei:

Care sunt cerințele pentru un generator auto?

Există o serie de cerințe pentru un grup electrogen auto:

Tensiunea la ieșirea dispozitivului și, în consecință, în rețeaua de bord trebuie menținută într-un anumit interval, indiferent de sarcină sau turația arborelui cotit.
Parametrii de ieșire trebuie să fie astfel încât în orice mod de funcționare al mașinii bateria să primească suficientă tensiune de încărcare.

În același timp, fiecare proprietar de mașină ar trebui să acorde o atenție deosebită nivelului și stabilității tensiunii de ieșire. Această cerință se datorează faptului că bateria este sensibilă la astfel de modificări.

De exemplu, dacă tensiunea scade sub normal, bateria nu este încărcată la nivelul necesar. Ca urmare, pot apărea probleme în timpul procesului de pornire a motorului.

In situatia inversa, cand instalatia produce tensiune crescuta, bateria este supraincarcata si se defecteaza mai repede.

Principiul de funcționare al unui generator auto, caracteristicile circuitului

Principiul de funcționare al unității generatoare se bazează pe efectul inducției electromagnetice.

Dacă un flux magnetic trece prin bobină și se modifică, apare o tensiune și se modifică la bornele (în funcție de viteza de schimbare a fluxului). Procesul invers funcționează într-un mod similar.

Deci, pentru a obține fluxul magnetic, trebuie aplicată tensiune bobinei.

Se pare că pentru a crea o tensiune alternativă, sunt necesare două componente:

Bobina (din ea este eliminată tensiunea).
Sursă de câmp magnetic.

Un element la fel de important, așa cum sa menționat mai sus, este rotorul, care acționează ca o sursă a câmpului magnetic.

Sistemul de poli al nodului are un flux magnetic rezidual (chiar și în absența curentului în înfășurare).

Acest parametru este mic, astfel încât poate provoca autoexcitare numai la viteze mari. Din acest motiv, un curent mic este trecut mai întâi prin înfășurarea rotorului, ceea ce asigură magnetizarea dispozitivului.

Lanțul menționat mai sus presupune trecerea curentului din baterie prin lampa de control.

Parametrul principal aici este puterea curentului, care ar trebui să fie în limitele normale. Dacă curentul este prea mare, bateria se va descărca rapid, iar dacă este prea scăzută, riscul de excitare a generatorului la ralanti va crește.

Luând în considerare acești parametri, este selectată puterea becului, care ar trebui să fie de 2-3 W.

De îndată ce tensiunea atinge parametrul necesar, lumina se stinge, iar înfășurările de excitare sunt alimentate de generatorul auto în sine. În acest caz, sursa de alimentare intră în modul de autoexcitare.

Tensiunea este eliminată din înfășurarea statorului, care este realizată într-un design trifazat.

Unitatea este formată din 3 înfășurări individuale (fază) înfășurate după un anumit principiu pe un miez magnetic.

Curenții și tensiunile din înfășurări sunt deplasate cu 120 de grade. În același timp, înfășurările în sine pot fi asamblate în două versiuni - „stea” sau „triunghi”.

Dacă este selectat circuitul delta, curenții de fază din cele 3 înfășurări vor fi de 1,73 ori mai mici decât curentul total furnizat de grupul electrogen.

De aceea, la generatoarele de automobile de mare putere, circuitul „triunghi” este cel mai des utilizat.

Acest lucru se explică exact prin curenți mai mici, datorită cărora este posibilă înfășurarea înfășurării cu un fir cu o secțiune transversală mai mică.

Același fir poate fi folosit și în conexiunile în stea.

Pentru a se asigura că fluxul magnetic creat ajunge la scopul propus și este direcționat către înfășurarea statorului, bobinele sunt amplasate în caneluri speciale în miezul magnetic.

Datorită apariției unui câmp magnetic în înfășurări și în circuitul magnetic al statorului, apar curenți turbionari.

Acțiunea acestuia din urmă duce la încălzirea statorului și la scăderea puterii generatorului. Pentru a reduce acest efect, la fabricarea circuitului magnetic se folosesc plăci de oțel.

Tensiunea generată este furnizată rețelei de bord printr-un grup de diode (punte redresoare), care a fost menționat mai sus.

După deschidere, diodele nu creează rezistență și permit curentului să treacă nestingherit în rețeaua de bord.

Dar cu tensiune inversă I nu este trecut prin. De fapt, rămâne doar semiunda pozitivă.

Unii producători de mașini înlocuiesc diodele cu diode zener pentru a proteja electronicele.

Caracteristica principală a pieselor este capacitatea de a nu trece curent până la un anumit parametru de tensiune (25-30 Volți).

După ce depășește această limită, dioda zener „sparge” și trece curentul invers. În acest caz, tensiunea de pe firul „pozitiv” al generatorului rămâne neschimbată, ceea ce nu prezintă niciun risc pentru dispozitiv.

Apropo, capacitatea unei diode zener de a menține un U constant la terminale chiar și după o „defecțiune” este utilizată în regulatoare.

Ca urmare, după trecerea prin puntea de diode (diode Zener), tensiunea este redresată și devine constantă.

Pentru multe tipuri de grupuri electrogene, înfășurarea de excitație are propriul redresor, asamblat din 3 diode.

Datorită acestei conexiuni, fluxul de curent de descărcare din baterie este exclus.

Diodele asociate înfășurării de câmp funcționează pe un principiu similar și alimentează înfășurarea cu o tensiune constantă.

Aici dispozitivul redresor este format din șase diode, dintre care trei sunt negative.

În timpul funcționării generatorului, curentul de excitație este mai mic decât parametrul furnizat de generatorul auto.

În consecință, pentru a rectifica curentul de pe înfășurarea de excitație, sunt suficiente diode cu un curent nominal de până la doi Amperi.

Pentru comparație, redresoarele de putere au un curent nominal de până la 20-25 de amperi. Dacă este necesară creșterea puterii generatorului, se instalează un alt braț cu diode.

Moduri de operare

Pentru a înțelege caracteristicile de funcționare ale unui generator auto, este important să înțelegeți caracteristicile fiecărui mod:

La pornirea motorului, principalul consumator de energie electrică este demarorul. O caracteristică a modului este crearea unei sarcini crescute, ceea ce duce la o scădere a tensiunii la ieșirea bateriei. Ca urmare, consumatorii consumă curent numai din baterie. De aceea, în acest mod bateria se descarcă cu cea mai mare activitate.
După pornirea motorului, generatorul auto trece în modul sursă de alimentare. Din acest moment, dispozitivul furnizează curentul necesar pentru alimentarea sarcinii din mașină și reîncărcarea bateriei. De îndată ce bateria atinge capacitatea necesară, nivelul curentului de încărcare scade. În acest caz, generatorul continuă să joace rolul sursei principale de alimentare.
După conectarea unei sarcini puternice, de exemplu, aer condiționat, încălzire interioară etc., viteza de rotație a rotorului încetinește. În acest caz, generatorul auto nu mai este capabil să acopere nevoile curente ale mașinii. O parte din sarcină este transferată bateriei, care funcționează în paralel cu sursa de alimentare și începe să se descarce treptat.

Regulator de tensiune - funcții, tipuri, lampă de avertizare

Elementul cheie al grupului electrogen este regulatorul de tensiune - un dispozitiv care menține un nivel sigur de U la ieșirea statorului.

Există două tipuri de astfel de produse:

Hibrid - regulatoare, al căror circuit electric include atât dispozitive electronice, cât și componente radio.
Integrat - dispozitive bazate pe tehnologia microelectronică cu peliculă subțire. În mașinile moderne, această opțiune este cea mai răspândită.

Un element la fel de important este o lampă de control montată pe bord, din care se poate concluziona că există probleme cu regulatorul.

Aprinderea becului în momentul pornirii motorului ar trebui să fie pe termen scurt. Dacă se aprinde constant (când generatorul este în funcțiune), aceasta indică o defecțiune a regulatorului sau a unității în sine, precum și necesitatea reparației.

Subtilități de prindere

Setul generator este fixat folosind un suport special și o conexiune cu șuruburi.

Unitatea în sine este atașată în partea din față a motorului, datorită labelor și ochilor speciali.

Dacă un generator auto are labe speciale, acestea din urmă sunt amplasate pe capacele motorului.

Daca se foloseste o singura laba de fixare, aceasta din urma este asezata doar pe capacul frontal.

În laba instalată în partea din spate, de regulă, există o gaură cu o bucșă distanțier instalată în ea.

Sarcina acestuia din urmă este să elimine decalajul creat între opritor și prindere.

Suport generator Audi A8.

Și astfel unitatea este montată pe un VAZ 21124.

Defecțiuni ale generatorului și modalități de a le elimina

Echipamentul electric al unei mașini tinde să se defecteze. În acest caz, cele mai mari probleme apar cu bateria și generatorul.

Dacă oricare dintre aceste elemente eșuează, funcționarea vehiculului în modul normal de funcționare devine imposibilă sau vehiculul devine complet imobilizat.

Toate defecțiunile generatorului sunt împărțite în două categorii:

Mecanic. În acest caz, apar probleme cu integritatea carcasei, a arcurilor, a transmisiei curea și a altor elemente care nu au legătură cu componenta electrică.
Electric. Acestea includ defecțiuni ale punții de diode, uzura periilor, scurtcircuite în înfășurări, defecțiuni ale releului regulatorului și altele.

Acum să ne uităm la lista de defecte și simptome mai detaliat.

1. Există un curent de încărcare insuficient la ieșire:

2. A doua situație.

Când un alternator de mașină produce nivelul necesar de curent, dar bateria încă nu se încarcă.

Motivele pot fi diferite:

Calitatea slabă a desenului contactului de masă dintre regulator și unitatea principală. În acest caz, verificați calitatea conexiunii de contact.
Defecțiune a releului de tensiune - verificați-l și înlocuiți-l.
Dacă periile sunt uzate sau blocate, înlocuiți-le sau curățați-le de murdărie.
Releul de protecție al regulatorului s-a declanșat din cauza unui scurtcircuit la masă. Soluția este să găsiți locația avariei și să remediați problema.
Alte motive sunt contactele uleioase, defectarea regulatorului de tensiune, scurtcircuit în înfășurările statorului, tensiunea slabă a curelei.

3. Generatorul funcționează, dar face mult zgomot.

Defecțiuni posibile:

Scurtcircuit între spirele statorului.
Uzura scaunului rulmentului.
Slăbirea piuliței scripetelui.
Defecțiune la rulment.

Repararea unui generator auto ar trebui să înceapă întotdeauna cu o diagnosticare precisă a problemei, după care cauza este eliminată prin măsuri preventive sau înlocuirea unității defectuoase.

Practica operațională arată că schimbarea unui alternator auto nu este dificilă, dar pentru a rezolva problema trebuie să urmați o serie de reguli:

Noul dispozitiv trebuie să aibă parametri de viteză curent similari ca unitatea din fabrică.
Indicatorii energetici trebuie să fie identici.
Raporturile de transmisie ale surselor de putere vechi și noi trebuie să se potrivească.
Unitatea care se instalează trebuie să aibă dimensiuni adecvate și să se atașeze ușor la motor.
Circuitele noului și vechiului generator auto trebuie să fie aceleași.

Vă rugăm să rețineți că dispozitivele montate pe mașinile de fabricație străină sunt fixate diferit față de cele autohtone, de exemplu, ca pe un generator TOYOTA COROLLA
și Lada Granta
.

Prin urmare, dacă înlocuiți o unitate străină cu un produs autohton, va trebui să instalați o montură nouă.

Pentru a încheia povestea despre generatoarele auto, merită evidențiate o serie de sfaturi despre ce ar trebui și nu ar trebui să facă proprietarii de mașini în timpul funcționării.

Punctul principal este instalarea, în timpul căreia este important să abordați conexiunea de polaritate cu cea mai mare atenție.

Dacă faceți o greșeală în această problemă, dispozitivul redresor se va rupe și riscul de incendiu crește.

Pornirea motorului cu fire conectate incorect reprezintă un pericol similar.

Pentru a evita problemele în timpul funcționării, ar trebui să respectați o serie de reguli:

Păstrați contactele curate și monitorizați funcționalitatea cablajului electric al vehiculului. Acordați o atenție deosebită fiabilității conexiunii. Dacă sunt utilizate fire de contact proaste, nivelul tensiunii la bord va depăși limita permisă.
Monitorizați tensiunea generatorului. Dacă tensiunea este slabă, sursa de alimentare nu va putea îndeplini sarcinile prevăzute. Dacă strângeți cureaua, acest lucru poate duce la uzura rapidă a rulmenților.
Aruncați firele de la generator și baterie atunci când efectuați lucrări de sudare electrică.
Dacă lampa de control se aprinde și rămâne aprinsă după pornirea motorului, aflați și eliminați cauza.

O atenție deosebită trebuie acordată regulatorului releului, precum și verificării tensiunii la ieșirea sursei de alimentare. În modul de încărcare, acest parametru ar trebui să fie la nivelul de 13,9-14,5 volți.

În plus, verificați din când în când uzura și adecvarea forței periilor generatorului, starea rulmenților și a inelelor colectoare.

Înălțimea periilor trebuie măsurată cu suportul scos. Dacă acesta din urmă este uzat până la 8-10 mm, este necesară înlocuirea.

În ceea ce privește forța arcurilor care țin periile, aceasta ar trebui să fie la nivelul de 4,2 N (pentru VAZ). În același timp, inspectați inelele colectoare - nu ar trebui să existe urme de ulei pe ele.

De asemenea, proprietarul mașinii trebuie să-și amintească o serie de interdicții, și anume:

Nu lăsați mașina cu bateria conectată dacă există suspiciunea unei defecțiuni a punții de diode. În caz contrar, bateria se va descărca rapid și crește riscul unui incendiu de cablare.
Nu verificați funcționarea corectă a generatorului sărind bornele acestuia sau deconectând bateria în timp ce motorul este pornit. În acest caz, pot apărea deteriorări ale componentelor electronice, computerului de bord sau regulatorului de tensiune.
Nu permiteți lichidelor tehnice să intre în contact cu generatorul.
Nu lăsați unitatea pornită dacă bornele bateriei au fost scoase. În caz contrar, acest lucru poate duce la deteriorarea regulatorului de tensiune și a echipamentului electric al mașinii.
Conduceți în timp util.

Cunoscând caracteristicile de funcționare ale generatorului, nuanțele designului său, principalele defecțiuni și subtilități ale reparației, puteți evita multe probleme cu cablarea și bateriile.

Rețineți că generatorul este o unitate complexă care necesită o abordare specială a funcționării.

Este important să-l monitorizați în mod constant, să luați măsuri preventive în timp util și să înlocuiți piesele (dacă este necesar).

Cu această abordare, sursa de alimentare și mașina în sine vor dura foarte mult timp.

Dacă în articol există un videoclip și nu se redă, selectați orice cuvânt cu mouse-ul, apăsați Ctrl+Enter, introduceți orice cuvânt în fereastra care apare și faceți clic pe „TRIMITERE”. Mulțumesc.

Unitatea generatoare este un motor electric conceput pentru a transforma energia mecanică în energie electrică. În funcție de tip și scop, dimensiunile, proiectarea și principiul de funcționare ale generatoarelor de curent alternativ pot diferi.

[Ascunde]

Cum functioneaza un alternator?

Lucrarea generatorului este de a crea o forță electromotoare într-un conductor sub influența unui câmp magnetic în schimbare.

Circuitul și structura unui generator simplu

Prin proiectare, generatorul electric include următoarele elemente:

o componentă inductor rotativă numită cadru;
piesa de perie mobila;
un dispozitiv colector echipat cu perii concepute pentru a elimina tensiunea;
un câmp magnetic;
inele colectoare.

Schema celui mai simplu dispozitiv generator de curent alternativ

Principiul de funcționare

Formarea forței electromotoare în înfășurările mecanismului statorului are loc după apariția câmpului electric. Acesta din urmă se caracterizează prin formațiuni de vortex. Aceste procese apar ca urmare a modificărilor fluxului magnetic. Mai mult, acesta din urmă se modifică datorită rotației rapide a mecanismului rotorului.

Curentul de la acesta intră în circuitul electric prin elemente de contact realizate sub formă de piese de alunecare. Pentru a simplifica trecerea tensiunii, inelele sunt conectate la capetele înfășurării. Elementele de perie fixe sunt conectate la aceste componente de contact. Cu ajutorul lor, apare o conexiune între cablajul electric și înfășurarea dispozitivului rotor.

În spirele elementului magnetic se formează un câmp și în el se formează un curent mic. În comparație cu tensiunea pe care o produce cel mai simplu grup electrogen față de un circuit electric extern. Dacă nodul este caracterizat de putere scăzută, atunci câmpul din el este format dintr-un magnet permanent care se poate roti. Datorită acestui dispozitiv și principiului de funcționare al alternatorului, întregul sistem este simplificat. Prin urmare, periile și elementele de contact pot fi îndepărtate din structură.

Canalul „Top Generators” a arătat clar și schematic în videoclip principiul de funcționare al unității.

Principalele tipuri de generatoare de curent alternativ

Printre ele, dispozitivele care permit generarea de tensiune sunt împărțite în sincrone și asincrone. Ele pot fi folosite în diverse sfere ale vieții, dar vor funcționa după diferite principii.

Generator sincron

Una dintre proprietățile acestui tip de dispozitiv este că frecvența curentului pe care îl produce este proporțională cu viteza de rotație a mecanismului rotorului.

Unitățile sincrone sunt împărțite în mai multe tipuri:

Frecvență crescută. Principiul de funcționare al dispozitivului se bazează pe procesul de modificare a fluxului magnetic, realizat prin rotirea mecanismului rotorului față de un stator staționar. Acest tip de unitate este utilizat în principal pentru alimentarea antenelor stațiilor cu unde lungi la o distanță de până la 3 km. Nu va fi posibilă conectarea dispozitivelor pentru a lucra cu unde mai scurte, deoarece este necesară creșterea frecvenței.
Unitățile de hidroturbine funcționează prin activarea unei turbine hidraulice, care antrenează unitatea. În astfel de dispozitive, mecanismul rotorului este montat pe aceeași scripete cu roata elementului turbină. Puterea sa poate fi de până la 100 mii kW dacă viteza de rotație este de 1500 rpm și tensiunea este de până la 16 mii V. În ceea ce privește greutatea și dimensiunile, acest tip de unitate este considerat cel mai mare, deoarece diametrul unui rotor este de 15 metri. Cantitatea de putere de rotație a turbinei este influențată de trei parametri: viteza de rotație, lungimea liniei de alimentare și cuplul volantului mecanismului rotorului.
Unități de turbină cu abur care sunt antrenate prin activarea unei turbine cu abur. Acest tip de dispozitive funcționează la o viteză de rotație de 1,5-3 mii de rotații pe minut și sunt disponibile în două și patru căi. Mecanismul rotorului este realizat sub forma unui cilindru mare de fier echipat cu caneluri dreptunghiulare în interiorul elementului; Carcasa dispozitivului stator este întotdeauna dintr-o singură bucată și din oțel. Diametrul total al unității este de până la 1 metru, dar lungimea rotorului său poate fi de până la 6,5 m.

Circuit și dispozitiv

Unitatea sincronă include structural două elemente principale:

Rotor. Aceasta este o componentă mobilă a echipamentului. Este conceput pentru a transforma un sistem de magneți electrici rotativi care sunt alimentați de o sursă externă.
Mecanism stator sau componentă staționară a unității. În înfășurarea acestui dispozitiv, prin formarea unui câmp magnetic, apare un EMF, care merge la circuitul electric extern al echipamentului. Datorită acestor caracteristici de proiectare, contactele glisante nu sunt utilizate în circuitele de sarcină ale generatoarelor electrice sincrone. Fluxul magnetic din echipament, care apare prin rotația rotorului, este excitat de la o sursă terță parte. Acesta din urmă este montat pe un arbore comun sau poate fi conectat la acesta cu ajutorul unui cuplaj sau curea de transmisie.

Structura schematică a unui grup electrogen sincron

Caracteristicile muncii

Principiul de funcționare poate diferi ușor în funcție de tipul de dispozitiv - pol salient sau non-salient. Numărul de perechi de elemente polare ale mecanismului rotorului este determinat de viteza de rotație a unității. Dacă frecvența EMF rezultată este de 50 Hz, atunci la 3 mii de rpm dispozitivul cu poli nesălient are o pereche de poli. În unitățile cu poli saliente care se rotesc la 50-750 rpm, numărul de perechi de elemente poli va fi de la 60 la 4.

În unitățile sincrone de putere mică, înfășurarea de excitație este alimentată prin acțiunea curentului redresat. Circuitul electric apare ca urmare a activării dispozitivelor transformatoare care fac parte din circuitul de sarcină comun al nodului. De asemenea, include o unitate redresor cu semiconductor, care poate fi asamblată conform oricărui circuit, dar de obicei ca o punte trifazată. Circuitul electric principal include înfășurarea de excitație a unității cu un dispozitiv de reglare reostat.

Procedura de autoexcitare a echipamentului este următoarea:

La pornirea instalației, în componenta magnetică se formează un mic EMF, acest lucru se întâmplă din cauza fenomenului de inducție reziduală. În același timp, curentul apare în înfășurarea de lucru a unității.
Ca rezultat, se formează un EMF în înfășurările electrice secundare ale dispozitivelor transformatoare. Și un curent mic apare în circuitul electric, ceea ce îmbunătățește inducția generală a câmpului magnetic.
Parametrul EMF este crescut până când sistemul magnetic al unității este complet excitat.

Generator asincron

O astfel de unitate este un dispozitiv care produce energie electrică folosind principiul de funcționare al unui motor asincron. Acest tip de unități se numește inducție. Un dispozitiv asincron asigură rotirea rapidă a mecanismului rotorului, iar viteza de rotație a acestuia este mult mai mare decât cea sincronă. Un motor simplu poate fi folosit ca grup electrogen fără setări suplimentare.

Unitățile asincrone sunt utilizate în diferite domenii:

pentru motoarele centralelor eoliene;
pentru alimentarea autonomă cu energie electrică a spațiilor rezidențiale și caselor private sau ca centrale hidroelectrice în miniatură;
pentru unități de sudură cu invertor;
pentru a organiza alimentarea neîntreruptibilă din curent alternativ.

Circuit și dispozitiv

Conexiunea schematică a unei unități asincrone

Componentele principale ale acestui tip de dispozitiv sunt mecanismul statorului și rotorul. Primul este staționar, iar al doilea se derulează în interiorul lui. Rotorul este separat de mecanismul statorului printr-un spațiu de aer. Pentru a reduce amploarea curenților turbionari, miezurile elementelor constitutive sunt realizate din foi separate de oțel electric. Grosimea lor, în funcție de producător, poate varia de la 0,35 la 0,5 mm. Foile în sine sunt oxidate în timpul producției, adică sunt supuse unui tratament termic, ceea ce le crește rezistența la suprafață.

Miezul mecanismului statorului este instalat în interiorul cadrului, care este partea exterioară a unității. Există caneluri în interiorul piesei care conțin înfășurarea. Înfășurarea electrică a statorului este adesea făcută din bobine cu un pas mic. Se bazează pe un conductor de cupru izolat.

Caracteristicile muncii

Tipul de motor asincron produce energie electrică la o viteză crescută de rotație a mecanismului rotorului. Acest parametru este întotdeauna mai mare decât cel al unităților sincrone. Va fi necesar un cuplu foarte mare pentru a roti dispozitivul rotorului și a genera electricitate. Dacă motorul folosește așa-numitul ralanti etern, aceasta va asigura o viteză egală de pornire pe toată durata de viață a instalației.

Scheme de conectare

În funcție de numărul de faze utilizate, toate grupurile electrogene sunt împărțite în două grupe:

fază singulară;
trei faze.

Generator monofazat

Schema de conectare a echipamentelor monofazate

Acest tip de dispozitiv este folosit pentru a lucra cu orice consumatori de energie electrică, principalul lucru este că sunt monofazați.

Cele mai simple modele constau din:

camp magnetic;
cadru de defilare;
dispozitiv colector conceput pentru a scurge curentul.

Datorită prezenței acestuia din urmă, ca urmare a defilării cadrului prin perii, se formează un contact constant cu cadrul. Parametrii curentului, care se modifică ținând cont de legea armonică, vor fi diferiți și se transmit ansamblului periei, precum și circuitului consumatorului de tensiune. Astăzi, unitățile monofazate sunt cel mai popular tip de sursă de energie autonomă. Ele pot fi folosite pentru a conecta aproape toate aparatele electrocasnice.

Generator trifazat

Acest tip de dispozitiv aparține clasei de unități universale, dar mai scumpe. O caracteristică distinctivă a generatoarelor trifazate este nevoia de întreținere constantă și costisitoare. În ciuda acestui fapt, acest tip de instalare este cel mai răspândit.

Acest lucru se datorează următoarelor avantaje:

Unitatea se bazează pe un câmp magnetic circular rotativ. Acest lucru oferă oportunitatea pentru economii bune în dezvoltarea echipamentelor.
Generatoarele trifazate constau dintr-un sistem echilibrat. Acest lucru asigură durata de viață a unității în ansamblu.
În funcționarea unui dispozitiv trifazat, două tensiuni sunt utilizate simultan - liniar și fază. Ambele sunt utilizate într-un singur sistem.
Unul dintre principalele avantaje este creșterea performanței economice. Acest lucru asigură o reducere a consumului de material al cablurilor de alimentare, precum și al unităților de transformare. Datorită acestei caracteristici, procedura de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi este simplificată.

Schema de conectare în stea

Acest tip de conexiune implică conectarea electrică a capetelor înfășurărilor la un anumit punct, care se numește „zero”. La realizarea acestei conexiuni, sarcina poate fi alimentată la unitatea generatoare prin trei sau patru cabluri. Conductoarele de la începutul înfășurărilor sunt considerate liniare. Și cablul principal care vine din punctul zero este zero. Parametrul de tensiune dintre conductori este considerat liniar (această valoare este de 1,73 ori mai mare decât valoarea fazei).

Circuit stea pentru conectarea echipamentelor trifazate

Una dintre principalele caracteristici ale acestei opțiuni este egalitatea curenților. Tipul stea cu patru fire cu un cablu neutru este considerat cel mai comun. Utilizarea sa ajută la prevenirea dezechilibrului de fază la conectarea unei sarcini asimetrice. De exemplu, dacă este activ pe un contact și reactiv sau capacitiv pe celălalt. Atunci când utilizați această opțiune, este asigurată protecția maximă a echipamentelor electrice pornite.

Scheme de conectare Delta

Această metodă de conectare este o conexiune în serie a înfășurărilor unei unități trifazate. Sfârșitul primei înfășurări trebuie să fie conectat la începutul celui de-al doilea, iar contactul său la al treilea. Apoi conductorul de la înfășurarea numărul 3 este conectat la începutul primului element.

Cu această schemă, cablurile liniare sunt deviate de la punctele de conectare ale înfășurărilor. Parametrul de tensiune liniară corespunde ca mărime tensiunii de fază. Și valoarea primului curent este de 1,73 ori mai mare decât a celui de-al doilea. Proprietățile descrise sunt relevante numai în cazul unei sarcini uniforme de fază. Dacă este neuniform, atunci parametrii trebuie recalculați grafic sau analitic.

Scheme electrice ale conexiunilor „triunghiulare” ale unității

Caracteristici ale generatoarelor cu diferite tipuri de motoare

Instalațiile auto și cele menajere pot fi împărțite între ele în funcție de tipul de combustibil cu care funcționează. Unitatea generatoare poate funcționa cu benzină sau motorină.

Generatoare pe benzină

În astfel de dispozitive, sursa de energie mecanică este motorul. Unitatea aparține clasei de motoare cu ardere internă cu carburator cu patru pini. Generatoarele pe benzină folosesc motoare de 1-6 kW. La vânzare puteți găsi unități proiectate să funcționeze la 10 kW cu ajutorul lor, puteți furniza energie tuturor aparatelor de iluminat și electrice dintr-o locuință privată;

Generatoarele pe benzină se laudă cu costuri reduse și cu o durată lungă de viață, deși sunt puțin mai mici în comparație cu cele diesel. Alegerea unității se face ținând cont de sarcinile sub care va funcționa. Dacă unitatea funcționează cu un curent de pornire mare și este utilizată pentru sudarea electrică, atunci este mai bine să acordați preferință dispozitivelor sincrone. Atunci când alegeți un tip de unitate asincron, motorul va fi capabil să facă față curenților de pornire. Dar este important ca generatorul să fie complet încărcat, altfel combustibilul va fi irosit.

Postul Olifer TV a vorbit despre alegerea unităților pentru o locuință privată în funcție de tipul de combustibil pe care va fi folosit.

Generatoare diesel

Această unitate este condusă de un motor diesel.

Se bazeaza pe:

componenta mecanica;
panou cu butoane pentru control;
sistem de alimentare cu combustibil;
unitate de racire;
sistem de ungere pentru frecarea componentelor și ansamblurilor.

Puterea generatorului este complet determinată de un parametru similar al motorului însuși. Dacă este scăzut, de exemplu, pentru alimentarea echipamentelor electrice de uz casnic, atunci este mai bine să acordați preferință unităților pe benzină. Este recomandabil să folosiți unități de tip diesel acolo unde este necesară o putere mare. Motoarele cu ardere internă sunt utilizate de obicei cu supape deasupra capului. Au dimensiuni mai compacte și foarte fiabile.

În plus, motoarele diesel cu ardere internă în timpul funcționării emit gaze mai puțin toxice, care sunt periculoase pentru sănătatea umană și sunt mai ușor de reparat. Experții recomandă să acordați prioritate unităților al căror corp este din oțel, deoarece plasticul are o durată de viață mai scurtă.

Seturile generatoare diesel care nu sunt echipate cu perii sunt mai fiabile.

Tensiunea pe care o produc este mai stabilă. În medie, dacă rezervorul este umplut la capacitate maximă cu motorină, acest lucru va asigura că generatorul poate funcționa timp de șapte ore. Dacă unitatea este instalată permanent, designul său poate fi completat cu un rezervor extern pentru umplerea combustibilului.

Canalul Current Factory a demonstrat funcționarea unei unități diesel folosite pentru a furniza energie unei locuințe private.

Generatoare cu invertor

Producția de energie electrică se realizează în același mod ca la orice model clasic de generator. În primul rând, se generează curent alternativ. Este rectificat și alimentat unității invertorului, iar apoi convertit din nou în variabil, doar cu parametrii tehnici necesari.

Unitatea se bazează pe un modul electronic, care include:

unitate redresor;
dispozitiv cu microprocesor;
mecanism de conversie.

În funcție de tipul tensiunii de ieșire, unitățile invertoare pot fi împărțite în:

Dreptunghiular. Acest tip de dispozitiv este considerat cel mai ieftin. Energia sa este suficientă doar pentru a alimenta unelte electrice și dispozitive cu putere redusă.
Dispozitive cu semnal trapezoidal. Poate fi folosit pentru a alimenta majoritatea aparatelor electrice, cu excepția echipamentelor extrem de sensibile. Costul acestor unități este mediu.
Dispozitive care funcționează cu tensiune sinusoidală. Astfel de generatoare se caracterizează prin caracteristici stabile și sunt potrivite pentru majoritatea aparatelor electrice.

Unitățile invertoare pot funcționa fără întrerupere sau intermitent. Obiectele de consum de energie sunt de obicei instituții în care supratensiunile nu pot fi tolerate.

Principalele avantaje ale instalațiilor cu invertor:

dimensiuni și greutate reduse;
consum redus de combustibil ca urmare a ajustării producției unei anumite cantități de energie electrică necesară la un anumit moment;
unitățile invertoare pot funcționa pentru o perioadă scurtă de timp cu suprasarcină.

costul ridicat al dispozitivelor în comparație cu versiunile clasice de grupuri electrogene;
sensibilitate crescută la schimbările de temperatură în componenta electronică;
nivel scăzut de putere de instalare;
reparație costisitoare a modulului electronic dacă se defectează.

Utilizarea dispozitivelor cu invertor este relevantă atunci când puterea necesară nu este mai mare de 6 kW. Dacă unitatea va fi utilizată în mod continuu, atunci este mai bine să acordați preferință tipului clasic.

Canalul „Garage Kakhovka” a testat o instalație de benzină de clasă invertor de la producătorul „PiloD”.

Cum să faci un alternator cu propriile mâini

Pentru a vă crea propria unitate asincronă veți avea nevoie de următoarele:

Motor. Puteți construi singur motorul, dar această procedură necesită prea mult timp și necesită multă muncă. Prin urmare, este mai bine să utilizați o unitate din echipamente electrice de uz casnic vechi, care nu funcționează. Cea mai bună opțiune ar fi să folosiți un motor de la o pompă de drenaj, o mașină de spălat sau un aspirator.
Mecanismul statorului. Se recomandă achiziționarea unui dispozitiv gata făcut, echipat cu înfășurare.
Set de fire electrice.
Bandă izolatoare, este permisă utilizarea tubului termocontractabil.
Unitate transformator sau redresor. Acest element va fi necesar dacă ieșirea generatorului de curent alternativ are o putere diferită.

Înainte de a începe lucrul, trebuie să faceți mai multe manipulări care vă vor permite să calculați corect parametrul de putere al unității:

Motorul în uz este conectat la rețeaua electrică pentru a determina viteza de rotație. Pentru a efectua această sarcină, veți avea nevoie de un dispozitiv special - un turometru. După citirea informațiilor, valoarea rezultată trebuie notă și adăugată încă 10%. Aceasta este o valoare compensatorie. Adăugarea a 10% la viteza de rotație va preveni supraîncălzirea unității în timpul funcționării.
Selectarea elementelor condensatoarelor se efectuează ținând cont de valoarea de putere necesară. Dacă aveți dificultăți în această etapă, puteți utiliza tabelul.
Grupul electrogen produce energie electrică în timpul funcționării, așa că este necesar să vă gândiți în prealabil la împământarea dispozitivului. În absența sa și izolația de proastă calitate, unitatea nu numai că se va uza mai repede, dar poate reprezenta și un pericol pentru oameni.
După pregătire, se efectuează procedura de asamblare, nu necesită mult efort. Elementele condensatorului sunt conectate la motorul care va fi folosit în bază în conformitate cu diagrama. Indică ordinea în care sunt conectate componentele. Trebuie luat în considerare faptul că valoarea capacității fiecărei părți a condensatorului corespunde dispozitivului anterior.

Schema de asamblare a unui alternator simplu Tabel pentru selectarea capacității condensatorului pentru unitate

Unitatea rezultată poate furniza energie pentru un ferăstrău electric, ferăstrău circular sau polizor, adică orice unealtă cu putere redusă.

Când utilizați un alternator de casă, nu trebuie să lăsați motorul să se supraîncălzească, altfel acest lucru va duce la defectarea acestuia și chiar la explozie.

În timpul procesului de asamblare și operare, trebuie luate în considerare următoarele nuanțe:

Dacă eficiența scade direct proporțional cu durata de funcționare, acest lucru este normal. Această nuanță se datorează faptului că, periodic, grupul electrogen trebuie să se odihnească și să se răcească. Este important să reduceți din când în când temperatura motorului la 40 de grade Celsius.
Deoarece designul simplu al dispozitivului nu utilizează automatizarea, consumatorul trebuie să controleze el însuși toate procesele de funcționare a dispozitivului. Din când în când, este necesar să conectați echipamentele de măsurare la unitate - un turometru, un voltmetru.
Înainte de asamblare, trebuie să selectați aparatele electrice corecte în conformitate cu calculul parametrilor și proprietăților sale tehnice. Schema dată este cea mai simplă în ceea ce privește implementarea.

Video „Principiul de funcționare al unui dispozitiv generator”

Canalul Halyk Smart a vorbit despre nuanțele funcționării unei unități AC.