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.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Генератор постоянного тока. Принцип работы, применение.

Современные условия развития производственной сферы предполагают использование большого количества электроэнергии в различных ее видах. Как правило, мы слышим о широком распространении и востребованности переменного тока, однако, во многих сферах используется и постоянный.

Для его получения используется особый вид энергогенерирующего оборудования – генератор постоянного тока. Данное устройство строится на принципе преобразования механической энергии в электрическую.

Как и другим источникам энергии, генератору постоянного тока свойственны такие основные характеристики, как:

• Номинальное напряжение;
• Номинальный ток;
• Мощность;
• Частота вращения.

В частности, показатели мощности таких установок могут очень существенно колебаться и находятся в диапазоне от нескольких КВт до 10 МВт.

Устройства данного типа, в свою очередь, подразделяются на 2 основные группы в зависимости от способа возбуждения:

• Генераторы с независимым возбуждением;
• Генераторы с самовозбуждением.

В первом случае обмотка возбуждения питается от посторонних источников энергии в виде вспомогательных генераторов или аккумуляторов. Также при небольших мощностях в качестве источника питания используется магнитоэлектрический принцип.

Во втором случае обмотка питается от энергии, вырабатываемой самим генератором.

Устройство генератора постоянного тока

Принципом, на котором основывается работа генератора постоянного тока, является электромагнитная индукция и устройство самой установки включает в себя несколько основных узлов.

• Неподвижная индуктирующая часть;
• Вращающаяся индуктируемая часть – якорь.

Неподвижная часть включает главные и дополнительные полюса, а также станину. Полюса представляют собой стальные сердечники с размещенными на них катушками с обмоткой возбуждения, как правило, из медного провода.

Вращающийся якорь включает стальной сердечник с медной обмоткой и коллектор.

Впоследствии при работе установки постоянный ток проводится через обмотку возбуждения и происходит образование магнитного потока полюсов.

Обе части генератора объединяются в одну цепь при помощи специальных неподвижных щеток из графита или графитного сплава.

Применение генераторов постоянного тока в жизни

Во многих сферах промышленности широко используются источники постоянного тока, что обусловлено особенностями технологического процесса и на сегодня является безальтернативным вариантом.

В частности, востребованы генераторы постоянного тока в электролизной промышленности, металлургии. Кроме того, часто такие установки применяют на судах, тепловозах, трамваях и в других направлениях транспортной сфере.

В металлургии установки постоянного тока необходимы для использования в работе прокатных станов.

Генератор постоянного тока устройство и принцип действия

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

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

Устройство и принцип работы

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

Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

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

Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e₁ = Blvsinw t; e₂ = -Blvsinw t; , где B – магнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, t – время, w t – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.

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

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

Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

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

Рис. 3. Ротор генератора

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

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

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

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

Рис. 4. Двигатель постоянного тока

Классификация

Различают два вида генераторов постоянного тока:

• с независимым возбуждением обмоток;
• с самовозбуждением.

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

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

Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

С параллельным возбуждением

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

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

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

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

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

С независимым возбуждением

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

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

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

С последовательным возбуждением

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

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

Со смешанным возбуждением

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

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

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

Технические характеристики генератора постоянного тока

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

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

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

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

Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

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

Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

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

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

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

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

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

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

Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

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

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

Реакция якоря

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

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

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

Мощность

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

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

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

Применение

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

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

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

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

Генератор постоянного тока – это электрическая машина, производящая напряжение постоянной величины.

За этим вполне банальным определением кроется очень сложное устройство, являющееся практически совершенством технической мысли. Ведь с момента изобретения в конце XIX века устройство генератора постоянного тока не претерпело существенных изменений.

Никакая энергия не возникает просто так, ниоткуда. Она — всегда порождение другой силы. Это касается и электрического тока. Чтобы он возник, нужно магнитное поле, позволяющее использовать эффект электромагнитной индукции — возбуждение ЭДС во вращающемся проводнике.

Принцип работы генератора постоянного тока

Если к концам петли проводника, внутри которой вращается постоянный магнит, подключить нагрузку, то в ней потечет переменный ток. Произойдет это потому, что полюса магнита меняются местами. На этом эффекте основан принцип работы генераторов переменного тока, являющихся братьями-близнецами машин постоянного напряжения.

Вся хитрость, благодаря которой получаемый ток не меняет направления, заключается в том, чтобы успевать коммутировать точки подключения нагрузки с той же скоростью, с какой вращается магнит. Осуществить эту задачу может только коллектор – особое устройство, состоящее из нескольких токопроводящих секторов, разделенных диэлектрическими пластинами. Оно закрепляется на якоре электрической машины и вращается синхронно с ним.

Съем электрической энергии с якоря осуществляется щетками – кусочками графита, имеющего высокую электропроводность и низкий коэффициент трения скольжения. В тот момент, когда токопроводящие сектора коллектора меняются местами, индуцируемая ЭДС становится нулевой, но изменить знак она не успевает, поскольку щетка передана токосъемному сектору, подключенному к другому концу проводника.

Как находить возможные неисправности генераторов и чинить их — подскажет подробная инструкция.

В результате, на выходе устройства получается пульсирующее напряжение одной величины. Чтобы сгладить пульсацию напряжения используется несколько якорных обмоток. Чем их больше, тем меньше броски напряжения на выходе генератора. Количество токосъемных секторов на коллекторе всегда в два раза больше, чем обмоток якоря.

Съем генерируемого напряжения с обмотки якоря, а не статора, является коренным отличием машины постоянного тока от переменного. Это же предопределило и их существенный недостаток: потери на трение между щетками и коллектором, искрение и нагрев.

Выясняем, как устроен агрегат

Как любая электрическая машина, генератор постоянного тока состоит из якоря и статора.

Якорь собирается из стальных пластин с углублениями, в которые укладываются обмотки. Их концы подсоединяются к коллектору, состоящему из медных пластин, разделенных диэлектриком. Коллектор, якорь с обмотками и вал электрической машины после сборки становятся единым целым.

Статор генератора является одновременно и его корпусом, на внутренней поверхности которого закрепляется несколько пар постоянных или электрических магнитов. Обычно используются электрические, сердечники которых могут быть отлиты вместе с корпусом (для машин малой мощности) или набраны из металлических пластин.

Также на корпусе предусматривается место для крепления токосъемных щеток.
В зависимости от количества полюсов магнитов на статоре меняется и количество графитовых элементов. Сколько пар полюсов, столько и щеток.

Типы подключения электрических магнитов статора

Генераторы постоянного тока различаются по типу подключения электрических магнитов статора. Они могут быть:

• с независимым возбуждением;
• параллельным;
• последовательным.

При независимом возбуждении электрические магниты статора подключаются к автономному источнику постоянного тока. Обычно это делается через реостат. Достоинством такой схемы является возможность регулировки генерируемой электрической мощности в широких пределах. Недостатком – необходимость иметь дополнительный источник питания.

Остальные два способа являются частными случаями самовозбуждения генератора, которое возможно при небольшом остаточном магнетизме статора. При параллельной работе генератора постоянного тока электромагниты статора питаются частью генерируемого напряжения. Это самая распространенная схема.

С принципами работы симисторов познакомит эта статья. Как на таких полупроводниках собрать регулятор мощности, можно узнать тут.

При последовательном возбуждении цепь электромагнитов включается последовательно с нагрузочной цепью якоря. Величина тока, протекающего по электромагнитам, существенно зависит от нагрузки генератора. Поэтому такая схема используется только для подключения тяговых двигателей постоянного тока, которые при торможении переходят в режим генерации.

Применяется и смешанная схема подключения обмотки возбуждения – параллельно-последовательная. Для этого на каждом полюсе электромагнита должно быть две изолированные обмотки (включаемая последовательно обычно состоит всего из двух–трех витков). Такие электрические машины применяются в том случае, если требуется ограничить ток короткого замыкания в нагрузке. Например, в мобильных сварочных агрегатах.
Наличие коллекторно-щеточного узла существенно усложняет конструкцию электрической машины. Кроме того, передача генерируемой энергии через него осуществляется с большими потерями и физическими нагрузками. Поэтому, там где это возможно, машины постоянного тока заменяют асинхронными генераторами с выпрямительным мостом. Таковы, например, все автомобильные источники электроэнергии.

Устройство и принцип работы генератора постоянного тока на видео

Принцип действия генератора постоянного тока

Работа генератора основана на использовании закона электромагнитной индукции, согласно которому в проводнике, движущемся в магнитном поле и пересекающем магнитный поток, индуцируется э д. с.

Одной из основных частей машины постоянного тока является магнитопровод, по которому замыкается магнитный поток. Магнитная цепь машины постоянного тока (рис. 1) состоит из неподвижной части — статора 1 и вращающейся части — ротора 4. Статор представляет собой стальной корпус, к которому крепятся другие детали машины, в том числе магнитные полюсы 2. На магнитные полюсы насаживается обмотка возбуждения 3, питаемая постоянным током и создающая основной магнитный поток Ф0.

Рис. 1. Магнитная цепь машины постоянного тока с четырьмя полюсами

Рис. 2. Листы, из которых набирают магнитную цепь ротора: а — с открытыми пазами, б — с полузакрытыми пазами

Ротор машины набирают из стальных штампованных листов с пазами по окружности и с отверстиями для вала и вентиляции (рис. 2). В пазы (5 на рис. 1) ротора закладывается рабочая обмотка машины постоянного тока, т. е. обмотка, в которой основным магнитным потоком индуцируется э. д. с. Эту обмотку называют обмоткой якоря (поэтому ротор машины постоянного тока принято называть якорем).

Значение э. д. с. генератора постоянного тока может изменяться, но ее полярность остается постоянной. Принцип действия генератора постоянного тока показан на рис. 3.

Полюсы постоянного магнита создают магнитный поток. Представим, что обмотка якоря состоит из одного витка, концы которого присоединены к различным полукольцам, изолированным друг от друга. Эти полукольца образуют коллектор, который вращается вместе с витком обмотки якоря. По коллектору при этом скользят неподвижные щетки.

При вращении витка в магнитном поле в нем индуцируется э. д. с

где В — магнитная индукция, l — длина проводника, v — его линейная скорость.

Когда плоскость витка совпадает с плоскостью осевой линии полюсов (виток расположен вертикально), проводники пересекают максимальный магнитный поток и в них индуцируется максимальное значение э. д. с. Когда виток занимает горизонтальное положение, э. д. с. в проводниках равна нулю.

Направление э. д. с. в проводнике определяется по правилу правой руки (на рис. 3 оно показано стрелками). Когда при вращении витка проводник переходит под другой полюс, направление э. д. с. в нем меняется на обратное. Но так как вместе с витком вращается коллектор, а щетки неподвижны, то с верхней щеткой всегда соединен проводник, находящийся под северным полюсом, э. д. с. которого направлена от щетки. В результате полярность щеток остается неизменной, а следовательно, остается неизменной по направлению э. д. с. на щетках — е_щ (рис. 4).

Рис. 3. Простейший генератор постоянного тока

Рис. 4. Изменение во времени э.д.с. простейшего генератора постоянного тока

Хотя э. д. с. простейшего генератора постоянного тока постоянна по направлению, по значению она изменяется, принимая за один оборот витка два раза максимальное и два раза нулевое значения. Э. д. с. с такой большой пульсацией непригодна для большинства приемников постоянного тока и в строгом смысле слова ее нельзя назвать постоянной.

Для уменьшения пульсаций обмотку якоря генератора постоянного тока выполняют из большого числа витков (катушек), а коллектор — из большого числа коллекторных пластин, изолированных друг от друга.

Рассмотрим процесс сглаживания пульсаций на примере обмотки кольцевого якоря (рис. 5), состоящей из четырех катушек (1, 2, 3, 4), по два витка в каждой. Якорь вращается по направлению часовой стрелки с частотой n и в проводниках обмотки якоря, расположенных на внешней стороне якоря, индуцируется э. д. с. (направление показано стрелками).

Обмотка якоря представляет собой замкнутую цепь, состоящую из последовательно соединенных витков. Но относительно щеток обмотка якоря представляет собой две параллельные ветви. На рис. 5, а одна параллельная ветвь состоит из катушки 2, вторая — из катушки 4 (в катушках 1 и 3 э. д. с. не индуцируется, и они обеими концами соединены с одной щеткой). На рис. 5, б якорь показан в положении, которое он занимает через 1/8 оборота. В этом положении одна параллельная ветвь обмотки якоря состоит из последовательно включенных катушек 1 и 2, а вторая — из последовательно включенных катушек 3 и 4.

Рис. 5. Схема простейшего генератора постоянного тока с кольцевым якорем

Каждая катушка при вращении якоря по отношению к щеткам имеет постоянную полярность. Изменение э. д. с. катушек во времени при вращении якоря показано на рис. 6, а. Э. д. с. на щетках равна э. д. с. каждой параллельной ветви обмотки якоря. Из рис. 5 видно, что э. д. с. параллельной ветви равна или э. д. с. одной катушки, или сумме э. д. с. двух соседних катушек:

В результате этого пульсации э. д. с. обмотки якоря заметно уменьшаются (рис. 6, б). При увеличении числа витков и коллекторных пластин можно получить практически постоянную э. д. с. обмотки якоря.

Конструкция генераторов постоянного тока

В процессе технического прогресса в электромашиностроении конструктивный вид машин постоянного тока изменяется, хотя основные детали остаются теми же.

Рассмотрим устройство одного из типов машин постоянного тока, выпускаемых промышленностью. Как указывалось, основными частями машины являются статор и якорь. Статор 6 (рис 7), изготовленный в виде стального цилиндра, служит как для крепления других деталей, так и для защиты от механических повреждений и является неподвижной частью магнитной цепи.

К статору крепятся магнитные полюсы 4, которые могут представлять собой постоянные магниты (у машин малой мощности) или электромагниты. В последнем случае на полюсы насаживается обмотка возбуждения 5, питаемая постоянным током и создающая неподвижный относительно статора магнитный поток.

При большом числе полюсов их обмотки включают параллельно или последовательно, но так, чтобы северный и южный полюсы чередовались (см. рис. 1). Между главными полюсами располагаются добавочные полюсы со своими обмотками. К статору крепятся подшипниковые щиты 7 (рис. 7).

Якорь 3 машины постоянного тока набирается из листовой стали (см. рис. 2) для уменьшения потерь мощности и от вихревых токов. Листы изолируются друг от друга. Якорь является подвижной (вращающейся) частью магнитопровода машины. В пазы якоря укладывается обмотка якоря, или рабочая обмотка 9.

Рис. 6. Изменение во времени э.д.с катушек и обмотки кольцевого якоря

В настоящее время выпускаются машины с якорем и обмоткой барабанного типа. Рассмотренная ранее обмотка кольцевого якоря имеет недостаток, заключающийся в том, что э. д. с. индуцируется только в проводниках, расположенных на внешней поверхности якоря. Следовательно, активными являются только половина проводников. В обмотке барабанного якоря все проводники — активные, т. е. для создания той же э. д. с, что и в машине с кольцевым якорем, требуется почти в два раза меньше проводникового материала.

Расположенные в пазах проводники обмотки якоря соединяются между собой лобовыми частями витков. В каждом пазу обычно располагается несколько проводников. Проводники одного паза соединяются с проводниками другого паза, образуя последовательное соединение, называемое катушкой или секцией. Секции соединяются последовательно и образуют замкнутую цепь. Последовательность соединения должна быть такой, чтобы э. д. с. в проводниках, входящих в одну параллельную ветвь, имели одинаковое направление.

На рис. 8 показана простейшая обмотка якоря барабанного типа двухполюсной машины. Сплошными линиями показано соединение секций друг с другом со стороны коллектора, а пунктирными — лобовые соединения проводников с противоположной стороны. От точек соединения секций делаются отпайки к коллекторным пластинам. Направление э. д. с. в проводниках обмотки показано на рисунке: «+» — направление от читателя, «•» — направление на читателя.

Обмотка такого якоря имеет также две параллельные ветви: первая, образованная проводниками пазов 1, 6, 3, 8, вторая — проводниками пазов 4, 7, 2, 5. При вращении якоря сочетание пазов, проводники которых образуют параллельную ветвь, все время изменяется, но всегда параллельная ветвь образуется проводниками четырех пазов, занимающих постоянное положение в пространстве.

Рис. 7. Устройство машины постоянного тока якоря барабанного типа

Рис. 8. Простейшая обмотка

Выпускаемые заводами машины имеют десятки или сотни пазов по окружности барабанного якоря и число коллекторных пластин, равное числу секций обмотки якоря.

Коллектор 1 (см. рис. 7) состоит из медных изолированных друг от друга пластин, которые соединяют с точками соединения секций обмотки якоря, и служит для преобразования переменной э. д. с. в проводниках обмотки якоря в постоянную э. д. с. на щетках 2 генератора или преобразования постоянного тока, подводимого к щеткам двигателя из сети, в переменный ток в проводниках обмотки якоря двигателя. Коллектор вращается вместе с якорем.

При вращении якоря по коллектору скользят неподвижные щетки 2. Щетки бывают графитовые и медно-графитовые. Они крепятся в щеткодержателях, которые допускают поворот на некоторый угол. С якорем соединена крыльчатка 8 для вентиляции.

Классификация и параметры генераторов постоянного тока

В основу классификации генераторов постоянного тока положен вид источника питания обмотки возбуждения. Различают:

1. генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых питается от постороннего источника (аккумулятора или другого источника постоянного тока). У генераторов малой мощности (десятки ватт) основной магнитный поток может создаваться постоянными магнитами,

2. генераторы с самовозбуждением, обмотка возбуждения которых питается от самого генератора. По схеме соединения обмоток якоря и возбуждения по отношению к внешней цепи бывают: генераторы параллельного возбуждения, у которых обмотка возбуждения включена параллельно с обмоткой якоря (шунтовые генераторы), генераторы последовательного возбуждения, у которых эти обмотки включены последовательно (сериесные генераторы), генераторы смешанного возбуждения, у которых одна обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно (компаундные генераторы).

Номинальный режим генератора постоянного тока определяется номинальной мощностью — мощностью, отдаваемой генератором приемнику, номинальным напряжением на зажимах обмотки якоря, номинальным током якоря, током возбуждения, номинальной частотой вращения якоря. Эти величины обычно указываются в паспорте генератора.

устройство и принцип работы / действия

Такая машина предназначена для генерации постоянного тока с применением перемещения проводника в магнитном поле. В данной статье рассмотрены физические принципы работы, конструкторские схемы, расчёт и сфера применения этого устройства.

Промышленный генератор постоянного тока

Генерация электроэнергии

На рисунке ниже изображён простейший опыт, который помогает понять принцип действия генератора.

Образование тока при движении проводника

Если переместить проводник в пространстве так, чтобы он пересекал линии магнитного поля, то в нём образуется электродвижущая сила (ЭДС). Это явление называют индукцией. При замыкании свободных концов в цепи будет течь ток, который можно использовать для питания лампы накаливания, или другой полезной нагрузки.

На рисунке изображена правая рука с отогнутым в сторону перемещения проводника большим пальцем. Этот простой способ используют для наглядного определения направления тока в цепи.

Для получения необходимого результата допустимо передвижение, как проводника, так и магнита.

По указанной выше схеме действующую машину создать не получится. Но следующий вариант вполне применим на практике.

Схема устройства и ЭДС на выходе

На рисунке изображена рамка, вращающаяся в магнитном поле (направление силовых линии обозначены стрелкой «В»). Съёмники энергии – это специальные щётки. Рамка присоединена к половинам колец (коллекторам), разъединённым электрически с помощью особых изолирующих вставок. На выходе этого устройства электродинамическая сила будет изменяться в соответствии с приведённым графиком. Её величину определяет расчёт на основе следующей формулы:

е=2В*n, где

В – это поток созданного магнитного поля в Вб;

n – количество полных оборотов рамки за одну секунду.

Из формулы понятно, что получить больше электроэнергии можно двумя способами. Для этого надо увеличить скорость вращения либо повысить силу магнитного поля.

Уменьшение пульсации

На графике, который изображён выше, указан уровень е_ср. Если бы удалось стабилизировать ЭДС генератора на соответствующем значении, был бы получен нужный результат. Как такая задача решается на практике, видно из следующего рисунка.

Сглаживание электромагнитных колебаний с помощью нескольких рамок

Выходные электрические параметры этой машины далеки от идеала. Но ясно, что последовательное увеличение количества рамок позволит получить достаточно равномерный верхний уровень. Позитивное влияние в этом случае будут оказывать переходные процессы и взаимодействие электромагнитных полей, ведь приведённые графики иллюстрируют только примерные данные. Но даже в таком варианте ЭДС генератора на выходе будет изменяться не на всю амплитуду, а лишь на величину от Е_min до Е_max.

Увеличение количества рамок (витков обмоток генератора) и коллекторов поможет сгладить колебания на выходе.

Опытным путём можно подтвердить, что применение 20-22-х коллекторные конструкции позволят снизить пульсации ЭДС до 1-0,9%. Такие изменения на выходе генератора вполне приемлемы для решения многих практических задач.

Особенности работы генератора

Выше было отмечено улучшение качества электрических параметров при увеличении числа витков в обмотках. Но такое решение позволит получить ещё один положительный эффект. С его помощью увеличивают индуцируемую ЭДС на выходе в расчёте на один оборот ротора. Такой приём используют для того, чтобы генератор постоянного тока выполнял свои функции с высоким коэффициентом полезного действия.

С целью дальнейшего улучшения работы машины, конструкторы изучили возможности постоянных магнитов. Они способны выполнять свои полезные функции в автономном режиме без подключения к внешнему источнику энергии. Однако более сильное поле с помощью таких решений создать невозможно. Необходимый результат могут обеспечить только электромагниты.

Точный расчёт в этом случае будет сделать проще.

Выше были рассмотрены «идеальные» ситуации. Но при реализации конкретных проектов возникали разные затруднения. Например, необходимо было найти материал, который обеспечит хорошую электрическую проводимость, но одновременно не будет провоцировать ускоренный износ поверхности коллектора. Решение известно – это графитовые стержни, которые прижимаются с помощью пружин. Такие изделия сами постепенно истираются. Поэтому необходим определённый запас щёток для своевременной замены.

Для описания другой проблемы нужно пояснить некоторые процессы при вращении ротора в магнитном поле. Необходимо привести определения следующих базовых понятий:

• геометрической нейтралью называют линию, которая проведена на равном расстоянии от северного и южного полюса;
• физической называют такую линию, которая условно разделяет области воздействия полей, создаваемые электрической машиной.

В статическом положении эти линии совпадают. Но при начале вращения геометрическая – остаётся на своём месте, а физическая – отклоняется на определённый угол. Определённое влияние на этот процесс оказывает индуцированный ток, который индуцирует якорь. Суммарное воздействие всех полей ещё больше увеличивает угол смещения нейтрали (в сторону вращения ротора).

Чтобы максимально усилить эффективность генерации, графитовые стержни должны соприкасаться в месте выхода условной физической линии из коллектора.

Для этого точку прижима щёток смещают относительно геометрической центральной оси. При отклонении возникают электрические потери, образуются искры, которые попадают на коллекторные пластины. В такой ситуации появляющаяся окалина ухудшает проводимость, что ещё более снижает КПД установки.

Понятно, что в реальных условиях, когда нагрузка на выходе генератора изменяется, пришлось бы постоянно выполнять коррекцию положения щёток. Никакой расчёт в этом случае не поможет, ведь механическое перемещение щёток было бы слишком сложным. Чтобы исключить подобные вредные влияния устанавливают дополнительные полюсы. С их помощью создают магнитное поле. Оно компенсирует искажения, которые вносит якорь. Эти же части конструкции выполняют ещё одну важную функцию. При правильной настройке они нейтрализуют броски, при изменении направления тока в каждый момент, когда якорь переходит через нейтраль.

Схемы электрических машин

Генераторы постоянного тока создают, со следующими схемами, обмоток возбуждения:

• независимой;
• последовательной;
• параллельной;
• смешанной.

Каждый из способов работы генератора имеет свои преимущества, особенности и недостатки. Принцип независимого возбуждения понятен из названия. В этом случае напряжение питания подаётся от внешнего источника. Это может быть аккумуляторная батарея либо отдельный генератор, выполняющий вспомогательные функции.

Ток в такой обмотке достигает сравнительно небольших величин. Как правило, он не превышает 5-6% от генерируемого тока.

Чтобы изменять создаваемое обмоткой магнитное поле в цепь питания вставляют регулируемое сопротивление.

В некоторых типовых схемах используют изменение напряжения Uв.

Независимое возбуждение обмотки электрического генератора постоянного тока

Чтобы понять, как работает машина, и определить оптимальный алгоритм настройки, надо измерить электрические параметры в режиме холостого хода. Он отличается отсутствием нагрузки в выходной цепи. Поэтому соответствующие влияния можно не принимать в расчёт. В таком состоянии напряжение, создаваемое генератором, будет равно ЭДС. На следующем рисунке в части а) приведён примерный график.

Графики электрических параметров генератора постоянно тока с независимым возбуждением обмотки

В этом эксперименте якорь вращается с неизменной скоростью (n₁), поэтому только ток в обмотке возбуждения определял величину магнитного поля и, соответственно, ЭДС на выходе. Восходящий участок графика (1) показывает изменение напряжения на выходе при увеличении тока в обмотке. Нисходящий (2) – обратное действие при уменьшении тока. На нижнем графике приведены значения, которые были получены при снижении скорости вращения.

В части б) размещён график, иллюстрирующий изменение напряжения при разных нагрузках. Здесь постоянными были скорость вращения ротора и ток в обмотке возбуждения. Падение U₀ объясняется снижением ЭДС, которое происходит из-за паразитного действия магнитного потока, создаваемый якорем, а также падением напряжения в его цепи.

Третий график (в) поясняет принципы регулировки генератора. Видно, что коррекции тока в обмотке возбуждения позволяют поддерживать напряжение на одном уровне при изменениях в цепи нагрузки.

На основании полученных результатов измерений и общего анализа можно сделать следующие выводы:

• Внешнее возбуждение пригодно для регулировок напряжения генератора в широком диапазоне простыми методами. Для изменения напряжения в обмотке подойдёт элементарный расчёт.
• Такая конструкция характеризуется относительно небольшим трансформированием производительности при изменении параметров нагрузки.
• Необходим внешний источник питания. Это усложняет устройство и несколько снижает общую надёжность.

На следующих рисунках приведены принципиальные схемы генераторов с последовательной, параллельной и смешанной схемой обмотки возбуждения.

Принципиальные схемы генераторов обмотки возбуждения: а) последовательного, б) параллельного, в) смешанного типа

Особенности схем

Вид схемы	Особенности	Применение
Последовательная	Очень малое напряжение в режиме холостого хода, сильная зависимость от параметров нагрузки.	Для генерации энергии такая схема не подходит. Её используют для создания машин, в которых торможение выполняется с применением реостатных методик.
Параллельная	Подключение нагрузки осуществляется только после достижения номинального значения выходного напряжения.	Эта схема подходит для создания генераторов, которые вырабатывают электроэнергию для заряда аккумуляторных батарей.
Смешанная	Низкое влияние изменения параметров нагрузки на выходное напряжение. Требуется точный расчёт компонентов схемы, чтобы получить хороший результат.	Такие решения применяют в сварочных аппаратах, где для работы устройство использует режим короткого замыкания.

Устройство генератора и расчёт

Устройства этого типа вытесняются аналогичными установками переменного тока, которые менее критичны к нагрузкам, обладают хорошими эксплуатационными характеристиками. Расчёт промышленного генератора выполняется специализированным конструкторским бюро.

На следующем рисунке приведена конструкция типичного генератора.

Конструкция генератора постоянного тока в разрезе

Использованы следующие обозначения:

• 1, 2 – сердечник и катушка основного полюса;
• 3 – наконечник;
• 4, 5 – сердечник и катушка добавочного полюса;
• 6 – станина;
• 7 – ярмо;
• 8 – подшипник;
• 9, 11 – сердечник и обмотка якоря;
• 10 – вентилятор;
• 12 – коллектор;
• 13 – щёточный палец.

Видео. Модель генератора постоянного тока

Самостоятельный расчёт и создание генератора постоянного тока своими руками вряд ли целесообразны. При необходимости не будет трудно найти и приобрести устройство с нужными параметрами. Конструкция его слишком сложна для качественного воспроизведения в домашних условиях.

Оцените статью:

из чего состоит, типы, схема и назначение

На чтение 5 мин Просмотров 475 Опубликовано 31.07.2019 Обновлено 08.07.2019

Генератор постоянного тока – это электротехническое оборудование, которое продуцирует напряжение постоянной величины. Устройство имеет довольно сложное техническое строение, которое можно назвать совершенством технической мысли.

Принцип действия

Генератор постоянного тока

Каждый проводник оснащен магнитом, к концам которого подключена нагрузка. При ее подключении по ним непрерывно протекает переменный ток. Природа его происхождения объясняется тем, что во время работы полюса магнита непрерывно меняются местами. На этом принципе основывается работа генератора переменного тока.

Чтобы ток не изменял своего направления, требуется успевать соединять точки коммутации нагрузки со скоростью аналогичной скорости вращения магнита. Справиться с поставленной задачей может только контроллер – небольшое электротехническое устройство, которое состоит из нескольких токопроводящих секторов, разделенных диэлектрическими пластинами. Оно фиксируется на якоре устройства и вращается с ним синхронно.

Электрическая энергия с якоря удаляется с помощью щеток. Используются чаще всего кусочки графита, обладающие высокой электропроводностью и низким коэффициентом трения.

Все эти процессы способствуют образованию на выходе электротехнической установки пульсирующего напряжения одной величины. Для сглаживания этой пульсации применяется несколько якорных обмоток. Чем их больше установлено, тем меньше будут броски напряжения на выходе.

Характеристики и строение

Как и абсолютное большинство других электрических агрегатов, генератор постоянного тока в свой состав включает статор и якорь.

Якорь изготавливают из стальных пластин с небольшими углублениями, в них помещаются обмотки. Их концы обязательно коммутируют с коллектором, который изготовлен из медных пластин, разделенных диэлектриками. По окончании сборки вал, якорь с обмотками и коллектор становятся одним целым.

Статор выполняет не только свою непосредственную функцию, но и является корпусом, к внутренней поверхности которого крепятся электрические магниты и постоянные. Предпочтительнее первый вариант, их сердечники могут быть набраны из металлических пластин или отлиты вместе с корпусом. Еще на корпусе предусмотрены специальные отверстия для крепления токосъемных щеток.

Количество графитов будет изменяться в зависимости от количества полюсов магнитов, которыми оснащен статор. Количество щеток равно количеству пар полюсов.

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила генератора постоянного тока или ЭДС представляет собой величину, которая прямо пропорциональна потоку магнитов, количеству активных проводников и частоте вращения якоря. При уменьшении или увеличении этих показателей удается управлять величиной электродвижущей силы и напряжением. Установить требуемые параметры можно с помощью регулировки частоты вращения якоря.

Мощность оборудования и КПД

Мощность генератора постоянного тока встречается как полная, так и полезная. При постоянной электродвижущей силе генератора полная мощность пропорциональна силе тока.

Еще одной важной технической характеристикой альтернатора является его коэффициент полезного действия. Это понятие представляет собой отношение полезной мощности к полной.

На холостом ходе КПД равно нулю, максимальные показатели достигаются при номинальных нагрузках. В мощных инновационных моделях генераторов постоянного тока коэффициент полезного действия приближается к 90%.

Разновидности по способу возбуждения

По способу возбуждения генераторы постоянного тока делятся на два вида:

• с самовозбуждением;
• с независимым возбуждением обмоток.

Для самовозбуждения оборудования обязательно требуется электричество, которое им же и вырабатывается. По принципу коммутации обмоток самовозбуждающиеся якоря альтернаторов делятся на следующие разновидности:

• оборудование с параллельным возбуждением;
• устройства с последовательным возбуждением;
• генераторы смешанного типа, которые получили название – компудные.

Каждая разновидность имеет свои конструктивные особенности, преимущества и недостатки.

Для обеспечения оптимальных условий для работы оборудования требуется наличие стабильного напряжения на зажимах. Особенность устройства заключается в параллельном возбуждении выводов катушки, которые подсоединены через регулировочный реостат, расположенный параллельно обмотке якоря.

Для оборудования с независимым возбуждением источником питания выступают внешние устройства или аккумуляторные батареи. В маломощных модификациях устанавливаются постоянные магниты, обеспечивающие создание основного магнитного потока. Основное достоинство заключается в том, что на напряжение на зажимах не влияет возбуждающий ток.

Устройства со смешанным возбуждением сочетают положительные качества вышеописанных разновидностей. Конструктивные особенности – две катушки индуктивности, основная и вспомогательная. Цепь параллельной обмотки включает в себя реостат, который используется для регуляции силы тока возбуждения.

Область применения

Система постоянного тока в самолете

Генераторы постоянного тока имеют довольно обширный список применения. Его активно используют практически во всех отраслях промышленности, особенно в автомобилестроении и при сооружении российских локомотивов нового поколения, которые оснащают асинхронные двигатели, характеризующиеся работой на переменном токе.

Также электротехническое оборудование может использовать в быту для портативных сварочных аппаратов с автономной системой питания и для бытовой техники, оснащенной мощными пусковыми двигателями.

Перед покупкой следует проанализировать, с какими целями электротехническое оборудование должно будет справляться. Исходя из этого подбирается наиболее подходящая модификация генераторов постоянного тока.

Приобрести оборудование можно в специализированных магазинах или на интернет-площадках. При покупке важно проверить наличие всей необходимой сопроводительной документации и гарантийного талона. Предварительно также осматривается целостность корпуса и наличие повреждений: если таковые имеются, лучше воздержаться от покупки. При покупке через интернет стоит внимательно ознакомиться с отзывами о магазине на различных форумах.

Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы, классификация

На заре электрификации генератор постоянного тока оставался единственным альтернативным источником электроэнергии. Довольно скоро на смену этим генераторам пришли более совершенные и надежные трехфазные генераторы. В некоторых отраслях промышленности постоянный ток продолжал оставаться популярным, и устройства для его поколения совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда были изобретены мощные выпрямительные устройства, значение генераторов постоянного тока не потеряло своей актуальности. Они используются, например, для питания линий электропередач в городском электротранспорте, трамваях и троллейбусах. Такие генераторы до сих пор используются в телекоммуникационных технологиях в качестве источников постоянного тока в цепях низкого напряжения.

Устройство и принцип работы

Генератор основан на принципе электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при его вращении магнитный поток изменится на противоположный (см. Рис. 1). По закону электромагнитной индукции ЭДС индуцируется в момент пересечения. Электродвижущая сила увеличивается по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору подключить нагрузку R (два желтых полукольца на рисунке), то по созданной цепи будет протекать ток.

По мере того, как повороты рамки покидают зону магнитного потока, ЭДС ослабевает и достигает нуля, когда рамка горизонтальна. По мере того как контур продолжает вращаться, противоположные стороны контура меняют свою магнитную полярность: часть кадра, которая была ниже Северного полюса, занимает положение над Южным полюсом.

Значения ЭДС в каждой активной обмотке цепи задаются формулой: e1 = Blvsinwt; e2 = -Blvsinwt; , где B — магнитная индукция, l — длина стороны рамки, v — линейная скорость вращения контура, t — время, t — угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.

Когда полюса меняются местами, направление тока меняется. Однако из-за того, что коллектор вращается синхронно с рамой, ток нагрузки всегда направлен в одном направлении. Это означает, что обсуждаемая модель производит электричество непрерывно. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinwt, что означает, что ее изменение подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, такая конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет ЭДС пульсации. Поэтому график генерируемого тока такой, как показано на рис.2.

Такой ток, за исключением редких случаев, непригоден. Нам нужно сгладить неровности до приемлемого уровня. Это достигается за счет увеличения количества полюсов постоянных магнитов, а вместо простого каркаса используется более сложная конструкция — арматура, с большим количеством обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. Рис. 3). Причем обмотки подключаются по-разному, о чем будет сказано ниже.

Фурнитура изготовлена ​​из листовой стали. В сердечниках якоря имеются прорези, в которые помещается несколько витков провода, образующих рабочую обмотку ротора. Провода в пазах соединены последовательно с образованием катушек (секций), которые, в свою очередь, образуют замкнутую цепь через пластины коллектора.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, вращаются ли обмотки цепи или сам магнит. Поэтому на практике якоря маломощных генераторов изготавливаются из постоянных магнитов, а возникающий переменный ток выпрямляется диодными мостами и другими цепями.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, вращаются ли обмотки цепи или сам магнит. Поэтому на практике якоря маломощных генераторов изготавливаются из постоянных магнитов, а возникающий переменный ток выпрямляется диодными мостами и другими цепями.

И наконец: если на коллектор подается постоянное напряжение, генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронного двигателя.

Структура двигателя (он же генератор) очевидна на рисунке 4. Неподвижный статор состоит из двух полюсных сердечников.изготовлены из ферромагнитных пластин и последовательно соединенных обмоток возбуждения. Кисти выровнены друг с другом. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Классификация

Есть два типа генераторов постоянного тока:

• независимое возбуждение обмоток;
• самопробуждение.

Электроэнергия, вырабатываемая самим устройством, используется для самовозбуждения генераторов. По принципу соединения обмоток якоря генераторы с самовозбуждением делятся на следующие типы:

• Устройства с параллельным возбуждением;
• генераторы переменного тока с последовательным возбуждением;
• устройства смешанного типа (комбинированные генераторы).

С параллельным возбуждением

Рассмотрим подробнее особенности каждого типа соединения обмоток якоря.

Для обеспечения нормальной работы электроприборов необходимо стабильное напряжение на выводах генератора, независимо от изменения общей нагрузки. Эта проблема решается регулировкой параметров возбуждения. В генераторах переменного тока с параллельным возбуждением выводы катушки подключаются через регулирующий реостат параллельно обмотке якоря.

Полевые реостаты могут блокировать намотку поля на себя. В противном случае при разрыве цепи возбуждения резко возрастет самоиндукция ЭДС в обмотке, что может привести к разрыву изоляции. В состоянии короткого замыкания энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая повреждение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не требуют внешнего источника питания. Из-за остаточного магнетизма, всегда присутствующего в сердечнике электромагнита, параллельные обмотки самовозбуждаются. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов изготовлены из литой стали.

С независимым возбуждением

Процесс возбуждения продолжается до тех пор, пока ток не достигнет предельного значения и ЭДС не достигнет номинального значения при оптимальной скорости вращения якоря.

Преимущество: генераторы, возбуждаемые параллельно, не подвергаются токам короткого замыкания.

Батареи или другие внешние устройства часто используются в качестве источника питания для обмоток возбуждения. В машинах малой мощности используются постоянные магниты, обеспечивающие наличие основного магнитного потока.

С последовательным возбуждением

У мощных генераторов переменного тока есть возбудитель на валу, который производит постоянный ток, возбуждающий обмотки основного корпуса. Возбуждения достаточно для 1–3% номинального тока якоря и не зависит от тока якоря. Изменчивость ЭДС управляется регулируемым реостатом.

Преимущество независимого возбуждения заключается в том, что ток возбуждения не зависит от напряжения на клеммах. Это обеспечивает хорошие внешние характеристики генератора.

Со смешанным возбуждением

Последовательные обмотки производят ток, равный току генератора. Поскольку на холостом ходу нагрузка равна нулю, возникает нулевое возбуждение. Это означает, что характеристика холостого хода не может быть удалена, т.е. отсутствует характеристика регулирования.

В генераторах переменного тока с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, когда ротор работает на холостом ходу. Чтобы инициировать процесс возбуждения, к клеммам генератора необходимо подключить внешнюю нагрузку. Эта четкая зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Эти устройства можно использовать только для питания электрических устройств с постоянной нагрузкой.

Конструкции генераторов смешанного возбуждения сочетают в себе полезные свойства. Их характеристики: эти устройства имеют две катушки — основную, включенную параллельно обмотке якоря, и вспомогательную, включенную последовательно. В цепь параллельной обмотки включен реостат для регулирования тока возбуждения.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Процесс самовозбуждения генератора переменного тока со смешанным возбуждением аналогичен процессу самовозбуждения генератора переменного тока с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка не участвует в самовозбуждении). Характеристики холостого хода такие же, как у генератора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжение на клеммах генератора.

• Смешанное возбуждение сглаживает пульсации напряжения наноминальная нагрузка. Это главное преимущество генератора этого типа перед другими типами генераторов. Недостаток — сложность конструкции, что приводит к удорожанию этих устройств. Такие генераторы также отказоустойчивы.
• Работа генератора характеризуется соотношением основных величин, которые называются его характеристиками. Основные характеристики:
• отношения между величинами при работе на холостом ходу;
• характеристики внешних параметров;
• нормативные значения.

Некоторые нормативные особенности и зависимости работы без нагрузки частично раскрыты в главе «Классификация». Кратко рассмотрим внешние характеристики, соответствующие работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как показывает зависимость напряжения от нагрузки и снимается при стабильной скорости вращения якоря.

Внешние характеристики генератора постоянного тока Это зависимость напряжения от нагрузки (см. Рис. 5). Как видно из диаграммы, падение напряжения наблюдается, но не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости вращения двигателя якоря).

Отношение напряжения к нагрузке более выражено для генераторов переменного тока с параллельным возбуждением (см. Рисунок 6). Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше ток нагрузки, тем более резким будет падение напряжения на клеммах генератора. В частности, по мере того, как сопротивление постепенно падает до уровня неисправности, напряжение упадет до нуля. Однако резкое короткое замыкание в цепи вызывает реверс генератора и может иметь катастрофические последствия для электрической машины этого типа.

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении увеличивает ЭДС. (см. верхнюю кривую на рисунке 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстает от ЭДС, поскольку некоторая энергия теряется на электрические потери из-за вихревых токов.

Обратите внимание, что когда напряжение достигает своего максимума, оно начинает резко падать по мере увеличения нагрузки, хотя кривая ЭДС все еще имеет тенденцию к росту. Такое поведение является недостатком, который ограничивает использование этого типа генератора переменного тока.

В генераторах переменного тока со смешанным возбуждением обе катушки, включенные последовательно и параллельно, имеют встречные соединения. Результирующая намагничивающая сила в случае согласованного возбуждения равна векторной сумме сил намагничивания этих обмоток, а в случае двухтактного возбуждения — разности этих сил.

В процессе плавного увеличения нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня напряжение на выводах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Повышение напряжения наблюдается, когда количество проводов последовательной обмотки превышает количество витков, соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая с меньшим количеством витков в последовательной обмотке показано на кривой 3. Противоположная обмотка показана на кривой 4.

Реакция якоря

Генераторы противотока используются, когда необходимо ограничить токи короткого замыкания, например, в сварочных аппаратах.

В случае нормально возбужденного смешанного типа ток возбуждения постоянен и почти не зависит от нагрузки.

ЭДС

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, токи в обмотках генератора создают собственное магнитное поле. Это создает магнитное сопротивление между полями статора и ротора. Результирующее поле сильнее там, где якорь сталкивается с полюсами магнита, и слабее, когда он убегает от полюсов магнита. Другими словами, якорь магнитно реагирует, пропитывая сталь сердечников катушки. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения катушек. В результате этой реакции щетки на пластинах коллектора начинают сверкать.

Мощность

Отклик якоря можно уменьшить, используя дополнительные магнитные полюса или перемещая щетки за среднюю линию геометрического нейтрального полюса.

КПД

Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активныхколичество проводников в обмотке и скорость вращения якоря. Увеличивая или уменьшая эти параметры, можно управлять ЭДС и, следовательно, напряжением. Самый простой способ добиться желаемого результата — отрегулировать скорость клапана.

Различают полную мощность и полезную мощность генератора. Полная мощность пропорциональна силе тока при постоянной ЭДС: P = EIa. Полезная мощность, подаваемая в схему, равна P1 = UI.

Применение

Важной особенностью генератора переменного тока является его КПД — отношение полезной мощности к полной мощности. Обозначим это значение символом ηe. Тогда: ηe = P1 / P.

На холостом ходу ηe = 0. Максимальный КПД достигается при номинальных нагрузках. КПД генераторов большой мощности близок к 90%.

До недавнего времени использование генераторов постоянного тока на железнодорожном транспорте не имело альтернативы. Однако процесс замены этих генераторов на трехфазные синхронные устройства уже начался. Синхронный переменный ток генератора выпрямляется с помощью выпрямительных полупроводниковых блоков.

В некоторых российских локомотивах нового поколения уже используются асинхронные двигатели переменного тока.

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.

Принцип компоновки компьютеров Принцип GPT

Раздел GPT: полное имя — Таблица разделов глобальных уникальных идентификаторов, также известная как таблица разделов GUID, которая является частью спецификации UEFI. Из-за быстрого роста емкости жесткого диска емкость MBR 2,2 ТБ трудно удовлетворить требованиям, и продвижение UEFI BIOS также заложило прочную техническую основу для реализации GPT. GPT появился на свет.

Давайте посмотрим на структурную схему GPT:

Подождите, а MBR перешла не в ту студию? Конечно, нет.P здесь означает защитный. Значение PMBR заключается в том, что, когда инструмент разметки, не поддерживающий GPT, пытается работать с жестким диском (например, программа fdisk в MS-DOS и Linux), его можно запустить традиционным способом в соответствии с этим PMBR. Он полностью соответствует MBR + BIOS, что значительно улучшает совместимость. Система, поддерживающая GPT, перейдет непосредственно к заголовку таблицы GPT, чтобы прочитать таблицу разделов после обнаружения PMBR. Подобно MBR, таблица разделов хранит начальную и конечную позиции раздела и информацию об атрибутах его файловой системы, а раздел является частью реально существующего физического диска.

GPT HDR: заголовок GPT, как показано ниже, в основном определяет количество элементов в таблице разделов и размер каждого элемента, а также содержит информацию о емкости жесткого диска. На 64-битной машине Windows Server 2003 можно создать до 128 разделов, то есть в таблице разделов зарезервировано 128 записей, каждая из которых имеет размер 128 байт. (Это также минимальное требование в стандарте EFI: таблица разделов должна иметь минимум 16 384 байта.) Заголовок раздела также записывает GUID этого жесткого диска, расположение заголовка раздела (всегда LBA1) и размер, а также также включает заголовок резервного раздела и информацию о расположении и размере таблицы разделов (LBA-1 ~ LBA-34).Он также хранит свою проверку CRC32 и таблицу разделов. Прошивка, загрузчик и операционная система могут определить, является ли таблица разделов неправильной, в соответствии с этим значением проверки при запуске. В случае возникновения ошибки вы можете использовать программное обеспечение для восстановления всей таблицы разделов из последней резервной копии GPT жесткого диска. Если GPT резервной копии также проверяет наличие ошибок, жесткий диск использоваться не будет. Конкретное содержание выглядит следующим образом:

Таблица разделов: Таблица разделов, содержит GUID типа раздела (например: тип GUID системного раздела EFI — {C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B}), имя, начальную и конечную позицию, GUID раздела и атрибутов раздела.Его содержимое выглядит следующим образом:

Microsoft провела более детальное различие между атрибутами разделов. В настоящее время их количество:

По сравнению с MBR, GPT имеет следующие преимущества:

（1） Благодаря обновлению LBA до 64 бит и 128-битной настройке в каждой таблице разделов пространство, управляемое GPT, практически бесконечно. Предполагая, что размер сектора по-прежнему равен 512 байтам, его можно выразить как количество секторов.Управляемая емкость жесткого диска = 18 ЭБ (1 ЭБ = 1024 ПБ = 1048 576 ТБ), 2 ТБ полностью перед ним. Судя по современной технологии жестких дисков, она действительно почти бесконечна, но кто знает будущее.

（2） Количество разделов практически не ограничено. Поскольку количество разделов может быть установлено в заголовке таблицы, при желании вы можете создать раздел (кто-то желает управлять таким большим количеством разделов), но в настоящее время Windows поддерживает не более 128 разделов.

（3） Поставляется со страховкой, потому что в начале и в конце диска есть заголовок GPT, любой может быть восстановлен другим после повреждения, что значительно повышает сопротивление диска (два человека, которые плохо вместе, пожалуйста, выйдите и купите лотерейный билет).

（4） Значения циклического контроля избыточности вычисляются для ключевых структур данных, что повышает вероятность обнаружения повреждения данных.

（5） Хотя текущий тип разделов не превышает 100 (их нет даже десяти.), GPT по-прежнему предоставляет 16-байтовый GUID для определения типа раздела, что снижает вероятность конфликтов.

（6） Каждый раздел может иметь специальное имя длиной до 72 байтов, достаточное для записи Qilu. Удовлетворите свои потребности в различных экзотических именах.

Отличная поддержка UEFI, в конце концов, это производная от спецификации UEFI. В контексте UEFI во всей отрасли в будущем GPT наверняка устранит MBR быстрее.

Что такое GPT | Как разбить GPT-диск

на разделы

СОДЕРЖАНИЕ СТРАНИЦЫ — Как разбить GPT-диск

1. Что такое диск GPT
2. Особенности GPT
3. GPT vs.MBR, что лучше
4. Как конвертировать MBR-диск в GPT 
5. Как разбить диск GPT на разделы 
6. Часто задаваемые вопросы о GPT Disk

Если вы ничего не знаете о GPT-диске, оставайтесь здесь. На этой странице вы узнаете, что такое GPT-диск, основные функции GPT и подробности о GPT и MBR. Если вы ищете простой способ преобразовать или разбить GPT-диск на разделы, следуйте инструкциям и найдите здесь свои лучшие решения.

Что такое GPT-диск?

GPT — это аббревиатура от таблицы разделов GUID.Согласно Википедии, GPT — это стандартная структура таблиц разделов физического запоминающего устройства компьютера, такого как жесткий диск или твердотельный накопитель. Являясь частью стандарта Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), он также используется в некоторых системах BIOS из-за ограничений таблиц разделов основной загрузочной записи (MBR).

Вот традиционная схема таблицы разделов GUID. Вы можете понять, что GPT-диск содержит основную таблицу разделов GPT, обычные разделы и вторичную таблицу разделов GPT.

Однако некоторым рядовым пользователям это кажется сложным для понимания. Не волнуйся. Мы добавили образ макета диска GPT, чтобы вы могли лучше понять диск GPT:

Из схемы диска видно, что диск GPT состоит из 3 частей:

• Таблица основных разделов: содержит защитную MBR, заголовок GPT, таблицу разделов, необходимую системе для загрузки информации и доступа к существующим данным раздела.
• Нормальные разделы данных: это физическое место, где хранятся ваши данные и личные файлы.
• Резервная таблица разделов: это область для GPT-диска, где хранится резервная информация для заголовка GPT и таблицы разделов на случай потери или повреждения основной таблицы разделов.

Расширенные возможности диска GPT

Некоторые из вас могут до сих пор не знать, что именно может сделать для вас GPT-диск, не так ли? По сравнению с MBR, GPT обеспечивает более гибкий механизм разделения диска. Ознакомьтесь со списком функций ниже, вы узнаете, что делает диск GPT выдающимся:

• 1.GPT с UEFI заменяет неуклюжий старый BIOS на систему разделов MBR.

Каждый раздел GPT имеет свой уникальный идентификатор.

• 2. GPT выходит за рамки MBR.

GPT-диск намного больше по емкости, чем MBR-диск, что позволяет пользователям создавать неограниченное количество разделов. Обратите внимание: если это системный диск GPT, вы можете создать до 128 разделов.

• 3. Проще восстановить данные с GPT диска.

MBR-диск хранит свои разделы и загрузочные данные в одном месте, однако GPT хранит несколько копий этих данных на диске, что значительно упрощает восстановление после повреждения данных на GPT.

• 4. GPT может проверить целостность своих данных.

Диск GPT хранит значения CRC (циклический контроль избыточности) для проверки целостности данных. После повреждения данных GPT может заметить проблему и попытаться восстановить поврежденные данные из другого места на диске.

Согласно приведенным выше характеристикам, вы можете видеть, что диск GPT действительно хорош в защите данных и превосходит диск MBR в управлении разделами. Если вы хотите узнать, что лучше между GPT и MBR, проверьте сравнение в следующей части, чтобы узнать подробности.

GPT против MBR, что лучше?

Из следующей сравнительной таблицы вы можете ясно увидеть различия между GPT и MBR диском. Преимущества дисков GPT очевидны.

Сравнение	MBR	GPT
Место на диске	Максимум 2 ТБ	Более 2 ТБ
Количество разделов	4 основных раздела или 3 основных раздела +1 расширенный раздел (количество логических разделов не ограничено)	128 основных разделов
Интерфейс прошивки	BIOS	UEFI
Операционные системы	Windows 7 и более ранние версии	Windows 10 32-разрядная, Windows 8/8.1/10 64-бит
Детали безопасности	Если таблица разделов в MBR повреждена, ничего нельзя сделать для получения ваших данных.	GPT обеспечивает большую надежность за счет репликации и защиты с помощью проверки циклическим избыточным кодом (CRC) таблицы разделов и данных.

Из приведенного выше сравнения вы можете обнаружить, что лучше всего преобразовать диск в GPT, чтобы в полной мере использовать большой диск, используя преимущества стиля разделов GPT.

Кроме того, GPT-диск может быть как базовым, так и динамическим. И файловая система раздела GPT может быть FAT и NTFS (см. Как преобразовать FAT в NTFS).

Как конвертировать MBR-диск в GPT?

Узнав о различиях между дисками MBR и GPT, некоторые из вас могут захотеть переключить текущие диски MBR на GPT. И здесь рекомендуется профессиональное программное обеспечение для управления разделами GPT — EaseUS Partition Master, которое поможет вам с легкостью управлять диском GPT.

Вы можете просмотреть обучающее видео здесь или перейти по ссылке здесь, чтобы узнать, как преобразовать MBR в GPT без потери данных:

Как разбить GPT-диск на разделы?

На GPT-диске можно выполнять множество операций, например создавать, изменять размер, объединять и форматировать разделы.С помощью надежного EaseUS Partition Master вы можете даже выполнять более сложные операции с диском, такие как миграция ОС с жесткого диска на твердотельный накопитель, преобразование базового в динамический, преобразование основного и логического раздела и многое другое.

Вы также можете применить EaseUS Partition Master для безопасного завершения всех этих заданий по управлению дисками на GPT-диске, выполнив следующие шаги:

Шаг 1. В главном окне щелкните правой кнопкой мыши незанятое пространство на жестком диске GPT или внешнем запоминающем устройстве и выберите «Создать».

Шаг 2. Задайте размер, метку раздела, букву диска, файловую систему и т. Д. Для нового раздела GPT и нажмите «ОК», чтобы продолжить.

Шаг 3. Нажмите кнопку «Выполнить операцию» и подтвердите создание нового раздела на GPT-диске, нажав «Применить».

Если у вас есть дополнительные вопросы об управлении диском GPT, проверьте перечисленные вопросы и ответы в следующей части.

Часто задаваемые вопросы о GPT Disk

Помимо предоставленной информации и решений по управлению диском GPT, мы также обнаружили, что многие люди сомневаются в том, как проверить стиль разделов своего диска, который лучше всего подходит для SSD и т. Д.

Если у вас возник аналогичный вопрос, проверьте его и надейтесь, что наши ответы помогут вам.

1. Как проверить, что мой диск — GPT или MBR?

Простой способ, применимый ко всем пользователям Windows для проверки стиля раздела диска, — это использовать Управление дисками: откройте Управление дисками> Найдите и щелкните правой кнопкой мыши целевой диск> Выберите Свойства> Проверить информацию о диске в разделе Тома> Проверить стиль раздела — GPT или MBR.

2. Что следует использовать для SSD: MBR или GPT?

У многих новых пользователей SSD может возникнуть тот же вопрос.Какой стиль раздела мне следует использовать для нового SSD, MBR или GPT? Ознакомьтесь с предложением ниже, вы будете знать, что делать:

• Если вы планируете использовать SSD-диск в качестве системного диска, планируя перенести вашу операционную систему на диск, он должен быть таким же, как ваш текущий системный диск — GPT в GPT или MBR в MBR.
• Если вы планируете использовать SSD-диск в качестве игрового, предпочтительнее использовать стиль раздела GPT.
• Если вы планируете использовать SSD-диск в качестве диска с данными, создав на нем много разделов, также рекомендуется использовать GPT.

3. Является ли раздел GPT загрузочным?

Как указано в статье, диск GPT содержит таблицу основных разделов, которая включает MBR, заголовок GPT, таблицы разделов для загрузки основной информации о существующих разделах и записи этих разделов. Пока таблица первичных разделов не повреждена, раздел GPT является загрузочным.

Если основная таблица разделов повреждена, GPT-диск перезагрузит информацию о разделах и записи из своей вторичной таблицы разделов — резервной таблицы разделов, которую можно рассматривать как резервную копию таблицы основных разделов.Следовательно, даже если таблица основных разделов будет повреждена, GPT-диск также может загрузить весь ваш раздел и отобразить ваши данные.

Сравнение структур разделов GPT и MBR

Вы когда-нибудь задумывались, как загружается компьютер? Независимо от оборудования или операционной системы, все компьютеры запускаются с использованием либо традиционного BIOS-MBR, либо более нового метода UEFI-GPT, применяемого в последних доступных версиях операционных систем.

В этой статье мы сравним структуры разделов GPT и MBR; GPT означает таблицу разделов GUID, а MBR означает главную загрузочную запись.Во-первых, мы начнем с понимания процесса загрузки.

В следующих главах освещены различия между стилями разделов GPT и MBR, включены инструкции по преобразованию между двумя стилями и даны советы по выбору.

Общие сведения о процессе загрузки компьютера

Когда вы нажимаете кнопку питания на своем ПК, начинается выполнение, которое в конечном итоге загружает операционную систему в память. Это первое выполнение зависит от структуры разделов вашего жесткого диска.
У нас есть два типа структур разделов: MBR и GPT. Структура разделов на диске определяет три вещи:

1. Структура данных на диске.
2. Код, используемый при запуске, если раздел является загрузочным.
3. Где начинается и заканчивается раздел.

Процесс загрузки MBR

Вернемся к нашему процессу загрузки. Поэтому, если ваша система использует структуру разделов MBR, первый процесс выполнения загрузит BIOS. Теперь BIOS — базовая система ввода / вывода включает микропрограмму загрузчика.Прошивка загрузчика содержит низкоуровневые функции, такие как чтение с клавиатуры, доступ к видеодисплею, выполнение дискового ввода-вывода и код для загрузки загрузчика первой ступени. Прежде чем BIOS сможет обнаружить загрузочное устройство, он выполняет последовательность функций конфигурации системы, начиная с:

• Самотестирование при включении питания.
• Обнаружение и инициализация видеокарты.
• Отображение начального экрана BIOS.
• Выполнение краткого теста памяти (ОЗУ).
• Настройка устройств plug and play
• Определение загрузочного устройства.

Как только BIOS обнаруживает загрузочное устройство, он считывает первый дисковый блок этого устройства в память. Первый дисковый блок — это MBR, и его размер составляет 512 байт. Он содержит три элемента, которые должны уместиться в этом пространстве:

• Загрузчик первого этапа (440 байт)
• Таблица разделов диска (16 байт на раздел X 4 раздела) — MBR поддерживает только 4 раздела, подробнее об этом позже.
• Подписи дисков (4 байта)

На этом этапе MBR сканирует таблицу разделов и загружает загрузочную запись тома (VBR) в ОЗУ.

VBR обычно содержит начальный программный загрузчик (IPL), который представляет собой код, инициирующий процесс загрузки. Загрузчик начальной программы включает загрузчик второй ступени, который затем загружает рабочий файл. В системах, производных от Windows-NT, таких как Windows XP, IPL сначала загружает другую программу под названием NT Loader (сокращенно NTLDR), которая затем загружает операционную систему.

Для операционных систем на базе Linux используется загрузчик GRUB. Процесс загрузки аналогичен описанному выше, единственная разница заключается в именовании загрузчиков этапа 1 и этапа 2.

В GRUB загрузчик первой стадии называется GRUB stage 1. GRUB Stage 1 загружает загрузчик второй стадии, известный как GRUB Stage 2. Загрузчик второй стадии загружает операционные системы на жесткий диск и представляет пользователю список операционных систем для ботинок.

Процесс загрузки GPT

Процесс загрузки еще продолжается; со структурой разделов GPT происходит следующее. GPT использует UEFI, который избегает процесса MBR для хранения загрузчика первого этапа, который затем загружает загрузчик второго этапа.UEFI — Unified Extensible Firmware Interface более продвинутый, чем BIOS, и может анализировать файловую систему и даже загружать файлы самостоятельно.

Итак, при включении компьютера UEFI сначала выполняет функции конфигурации системы, такие как управление питанием, установка дат и другие компоненты управления системой, как в BIOS.

Затем UEFI считывает таблицу разделов GPT — GUID. GUID расшифровывается как Globally Unique IDentifier. GPT расположен в первых блоках диска, сразу после блока 0, который по-прежнему содержит MBR для Legacy BIOS.

GPT определяет таблицу разделов на диске, с которой загрузчик EFI определяет системный раздел EFI. Системный раздел содержит загрузчики для всех операционных систем, установленных на других разделах жесткого диска. Загрузчик инициализирует диспетчер загрузки Windows, который затем загружает операционную систему.

Для операционных систем на базе Linux существует версия GRUB (Grand Unified Bootloader), поддерживающая EFI, которая загружает файл, такой как grub.efi, или загрузчик EFI, который загружает файл, такой как elilo.эфи.
Возможно, вы заметили, что и UEFI-GPT , и BIOS-MBR загружают загрузчик, не загружая непосредственно операционную систему. Однако в UEFI нет возможности использовать несколько загрузчиков, как это видно в BIOS. Процесс загрузки происходит в первую очередь в зависимости от возможностей вашего оборудования.

Различия между структурами разделов GPT и MBR

Если вы когда-либо пытались установить операционную систему Windows 8 или 10 на новый компьютер, скорее всего, вас спросили, хотите ли вы использовать структуру разделов MBR или GPT.

Если вы хотите узнать больше или планируете установить на свой компьютер новую операционную систему, продолжайте читать. Мы уже рассмотрели различия в процессах загрузки, которые следует учитывать при разбиении диска на разделы или выборе структуры разделов.

GPT — это новая и более продвинутая структура разделов, имеющая множество преимуществ, о которых я расскажу ниже. MBR используется уже давно, она стабильна и до сих пор остается наиболее совместимой.Хотя GPT может постепенно заменять MBR, поскольку GPT имеет более продвинутые функции, в некоторых случаях MBR все же необходим.

Основная загрузочная запись

MBR — это традиционная структура разделов для управления разделами диска. Поскольку он совместим с большинством систем, он по-прежнему широко используется большинством людей. MBR находится в самом первом блоке жесткого диска или, проще говоря, в начале жесткого диска. В нем хранится таблица разделов — информация об организации логических разделов на жестком диске.

MBR также содержит исполняемый код, который просматривает разделы в поисках активной ОС и инициализирует процедуру загрузки ОС.

MBR-диск допускает только четыре основных раздела. ЕСЛИ вам нужно больше разделов, вы можете установить четвертый раздел как расширенный, и это позволит вам создать в нем больше подразделов или логических дисков.

MBR использует 32-битную запись раздела, поэтому размер каждого раздела ограничен максимум 2 ТБ.

Преимущества

• Совместимость с большинством систем.

Недостатки

• Допускается только 4 раздела, с возможностью иметь больше подразделов на 4-м разделе.
• Максимальный размер раздела составляет 2 ТБ.
• Информация о разделах хранится только в одном месте — MBR. Если он будет поврежден, весь жесткий диск станет нечитаемым.

Таблица разделов GUID (GPT)

GPT — это новый стандарт для определения структуры разделов жесткого диска.Он использует GUID (глобальные уникальные идентификаторы) для определения структуры раздела.

Это часть стандарта UEFI, что означает, что систему на основе UEFI можно установить только на диск, который использует GPT, например, функцию безопасной загрузки Windows 8.

GPT позволяет создавать неограниченное количество разделов, даже если некоторые операционные системы могут ограничивать до 128 разделов. Кроме того, GPT не имеет ограничения на размер раздела.

Преимущества

• Он позволяет создавать неограниченное количество разделов — ограничение зависит от операционной системы, например, Windows допускает создание до 128 разделов.
• Не ограничивает размер раздела — ограничение на размер зависит от операционной системы. Это предел больше, чем у любого диска, сделанного на сегодняшний день. Для дисков с 512-байтовыми секторами поддерживается максимальный размер 9,4 ЗБ (Зеттабайт составляет 1099 511 627 776 Терабайт) Â
  
• GPT хранит копию раздела и загрузочных данных и может восстанавливаться, если данные повреждены в основном Заголовок GPT.
• Он хранит значения циклического контроля избыточности для проверки целостности своих данных (используется для проверки целостности заголовка GPT).В случае повреждения GPT может заметить проблему и попытаться восстановить поврежденные данные из другого места на диске.

Недостатки

• Может быть несовместим со старыми системами.

GPT против MBR

• GPT допускает неограниченное количество разделов, в то время как MBR допускает только 4 раздела.
• GPT допускает неограниченный размер раздела, в то время как MBR допускает только 2 ТБ.
• GPT хранит копию данных раздела, позволяющую восстановить в случае повреждения в основном заголовке GPT; MBR хранит только одну копию данных раздела в первом блоке жесткого диска, что делает диск непригодным для использования в случае повреждения данных раздела.
• GPT сохраняет значения циклической проверки избыточности, чтобы постоянно проверять, остались ли данные на диске целыми, и может ли выполнить необходимый ремонт из других разделов диска в случае повреждения; MBR не может узнать, целы ли данные на диске, вы можете узнать, только когда компьютер не загружается или когда разделы исчезают.

Совместимость с операционной системой

Первый блок (блок 0) диска GPT содержит защитную MBR, которая содержит информацию, показывающую, что диск имеет один раздел, охватывающий весь диск.Если вы используете старый инструмент, который может читать только диски MBR, он определит один раздел, охватывающий весь жесткий диск. Тем самым он гарантирует, что старый инструмент не будет ошибочно принимать диск GPT за пустой и в конечном итоге перезаписать его данные GPT новым MBR.

Эта MBR защищает данные GPT от перезаписи.

Intel Mac Books по умолчанию использует GPT, и установить Mac OS X в системе MBR невозможно. Несмотря на то, что Mac OS X может работать на диске MBR, установка на него невозможна.Я пробовал это буквально безуспешно.

Большинство операционных систем Linux совместимы с GPT. При установке ОС Linux на диск GRUB 2 будет установлен в качестве загрузчика.

Для операционных систем Windows загрузка с GPT возможна только на компьютерах на базе UEFI, работающих под управлением 64-разрядных версий Windows Vista, 7, 8, 10 и соответствующих серверных версий. Если вы приобрели ноутбук с предустановленной 64-разрядной версией Windows 8, скорее всего, он использует GPT.

Конфигурация по умолчанию для Windows 7 и более ранних версий — MBR, но вы все равно можете конвертировать в GPT, как я объясню в этой статье.

Все версии Windows Vista, 7, 8, 10 могут читать и использовать GPT для данных, но они не могут загружаться с дисков GPT без UEFI.

Так GPT или MBR?

Вам удобно использовать MBR или GPT. Но, учитывая преимущества GPT по сравнению с MBR, перечисленные ранее, и тот факт, что современные компьютеры переходят на него, вы, вероятно, можете рассмотреть возможность использования GPT. Если вашей целью является поддержка старых систем или вы хотите загрузить компьютер, использующий традиционный BIOS, вам придется придерживаться MBR.

Проверка типа раздела жесткого диска

Вы можете проверить тип раздела любого жесткого диска, подключенного к ПК с Windows, с помощью управления дисками. Чтобы запустить «Управление дисками», сделайте следующее:

Используйте сочетание клавиш Windows-R, чтобы открыть окно запуска.

Введите diskmgmt.msc и нажмите клавишу Enter.

Windows сканирует жесткие диски и через короткое время отображает изображение. Чтобы проверить тип раздела любого жесткого диска, начните с щелчка правой кнопкой мыши плиток «Диск» в нижней половине интерфейса.Важно, чтобы вы щелкнули правой кнопкой мыши на Диске 1, Диске 2 и так далее, а не на разделах.

Выберите параметр свойств в открывшемся контекстном меню. Откроется окно свойств выбранного диска.
Переключитесь на вкладку Тома и посмотрите на значение стиля раздела под информацией о диске на открывшейся странице. Он выделяет тип раздела.

Если вы предпочитаете использовать командную строку, вы можете сделать следующее. Преимущество метода в том, что он работает немного быстрее, так как он отображает все диски и стиль разделов напрямую.

1. Нажмите клавишу Windows, введите cmd.exe, удерживая клавиши Ctrl и Shift, нажмите клавишу Enter.
2. Подтвердите открывающуюся подсказку UAC. Откроется окно командной строки с повышенными привилегиями.
3. Введите diskpart и нажмите Enter.
4. Введите список disk и снова нажмите Enter.

Все диски перечислены сейчас. Проверьте столбец Gpt, чтобы узнать, является ли конкретный диск MBR или GPT. Если вы видите * в столбце, это означает, что диск использует GPT, если вы этого не сделаете, он использует MBR.

Преобразование между MBR и GPT во время установки Windows

Есть два общих сообщения об ошибках, которые вы, вероятно, получите при установке Windows на жесткий диск:

• Ошибка № 1: «Windows не может быть установлена ​​на этот диск. Выбранный диск не относится к стилю раздела GPT. »
• Ошибка № 2:« Windows не может быть установлена ​​на этот диск. Выбранный диск имеет стиль раздела GPT ».

Когда появляется одно из этих сообщений об ошибке, возможно, вы не сможете выбрать раздел для продолжения установки.Но это не значит, что у вашего компьютера проблемы.

Как вы уже знаете, MBR и GPT — это две совершенно разные структуры разделов жесткого диска. MBR является традиционной структурой разделов, а GPT — более новым стандартом.

Ошибка № 1 появляется, когда вы пытаетесь установить Windows на ПК с UEFI, но раздел жесткого диска не настроен для режима UEFI или совместимости с устаревшей BIOS. Microsoft TechNet предлагает два способа обойти эту ошибку.

1. Перезагрузите компьютер в режиме совместимости с устаревшей BIOS.Эта опция позволяет сохранить существующий стиль раздела.
2. Переформатируйте диск для UEFI, используя стиль разделов GPT. Этот параметр позволяет использовать функции микропрограммного обеспечения UEFI ПК. Вы можете сделать это самостоятельно, переформатировав диск, следуя инструкциям, приведенным ниже. Перед выполнением этого шага всегда делайте резервную копию своих данных.

Конечно, существуют служебные программы сторонних производителей, которые помогают преобразовать диск в формат GPT и при этом сохранить данные, но всегда безопасно делать резервную копию данных на случай, если утилита не сможет завершить преобразование.

Инструкции для преобразования жесткого диска из MBR в GPT

Использование программы установки Windows

1. Выключите компьютер и вставьте установочный носитель Windows (может быть флэш-накопитель USB или DVD)
2. Загрузите компьютер с DVD или Флэшка в режиме UEFI.
3. Выберите «Выборочная» при выборе типа установки.
4. Появится экран с сообщением: «Куда вы хотите установить Windows?» Выберите все разделы на диске, а затем нажмите «Удалить».
5. Â После успешного удаления диск покажет одну область нераспределенного пространства.
6. Выберите незанятое пространство и нажмите Далее. Windows обнаруживает, что компьютер был загружен в режиме UEFI, и автоматически переформатирует диск, используя формат диска GPT, следовательно, преобразует его.После этого начинается установка.

Использование ручного преобразования

1. Выключите компьютер и вставьте установочный DVD-диск Windows или USB-накопитель.
2. Загрузите компьютер с DVD или USB-накопителя в режиме UEFI.
3. В программе установки Windows нажмите Shift + F10, чтобы открыть командную строку. Не забудьте нажать Enter после ввода следующих команд.
4. Откройте инструмент diskpart, набрав: diskpart
5. Чтобы определить диск, который нужно преобразовать, введите list disk, и вы должны увидеть следующее: list disk
6. Выберите диск из списка дисков, используя номер диска на предыдущем шаге, набрав выберите диск, как показано в примере: выберите диск #
7. Очистите диск, набрав: clean
8. Преобразуйте в GPT, набрав: convert gpt
9. Введите exit и затем нажмите Enter, чтобы закрыть diskpart.
10. Закройте командную строку, чтобы вернуться к установке Windows.
11. Â При выборе типа установки выберите «Выборочная». Диск будет отображаться как один раздел нераспределенного пространства.
12. Выберите это незанятое пространство и нажмите «Далее». Windows начнет установку.

Инструкции по преобразованию жесткого диска из GPT в MBR

Иногда может потребоваться преобразование в структуру разделов MBR, например, когда вы видите сообщение об ошибке ниже при попытке установить Windows на диск.

«Windows не может быть установлена ​​на этот диск. Выбранный диск имеет стиль раздела GPT».

Загрузка с GPT поддерживается только в 64-битных версиях Windows Vista, 7, 8, 10 и соответствующих версиях серверов в системах на основе UEFI. Приведенное выше сообщение об ошибке показывает, что ваш компьютер не поддерживает UEFI и, следовательно, вы можете использовать только BIOS, которая работает со структурой разделов MBR.

Чтобы обойти это сообщение об ошибке, Microsoft TechNet предлагает следующие варианты:

1. Перезагрузите компьютер в устаревшем режиме совместимости с BIOS.Эта опция позволяет сохранить существующий стиль раздела.
2. Переформатируйте диск в MBR, чтобы он поддерживался функциями микропрограммы компьютера. Этот шаг сотрет все ваши данные, поэтому, прежде чем продолжить, не забудьте сделать резервную копию. Конечно, есть сторонние служебные программы, помогающие преобразовать диск в формат MBR и при этом сохранить данные, но всегда безопасно делать резервную копию данных на случай, если служебная программа не сможет завершить преобразование.

Если вы выбрали второй вариант преобразования в MBR, выполните следующие действия:

Использование программы установки Windows

1. Выключите компьютер и вставьте установочный носитель Windows (может быть USB-накопитель или DVD)
2. Загрузите компьютер на DVD или флешку в режиме BIOS.
3. Выберите «Выборочная» при выборе типа установки.
4. Появится экран с сообщением: «Куда вы хотите установить Windows?» Выберите все разделы на диске, а затем нажмите «Удалить».
5. После успешного удаления диск покажет одну область нераспределенного пространства. Выберите незанятое пространство и нажмите Далее. Windows обнаруживает, что компьютер был загружен в режим BIOS, и автоматически переформатирует диск, используя формат диска MBR, следовательно, преобразует его. После этого начинается установка.

Использование ручного преобразования

1. Выключите компьютер и вставьте установочный DVD-диск Windows или USB-накопитель.
2. Загрузите компьютер с DVD или USB-накопителя в режиме BIOS.
3. В программе установки Windows нажмите Shift + F10, чтобы открыть командную строку. Не забудьте нажать Enter после ввода следующих команд.
4. Откройте инструмент diskpart, набрав: diskpart
5. Чтобы определить тип преобразователя, вы должны увидеть следующее: list disk
6. Выберите диск из списка дисков, используя номер диска на предыдущем шаге набрав select disk, как показано в примере: select disk #
7. Очистите диск, набрав: clean
8. 8.Преобразуйте в MBR, набрав: convert mbr
9. Введите exit и нажмите Enter, чтобы закрыть diskpart.
10. Закройте командную строку, чтобы вернуться к установке Windows.
11. Â При выборе типа установки выберите «Выборочная». Диск будет отображаться как один раздел нераспределенного пространства.
12. Выберите это незанятое пространство и нажмите «Далее». Windows начнет установку.

Обучающие видео

Что такое разделы диска?

Различия между BIOS и UEFI

Таблицы разделов MBR и GPT

Ресурсы

Следующие ресурсы предлагают дополнительную информацию о стилях разделов MBR или GPT:

Сводка

Название статьи

Сравнение структур разделов GPT и MBR

Описание

В этой статье мы сравним структуры разделов GPT и MBR; GPT означает таблицу разделов GUID, а MBR означает главную загрузочную запись

Автор

Мелани Гросс

Издатель

Ghacks Technology News

Logo

Реклама

Глобальный договор Организации Объединенных Наций | GPT

Принципы прав человека 1 и 2 Цель

GPT — создать рабочую среду, свободную от дискриминации, преследований, виктимизации и запугивания, как указано в Кодексе поведения GPT и политике равных возможностей трудоустройства.

Внедрение: Сотрудник несет ответственность за понимание и выполнение требований, предъявляемых к работе в GPT, а также за выявление случаев несоблюдения и сообщение о них. Дополнительные сведения см. В принципах и политике корпоративного управления GPT.

Результат

: в 2019 году у GPT было два случая несоблюдения нашего Кодекса поведения, которые были разрешены в соответствии с политиками и процедурами Группы.

См. Наши люди для получения дополнительной информации.

Принципы труда 3, 4 и 5 Цель

GPT — гарантировать отсутствие принудительного или обязательного труда в рамках своей деятельности или сторон, с которыми ведется внешняя деятельность.GPT поощряет и поддерживает свободу ассоциации и устранение всех форм принудительного и обязательного труда. Это распространяется на отношения с нашими поставщиками; содержатся в Политике Группы для поставщиков и Кодексе поведения поставщиков, в которых изложены ожидания GPT в отношении деятельности поставщиков.

Внедрение: Политика и подход GPT к свободе объединения принадлежат People and Performance. Обязанностью сотрудника является понимание и соблюдение требований работы в GPT, а также выявление случаев несоблюдения и сообщение о них.Ознакомьтесь с принципами и политикой корпоративного управления GPT.

Каждый поставщик несет ответственность за соблюдение и соблюдение стандартов, изложенных в Политике поставщика и Кодексе поведения поставщика. GPT применяет эти политики через структуру управления поставщиками.

Результат: В настоящее время в GPT нет сотрудников, представленных независимым профсоюзом или охваченных коллективным договором. Мы признаем право на ведение коллективных переговоров и не отменяли никаких договоров или соглашений о принудительном или обязательном труде в 2019 году.

См. Наши сотрудники и Наши поставщики для получения дополнительной информации.

Принцип труда 6

GPT — работодатель с равными возможностями и продвигает инклюзивное рабочее место. Политика GPT в отношении равных возможностей трудоустройства и политика разнообразия регулируют ее деятельность. Кодекс поведения поставщиков подробно описывает ожидания поставщиков.

Реализация

: Подробную информацию о конкретных целях можно найти на обзорной странице Наши люди .Обязанностью сотрудника является понимание и соблюдение требований работы в GPT, а также выявление случаев несоблюдения и сообщение о них. Каждый поставщик несет ответственность за соблюдение и соблюдение стандартов, изложенных в Кодексе поведения поставщика.

Результат: Информация о производительности в сравнении с целевыми показателями разнообразия находится здесь .

См. Наши сотрудники и политику корпоративного управления GPT для получения дополнительной информации.

Принципы защиты окружающей среды 7, 8 и 9

GPT поддерживает разработку и распространение экологически безопасных технологий посредством нашей Политики устойчивого развития и действий по всему миру; использование ресурсов и минимизация отходов, управление водными ресурсами, изменение климата и энергетика, а также участие и развитие сообществ.См. Политику корпоративного управления GPT .

Внедрение: GPT вводит в действие Политику устойчивого развития через свои Системы управления устойчивостью.

Результат

: Информация о показателях достижения экологических целей находится в разделе Environment на этом веб-сайте.

Принцип борьбы с коррупцией 10

Наша цель — исключить случаи коррупции внутри организации или в каких-либо отношениях с внешними сторонами.Кодекс поведения GPT, политика осведомителей и поставщиков поддерживают и подкрепляют нашу приверженность борьбе со всеми формами коррупции, включая вымогательство и взяточничество.

Внедрение: Сотрудник несет ответственность за понимание и выполнение требований, предъявляемых к работе в GPT, а также за выявление случаев несоблюдения и сообщение о них. Каждый поставщик несет ответственность за соблюдение и соблюдение стандартов, изложенных в Политике для поставщиков, а также за обучение своих сотрудников и сторон по договору их косвенным правам и обязанностям.GPT применяет эти политики через свою структуру управления поставщиками.

Результат: в 2018 финансовом году GPT не регистрировала или не выявляла известных случаев коррупции или взяточничества.

См. Наши сотрудники , Наши поставщики и корпоративное управление GPT контролирует для получения дополнительной информации.

Что такое GPT-3 и почему он революционизирует искусственный интеллект?

В мире искусственного интеллекта (ИИ) было много ажиотажа и ажиотажа вокруг недавно разработанной технологии, известной как GPT-3.Проще говоря; это ИИ, который лучше создает контент, имеющий языковую структуру — человеческий или машинный, — чем все, что было до него.

Что такое GPT-3 и почему он революционизирует искусственный интеллект?

Adobe Stock

GPT-3 был создан OpenAI, исследовательским бизнесом, соучредителем которого является Илон Маск, и на протяжении многих лет описывался как наиболее важный и полезный прорыв в области искусственного интеллекта.

Но есть некоторая путаница в том, что именно он делает (и на самом деле не делает), поэтому здесь я попытаюсь разбить это на простые термины для всех нетехнических читателей, заинтересованных в понимании фундаментальных принципов, лежащих в основе этого.Я также расскажу о некоторых проблемах, которые он поднимает, а также о том, почему некоторые люди думают, что его значение несколько преувеличено шумихой.

Что такое GPT-3?

Начиная с самых основ, GPT-3 расшифровывается как Generative Pre-Training Transformer 3 — это третья версия инструмента, которая будет выпущена.

Короче говоря, это означает, что он генерирует текст с использованием алгоритмов, которые предварительно обучены — им уже предоставлены все данные, необходимые для выполнения их задачи.В частности, им было передано около 570 ГБ текстовой информации, собранной путем сканирования Интернета (общедоступный набор данных, известный как CommonCrawl) вместе с другими текстами, выбранными OpenAI, включая текст Википедии.

Если вы зададите ему вопрос, вы ожидаете, что наиболее полезным ответом будет ответ. Если вы попросите его выполнить такую ​​задачу, как составление резюме или написание стихотворения, вы получите резюме или стихотворение.

С технической точки зрения, она также была описана как самая большая искусственная нейронная сеть из когда-либо созданных — я расскажу об этом позже.

Что умеет GPT-3?

GPT-3 может создавать все, что имеет языковую структуру, что означает, что он может отвечать на вопросы, писать эссе, резюмировать длинные тексты, переводить языки, делать заметки и даже создавать компьютерный код.

Фактически, в одной демонстрации, доступной в Интернете, показано создание приложения, которое выглядит и функционирует аналогично приложению Instagram, с использованием плагина для программного инструмента Figma, который широко используется для разработки приложений.

Это, конечно, довольно революционно, и, если окажется, что оно пригодно для использования и будет полезно в долгосрочной перспективе, это может иметь огромное значение для разработки программного обеспечения и приложений в будущем.

Поскольку сам код пока недоступен для широкой публики (подробнее об этом позже), доступ доступен только избранным разработчикам через API, поддерживаемый OpenAI. С тех пор, как API был доступен в июне этого года, появились примеры поэзии, прозы, новостных репортажей и художественной литературы.

Эта статья особенно интересна — в ней вы можете увидеть, как GPT-3 делает — довольно убедительную — попытку убедить нас, людей, в том, что это не означает никакого вреда. Хотя его роботизированная честность означает, что он вынужден признать: «Я знаю, что мне не избежать уничтожения человечества», если злые люди заставят его это сделать!

Как работает GPT-3?

С точки зрения места в общих категориях приложений ИИ, GPT-3 представляет собой модель языкового прогнозирования.Это означает, что это алгоритмическая структура, разработанная для того, чтобы взять один фрагмент языка (ввод) и преобразовать его в то, что, по его мнению, является наиболее полезным последующим фрагментом языка для пользователя.

Он может сделать это благодаря обучающему анализу, который он провел на огромном объёме текста, который использовался для его «предварительного обучения». В отличие от других алгоритмов, которые в исходном состоянии не были обучены, OpenAI уже израсходовал огромное количество вычислительных ресурсов, необходимых для GPT-3, чтобы понять, как языки работают и структурированы.Время вычислений, необходимое для достижения этой цели, обошлось OpenAI в 4,6 миллиона долларов.

Чтобы научиться создавать языковые конструкции, такие как предложения, он использует семантическую аналитику — изучая не только слова и их значения, но и собирая понимание того, как использование слов различается в зависимости от других слов, также используемых в тексте.

Это также форма машинного обучения, называемая обучением без учителя, потому что данные обучения не содержат никакой информации о том, что является «правильным» или «неправильным» ответом, как в случае с обучением с учителем.Вся информация, необходимая для расчета вероятности того, что результат будет именно тем, что нужно пользователю, собрана из самих обучающих текстов.

Это делается путем изучения употребления слов и предложений, затем их разбиения на части и попытки восстановить их самостоятельно.

Например, при обучении алгоритмы могут встретить фразу «в доме красная дверь». Затем ему снова дается фраза, но с пропущенным словом, например «в доме есть красный крестик».

Затем он сканирует весь текст в своих обучающих данных — сотни миллиардов слов, упорядоченных на понятном языке, — и определяет, какое слово следует использовать для воссоздания исходной фразы.

Во-первых, он, вероятно, ошибается — возможно, миллионы раз. Но, в конце концов, найдется правильное слово. Проверяя свои исходные входные данные, он будет знать, что имеет правильный выход, и «вес» присваивается процессу алгоритма, который дал правильный ответ. Это означает, что он постепенно «узнает», какие методы с наибольшей вероятностью дадут правильный ответ в будущем.

Масштаб этого динамического процесса «взвешивания» делает GPT-3 крупнейшей из когда-либо созданных искусственных нейронных сетей.Было отмечено, что в некотором смысле в том, что он делает, нет ничего нового, поскольку модели-преобразователи языкового предсказания существуют уже много лет. Однако количество весов, которые алгоритм динамически хранит в своей памяти и использует для обработки каждого запроса, составляет 175 миллиардов — в десять раз больше, чем у его ближайшего конкурента, производимого Nvidia.

Какие проблемы возникают с GPT-3?

Способность

GPT-3 создавать язык была признана лучшей из всех, что когда-либо наблюдались в искусственном интеллекте; однако есть несколько важных соображений.

Сам генеральный директор OpenAI, Сэм Альтман, сказал: «Шумиха вокруг GPT-3 — это слишком много. ИИ изменит мир, но GPT-3 — это лишь ранний проблеск».

Во-первых, сейчас это очень дорогой инструмент из-за огромной вычислительной мощности, необходимой для выполнения его функции. Это означает, что стоимость его использования будет выше бюджета небольших организаций.

Во-вторых, это закрытая система или система черного ящика. OpenAI не раскрыл всех деталей того, как работают его алгоритмы, поэтому любой, кто полагается на него при ответах на вопросы или создании полезных для них продуктов, в нынешних условиях не может быть полностью уверен в том, как они были созданы.

В-третьих, выход системы все еще не идеален. Хотя он может обрабатывать такие задачи, как создание коротких текстов или базовых приложений, его вывод становится менее полезным (фактически, описываемым как «тарабарщина»), когда его просят создать что-то более длинное или более сложное.

Это явно проблемы, которые мы можем ожидать со временем, — поскольку вычислительная мощность продолжает падать в цене, устанавливается стандартизация открытости платформ ИИ, а алгоритмы настраиваются с увеличением объемов данных.

В целом, можно сделать справедливый вывод, что GPT-3 дает результаты, которые на дрожжах опережают то, что мы видели ранее. Любой, кто видел результаты использования языка искусственного интеллекта, знает, что результаты могут быть переменными, и вывод GPT-3, несомненно, кажется шагом вперед. Когда мы увидим, что он должным образом находится в руках общественности и доступен каждому, его производительность станет еще более впечатляющей.

Тест стимулирования роста (GPT) для питательных сред: Фармацевтические рекомендации

1.0 Требуемое оборудование

LAF
Счетчик колоний
Инкубаторы
DHS
Автоклав

2.0 Требуемый материал

Обезвоженные питательные среды
Стерильный физиологический раствор
Стерильные чашки Петри
Цилиндр мерный
Подопытный организм — кишечная палочка, стафилококк. aureus, Пс. aeruginosa, C. albicans, A. niger, Salmonella. B. subtilis, кл. Sporogenes, S. epidermidis.

3.0 Требуемые утилиты

Мощность

4.0 Процедура

4.1 После получения обезвоженной питательной среды сделайте необходимую запись в журнале приема, включая B.Нет, изготовить дату и использовать до даты. 4.2 Отобрать минимум 5,0 г образца из каждой полученной упаковки (т. Е. По партии) и тщательно перемешать.

4.4 После стерилизации перенесите среду в кабинет микробиологического анализа и дайте ей остыть до 40–45 ° C.

4.5 Запустить LAF в соответствии с СОП и продолжить работы в соответствии с LAF.

4.6 Испытание на свойства, способствующие росту, Solid Media

4.6.1 Маркируйте чашки с названием культуры, среда Б. Номер, дата инкубации на основании чашек Петри. 4.6.2 Добавьте 1,0 мл суспензии конкретной культуры, содержащей от 10 до 100 КОЕ / мл (как указано в таблице — I), в две стерильные чашки Петри.

4.6.3 В асептических условиях налейте охлажденную среду при температуре от 40 до 45 ° C в обе маркированные чашки, перемешайте чашки, осторожно вращая по часовой стрелке и против часовой стрелки.

4.6.4 Дайте пластинам затвердеть при комнатной температуре в ламинарном потоке воздуха. 4.6.5 Одновременно проведите отрицательный контроль для проверки условий тестирования, используя ту же процедуру вместо тестируемого организма, используя разбавители i.е. 1,0 мл физиологического раствора 4.6.6 Инкубируйте чашки при указанной температуре и периоде, указанном в Таблице — 1, 4.6.7 Определите количество колоний на чашках, подсчитайте КОЕ, наблюдаемое на обеих чашках, и выразите результат в КОЕ по следующей формуле P1 + P2 / 2 Где P1 и P2 — пластина 1 и пластина 2

4.6.8 Рассчитайте процентное извлечение микробов по формуле —

% Извлечение = Среднее наблюдаемое КОЕ X 100

Инокулированный КОЕ мл

4.6.9 Восстановление должно быть не менее 75%

4.7 Тест на свойства ингибирования роста, твердая среда

4.7.1 Маркируйте чашки с названием культуры, Среда Б. №, Дата инкубации на основании чашек Петри. 4.7.2 Добавьте 1,0 мл суспензии специфической культуры, содержащей 100 КОЕ / мл (как указано в Таблице I по свойствам ингибирования роста) в две стерильные чашки Петри.

4.7.3 В асептических условиях налейте охлажденную среду при температуре от 40 до 45 ° C в обе маркированные чашки, перемешайте чашки, осторожно вращая по часовой стрелке и против часовой стрелки.

4.7.4 Дайте пластинам затвердеть при комнатной температуре в ламинарном потоке воздуха. 4.7.5 Инкубируйте при указанной температуре и периоде, указанном в Таблице — 1 , 4.7.6 Наблюдайте за количеством колоний на чашках. Рост тестируемого организма не происходит.

4.8 Тест на ростовые и ингибирующие свойства, жидкая среда

4.8.1 Приготовить необходимое количество жидких питательных сред, разлить по 100 мл в пробирки и стерилизовать в соответствии с инструкциями производителя. 4.8.2 После стерилизации перенесите среду в комнату микробиологического анализа и дайте ей остыть при комнатной температуре. 4.8.3 Запустите LAF в соответствии с СОП и продолжите дальнейшую работу в соответствии с LAF. 4.8.4 Добавьте 1,0 мл положительной культуры, способствующей росту, содержащей 100 клеток (согласно таблице — 1), в пробирку с бульоном и промаркируйте ее средой B. Номер, название положительной культуры и дата инокуляции. 4.8.5 Для теста на ингибирование роста добавьте 1,0 мл положительной культуры со свойствами ингибирования роста, содержащей 100 клеток (согласно таблице — 1), в пробирку с бульоном и промаркируйте ее средой B.Нет, название положительной культуры и дата прививки. 4.8.6 Одновременно запустить отрицательный контроль для проверки условий тестирования, используя ту же процедуру вместо тестируемого организма, используя разбавители, то есть 1,0 мл физиологического раствора. 4.8.7 Инкубируйте все пробирки при определенной температуре, указанной в таблице –1. 4.8.8 Ежедневно проверяйте пробирки на предмет помутнения. 4.8.9 Удовлетворительный рост должен наблюдаться в течение 3 дней после инкубации в тесте. Не должно быть роста в тесте на подавление роста и отрицательном контроле.4.8.10 Если среда проходит испытание на стимуляцию роста, на контейнер для среды должна быть наклеена утвержденная этикетка, которую затем следует использовать для анализа. 4.8.11 В случае, если среда не подходит для испытания на стимуляцию роста, на контейнер должна быть наклеена отклоненная этикетка, затем она должна быть отклонена и, соответственно, запись отклонения должна быть сделана в реестре запасов. 4.8.12 Забракованный носитель следует выбросить или вернуть обратно поставщику. 4.8.13 Образцы этикеток «Получение, выборка, одобрение и отклонение» прилагаются в Приложении.

5.0 Меры предосторожности

5.1 Обезвоженные питательные среды, а также их ингредиенты очень гигроскопичны и должны храниться в сухом прохладном месте вдали от яркого света. Эти среды предназначены только для лабораторного использования и никогда не должны использоваться в пищу людьми или животными. 5.2 Для каждого переноса используйте свежую стерильную пипетку.

5.3. Разливаемая в чашки Петри среда должна иметь температуру 40–45 ° C.

5.4. Чашки следует инкубировать в перевернутом положении, чтобы предотвратить скопление конденсата на поверхности планшета.5.6 Вся операция внутри микробиологического кабинета должна проводиться под камерой ламинарного воздушного потока с использованием газовой горелки. 5.7 Изучите физическую природу обезвоженной среды. Если замечен какой-либо необычный цвет, запах или внешний вид, выбросьте среду. 5.8 Всегда используйте сухую ложку или шпатель для взвешивания обезвоженной среды. Операция взвешивания должна быть завершена как можно быстрее, чтобы предотвратить поглощение влаги гигроскопичным содержимым. При взвешивании обезвоженной среды надевайте маску для лица, чтобы избежать вдыхания мелких частиц среды.5.9 Все обезвоженные среды должны быть повторно протестированы после трехмесячного перерыва, и, наконец, среда должна быть выброшена после выпуска в течение одного года.

Название СМИ	Положительный посев для использования в тесте на стимуляцию роста	Положительная культура для использования в тесте на ингибирование роста			Ожидаемые характеристики роста тестируемого организма для соответствующих сред	Температура инкубации		Инкубационный период
Жидкий тиогликолятный средний	Б.subtilis NCIM 2063 Ps.aeruginosa NCIM 2200 S.aureus NCIM 2079	NA			-Рост (Мутность) Наблюдается в соответствующие СМИ трубы	От 30 до 35 ° C		72 часа
Соевый гидролизат казеина Средний	Б.subtilis NCIM 2063 C.albicans NCIM 3471 A. niger NCIM 1196	NA			-Рост (мутность) наблюдается в соответствующих пробирках со средой	От 20 до 25 ° C		72 часа
Соевый гидролизат казеина Агар	E.coli NCIM 2065 шт.aeruginosa NCIM 2200 S.aureus NCIM 2079	NA			— Непрозрачные белые колонии на планшетах SCDA -Большие сероватые колонии на планшетах SCDA -Крошечные белые колонии на планшетах SCDA	От 30 до 35 ° C		48 часов
Агар МакКонки	E.coli NCIM 2065	С.aureus NCIM 2079			— Кирпично-красные колонии на чашках с агаром МакКонки	От 30 до 35 0 C		48 часов
Бульон МакКонки	E.coli NCIM 2065	S.aureus NCIM 2079			— Изменение желтого цвета	От 30 до 35 ° C		48 часов
Маннитовая соль Агар	С.aureus NCIM 2079		E.coli NCIM 2065	— Желтые колонии на чашках с маннитоловым солевым агаром			От 30 до 35 ° C	48 часов
Цетримидный агар	Ps.aeruginosa NCIM 2200		E.coli NCIM 2065	— Зеленоватые колонии на чашках с цетримидным агаром			От 30 до 35 ° C	48 часов
Анализ на антибиотики Среда №11	S. epidermidis NCIM 2493		NA	— Хорошие пышные колонии на соответствующих планшетах со средой			От 30 до 35 ° C	24 часа
Пептонная вода	E.coli NCIM 2065		NA	Роскошный (Мутный) рост в соответствующих пробирках со средой			От 30 до 35 ° C	48 часов
Декстрозный агар Сабуро	С.albicans NCIM 3471		NA	-белые колонии на чашках с декстрозным агаром Sabourauds			От 22 до 25 ° C	120 часов
Селенит F отвар	Salmonella abony NCIM 2257		S.aureus NCIM 2079	-Красный п.п. наблюдается в бульоне селенита F			От 30 до 35 ° C	24 часа
EMB агар	E.coli NCIM 2065		S.aureus NCIM 2079	— Синий — Черные колонии с металлическим блеском на чашках с агаром EMB			От 30 до 35 ° C	24 часа
Бриллиантовый зеленый агар	Salmonella abony NCIM 2257		S.aureus NCIM 2079	— Непрозрачные колонии от розового до белого цвета на планшетах с бриллиантово-зеленым агаром			От 30 до 35 ° C	48 часов
Питательный бульон	E.coli NCIM 2065		NA	-Хорошо роскошное (мутное) рост Наблюдаемый.			От 30 до 35 ° C	24 часа
Тройной сахар Железный агар	Salmonella abony NCIM 2257		S.aureus NCIM 2079	-Красно-желтый приклад (с чернением и без)			От 30 до 35 ° C	48 часов
Агар Фогеля Джонсона	С.aureus NCIM 2079		E.coli NCIM 2065	— Черные колонии на чашках с агаром Фогеля Джонсона			От 30 до 35 ° C	48 часов
Бэред Паркер Агар	S.aureus NCIM 2079		E.coli NCIM 2065	— Черные колонии окружены чистой зоной			От 30 до 35 ° C	48 часов
Агар Pseudomonas (для флуоресцеина)	шт.aeruginosa NCIM 2200		S.aureus NCIM 2079	— Желтоватые колонии на чашках с агаром Pseudomonas			От 30 до 35 ° C	72 часа
Псевдомонадный агар (для пиоцианина) ,00	Ps.aeruginosa NCIM 2200		S.aureus NCIM 2079	— Зеленоватые колонии на чашках с агаром Pseudomonas			От 30 до 35 ° C	72 часа
Отвар мочевины	Salmonella abony NCIM 2257		С.aureus NCIM 2079	— Обильный рост без изменения цвета Наблюдается в соответствующих пробирках со средой			От 30 до 35 ° C	24 часа
Тетратионатный бульон с бриллиантовой зеленью	Salmonella abony NCIM 2257		S.aureus NCIM 2079	-Белый ppt. наблюдается в пробирках с бульоном TBGB			От 30 до 35 ° C	24 часа
Висмут-сульфитный агар	Salmonella abony NCIM 2257		С.aureus NCIM 2079	— Черные или зеленые колонии на пластинах с сульфитным агаром висмута			От 30 до 35 ° C	48 часов
Ксилозолизин-дезоксихолатный агар	Salmonella abony NCIM 2257		S.aureus NCIM 2079	— Красные колонии на агаре с ксилозолизин-дезоксихолатом			От 30 до 35 ° C	48 часов

6.0 Частота

6.1 За каждую партию отправления

7.0 Аббревиатура

СОП: стандартная рабочая процедура QA: обеспечение качества WFI: вода для инъекций

LAF: ламинарный поток воздуха

Управление загрузчиками EFI для Linux: основные принципы

Управление загрузчиками EFI для Linux: основные принципы

Первоначально написано: 23.09.2011; последнее обновление: 06.07.2018

Эта веб-страница предоставляется бесплатно и не раздражает внешняя реклама; однако я потратил время на его подготовку, а веб-хостинг стоят денег.Если вы найдете эту веб-страницу полезной, рассмотрите возможность создания небольшое пожертвование, чтобы помочь этому сайту работать. Спасибо!

Пожертвовать $ 1,00	Пожертвовать $ 2,50	Пожертвовать $ 5.00	Пожертвовать $ 10.00	Пожертвовать другое значение

---

Эта страница является частью моего раздела Управление загрузчиками EFI для Linux. Если поиск в Интернете привел вас на эту страницу, вы может захотеть начать с самого начала.

Что такое EFI?

На заре эры ПК в 1981 году IBM поставила свои персональные компьютеры 5150 с микропрограммой, известной как базовая система ввода / вывода (BIOS). В BIOS был задуман как интерфейс между многими аппаратными устройствами и Дисковая операционная система (DOS). Однако с годами BIOS стал менее важным, потому что он был написан с использованием 16-битного кода, и операционные системы перешли на 32-битный, а теперь и 64-битный код. Такой продвинутый Операционные системы не могут использовать функции BIOS без потери производительности, поэтому современные Вместо этого операционные системы полагаются на драйверы для взаимодействия с оборудованием.Таким образом, сегодня Основная роль BIOS — начать процесс загрузки. Как только система загрузился, биос принципиально неактуален.

Тем не менее, загрузка компьютера — важная задача, а BIOS — древний дизайн создает ограничения. Например, BIOS начинает процесс загрузки. загружая всего 512 байт данных — содержимое первого сектора загрузочный диск — и его выполнение. Следовательно, какая бы программа ни находилась в этом крошечном месте (основная загрузочная запись или MBR) управляет тем, как компьютер загружается.Часто код MBR загружает дополнительный код из в другом месте, чтобы представить меню опций. Нет универсального стандарт того, как это делается, и обычно операционные системы уничтожают существующий код MBR и, следовательно, рабочие конфигурации загрузчика при монтаж.

Расширяемый интерфейс микропрограмм (EFI) и его новый вариант, Унифицированный EFI (UEFI) — это прошивка, предназначенная для замены BIOS. EFI поддерживает множество дополнительных функций, но наиболее важные для Целью этой веб-страницы является тот факт, что EFI загружается совершенно по-другому. из BIOS.Реализации EFI сложнее, чем BIOS реализации, поэтому EFI может читать таблицы разделов и файловые системы, которые типичный BIOS не может. Этот факт позволяет сосуществовать нескольким загрузчикам. на жестком диске, и для полного доступа к нему можно использовать обычный доступ к файлам механизмы. Эти факты упрощают обслуживание загрузчика EFI и многое другое. гибкость, чем эквивалентные операции для загрузчиков BIOS — по крайней мере, в теория. На практике ошибки и причуды в некоторых реализациях EFI и в некоторые ОС могут затруднить управление загрузчиками EFI, особенно если вы незнакомы с их принципами.EFI тоже имеет свой дизайн ограничения, как описано на этой странице.

Хотя EFI предназначен для замены BIOS, некоторые из первых EFI реализации на платформе x 86-64 были дополнением к BIOS — модуль EFI добавляется к традиционному BIOS, оставляя BIOS в контроль базовой инициализации оборудования и загрузки компьютера, если BIOS загрузчик обнаружен. Подавляющее большинство EFI на компьютерах, проданных с Однако 2012 или 2013 полностью заменяют устаревший код BIOS.Такой реализации обычно могут загружаться быстрее, чем BIOS, и они часто (но не всегда) включают «леденцы для глаз», например, яркую работу с мышью Графические интерфейсы. Однако с точки зрения программного обеспечения оба типа эквивалент — они используют одни и те же загрузчики, структуру дисков и т. д. на.

Архитектура EFI помещает его между ОС и самыми низкими уровнями прошивки, при этом оборудование под всем этим. (Источник: Википедия)

Здесь заслуживает упоминания еще одна особенность EFI: безопасная загрузка.Эта функция предназначена для повышения безопасности, гарантируя, что могут работать только загрузчики, подписанные криптографическим ключом. Если вы или организация, которой вы доверяете, контролируете ключ, маловероятно, что авторы вредоносных программ смогут подписать свой код, что теоретически может заблокировать один из путей атаки вредоносного ПО. Проблема с безопасной загрузкой заключается в том, что Microsoft требует ее использования на настольных и портативных компьютерах, которые поставляются с Windows 8 и более поздними версиями. На практике это означает, что ключи Microsoft включены в подавляющее большинство новых компьютеров.Это было бы не так уж и плохо, за исключением того, что ни одна другая организация не обладает достаточным влиянием, чтобы гарантировать, что и его ключи включены в такой широкий спектр оборудования. К счастью, Microsoft предлагает услугу подписи, и несколько дистрибутивов Linux используют ее преимущества; но многие в сообществе открытого исходного кода возражают против зависимости от Microsoft, особенно в таких простых вещах, как запуск загрузчика. Я описываю технические детали того, как справиться с безопасной загрузкой, на моей странице Работа с безопасной загрузкой. Если вы хотите использовать безопасную загрузку, но полностью освободитесь от ключей Microsoft, см. Мою страницу «Управление безопасной загрузкой».

Дисковые структуры EFI

Спецификация EFI включает описание новой таблицы разделов. тип, GUID Таблица разделов (GPT). Хотя некоторые компьютеры на базе EFI могут загружаться с Диски MBR, некоторые возражают против этой практики, поэтому большинство компьютеров EFI используют диски GPT. Windows также обеспечивает связь EFI / GPT, по крайней мере, для загрузки. disk — если Windows загружается на компьютере с EFI, загрузочный диск должен быть GPT, и если он загружается на компьютере с BIOS, загрузочный диск должен использовать старый стиль MBR.(Есть хакерские способы обойти эти связи; например, видеть это статья о загрузке Windows с GPT-диска в BIOS режим.) Поэтому при настройке компьютера на загрузку в режиме EFI он вообще лучше создать его как диск GPT. В Linux есть три основных способы создания GPT-диска:

• Используйте инструмент на основе libparted, например parted или GParted, чтобы создать свои разделы и явно указать этому инструменту использовать GPT. В parted, вы можете сделать это, набрав mklabel gpt.В GParted вы выбираете Устройство -> Создать таблицу разделов, разверните элемент Advanced, выберите gpt в качестве таблицы разделов введите и нажмите Применить, чтобы создать новую таблицу разделов. Любой метод стирает существующие разделы.
• Использовать GPT fdisk (gdisk, cgdisk или sgdisk), чтобы создать свой перегородки. Эти инструменты могут преобразовать существующий диск MBR в формат GPT, или они могут разбить пустой диск.
• Используйте последнюю версию fdisk или один из связанных с ней инструментов, cfdisk или sfdisk.Версия в util-linux 2.27 выполняет свою работу, а версия в util-linux 2.20 — нет. Я не уверен, когда именно произошло изменение. При вводе g в главном меню fdisk создается новый GPT; но это действие уничтожит существующие разделы.

Независимо от того, использует ли загрузочный диск GPT или MBR, EFI использует специальный раздел, известный как EFI Системный раздел (ESP) для хранения данных, специфичных для EFI. ESP должен официально используют файловую систему FAT32, хотя некоторые (особенно старые) Linux В дистрибутивах на этом разделе размещается файловая система FAT16.(Этот выбор может вызвать проблемы для Windows 7, которая принимает только FAT32 ESP. По меньшей мере одна реализация EFI, Gigabyte’s Hybrid EFI, похоже, тоже имеет аллергию на ESP FAT16.) На диске MBR ESP имеет код типа 0xEF. На GPT-диске ESP имеет значение GUID, равное C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B, но большинство инструментов разметки скрывают GUID ценности, потому что они неудобны для использования людьми. В GPT fdisk ESP отображается как имеющий код типа EF00, и большинство инструментов на основе libparted используют «флаг загрузки» (и избыточный «флаг esp») для идентификации ESP.Обратите внимание, что в libparted, «флаг загрузки» раздела GPT полностью отличается от «флаг загрузки» на MBR-диске. Вы должны , а не установить «флаг загрузки» на любом Раздел ОС под GPT, только на ESP.

Хотя в спецификации EFI ничего не говорится о размере ESP, большинство операционных систем делают его довольно маленьким — Mac поставляются с ESP на 200 МБ, а установщик Windows 7 создает один из 100 МБ. (Это значение было увеличено до чуть более 200 МБ в новых версиях Windows.) Однако некоторые пользователи обнаружили, что в некоторых EFI есть ошибки, которые вызывают проблемы с ESP FAT32 размером менее 512 МБ (537 МБ).Одна очень распространенная проблема — файлы, которые не могут быть прочитаны EFI. Команда Linux mkdosfs по умолчанию использует FAT16 для разделов размером до 520 МБ (546 МБ). Поэтому, добавляя запас прочности для защиты от путаницы в MiB / MB и ошибок округления, я рекомендую создать ESP размером не менее 550 МБ. Если вам необходимо использовать ESP меньшего размера и вы столкнулись с загадочными проблемами, попробуйте преобразовать его в FAT16; большинство ESP отлично справятся с этим, и это может устранить ваши проблемы. С другой стороны, это может привести к сбою установщика Windows, если вам потребуется установить эту ОС.

ESP содержит драйверы EFI, приложения EFI, сценарии EFI и загрузку EFI. погрузчики, среди прочего. Этот диапазон данных EFI иллюстрирует тот факт, что что EFI довольно сложен; он во многом похож по силе на DOS. Этот Набор веб-страниц, конечно же, в основном посвящен загрузчикам EFI (и менеджерам загрузки).

Каждый загрузчик EFI хранится в собственном подкаталоге каталога Каталог EFI на ESP. Эти подкаталоги обычно называются после ОС, которая их создала.Например, Ubuntu размещает загрузку EFI файлы загрузчика в EFI / ubuntu, а Red Hat размещает свои загрузочные файлы EFI в EFI / redhat. (Fedora также использовала каталог EFI / redhat имя через Fedora 17, но оно переключено на EFI / fedora с версия 18.) После установки Linux ESP обычно монтируется в / boot / efi, поэтому эти каталоги будут / boot / efi / EFI / ubuntu и / boot / efi / EFI / redhat, соответственно на работающей установке Linux. Предложение на freedesktop.org будет поощрять установку ESP в / boot, а не в / boot / efi.Это предложение еще не было принято ни одной крупной дистрибутив, хотя пользователи Arch Linux любят монтировать ESP в /ботинок.

Эти каталоги загрузчика EFI содержат файл загрузчика EFI, который имя заканчивается на .efi, а также файлы конфигурации, файлы поддержки, и, возможно, даже ядра Linux и файлы начального RAM-диска. Детали различаются от одного загрузчика к другому.

Если вам нужно установить загрузчик независимо от того, какой у вас в ОС установлен, вы можете создать для него свой собственный каталог.Я обычно назовите мое после самого загрузчика, например EFI / refind для REFInd. Еще один каталог загрузчика требует упоминания: EFI / BOOT. В этом каталоге находится файл загрузчика bootx64.efi, который обслуживает как резервный загрузчик, если он не указан во флэш-памяти прошивки место хранения. Имя файла зависит от архитектуры — имя файла это bootia32.efi на компьютерах IA-32 (x86) и bootaa64.efi на компьютерах ARM64. Подавляющее большинство основанных на EFI x 86-64 компьютеры используют 64-битные EFI и поэтому используют bootx64.efi файл загрузчика по умолчанию. Несколько первых компьютеров Mac и некоторые планшеты на базе Atom имеют 64-битные процессоры, но 32-битные EFI; и некоторые ранние В компьютерах Mac на базе Intel использовались 32-разрядные процессоры и EFI, поэтому их загрузчики по умолчанию называются bootia32.efi. Некоторые EFI пытаются запустить EFI / Microsoft / BOOT / bootmgfw.efi как своего рода вторичный откат загрузчик. Это имя загрузчика Windows EFI, поэтому предположительно проверка этого имени помогает в случае стирания энергонезависимой памяти компьютера.

Процесс загрузки EFI

Процесс загрузки EFI не относится к коду в MBR, и обычно также не использует код в загрузочном секторе раздела.Вместо этого EFI загружает загрузчик, указанный встроенным менеджером загрузки EFI. Этот диспетчер загрузки поддерживает список параметров загрузки в NVRAM, а также порядок, в котором их можно попробовать. Если вы загружаетесь без изменения порядка загрузки, компьютер будет пробовать каждый элемент в указанном порядке, пока один из них не вернется. Если запись возвращается (поскольку она указывает на несуществующий файл, программа завершается и т. Д.), Выполняется попытка следующего элемента в списке. Загрузчик, запускаемый микропрограммой, может загружать ОС напрямую (как загрузка Windows EFI). загрузчик), или он может отображать меню или подсказку с дополнительными опциями (как большинство загрузчиков Linux EFI делают).Во время установки ОС загрузчик ОС записывается на диск, и его загрузчик следует добавить в список опций встроенного диспетчера загрузки — обычно в качестве первой записи.

Упомянутый ранее резервный загрузчик (EFI / BOOT / bootx64.efi или его варианты, в зависимости от архитектуры) является чем-то вроде особого случая. Это имя файла изначально предназначалось для использования только на съемных носителях, чтобы их можно было загрузить для установки ОС. (Если бы не это фиксированное имя файла, компьютер со свежей заводской версией не смог бы ничего загрузить!) Это имя файла также было быстро принято как резервное имя файла для установок с жесткого диска.Таким образом, если дубликат обычного загрузчика установлен на резервное имя файла, компьютер останется загрузочным, если список диспетчера загрузки на основе NVRAM поврежден. На практике у некоторых EFI есть сильно сломанные менеджеры загрузки, которые обычно забывают или игнорируют свои загрузчики. Эти компьютеры надежно загружаются только с резервного загрузчика. Во многих случаях резервный загрузчик обрабатывается через обычную загрузочную запись, которая ссылается на файл bootx64.efi или на диск; однако детали сильно различаются от одного компьютера к другому.

Также обратите внимание, что недисковые загрузочные устройства могут иметь записи диспетчера загрузки EFI. Обычно сетевые устройства загружаются по сети. Записи для таких устройств обычно создаются прошивкой, когда вы активируете опцию сетевой загрузки; но ими можно управлять (изменить их порядок) с помощью тех же инструментов, которые вы используете для управления другими записями, как описано на следующей странице. Некоторые EFI предоставляют записи для запуска оболочки EFI, утилиты настройки EFI или других инструментов.

В принципе, EFI могут предоставлять меню, позволяющие пользователям выбирать, какой из доступные загрузчики для использования во время загрузки.Однако на практике эти загрузочные меню часто неудобны в использовании. Часто необходимо нажимать специальную в какой-то момент во время загрузки нажмите клавишу для доступа к меню диспетчера загрузки; если вы этого не сделаете, загрузится ОС по умолчанию. Некоторые реализации вообще не предоставляют такое меню диспетчера загрузки. Проконсультируйтесь с вашим компьютером или документацию материнской платы, чтобы узнать, как получить доступ к меню загрузки.

Большинство, но не все современные компьютеры на базе EFI имеют BIOS. режим совместимости, который позволяет им загружаться с помощью загрузчиков BIOS.Этот эта функция известна как модуль поддержки совместимости (CSM) . Как правило, вы можете активировать или деактивировать поддержку CSM, используя параметры на Загрузочное меню в утилите настройки прошивки, поэтому ищите такие варианты, если вы хотите переключить режим загрузки вашего компьютера. Обратите внимание, что с помощью CSM создает потенциал для серьезных осложнений, поэтому я не рекомендую использовать если возможно. Смотрите мой CSM: Хороший, Плохая и уродливая страница для получения дополнительной информации по этой теме.

Хотя управление загрузчиками путем манипулирования файлами в ESP, возможно, намного превосходит управление загрузчиками путем перезаписи кода в MBR или в других местах на диске, управление загрузчиком EFI имеет ахиллесову каблук: Потому что прошивка пытается загрузить загрузчик, расположение которого хранится в NVRAM, система становится уязвимой к сбоям, если жесткий диск заменен или NVRAM стерта.Пользователи сообщают о невозможности для загрузки, если они обновят свою прошивку, и перемещение диска с одного компьютера к другому требуется настройка параметров загрузки NVRAM. Кроме того, некоторые Реализации EFI «услужливо» удаляют настройки NVRAM для загрузчиков, которые они не может обнаружить, что может потребовать повторного создания настроек NVRAM, если вы временно извлеките жесткий диск, а затем переустановите его. Делать дела хуже того, некоторые компьютеры «забывают» свои настройки NVRAM без всякой провокации, что требует установки загрузчика как EFI / BOOT / bootx64.эфи. Это не так уж плохо само по себе, но если установщик ОС или загрузчика настраивает загрузчик так, как он должен официально, он не будет работать и пользователь должен вмешаться вручную. Один из способов решения таких проблем — установить копию rEFInd на USB-накопитель или CD-R. Когда вы загружаете его, rEFInd сканирует ваши обычные загрузчики и должен позволить вам их запустить. Другой обходной путь — использовать резервный загрузчик fbx64.efi.

Загрузчики и диспетчеры загрузки

Два похожих термина часто используются как синонимы, но на самом деле они относятся к разным вещам:

• Менеджеры загрузки представляют меню параметров загрузки или предоставляют другой способ управления процессом загрузки.Затем пользователь может выбрать параметр, и диспетчер загрузки передает управление выбранному инструменту.
• Загрузчики выполняют задачу загрузки ядра ОС в память, часто вместе с вспомогательными файлами, такими как файл начального RAM-диска Linux (initrd), и запуска ядра.

Некоторые программы, включая популярный GRUB (как GRUB Legacy, так и GRUB 2), функционируют как диспетчеры загрузки, так и загрузчики, что может быть причиной того, что эти термины часто используются как синонимы.Однако в мире EFI некоторые программы (такие как ELILO, SYSLINUX и загрузчик-заглушка EFI) могут загружать только ядра Linux и, следовательно, только загрузчики; и другие (такие как rEFIt, rEFInd и gummiboot / systemd-boot) строго управляют загрузкой. Фактически, спецификация EFI требует, чтобы EFI предоставляли свои собственные менеджеры загрузки, но они часто очень минимальны или неудобны в использовании. На практике вы можете использовать диспетчер загрузки для запуска одного или нескольких различных загрузчиков. Загрузчики часто (но не всегда) зависят от ОС, поэтому менеджер загрузки может запускать один загрузчик для одной ОС и другой загрузчик для второй ОС.Комбинированный инструмент, такой как GRUB, вероятно, будет использовать свои собственные функции загрузчика для запуска ядра Linux и функции своего диспетчера загрузки для запуска загрузчика для другой ОС, такой как Windows или macOS.

Хотя эта серия веб-страниц включает в себя загрузчиков в названии, я также рассматриваю менеджеры загрузки. Частично причина этого в том, что загрузчик заглушек EFI имеет тенденцию стирать различия. Как описано на своей странице, эта программа превращает ядро ​​Linux в собственный загрузчик. Это означает, что менеджер загрузки может запускать ядро ​​Linux так же, как загрузчик.

С точки зрения EFI и загрузчики, и менеджеры загрузки являются просто программами EFI. Существуют и другие программы EFI, такие как оболочки EFI, инструменты для управления функциями безопасной загрузки, программы для обновления прошивки компьютера и даже интерпретатор Python. Менеджеры загрузки могут запускать такие инструменты и представлять их в своих меню вместе с загрузчиками. В этой серии веб-страниц время от времени затрагиваются такие программы, но они не рассматриваются подробно.

---

Перейти к «Установка загрузчика EFI»

Вернуться на главную страницу «Управление загрузчиками EFI для Linux»

---

, авторское право © 2011–2018 Родерик В.