Принцип работы и схема генератора переменного тока
Представить себе жизнь современного человека без электричества крайне сложно. Даже те люди, которые отдалены от цифровых технологий и Интернета, все равно пользуются бытовыми приборами, которые работают на электрической энергии. Часто для ее производства используют генератор переменного тока, ведь именно ток такого поля используется всеми бытовыми установками, подается во все квартиры и частные дома. Упомянутый выше прибор был изобретен уже достаточно давно, но он до сих пор не утратил своей популярности и применяется во многих сферах жизни людей. Про устройство генератора и принцип его работы рассказано в данной статье.
Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел
Генератор переменного тока представляет собой специализированную электрическую установку, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Последняя обладает переменной характеристикой. Само превращение основано на механическом вращении катушки из проволоки внутри магнитного поля.
Демонстрация рассматриваемого прибора в разрезеКак уже было сказано, электрический ток вырабатывается не только при механическом движении катушки в поле магнита, но и тогда, когда силовые линии магнита, находящегося во вращательном движении, пересекают витки катушки. Таким образом появляющиеся электроны начинают свое движение к положительному полюсу магнита, а сам электроток протекает от плюсового полюса к минусовому.
Ток индуцируется в проводнике (катушке). Его течение отталкивает магнит, когда рамка катушки подходит к нему, и отталкивает его, когда рамка удаляется. Его говорить проще, то ток каждый раз меняет свою ориентацию относительно полюсов магнита. Это и вызывает такое явление, как переменный электрический ток.
Данное приспособление появилось еще в 1832 г. благодаря стараниям Н. Тесла. Именно тогда был создал самый первый однофазный синхронный генератор переменного электрического тока. Самые первые установки производили только постоянный ток, а рассматриваемый генератор переменной характеристики некоторое время не мог найти своего практического применения. Это длилось не долго, так как люди быстро поняли, что переменный ток использовать гораздо практичнее, чем постоянный.
Обратите внимание! Преимущество новой технологии заключалось в том, что такой электроток было легче выработать, а на обслуживание приборов уходило в разы меньше времени и ресурсов, чем на аналоги, работающие на постоянном токе.
Именно благодаря переменному току и его генератору смогли появиться на свет такие электроприборы, как радиоприемник, магнитофон и другие более поздние автоматические и электротехнические установки, без которых представить жизнь современного человека нельзя.
Использование графика для демонстрации переменного и постоянного электротоковХарактеристики генератора переменного тока
Основные технические характеристики генератора переменного тока: внешняя, скоростная регулировочная и токоскоростная. Внешняя характеристика определяется, как зависимость напряженности прибора от генерируемого им тока. Она является константой и может быть определена в процессе самостоятельного и независимого возбуждения.
Скоростная регулировочная характеристика чаще всего высчитывается исходя из нескольких величин электротока нагрузки. Самое маленькое значение возбуждения находится при нагрузочном токе, равном нулю (частота вращений при этом максимальная).
Последняя токоскоростная характеристика определяется как одна из самых важных при выборе или создании генератора. Практически все новые генераторы могут самостоятельно ограничивать свой максимальный ток.
Обратите внимание! Делается это для того, чтобы частота вращения роторов не увеличивалось до частоты индуцированного стартера.
Принцип работы генератора
Пришло время рассмотреть устройство генератора перемененного тока и принцип его действия. Он заключается в том, что в электроустановке используют специальную систему, которая при функционировании производит магнитный поток большой мощности.
За основу взято два сердечника, изготовленных из электротехнической стали. Пазы одного сердечника предполагают размещение обмотки, которая отвечает за генерацию потока магнитных волн. Второй же используется для индукции электродвижущей силы.
Обычно сердечник, который расположен внутри, находится в горизонтальном или вертикальном положении и вращается по соответствующим орбитам. Его называют ротором. Второй же сердечник, называемый статором, как понятно из его названия, остается в неподвижном состоянии. Чем меньшее расстояние будет между этими элементами, тем больше вырастет индуктивность магнитного потока. Далее рассмотрены назначение устройства и работа генератора переменного тока.
Назначение генератора переменного тока
Переменные генераторы тока применяют уже достаточно давно. За последние годы сфера применения стала еще более обширной. Используются такие приборы не только в промышленных, но и в бытовых целях. Производственные электроустановки представляют собой самый выгодный вариант для генерации электроэнергии, используемой на заводах и предприятиях, учебных учреждениях, торговых центрах и т. д. Также такие генераторы позволяют значительно ускорить строительство того или иного сооружения в тех местах, где нет возможности провести линию электропередачи.
В быту такие устройства также применяются. Они обладают более компактными размерными характеристиками и универсальностью. Часто их используют для питания частных домов, дачных участков или коттеджей.
Обратите внимание! Бытовые и производственные генераторы перемененного тока пользуются популярностью практически во всех сфера жизни человека. Особенно они полезны там, где постоянно возникают перебои с подачей электроэнергии или ее нет вообще.
Как устроен генератор переменного тока
Устройство генератора крайне простое. Он состоит из двух основных частей: подвижной (ротор или индуктор) и неподвижной (статор или якорь). В ГПТ ротором выступает электрический магнит, создающий магнитное поле, которое и принимает статор. Поверхность якоря обладает впадинами, которые называются пазами. В них виднеется обмотка катушки, выступающей в роли проводника.
Обратите внимание! Обычно якорь изготавливают их спрессованных листов стали толщиной не более 0,3 мм. Их изоляционный слой представляет собой простое лаковое покрытие.
Ротор устанавливают внутри статора. Его вращение осуществляется с помощью двигателя, мощность которого передается через обычный вал и некоторые опорные элементы. На валу также имеется возбудитель с постоянным значением электротока, питающий им обмотки катушки. Также среди компонентов имеется аккумуляторная батарея, которая инициализирует запуск стартера и может подавать электричество, если его не хватает для запуска двигателя, его работы.
Важно! Основное различие между однофазным и трехфазным генераторами электрического тока заключается в том, какое максимальное напряжение выдается прибором. В первом случае это 220 В, а во втором — и 220, и 380 В.
Устройство установкиВиды генераторов переменного тока
Есть несколько типов классификации генераторов. Наиболее распространенный — по мощности. Они бывают маломощными и высокомощными. Для решения бытовых задач применяются компактная и маломощная электроустановки, которые обычно используется в качестве резервного источника питания.
В последнее время популярность обрели сварочные генераторы. С бензиновыми моделями следует быть осторожным, так как они должны использоваться только по своему прямому назначению. В противном случае их срок эксплуатации истечет намного раньше положенного. Диагностика и ремонт таких приборов — достаточно дорогостоящие, и чаще проще купить новый аппарат.
Еще одно разделение — асинхронные и синхронные генераторы. Они отличаются конструкцией ротора. В синхронном приборе катушка находится на роторе, а в асинхронном на валу есть специальные углубления, которые предназначены для вставки обмотки. Подробнее о них далее.
Асинхронные генераторы
Асинхронные двигатели — это приборы, которые работают в тормозящем режиме. В данной ситуации ротор выполняет вращения только в одном направлении, совпадающем с движением магнитного поля, но немного опережает его.
Обратите внимание! Такие установки практически не подвержены коротким замыканиям и обладают повышенной защитой от воздействия внешних факторов.
Асинхронный генераторСинхронные генераторы
Синхронный двигатель — это электромеханизм, который работает в режиме генерации электрической энергии. Его особенность в том, что частота вращения стартера, а точнее его магнитного поля, равна частоте вращения ротора.
К сведению! Синхронные обладают роторами, которые выполнены в виде постоянных или электрических магнитах. Полюсов у них может быть и 2, и 4, и 6. Главное, чтобы это число было кратным двум.
Синхронный генераторКакой ток вырабатывает генератор
Характеристика тока, который вырабатывается генератором, зависит от его конструкции. Как уже стало понятно, и переменный генератор, и постоянный генератор содержат в своей конструкции электрический или постоянный магнит, создающий поток магнитного поля. В обоих случаях можно найти обмотку из медного проводника. Она вращается и, занимая различные положения в поле магнита, создает наведенную ЭДС.
Если представить, что обмотка разделена на две одинаковые части, то они поочередно будут занимать то горизонтальное, то вертикальное положение. ЭДС будет сначала максимальной, а затем нулевой. Это и будет генерация переменного тока.
Обратите внимание! Если в процессе полуоборота каким-либо образом переключить потребитель энергии, то он будет получать уже постоянный, но пульсирующий ток. В этом и отличие.
Характеристика переменного и постоянного электрических токовСхема генератора переменного тока
Принципы работы генератора переменного и постоянного токов уже понятны, как и его основные конструкционные элементы. Необходимо рассмотреть пару схем для обобщения материала и понимания процесса генерации электротока.
Схема обычного устройства генерации электротокаТаким образом, были рассмотрены генератор переменного тока, устройство и принцип его действия.
Принципиальная схема электрического генерирующего устройстваСтроение этого аппарата практически не поменялось с момента его создания еще в 1800-х гг. Данное электрооборудование служит для выработки тока, который применяется для бытовых или производственных целей.
Особенности генераторов переменного тока — статьи Пневмомаш
Электрогенераторы — это устройства для преобразования механического движения в электрическую энергию. По виду выхода электрического тока они подразделяются на оборудование постоянного и переменного тока.
Постоянный ток никогда не меняет своего направления, двигаясь от плюса к минусу, и может плавно менять свою величину. На сегодняшний день генераторы постоянного тока можно встретить на крупных промышленных заводах, например, где используются прокатные станы, на предприятиях электротранспорта, а также в других производственных процессах, где оборудование имеет большой пусковой момент, либо требуется плавное регулирование скорости тягового усилия.
Столь ограниченное применение постоянного тока связано с тем, что его довольно сложно трансформировать. Повышение или понижение его напряжения связано с существенными затратами и требует наличия сложного специализированного оборудования.
Сфера применения генераторов переменного тока
Переменный ток отличается тем, что движется между фазой и нулем, постоянно меняя свое направление. Частота смены направления тока указывается в герцах. В российских и европейских сетях используется частота 50 герц, что обозначает смену направления движения тока 100 раз в секунду. В американских сетях применяется частота 60 герц.
Поскольку электрические сети общего назначения всегда рассчитаны на переменный ток, все производимые электрические устройства, а также любые генераторы, предназначенные для бытовых и общепромышленных целей, тоже предполагают работу от переменного тока.
Особенности функционирования
Главным преимуществом переменного тока перед постоянным является простота его трансформации. При помощи специальных трансформаторов действующее напряжение однофазной сети 220 вольт изменяется в зависимости от нужд потребителя.
Однофазное электропитание чаще всего применяется в жилых помещениях. Для промышленных целей может быть использован также переменный трехфазный ток. По своей сути это три провода, на каждом из которых находится по одной фазе, а также в схеме может присутствовать четвертый провод – ноль. Напряжение между фазными проводами составляет 380 вольт, а между любым фазным проводом и нулем составляет — 220 вольт. Трехфазный ток тоже поддается преобразованию при помощи специальных трехфазных трансформаторов.
Простейший генератор переменного тока — Энциклопедия по машиностроению XXL
| Рис. 28. Схема простейшего генератора переменного тока |
Простейший генератор переменного тока. Электрические машины, являюш иеся источниками электрической энергии, называются генераторами. Генераторы бывают переменного и постоянного тока. [c.41]
Принципиальное устройство простейшего генератора переменного тока показано на рис. 53. В этом генераторе концы рамки проводника присоединяются каждый к своему кольцу, а к кольцам прижимаются щетки генератора. Щетки замыкаются внешней цепью через электрическую лампочку. При вращении рамки с кольцами в магнитном поле генератор даст переменный ток, изменяющий через каждые пол-оборота величину и направление. Такой переменный ток называется однофазным. В технике применяются генераторы трех- [c.123]
| Рис. 53. Схема простейшего генератора переменного тока |
Простейший генератор переменного тока (рис.. 2.4) представляет собой виток 1—2, вращающийся в равномерном магнитном поле, создаваемом электромагнитами Л и 5. Концы витка 1—2 присоединены к двум кольцам, вращающимся с той же частотой, что и виток. [c.20]
Генераторы постоянного тока вырабатывают по сути дела пере.х. енное напряжение, которое выпрямляется особым устройством — коллектором. Рассмотрим работу простейшего генератора переменного тока (рис. 3.1), [c.126]
Для локализации можно применить постоянный или переменный ток. Метод с применением переменного тока имеет то преимущество, что результаты измерения Ub могут быть получены при помощи простых металлических электродов. При способе Пирсона [17] применяется генератор переменного тока звуковой частоты, описанный в разделе 3.6.1,2. Разность потенциалов снимается двумя операторами при помощи контактных колодок (башмаков) или шупов и регистрируется по показанию прибора или по звуковому сигналу. На рис. 3.30 показано соответствующее измерительное устройство и изображены кривые показания прибора на месте дефекта. Кривые 1 п 2 здесь соответствуют потенциалам U» и Us на рис. 3.29. [c.126]
Конструктивно генераторы переменного тока с вращающимся магнитом очень просты, так как отпадает необходимость в скользящих контактных устройствах кроме того, они нозволяют сохранить некоторое постоянство тока в лампах ири переменном числе оборотов магнита без применения специального регулирующего устройства. [c.229]
Простейшая схема включения полупроводникового диода в цепь генератора переменного тока в качестве выпрямителя для заряда аккумуляторной батареи приведена на рис. 54. Схема обеспечивает выпрямление тока, идущего только в прямом направлении (па [c.112]
Обмотка якоря генератора постоянного тока вращается и подвергается воздействию центробежных сил. Обмотка статора генератора переменного тока неподвижна и центробежные силы на нее не действуют. Условия работы обмотки статора значительно благоприятнее, чем у обмотки якоря. Поэтому короткие замыкания в обмотке статора происходят редко, а короткое замыкание в обмотке якоря генератора постоянного тока — довольно распространенный дефект. Вращающаяся обмотка возбуждения генератора переменного тока благодаря своей простой форме и отсутствию большого количества резких перегибов провода является достаточно надежной в эксплуатации. [c.121]
Генераторы переменного тока более надежны, так как в них нет пластин коллектора, ускоряющих износ щеток. Они имеют более простую обмотку якоря, меньшие габаритные размеры и вес, обеспечивают заряд аккумуляторной батареи при малой скорости движения автомобиля. Недостатки высокая стоимость 108 [c.108]Последнее время на дизель-генераторах переменного тока с повышенными требованиями к точности поддержания частоты и распределения активных нагрузок между агрегатами, начали применяться двухимпульсные регуляторы с обычным импульсом по скорости и дополнительным по нагрузке. При этом измерение нагрузок производится электрическим путем. Измерение скорости может также производиться электрическим путем, по отклонению частоты от заданной или обычным механическим измерителем скорости. В первом случае, в силу однородности обоих импульсов они сопоставляются и суммируются простейшим образом. Однако из-за невозможности существенной перенастройки резонансных устройств и полосовых фильтров, применяемых для измерения отклонения частоты, эти системы на практике приходится дополнять простейшими механическими регуляторами скорости для управления двигателем на пониженных оборотах в период [c.447]
На тракторах все больше стали применяться дешевые, простые по конструкции и надежные в работе генераторы переменного тока с постоянными магнитами. Срок службы этих генераторов зависит в основном только от износа шариковых подшипников. [c.3]
Автомобильные трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением по сравнению с генераторами постоянного тока проще по конструкции, имеют меньшие габаритные размеры и вес при той же мощности, более надежны в эксплуатации. Расход меди на обмотки примерно в 2,5 раза меньше, чем в генераторах постоянного тока. В генераторах переменного тока нет коллектора, вместо сложной обмотки якоря применяется технологически простая обмотка статора, обмотка возбуждения состоит из одной катушки. Удельная мощность генераторов постоянного тока не превышает 45 вт, а генераторов переменного тока достигает до 100 вт на 1 кг веса генератора. [c.58]
При простейшей проверке генератора надо при отключенной аккумуляторной батарее замкнуть зажим генератора постоянного тока илн зажим + генератора переменного тока через лампу или вольтметр на массу. [c.312]
| Рис. 48. Схема простейшего трехфазного генератора переменного тока |
Устройство простейшего генератора постоянного тока показано на рис. 2, а. При вращении рамка пересекает магнитные силовые линии, создаваемые магнитом, и в ней наводится э. д. с. Так как участки проводника аб и вг пересекают магнитные силовые линии в противоположных направлениях, то и наводимые в них э. д. с. имеют противоположные направления. Стороны рамки соединены последовательно, следовательно э. д. с. в них складываются, и с пластин снимается напряжение, равное сумме э. д. с. Ток, получаемый от простейшего генератора, не остается постоянным по величине. Рамка при своем вращении пересекает различное число силовых линий. Наибольшее число их рамка пересекает, когда ее стороны находятся под полюсами. В этот момент в ней индуктируется наибольшая э. д. с. Когда стороны рамки не пересекают силовых линий (находятся между полюсами), э. д. с. в ней уменьшается до нуля. Величина э. д. с. в единицу времени зависит от угла, под которым рамка пересекает магнитные силовые линии. Графически это изменение выражается кривой, называемой синусоидой (рис, 2, б), где Г —время, в течение которого происходит одно полное изменение э. д. с. (один оборот рамки), —значение э. д. с. Таким образом получают ток /, который меняет свою величину и направление, т. е. переменный ток. [c.5]
Таким образом, простейший генератор постоянного тока создает напряжение и ток, постоянные по направлению, но переменные по величине. Чтобы сделать напряжение и ток более постоянными по величине, увеличивают число витков обмотки якоря, соединяя их между собой определенным образом. Коллектор соответственно составляют не из двух, а из большего количества частей. [c.35]
Генератор переменного тока, несмотря на вырабатываемый им переменный ток. представляет собой гораздо более простой, надежный и мощный прибор по сравнению с генератором постоянного тока. По этой причине он в большей ипи меньшей мере вытеснил его на всех современных машинах. [c.184]
Генерирование переменного тока. Простейшим генератором переменно,го тока является виток проводника, вращающийся в однородном магнитном поле Н (фиг. 169). [c.207]
Устройство, которое пропускает ток в одном направлении и не пропускает в другом, называется выпрямителем. Современные выпрямители выполнены из полупроводниковых материалов и имеют высокий коэффициент полезного действия. На рис. 3.7 показана простейшая схема подключения генератора переменного тока к нагрузке через диодный выпрямитель. Выпрямитель пропускает только верхнюю полуволну тока, отсекая нижнюю, поэтому с выпрямителя на нагрузку поступает пульсирующий ток всегда одного направления. По очевидным причинам такой выпрямитель известен под названием однополупериодного. Выпрямитель такого типа прост, но мало эффективен, потому что нижний полупериод тока просто теряется. [c.39]
Весьма простая по конструкции демонстрационная модель двигателя 10-В с кольцевым регенератором в цилиндре может быть использована в качестве учебного пособия. Мощность и КПД двигателя низкие, но вполне достаточные для демонстрации принципа его действия. Модель приспособлена для работы с солнечным концентратором, состоящим из линз Френеля. В качестве нагрузки двигателя используется электрический генератор переменного тока и различные типы инерционных насосов. [c.228]
Для преобразования переменного тока в постоянный на подстанциях применяются ртутные выпрямители, значительно более простые и дешёвые, чем применявшиеся ранее мотор-генераторы. [c.415]
Система магнитный усилитель— двигатель (МУ-Д). В системах Г—Д и ЭМУ-Д для преобразования переменного тока в постоянный ток регулируемого напряжения применяют электрические вращающиеся машины асинхронные или синхронные двигатели и генераторы постоянного тока обычные или специальные ЭМУ). Надежность и экономичность таких установок недостаточно высока. В настоящее время стремятся заменить вращающиеся преобразователи статическими устройствами. К числу их относятся магнитные усилители. Схема простейшего магнитного усилителя приведена на фиг. 29. [c.135]
Для менее точных измерений нами рекомендован простой прибор, состоящий из двух поляризованных реле и катодного вольтметра [22]. В этом приборе одно реле, питаемое от сети переменного тока, выполняет функции генератора импульсов, а второе — переключающего устройства. Прибор обеспечивает непосредственное измерение омической составляющей потенциала на исследуемом электроде. [c.19]
Б. П. Белкин предложил специальный автомат АРТ-61, простой и надежный в эксплуатации, позволяющий осуществлять хромирование при режимах, описанных выше. Прибор обеспечивает автоматическое реверсирование тока по заданному режиму с независимым изменением времени выдержки для катодного периода в пределах 0,5—10 мин и анодного периода в пределах 0,5—17 с, а также при независимом изменении силы тока катодного и анодного периодов от О до 600 А. Размер автомата 320 X 210 х 180 мм, масса около 8 кг. Питание автомата осуществляется переменным током напряжением 220 В от сети и постоянным током напряжением 12 В от генератора. При изменении напряжения в сети на 5% точность времени выдержки периодов составляет до 1 %. [c.191]
Рассмотрим простейший случай получения переменного тока от генератора (рис. 2). [c.9]
Материалом полюсов ротора и магнитопровода статора является сталь, она не оказывает существенного сопротивления прохождению магнитного потока. Магнитный поток, возникнув в обмотке возбуждения, проходит в основном через полюсную систему ротора и магнитопровод статора. При вращении ротора напротив катушек обмоток фаз статора последовательно находятся то северный Ы, то южный 5 полюсы ротора, магнитный поток изменяется по величине и направлению, что по закону Фарадея достаточно для появления на выводах обмоток фаз переменного электрического напряжения. Частота этого напряжения / связана с частотой вращения ротора Пр и числом пар полюсов ротора р простым соотношением / = рЛр/бО. В современных отечественных автомобильных вентильных генераторах р = , поэтому частота их переменного тока в 10 раз меньше частоты вращения ротора. [c.8]
Опишите простейшие способы проверки генераторов постоянного и переменного тока. [c.364]
Таким образом, внутри генератора постоянного тока вырабатывается переменный ток, но благодаря тому, что концы рамки подключены к полукольцам, которые можно назвать коллектором (выпрямительным устройством простейшего вида), во внешней цепи будет протекать ток одного направления (выпрямленный ток). [c.93]
Принцин действия простейшего генератора переменного тока рассмотрен в 22. Здесь мы изучим конструкцию тракторных генераторов ГЗО-А2, Г31-А и Г32-А2 и их работу. [c.229]
На рис. 3 приведена эта зависимость. С увеличением параметра р, отмеченная чуветвительноеть может быть несколько понижена. Тем не менее практическая область применения простейшего инерционного пружинного гасителя — подавление колебаний постоянной частоты, возникающих, например, при работе синхронных электродвигателей, генераторов переменного тока и т. д. Соглаено (7) эффективноеть его работы при правильной настройке (6) достигается минимизацией диссипативных потерь в гасителе. [c.329]
Генераторы. Для питания электроприемников на автотележке ТГ-200 установлен генератор постоянного тока, а на автотележке МГ-150 — переменного тока. Схема простейшего генератора постоянного тока приведена [c.193]
Простейший генератор перемеиного однофаз1ного тока мало отличается от описанного выше простейшего генератора постоянного тока. Разница состоит в том, что вместо коллекторных пластин концы пр01В0Д НИ1ка у генератора переменного тока закрепляются на контактных кольцах, с которых при помощи щеток во внешнюю цепь снимается переменное напряжение. В технике широкое распростра нение получил трехфазный переменный ток, простейший генератор которого имеет три обмотки (рам ки), сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120° и соединенные между собой. [c.129]
Генераторы переменного тока, рассчитанные в основном на осветительную нагрузку, отличаются простым устройством и надежной работой. Недостаток их — относительно узкий диапазон частоты вращения, при которой создается нормальное напряжение на зажимах. На рис. 226 показан, генератор Г-305 переменного тока, устанайливаемый на дизелях Д-10В. Статор 11 генератора собирают из электротехнической стали. На зубцы статора надеты девять катушек 10 трехфазной обмотки статора. Каждая катушка имеет тринадцать витков. Катушки в каждой фазе соединены последовательно по три, а фазы соединены в звезду . [c.211]
На тепловозах применяют электрические передачи трех видов. Передача постоянного тока (рис. 7.12), в которой и тяговый генератор Г, и тяговые двигатели ЭД выполнены в виде машин постоянного тока. Такие передачи наиболее просты, не имеют промежуточных звеньев, обладают высокими к. п. д. и регулировочными качествами. Однако при росте секционной мощности тепловозов снижается надежность тяговых генераторов. Поэтому такие передачи применяются только при секционной мощности до 2210 кВт (тепловозы ТЭ1, ТЭ2, ТЭМ2, ТЭЗ, ТЭЮ и др.). Передача переменно-постоянного тока (рис. 7.13), в которой тяговый генератор Г выполнен в виде синхронного генератора переменного тока, а тяговые двигатели ЭД—постоянного тока. Для преобразования переменного тока в постоянный между генератором и двигателями включена выпрямительная установка ВУ, в связи с чем несколько снижается [c.191]
В отдельных особо благоприятных случаях эта вероятность может оказаться даже в пределах достижимости современной техники эксперимента. Более того, существуют приборы, работающие на макроскопическом пролете виртуальных фотонов. Одним из простейших приборов такого типа является обычный трансформатор. Электроэнергия передается из одной обмотки трансформатора в другую (зазор между обмотками явно макроскопический) потоком виртуальных фотонов с энергией Йш (со — частота переменного тока) и с длинами волн, имеющими порядок размеров зазора. Соответствующий этим волнам импульс на много порядков превышает импульс свободной волны частоты ш, так как длина такой волны при со = 50 Гц имеет-порядок 10 км. Можно, конечно, возразить, что трансформатор — прибор неквантовый. Тогда возьмем чисто квантовое явление — ядерный магнитный резонанс, одна из схем которого приведена и объяснена в гл. И, 5, рис. 2.10. В этой установке уже одиночные виртуальные фотоны, излучаемые высокочастотной катушкой, резонансно поглощаются одиночными ядерными магнитными моментами. Виртуальность этих фотонов видна без всяких расчетов из того, что только при наличии резонирующих ядер из генератора, питающего высокочастотную катушку, интенсивно выкачивается энергия (на этом и оснр- [c.330]
Электрические методы обогрева подразделяются на прямые и косвенные. При прямых методах обогрева электрический ток пропускается непосредственно по телу модели (трубы, пластинь[, ленты рис. 6.22). Этот метод позволяет получать любые требуемые плотности теплового потока q . на поверхности теплообмена (стенке). Наиболее просто реализуется граничное условие = onst, для чего используют трубки или ленты с постоянной толщиной стенки и малыми температурными коэффициентами электрического сопротивления. Заданный закон распределения можно реализовать, применив профилирование толщинь[ стенки. Для обогрева используется переменный ток промышленной частоты от трансформаторов низкого напряжения или постоянный от генераторов низкого напряжения. [c.391]
как сделать своими руками тихоходное устройство, его преимущества и недостатки
Несмотря ни на что работа мысли продолжается. Так было и так всегда будет. Человек являет миру все новые, и новые изобретения. Вот и сегодня вниманию читателей мы представляем линейный генератор Олега Гунякова. Имеет ли эта разработка право на жизнь? Свой ответ на этот вопрос дает Владимир Гуревич. Отдать предпочтение одному из авторов можете и вы, приняв участие в опросе. Комментарии и обсуждения на форуме.
Работа генераторов электрического тока
Принцип призван создать потенциал относительно Земли, считаемую нулем. Неправильно, но все в мире относительно. Хотя земная поверхность несет заряд, играет роль разница потенциалов меж клеммами генератора и почвой. Стоящий на грунте предмет обволакивается полем планеты, считаем постулат верным. Первым изобретен генератор постоянного тока. Скорее напряжения. Вольтаж получался фантастический, тока приборчик давал мало. Принцип действия прост:
Принцип действия генератора
- Лента трется, локально формируется заряд.
- Путем конвейерного механизма участок достигает токоснимателя.
- Проводимостью клеммы вида шара плотность уравнивается.
В результате сфера приобретает заряд, плотностью равный локальному ленты. Понятно, такие генераторы не слишком удобны, в 1831 году Майкл Фарадей создает нечто новое. Пользуясь намагниченной лошадиной подковой, вращающимся медным диском получил электричество по-иному: явлением магнитной индукции. Ток выходил переменный. Следовательно, поле перестало быть статическим, став электромагнитным. Поясним:
- В природе часто встречаются заряды электричества положительного или отрицательного знака, никто не сумел разыскать отдельно полюсы магнита.
- Переменное электрическое поле вызывает соответствующий отклик эфира. Выражен продуцированием переменной магнитной составляющей в плоскости перпендикулярной исходной.
Процесс продолжается беспрерывно, называется электромагнитной волной. Осваивает свободное пространство прямолинейно, пока энергия затухает. Что касается проводов, электричество распространяется сравнительно просто. Но! Пока кабель снабжен оплеткой. Экран пропал, зануление (заземление) отсутствует – волна начинает излучаться. Эффект эксплуатируют беспроводные отвертки-индикаторы, помогают установить (локализовать) источники помех промышленной частоты 50 Гц. И если системный блок компьютера не заземлен, при помощи вещички можно легко исправить недочет.
Помогает проверить вредоносное излучение дисплеев. Частота 50 Гц легко излучается проводами. Аспект увеличивает расходы электростанций (потери), вредит здоровью граждан. Как возникает энергия в генераторе Фарадея? Объясняли школьные учителя: при вращении рамки в поле магнита индукция через площадь меняется, наводится электрический ток.
Механическая энергия движения преобразуется в электрическую. Догадались, человечество эксплуатирует:
- Падение с плотины вниз масс воды.
- Энергию пара тепловых, атомных электростанций.
Два главнейших механизма получения энергии. Электричество становится движение лопасти турбины генератора. Природа родила устройства, сжигающие дизельное топливо, керосин, принцип действия мало отличается. Разница ограничена мобильностью, скоростью вращения лопасти.
Преимущества и недостатки
Использование автомобильного генератора как элемента ветроэлектростанции дает существенные преимущества:
- Имеется готовый генератор, который может использоваться без вмешательства в конструкцию или с некоторой модернизацией.
- Автомобильный генератор выдает стабильное напряжение, что важно для ветряков с их постоянно меняющейся скоростью вращения.
- Используется стандартное оборудование, доступное и не нуждающееся во вмешательстве в конструкцию.
- Автомобильные генераторы широко распространены, что делает их ремонтопригодными и доступными для замены при необходимости.
Наряду с достоинствами имеются и некоторые недостатки:
- Автомобильный генератор нуждается в высокой скорости вращения, что требует использования повышающего редуктора или изменений в конструкции устройства.
- Ресурс автомобильного генератора ограничен примерно 4000 часами работы (в среднем). Даже новый генератор не выдержит и года непрерывной работы и потребует ремонта.
- Система возбуждения некоторых генераторов требует подачи напряжения на катушку, что вынуждает изменять конструкцию и устанавливать постоянные магниты.
Несмотря на имеющиеся недостатки, автомобильный генератор считается оптимальным вариантом, возможным при самостоятельном создании ветроэлектростанции.
Выработка электрической энергии городов
Посмотрим устройство генератора тока ГЭС. Для накопления потенциальной энергии движимой руслом реки водами воздвигается плотина. Уровень вверх по течению быстро начинает подниматься. Чтобы избежать прорыва (любого типа), часть многотонной массы стравливается (кое-где ставят специальные шлюзы пропускать рыбу на нерест). Полезная часть течения проходит сквозь направляющий аппарат. Знакомые с устройством реактивных двигателей, поняли речь. Направляющим аппаратом называется конфигурация створок, изменением положения регулируется количество проходящей среды (водя).
Говорили в обзорах, регламентированы жесткие требования на частоту вырабатываемого электричества. Ученые просчитали: можно достичь при нынешнем уровне развития, применяя массивные лопасти, на которых не сказываются малые удары волн. Учитывается средняя масса проходящей воды, мелкие скачки скрадываются несусветной массой винта. Очевидно, имея весомые габариты, скорость вращения бессильна составить 50 Гц (3000 об/мин). Лопасть делает 1-2 об/мин.
Линии электропередач
Винт вращает ротор генератора. Движущаяся ось, усаженная обмотками возбуждения. Катушки, сквозь которые пропускается постоянный ток для создания устойчивого магнитного поля. Излучения не происходит, значение напряженности постоянное (см. выше). Наблюдаются неявные флуктуации, результат не отражается на сути процесса: валу образован несколькими вращающимися магнитами.
Возникает тонкий момент: как получить частоту 50 Гц. Быстро пришли к выводу: выпрямлять переменный ток, после ставить инвертор обратного преобразования невыгодно. Вдоль статора расположили множество проволочных катушек (рамка из опытов Фарадея), в которых будет наводиться индукция. Путем правильной коммутации с генератора удается снять нужные 230 вольт (на деле стоят еще понижающие трансформаторы) с частотой 50 Гц. Генераторы дают три фазы, сдвинутые на 120 градусов. Возникает новый вопрос – обеспечить стабильность. Подавать дозированное количество воды, пока лопасть набирает скорость? Практически невозможно, поступают следующим образом:
- Помимо токосъемных катушек статоре содержит возбуждающие.
- Туда подается напряжение частоты, позволяющей лопасти набрать нужную скорость.
- Получается фактически громадный синхронный двигатель.
Начальный разгон нагоняется потоком воды, вспомогательное напряжение придерживает винт, пытающийся превысить заданную скорость. Вода фактически толкает махину, напряжение возбуждения послужит регуляции (понятно, на статор подается переменный ток). Требуется получить больше мощности, направляющий аппарат плотины чуть приоткрывается. Масса воды становится более солидной, непременно сорвала бы обороты. Приходится увеличивать ток возбуждения статора, контролирующее поле становится сильнее, ситуация остается в нормальных пределах.
Двигатель внутреннего сгорания Катерпиллер, вращающий генератор
Мощность генератора возрастает. А напряжение, поддерживается уровень? По закону электромагнитной ЭДС Фарадея напряжение определено скоростью изменения магнитного поля, числом витков. Получается, конструктивно выбирая площадь катушек, длину кабеля, задаем выходное напряжение генератора. Разумеется, каждый должен иметь свою скорость вращения лопасти. Выдерживается током возбуждения ротора. При возрастании мощности увеличивается ЭДС. Рост тока возбуждения повышает скорость изменения магнитной напряженности поля.
Нужен способ поддержания прежних параметров. Зачастую становятся развязывающие трансформаторы с переменным коэффициентом передачи. Потребитель меняет ток, напряжение остается постоянным. Обеспечиваются заданные стандартами параметры. Устройство генератора переменного тока основано на возбуждении обмоток статора, остальное сводится к методикам регуляции параметров.
Инструкция по сбору и установке
После перемотки или установки неодимовых магнитов генератор собирается обычным образом. Гайки на соединительных элементах надежно затягивают, исключая возможность расшатывания собранной конструкции. Провода качественно изолируют, по возможности помещают в гофрированную трубу. Снаружи корпус генератора неплохо защитить корпусом, в качестве которого можно использовать отрезок полипропиленовой трубы с заглушками, в которых проделаны соответствующие отверстия.
Монтаж устройства к ветряку производится согласно выбранной конструкции. Поскольку оптимальным способом является непосредственная установка крыльчатки на вал генератора, следует заранее предусмотреть способ крепления и изоляции от атмосферной влаги. В идеале вращающиеся части должны быть надежно закрыты от доступа внешнего воздуха, что предотвратит появление коррозии, обледенение, появление пылевых наносов.
Оптимальным способом монтажа принято считать фиксацию на опорной штанге при помощи хомутов. Такой вариант не нуждается в использовании крепежных болтов, опасных из-за возможности появления ржавчины и сложностей при ремонте. Проблемы, возникшие с хомутами, решить намного проще – их всегда можно срезать и заменить новыми.
Иногда приходится использовать соединительную муфту. Она устанавливается как переходный элемент с вала ротора ветряка на вал генератора, установленных соосно. Требуется точное соблюдение размеров и прочность крепления муфты, иначе передача вращения прекратится или будет происходить с большими потерями.
Регулировка параметром генераторов переменного тока
В простейшем случае мощность не поддается изменению. В бытовых (мелких генераторах) схема отслеживает напряжение, меняется значение тока возбуждения. Редко ситуация на руку потребителю. Расходуется солярка. Получается, тратится прежняя энергия, часть рассеивается пространством. Не страшно, когда возвращаем Земле часть скорости реки, жечь топливо задаром редкий скупец захочет.
Читатели поняли: обороты сорвутся, если не уменьшить подачу воды, газа, пара – в общем, движущей силы. Отслеживает отдельная цепь регуляции, снабженная регулировочными механизмами. Частному дому лучше создать систему аккумуляторную, сегодня имеется возможность 12 вольтами постоянного тока питать освещение, ноутбуки, многие другие приборы. Сеть возможно оборудовать отводом для периодического заряда батарей. Методик, как помним, две:
Простая схема работы генератора
- С постоянным током. Напряжение варьируется, каждый час заряжается одна десятая емкости. Длительность процесса – 600 минут.
- С постоянным напряжением. Ток падает по экспоненте, вначале составит сравнительно большие величины. Главный недостаток методики.
Принцип действия генератора переменного тока позволит вести подзарядку аккумуляторов, руководствуясь необходимостью. Понятно, потребуется цепь гальванической развязки перед каскадом батарей. Можно догадаться из прочитанного, ГЭС применяют устройства с подстраиваемым коэффициентом трансформации. Методики реализации затеи могут быть разными:
- Широкое распространение получили трансформаторы с коммутируемыми обмотками. Число витков может меняться путем переключения контакторами цепей.
- Более плавный коэффициент обеспечивает скользящий контакт. Здесь витки одной катушки зачищены, токосъемник бегает взад-вперед, меняя число рабочих витков. Понятно, большой ток пропустить сложно, будет возникать искра, в случае ГЭС станет дугой. Скорее устройство регулирования сравнительно малых мощностей.
Из сказанного следует: ток возбуждения ротора ГЭС логично менять скачками в такт переключению обмоток регулирующего трансформатора. Потом происходит плавная подстройка, параметры напряжения приходят в норму. Рассказали в общих чертах, как работает генератор переменного тока. Стоит отметить: конструкцией многообразие не исчерпано. Описанный вид устройств составляет костяк семейства под названием синхронные генераторы переменного тока. Обеспечивают города, по большей части, энергией.
Схемы подключения
По числу использующихся фаз все генераторные агрегаты делятся на две группы:
- однофазные;
- трехфазные.
Однофазный генератор
Схема подключения оборудования с одной фазой
Этот тип устройств используется для работы с любыми потребителями электроэнергии, главное — чтобы они были однофазными.
Самые простые конструкции состоят из:
- магнитного поля;
- прокручивающейся рамки;
- коллекторного устройства, предназначенного для отвода тока.
Благодаря наличию последнего в результате рамочного прокручивания через щетки образуется постоянный контакт с рамкой. Параметры тока, который меняется с учетом закона гармоники, будут разными и передаются на щеточный узел, а также в схему потребителей напряжения. На сегодняшний день однофазные агрегаты являются наиболее популярным типом автономного источника питания. Они могут использоваться для подключения практически всех бытовых электроприборов.
Трехфазный генератор
Такой тип устройств относится к классу универсальных, но более дорогих агрегатов. Отличительная особенность трехфазных генераторов заключается в необходимости постоянного и дорогостоящего технического обслуживания. Несмотря на это, данный тип установок получил наибольшее распространение.
Это обусловлено следующими преимуществами:
- В основе агрегата используется вращающееся круговое магнитное поле. Это обеспечивает возможность хорошей экономии при разработке оборудования.
- Трехфазные генераторы состоят из уравновешенной системы. Это обеспечивает ресурс эксплуатации агрегата в целом.
- В работе трехфазного устройства одновременно используется два напряжения — линейное и фазовое. Оба применяются в единой системе.
- Одно из основных преимуществ — повышенные экономические показатели. Это обеспечивает снижение материалоемкости силовых проводов, а также трансформаторных агрегатов. Благодаря данной особенности упрощается процедура передачи электричества на большие расстояния.
Схема соединения «звездой»
Данный тип подключения подразумевает электросоединение концов обмоток в определенной точке, которая именуется «нулем». При выполнении такого подсоединения нагрузку к генераторному узлу можно подать посредством трех или четырех кабелей. Проводники от начала обмоток считаются линейными. А основной кабель, который идет от нулевой точки, является нулем. Параметр напряжения между проводниками считается линейным (эта величина выше в 1,73 раза по сравнению с фазной).
Схема типа «звезда» для подключения трехфазного оборудования
Одной из основных особенностей данного варианта является равенство токов. Четырехпроводной тип «звезды» с нейтральным кабелем считается самым распространенным. Его использование позволяет предотвратить перекос фаз при подсоединении несимметричной нагрузки. К примеру, если на одном контакте она активная, а на другом — реактивная или емкостная. При использовании такого варианта обеспечивается максимальная защищенность включенного электрооборудования.
Схемы соединения «треугольником»
Данный метод подключения представляет собой последовательное подсоединение обмоток трехфазного агрегата. Конец первой намотки должен быть соединен с началом второй, а ее контакт — с третьей. Затем проводник от обмотки под номером 3 подсоединяется к началу первого элемента.
При такой схеме линейные кабели отводятся от точек подключения обмоток. Параметр линейного напряжения по величине соответствует фазному. А значение первого тока выше второго в 1,73 раза. Описанные свойства актуальны исключительно в случае равномерной нагрузки фаз. Если она будет неравномерной, то параметры необходимо пересчитать графическим или аналитическим способом.
Электросхемы соединений агрегата «треугольником»
Асинхронный генератор переменного тока
Асинхронные генераторы отличаются отсутствием электрической связи меж статором и ротором. Скорость регулируется направляющим аппаратом. Сообразно стабильность частоты падает, амплитуда напряжения также носит непостоянный характер. В результате можно отметить относительную простоту конструкции асинхронного генератора переменного тока, стабильность параметров не блещет хорошими показателями.
Отличительной чертой назовем способность недостатков асинхронных двигателей плавно перекочевывать, заражая новые устройства. Очевидно, для снабжения потребителей энергией регулируют частоту тока, мощность получается случайной. Хотя, если генератор находится в относительно постоянном окружении, сказанное не окажется большой проблемой.
Принцип работы и устройство генератора переменного тока
В настоящее время для вырабатывания электрической энергии применяются в основном синхронные генераторы. Асинхронные машины используются чаще всего как двигатели.
Генераторы, производящие переменный ток, в общем случае состоят из неподвижной обмотки — статора и подвижной – ротора.
Отличие синхронной машины от асинхронной состоит в том что в первых магнитное поле статора вращается одновременно с движением ротора, а в асинхронных либо опережает либо запаздывает от поля в ротора.
Широкое распространение синхронных машин обусловлено их качественными параметрами. Синхронные генераторы вырабатывают высокостабильное напряжение, пригодное для подключения широкого спектра электроприборов.
При КЗ в нагрузке или большой потребляемой мощности, по обмоткам статора протекает значительный ток, который может привести к выходу генератора из строя. Для таких машин обязательно наличие охлаждения – на вал ротора помещают турбину, охлаждающую всю конструкцию.
В виду этого синхронные генераторы чувствительны к условиям окружающей среды.
Асинхронные генераторы в большинстве случаев имеют закрытый корпус и нечувствительны к большому пусковому току энергопотребителей.
Однако для их работы нужен внешний мощный подмагничивающий ток. В целом асинхронные генераторы вырабатывают нестабильное напряжение. Достаточно широко такие генераторы распространены как источники энергии для сварочных аппаратов.
Синхронные генераторы распространены как преобразователи механической энергии в электрическую на гидростанциях, ТЭЦ, в качестве бытовых бензо- и дизельгенераторов, в качестве бортовых источников энергии на транспорте.
Принцип работы и устройство генератора переменного тока
Рис. 1
Статоры синхронного и асинхронного генератора не отличаются друг от друга по конструкции.
Сердечник статора состоит из нескольких пластин электротехнической стали, изолированных между собой и собранных в единую конструкцию (Рис. 1 ). На пазы с внутренней стороны статора устанавливаются катушки обмоток.
Для каждой фазы обмотка включает в себя две катушки, установленные напротив друг друга и соединенные последовательно. Такая схема обмоток называется двухполюсной.
Всего на статоре установлено три катушечные группы (Рис. 2), со сдвигом в 120 градусов. Фазовые группы соединены между собой в «звездой» или «треугольником». Встречаются катушечные группы с большим числом полюсов. Угол сдвига катушки относительно друг друга рассчитывается в общем случае по формуле (2π/3)/n, где n–количество полюсов обмотки.
Рис. 2
Ротор генератора представляет собой электромагнит, возбуждающий в статоре переменное магнитное поле. Для малогабаритных генераторов небольшой мощности зачастую на роторе расположены обычные магниты
.
Рис. 3
Ротор синхронного генератора нуждается во внешнем возбудителе – генераторе постоянного тока, в простейшем случае установленному на том же валу что и ротор.
Возбудитель должен обеспечивать изменение тока в роторе для регулирования режима работы и возможность быстрого гашения магнитного поля при аварийном отключении.
Роторы различаются на явнополюсные и не явнополюсные. Конструкция явнополюсных роторов (Рис. 3)состоит из полюсов электромагнитов 1, образованных полюсными катушками 2, соединенными с сердечником 3. Возбуждение на обмотку подается через кольцевые контакты 4.
Такие роторы применяются при небольшой частоте вращения, например в гидротурбинах. При более быстром вращении вала, возникают значительные центробежные силы, которые могут разрушить ротор.
В этом случае используют не явнополюсные роторы (Рис. 4). Не явнополюсный ротор содержит пазы 1, образованные в сердечнике 2. В пазах закрепляются роторные обмотки (на Рис. 4 условно не показаны). Внешнее возбуждение также передается через контакты 3. Таким образом, ротор с неявными полюсами представляет собой статор «наизнанку».
Рис. 4
Магнитное двухполюсное поле вращающего ротора можно заменить аналогичным полем постоянного магнита, вращающегося с угловой скоростью ротора. Направление тока в каждой обмотке определяется по правилу буравчика.
Если ток, например направлен от начала обмотки А к точке X, то такой ток будет условно принят за положительный (Рис. 5 ). При вращении ротора в обмотке статора возникает переменный ток, со сдвигом по фазе в 2 π/3.
Рис. 5
Для привязки изменения тока фазы А к графику рассмотрим вращение по часовой стрелки. В начальный момент времени, магнитное поле ротора не создает ток в катушечной группе фазы А, (Рис. 6, положение а).
В обмотке фазы B действует отрицательный (от конца обмотки к началу), а в обмотке фазы С – положительный токи. При дальнейшем вращении ротор сдвигается на 90 градусов вправо (Рис.6, б). Ток в обмотке А занимает максимальное положительное значение, а в фазовых обмотках Bи С – промежуточное отрицательное.
Магнитное поле ротора сдвигается еще на четверть периода, ротор сдвинут на угол в 180 градусов(Рис. 6, в). Ток в обмотке А снова достигает нулевого значения, в обмотке В положительный, в обмотке фазы С – отрицательный.
При дальнейшим вращении ротора в точке фазовый ток обмотке А достигает максимального отрицательного значения, ток в обмотках В и С – положительный (Рис. 6, г). Дальнейшее вращение ротора повторяет все предыдущие фазы.
Рис. 6
Синхронные генераторы предназначены для подключения нагрузки с большим коэффициентом мощности (cosϕ>0.8). При росте индуктивной составляющей нагрузки возникает эффект размагничивания ротора, приводящий к снижению напряжения на выводах.
Для его компенсации, приходится увеличивать ток возбуждения, приводящий к увеличению температуры обмоток. Емкостная нагрузка напротив, увеличивает подмагничивание ротора и увеличивает напряжение.
Однофазные генераторы достаточно мало распространены в промышленности. Для получения однофазного тока фазовые обмотки трехфазного соединяют в общую цепь. При этом возникают небольшие потери по мощности по сравнению с трехфазным включением.
Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
ПохожееСИЛОВАЯ ЦЕПЬ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Обмотка возбуждения тягового генератора является нагрузкой силовой цепи системы возбуждения, состоящей из возбудителя СВ, управляемого выпрямительного моста УВВ и узла коррекции (рис! 3). В качестве возбудителя СВ применен однофазный синхронный генератор переменного тока. Возбудитель полу чает возбуждение от общей цепи питания электрической схемы управления (от стартер-генератора), которое подается на обмотку статора И1-И2 возбудителя. Выходное переменное напряжение возбудителя снимается с колец ротора С1-С2 и подается на вход управляемого выпрямительного моста УВВ.
Рис. 3. Силовая схема возбуждения тягового генератора
В два плеча выпрямительного моста включены управляемые вентили (тиристоры) +Т и -Т, а в два других — неуправляемые диоды ДЗ и Д4. Последовательно с тиристорами включены диоды Д1 и Д2 на случай выхода из строя тиристоров или схемы управления ими. Защита вентилей управляемого моста от коммутационных перенапряжений, возникающих при выпрямлении переменного тока возбудителя, производится шунтирующими цепочками из резисторов и конденсаторов, а от токов короткого замыкания — быстродействующим плавким предохранителем Пр1.
Ток возбуждения в цепи тягового генератора регулируется за счет изменения напряжения па выходе возбудителя, а также изменения выпрямленного напряжения выпрямительного моста. Первое достигается, как и у тягового генератора, путем увеличения частоты вращения ротора возбудителя при наборе позиций контроллера. При одном и том же токе возбуждения (начиная с 4-й позиции) выходное переменное напряжение, наводимое в обмотке ротора возбудителя, увеличивается пропорционально частоте вращения ротора и достигает нд 15-й позиции максимального значения около 260 В при частоте 220 Гц.
Выпрямленное напряжение регулируется с помощью тиристоров + Т и -Т путем изменения момента и продолжительности их открытого состояния. Первоначально тиристоры закрыты, и при подаче на них переменного напряжения с возбудителя на выходе моста выпрямленное напряжение будет равно нулю. Если теперь иа управляющий электрод одного из них, например +Т, подать положительное напряжение (достаточно кратковременного определенной величины положительного импульса), то он открывается и начинает проводить ток. Так как на управляемый мост подается синусоидальное напряжение возбудителя (рис. 4), то, как и во всяком выпрямительном мосте, один тиристор будет работать в положительный полупериод, а другой — в отрицательный. Соответственно и управляющие импульсы должны подаваться на управляющий электрод тиристора в положительный и отрицательный полупериоды, иначе говоря, синхронно с поступающим синусоидальным напряжением. На выходе моста будет пульсирующее выпрямленное напряжение. При этом, как и в выпрямительной мостовой схеме с диодами, запирание тиристоров происходит в момент измене-■ния синусоидального напряжения с положительной волны на отрицательную (в* момент перехода через «0»). Путь тока при открытии тиристора + Т в положительный полупериод показан на рис. 3 сплошной линией.
Промежуток времени от момента подачи положительной полуволны переменного напряжения с возбудителя на анод тиристора +Т до момента подачи отпирающего ■импульса на его управляющий электрод называется углом регулирования а (углом зажига-‘ния). Чем больше угол регулирования а (см. рис. 4), тем меньше среднее выходное напряжение и ток выпрямителя за счет уменьшения времени прохождения тока через тиристоры и нагрузки в каждый полупериод выпрямленного напряжения.
Величину импульсов и момент подачи их (угол регулирования а) в каждый полупериод питающего напряжения формирует блок управления возбуждением БУВ, являющийся выходным узлом системы автоматического регулирования возбуждения. Благодаря этому ток возбуждения и выходное напряжение тягового генератора изменяются от максимальной величины до величины, близкой к нулю.
Узел коррекции силовой схемы возбуждения предназначен1 для подпитки постоянным током обмотки возбуждения возбудителя (И1-И2). Это необходимо для компенсации падения напряжения возбудителя при возрастании тока возбуждения тягового генератора. В узел коррекции входят трансформатор ТК и выпрямительный мост ВК (см. рис. 3). Первичная обмотка Н1-К1 трансформатора ТК включена в силовую цепь обмотки возбуждения генератора (531, 364) *. Поэтому выходной ток вторичной обмотки Н2-К2 (ток подпитки) трансформатора ТК пропорционален току возбуждения тягового генератора. Со вторичной обмотки Н2-К2 (368, 367) переменное напряжение подается на контакты 1 я 2 ШР выпрямительного моста В К, откуда выпрямленное напряжение подается на обмотку возбуждения И1-И2 по цепи: плюс с контакта 3 выпрямительного моста ВК через провода 369, 353, 536, 339, 351, 352, 371 на клемму И1, а минус с контакта 4 ВК через провода 375, 372 на клемму И2.
С ростом тока возбуждения тягового генератора пропорционально увеличивается ток подпитки в обмотке возбуждения И1-И2 возбудителя, поддерживая неизменным напряжение возбудителя и компенсируя падение напряжения. Для уменьшения перенапряжений, возникающих при разрыве цепи возбуждения генератора, а также уменьшения подгара главных контактов контактора КВ параллельно им включен резистор гашения поля СГП.
⇐Предыдущая Оглавление Следующая⇒
ГЕНЕРАТОРЫ
ГЕНЕРАТОРЫ ГЕНЕРАТОРЫЭлектрогенератор — это машина который преобразует механическую энергию в электрическую с помощью электромагнитных индукция. Генератор, вырабатывающий переменный ток, называется в качестве генератора переменного тока и, благодаря сочетанию слов «чередующийся» и «генератор» слово «генератор переменного тока» вошло в широкое употребление. В В некоторых областях слово «генератор переменного тока» применяется только к небольшим генераторам переменного тока.В этом тексте эти два термина рассматриваются как синонимы и используется термин «генератор переменного тока». чтобы различать генераторы переменного и постоянного тока.
Основное отличие генератора переменного тока а генератор постоянного тока — способ подключения к внешней цепи; то есть генератор подключен к внешней цепи токосъемными кольцами, но генератор постоянного тока подключен через коммутатор.
Типы генераторов
Генераторы подразделяются на несколько способов, чтобы правильно различать различные типы.Одно средство классификации зависит от типа используемой системы возбуждения. В генераторах, используемых на самолетах, На возбуждение можно воздействовать одним из следующих способов:
1. Прямое подключение, постоянный ток генератор. Эта система состоит из генератора постоянного тока, закрепленного на том же валу. с генератором переменного тока. Разновидностью этой системы является генератор переменного тока. который использует для возбуждения постоянный ток от батареи, после чего генератор самовозбуждается.
2.Путем преобразования и исправления от системы переменного тока. Этот метод зависит от остаточного магнетизма для начального нарастание переменного напряжения, после которого на поле подается выпрямленное напряжение от генератора переменного тока.
3. Встроенный бесщеточный. Этот устройство имеет генератор постоянного тока на одном валу с переменным генератор тока. Цепь возбуждения завершена через кремний выпрямители, а не коммутатор и щетки. Выпрямители установлены на валу генератора и их выход подается непосредственно на переменный основное вращающееся поле генератора тока.
Другой метод классификации по количеству фаз выходного напряжения. Генераторы переменного тока может быть однофазным, двухфазным, трехфазным или даже шестифазным и более. В электрических системах самолета трехфазный генератор переменного тока далеко самый распространенный.
Еще один способ классификации зависит от типа используемого статора и ротора. С этой точки зрения есть два типа генераторов: револьверный тип якоря и револьверный тип поля.Генератор с револьверным якорем аналогичен по конструкции. к генератору постоянного тока, в котором якорь вращается через стационарный магнитное поле. Генератор с вращающимся якорем встречается только в генераторах переменного тока. малой мощности и обычно не используется. В генераторе постоянного тока э.м.ф. генерируемый в обмотках якоря преобразуется в однонаправленный напряжение (постоянного тока) с помощью коммутатора. В револьверном типе арматуры генератора переменного тока генерируемое переменное напряжение подается в неизменном виде на нагрузку. с помощью контактных колец и щеток.
Генератор переменного тока с вращающимся полем (рисунок 9-34) имеет неподвижную обмотку якоря. (статор) и обмотка вращающегося возбуждения (ротор). Преимущество наличия стационарная обмотка якоря заключается в том, что якорь можно подключать напрямую к нагрузке без скользящих контактов в цепи нагрузки. Вращающийся для арматуры потребуются контактные кольца и щетки для проведения тока нагрузки от якоря до внешней цепи. Контактные кольца имеют относительно короткий срок службы и возникновение дуги — постоянная опасность; поэтому высокий Генераторы напряжения обычно бывают стационарного якоря, вращающегося поля тип.Напряжение и ток, подаваемые на вращающееся поле, относительно маленькие, и контактные кольца и щетки для этой схемы подходят. Прямая подключение к цепи якоря позволяет использовать большое сечение проводники, должным образом изолированные для высокого напряжения.
Так как генератор переменного тока используется почти повсеместно в авиационных системах, этот тип будет объяснен подробно, как однофазный, двухфазный и трехфазный генератор переменного тока.
Однофазный генератор переменного тока
Поскольку Э.д.с. индуцированный в арматуре генератора чередуется, такая же обмотка может использоваться на генератор как на генераторе постоянного тока. Этот тип генератора известен как однофазный генератор переменного тока, но поскольку мощность, выдаваемая однофазной цепь пульсирует, этот тип цепи неприемлем во многих приложениях.
Однофазный генератор переменного тока имеет статор. состоит из нескольких последовательно соединенных обмоток, образующих единую цепь в генерируется выходное напряжение.На Рис. 9-35 схематично показано схема однофазного генератора переменного тока, имеющего четыре полюса. Статор имеет четыре полярные группы, равномерно распределенные по корпусу статора. Ротор имеет четыре полюса, с соседними полюсами противоположной полярности. Когда ротор вращается, В обмотках статора индуцируются переменные напряжения. Поскольку один полюс ротора в том же положении относительно обмотки статора, что и любой другой полюс ротора, все полярные группы статора разделены равным числом магнитных силовых линий в любое время.
В результате наведенные напряжения во всех обмотках имеют одинаковую амплитуду или значение в любой момент времени. Четыре обмотки статора соединены друг с другом, так что переменное напряжение находятся в фазе, или «добавление ряда». Предположим, что полюс ротора 1, южный полюс, индуцирует напряжение в обмотке статора в направлении, указанном стрелкой 1. Поскольку полюс ротора 2 является северным полюсом, он будет индуцировать напряжение в направление в обмотке 2 статора противоположно направлению обмотки 1.
Чтобы два наведенных напряжения были кроме того, две катушки подключаются последовательно, как показано на схеме. Используя те же рассуждения, напряжение, индуцированное в катушке статора 3 (по часовой стрелке вращение поля) в том же направлении (против часовой стрелки), что и напряжение, индуцированное в катушке 1. Точно так же направление индуцированного напряжения в обмотке 4 противоположно направлению индуцированного в катушке напряжения 1. Все четыре группы катушек статора соединены последовательно, так что напряжения индуцированного в каждой обмотке добавить, чтобы получить общее напряжение, которое в четыре раза больше напряжение в любой одной обмотке.
Двухфазный генератор переменного тока
Двухфазные генераторы имеют два или больше однофазных обмоток, расположенных симметрично вокруг статора. В двухфазный генератор имеет две однофазные обмотки, физически разнесенные так что индуцированное переменное напряжение в одном из них на 90 ° не совпадает по фазе с напряжение, индуцированное в другом. Обмотки электрически отделены от друг с другом. Когда одна обмотка перерезается максимальным магнитным потоком, другая режется без флюса.Это условие устанавливает соотношение 90 ° между две фазы.
Трехфазный генератор переменного тока
Трехфазная или многофазная цепь,
используется в большинстве генераторов самолетов вместо одно- или двухфазных
генератор. Трехфазный генератор имеет три однофазные обмотки.
разнесены таким образом, чтобы наведенное в каждой обмотке напряжение сдвигалось по фазе на 120 °
с участием
| напряжения в
две другие обмотки. А принципиальная схема трехфазного Статор, показывающий все катушки, становится сложным, и трудно увидеть, что на самом деле происходит. Упрощенная принципиальная схема, показывающая каждая из трех фаз показана на рисунке 9-36. Ротор отсутствует для простоты. Осциллограммы напряжения показаны справа от схематический. Три напряжения разнесены на 120 ° и аналогичны напряжения, которые будут генерироваться тремя однофазными генераторами переменного тока, чьи напряжения сдвинуты по фазе на угол 120 °. Три фазы независимы друг друга. |
Вместо шести выводов от трехфазный генератор переменного тока, можно подключить один из выводов от каждой фазы чтобы образовать общий стык.В этом случае статор называется звездой или звездой. Общий провод может быть выведен из генератора, а может и нет. Если оно выведен наружу, он называется нейтральным проводом. Упрощенная схема (A на рисунке 9-37) показан статор, соединенный звездой. с невыведенным общим проводом. Каждая нагрузка подключена к двум фазы последовательно. Таким образом, RAB подключается последовательно через фазы A и B; RAC подключается последовательно через фазы A и C; и РБК подключен через фазы B и C последовательно.Следовательно, напряжение на каждой нагрузке больше, чем напряжение на одной фазе. Общее напряжение, или линейное напряжение на любых двух фазах представляет собой векторную сумму отдельных фазные напряжения. В сбалансированных условиях линейное напряжение в 1,73 раза больше фазное напряжение. Поскольку в линейном проводе есть только один путь для тока и фаза, к которой он подключен, линейный ток равен фазный ток.
Трехфазный статор также может быть подключены таким образом, чтобы фазы были соединены встык, как показано в B на рисунок 9-37.Такое расположение называется дельта связь. При соединении треугольником напряжения равны фазному напряжения; линейные токи равны векторной сумме фазных токов; и линейный ток в 1,73 раза больше фазного тока, когда нагрузки сбалансированы.
Для равных нагрузок (равная мощность кВт), соединение треугольником обеспечивает повышенный линейный ток при значении линейного напряжение равно фазному напряжению, а подача звездочки увеличена линейное напряжение при значении линейного тока, равном фазному току.
Генератор выпрямительный блок
Тип генератора, используемого в электрическая система многих самолетов весом менее 12500 фунтов показано на рисунке 9-38. Этот тип источника питания иногда называют постоянным током. генератор, поскольку он используется в системах постоянного тока. Хотя его выход — постоянный ток напряжения, это блок выпрямителя генератора.
Этот тип выпрямителя генератора представляет собой самовозбуждающийся блок, но не содержит постоянного магнита.Возбуждение для запуска получается от АКБ, и сразу после запуска, блок самовозбуждающий. Охлаждение воздуха для генератора переменного тока проводится в установку с помощью продувочной трубки на крышке воздухозаборника (рис. 9-38).
Генератор с прямым подключением к авиационному двигателю посредством гибкой приводной муфты. Выход постоянного тока Напряжение можно регулировать с помощью регулятора напряжения из углеродного волокна. Выход части генератора переменного тока трехфазного переменного тока, полученный из трехфазной системы с подключением по схеме треугольника, включающей три фазный двухполупериодный мостовой выпрямитель (рисунок 9-39).
Это устройство работает в диапазоне скоростей от 2100 до 9000 об / мин, с выходным напряжением постоянного тока 26-29 В и 125 ампер.
Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
«Мне нравится широта ваших курсов по ОВК, а не только экология или экономия энергии.
курсов.
Russell Bailey, P.E.
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.
, чтобы познакомить меня с новыми источниками
информации.»
Стивен Дедак, П.Е.
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были
.очень быстро отвечает на вопросы.
Это было на высшем уровне. Будет использовать
снова. Спасибо. «
Blair Hayward, P.E.
Альберта, Канада
«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.
проеду по вашей компании
имя другим на работе «
Roy Pfleiderer, P.E.
Нью-Йорк
«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.
с подробной информацией о Канзасе
Городская авария Хаятт.»
Майкл Морган, P.E.
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс
.информативно и полезно
в моей работе ».
Вильям Сенкевич, П.Е.
Флорида
«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы
— лучшее, что я нашел ».
Russell Smith, P.E.
Пенсильвания
«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр
материал «
Jesus Sierra, P.E.
Калифорния
«Спасибо, что позволили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле
человек узнает больше
от отказов »
John Scondras, P.E.
Пенсильвания
«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.
способ обучения »
Джек Лундберг, P.E.
Висконсин
«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя
студент для ознакомления с курсом
материалов до оплаты и
получает викторину «
Арвин Свангер, П.Е.
Вирджиния
«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и
получил огромное удовольствие «.
Мехди Рахими, П.Е.
Нью-Йорк
«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.
на связи
курсов.»
Уильям Валериоти, P.E.
Техас
«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о
.обсуждаемых тем ».
Майкл Райан, P.E.
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я очень рекомендую
всем инженерам ».
Джеймс Шурелл, P.E.
Огайо
«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и
не на основании какой-то неясной раздел
законов, которые не применяются
по «нормальная» практика.»
Марк Каноник, П.Е.
Нью-Йорк
«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.
организация «
Иван Харлан, П.Е.
Теннесси
«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Юджин Бойл, П.E.
Калифорния
«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,
а онлайн-формат был очень
Доступно и просто
использовать. Большое спасибо «.
Патрисия Адамс, P.E.
Канзас
«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»
Джозеф Фриссора, P.E.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время
Обзор текстового материала. Я
также оценил просмотр
предоставлено фактических случаев «
Жаклин Брукс, П.Е.
Флорида
«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.
Тест потребовал исследований в
документ но ответы были
в наличии «
Гарольд Катлер, П.Е.
Массачусетс
«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.
в транспортной инженерии, что мне нужно
для выполнения требований
Сертификат ВОМ.»
Джозеф Гилрой, P.E.
Иллинойс
«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».
Ричард Роадс, P.E.
Мэриленд
«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.
Надеюсь увидеть больше 40%
курсов со скидкой.»
Кристина Николас, П.Е.
Нью-Йорк
«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный
курсов. Процесс прост, и
намного эффективнее, чем
в пути «.
Деннис Мейер, P.E.
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов.
Инженеры получат блоки PDH
в любое время.Очень удобно ».
Пол Абелла, P.E.
Аризона
«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало
время искать где
получить мои кредиты от. «
Кристен Фаррелл, P.E.
Висконсин
«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями
и графики; определенно делает это
проще поглотить все
теорий. «
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по
.Мой собственный темп во время моего Утро
до метро
на работу.»
Клиффорд Гринблатт, П.Е.
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и пройти
викторина. Я бы очень рекомендовал
вам на любой PE, требующий
Единицы CE «
Марк Хардкасл, П.Е.
Миссури
«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»
Randall Dreiling, P.E.
Миссури
«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово
по ваш промо-адрес электронной почты который
сниженная цена
на 40% «
Конрадо Казем, П.E.
Теннесси
«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».
Charles Fleischer, P.E.
Нью-Йорк
«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику
коды и Нью-Мексико
правил. «
Брун Гильберт, П.E.
Калифорния
«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».
Дэвид Рейнольдс, P.E.
Канзас
«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng
при необходимости дополнительно
сертификация. «
Томас Каппеллин, П.E.
Иллинойс
«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали
мне то, за что я заплатил — много
оценено! «
Джефф Ханслик, P.E.
Оклахома
«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.
для инженера »
Майк Зайдл, П.E.
Небраска
«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими.
хорошо организовано. «
Глен Шварц, П.Е.
Нью-Джерси
«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —
.Хороший справочный материал
для деревянного дизайна. «
Брайан Адамс, П.E.
Миннесота
«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»
Роберт Велнер, P.E.
Нью-Йорк
«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование
Building курс и
очень рекомендую .»
Денис Солано, P.E.
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими
хорошо подготовлен. «
Юджин Брэкбилл, P.E.
Коннектикут
«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на
.обзор везде и
всякий раз, когда.»
Тим Чиддикс, P.E.
Колорадо
«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».
Уильям Бараттино, P.E.
Вирджиния
«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».
Тайрон Бааш, П.E.
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание
материала. Полная
и всесторонний ».
Майкл Тобин, P.E.
Аризона
«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс
поможет по моей линии
работ.»
Рики Хефлин, P.E.
Оклахома
«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».
Анджела Уотсон, P.E.
Монтана
«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».
Кеннет Пейдж, П.E.
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный
и отличный освежитель ».
Луан Мане, П.Е.
Conneticut
«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем
Вернуться, чтобы пройти викторину «
Алекс Млсна, П.E.
Индиана
«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю
это вся информация, которую я могу
использовать в реальных жизненных ситуациях »
Натали Дерингер, P.E.
Южная Дакота
«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне
успешно завершено
курс.»
Ира Бродский, П.Е.
Нью-Джерси
«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а потом вернуться.
и пройдите викторину. Очень
удобно а на моем
собственный график «
Майкл Глэдд, P.E.
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»
Деннис Фундзак, П.Е.
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH
сертификат. Спасибо за создание
Процесс простой ».
Фред Шейбе, P.E.
Висконсин
«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил
один час PDH в
один час. «
Стив Торкильдсон, P.E.
Южная Каролина
«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания
и пригодность, до
имея заплатить за
материал .»
Ричард Вимеленберг, P.E.
Мэриленд
«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».
Дуглас Стаффорд, P.E.
Техас
«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем
процесс, который требует
улучшение.»
Thomas Stalcup, P.E.
Арканзас
«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу
сертификат. «
Марлен Делани, П.Е.
Иллинойс
«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру
.много различные технические области за пределами
по своей специализации без
приходится путешествовать.»
Гектор Герреро, П.Е.
Грузия
Однофазный генератор переменного тока — принцип, конструкция, принцип работы, схема
В однофазном генераторе переменного тока проводники якоря соединены последовательно, образуя единую цепь, которая генерирует однофазную переменную ЭДС, и поэтому она называется однофазный генератор переменного тока.
Однофазный генератор переменного тока
В однофазном генераторе переменного тока проводники якоря соединены последовательно, чтобы сформировать единую цепь, которая генерирует однофазную переменную ЭДС, и поэтому он называется однофазным генератором переменного тока.
Здесь обсуждается упрощенная версия генератора переменного тока. Рассмотрим сердечник статора, состоящий из 2 пазов, в которых установлены 2 проводника якоря PQ и RS, образующие однооборотный прямоугольный контур PQRS, как показано на рисунке 4.33. Ротор имеет 2 выступающих полюса с обмотками возбуждения, которые можно намагничивать с помощью источника постоянного тока.
Рабочий
Петля PQRS неподвижна и перпендикулярна плоскости бумаги. Когда обмотки возбуждения возбуждаются, вокруг них создается магнитное поле.Направление магнитного поля, проходящего через сердечник якоря, показано на рисунке 4.33. Пусть полевой магнит вращается первичным двигателем по часовой стрелке. Ось вращения перпендикулярна плоскости бумаги.
Предположим, что начальное положение полевого магнита горизонтальное. В этот момент направление магнитного поля перпендикулярно плоскости петли PQRS. Индуцированная ЭДС равна нулю (см. Случай (iii) раздела 4.4). Это обозначено точкой O на графике между наведенной ЭДС и временным углом (Рисунок 4.34).
Когда полевой магнит поворачивается на 90 °, магнитное поле становится параллельным PQRS. Наведенные ЭДС между PQ и RS станут максимальными. Поскольку они соединены последовательно, ЭДС суммируются, и направление полной наведенной ЭДС определяется правилом правой руки Флеминга.
Следует соблюдать осторожность при применении этого правила; большой палец указывает направление движения проводника относительно поля. Для полюсов, вращающихся по часовой стрелке, кажется, что проводник вращается против часовой стрелки.Следовательно, большой палец должен указывать влево. Направление наведенной ЭДС перпендикулярно плоскости бумаги. Для PQ это вниз, а для RS — вверх. Следовательно, ток течет по PQRS. Точка A на графике представляет эту максимальную ЭДС.
При повороте на 180 ° от начального положения поле снова перпендикулярно PQRS, и наведенная ЭДС становится равной нулю. Это обозначено точкой B.
Полевой магнит снова становится параллельным PQRS для вращения полевого магнита на 270 °.Индуцированная ЭДС максимальна, но направление меняется на противоположное. Таким образом, ток течет по SRQP. Это представлено точкой C.
По завершении 360 ° наведенная ЭДС становится равной нулю и представлена точкой D. Из графика видно, что ЭДС, индуцированная в PQRS, носит переменный характер.
Следовательно, когда полевой магнит завершает одно вращение, индуцированная ЭДС в PQRS завершает один цикл. Для этой конструкции частота наведенной ЭДС зависит от скорости вращения полевого магнита.
Теги: Принцип, Конструкция, Принцип работы, Схема, Двенадцатая физика: Электромагнитная индукция и переменный ток
Учебные материалы, Примечания к лекциям, Назначение, Ссылка, объяснение описания вики, краткая информация
Двенадцатая физика: Электромагнитная индукция и переменный ток: Однофазный генератор переменного тока | Принцип, конструкция, принцип работы, диаграмма
Серия тренингов по электричеству и электронике ВМФ (NEETS), Модуль 5, с 3-11 по 3-22
NEETS Модуль 5 — Введение в генераторы и двигатели
Страницы i, 1−1, 1-11, 1−21, 1−31, 2−1, 2-11, 3−1, 3-11, 4−1, 4-11, Индекс
Рисунок 3-8.- Подключение трехфазного генератора.
Вместо того, чтобы иметь шесть выводов, выходящих из трехфазного генератора переменного тока, одни и те же выводы из каждой фазы могут быть соединены вместе, образуя соединение звездой (Y), как показано на рисунке 3-8, вид B. Это называется звездой соединение, потому что без нейтрали обмотки отображаются как буква Y, в данном случае сбоку или вверх вниз.
Нейтральное соединение выводится на клемму, когда требуется однофазная нагрузка.Один этап напряжение доступно от нейтрали к A, нейтрали к B и нейтрали к C.
В трехфазном, Y-соединенном генератора переменного тока общее напряжение или линейное напряжение на любых двух из трех линейных проводов является векторной суммой индивидуальные фазные напряжения. Каждое линейное напряжение в 1,73 раза превышает одно из фазных напряжений. Поскольку обмотки образуют только один путь для прохождения тока между фазами, линейный и фазный токи одинаковы (равны).
А трехфазный статор также можно подключить так, чтобы фазы были соединены встык; теперь это дельта-соединение (рис. 3-8, вид С). (Дельта, потому что это похоже на греческую букву дельта, D.) В соединении дельты строка напряжения равны фазным напряжениям, но каждый линейный ток в 1,73 раза больше фазного тока. Оба звезды а в генераторах используются соединения треугольником.
Большинство генераторов, используемых сегодня на флоте, представляют собой трехфазные машины.Они намного эффективнее чем двухфазные или однофазные генераторы.
Трехфазные соединения
Катушки статора трехфазных генераторов могут быть соединены вместе как звездой, так и треугольником, как показано на рисунок 3-9. При этих подключениях от генератора выходят только три провода. Это обеспечивает удобное подключение к трехфазным двигателям или силовым распределительным трансформаторам.Необходимо использовать трехфазные трансформаторы или их электрический эквивалент с этим типом системы.
3-11
Рисунок 3-9. — Подключение трехфазного генератора или трансформатора.
Трехфазный трансформатор может состоять из трех однофазных трансформаторов, соединенных треугольником, звездой или звездой. сочетание того и другого.Если и первичная, и вторичная соединены звездой, трансформатор называется звездообразным. Уай-Уай. Если обе обмотки соединены треугольником, трансформатор называется треугольником.
Рисунок 3-10 показаны однофазные трансформаторы, подключенные по схеме треугольник-треугольник для работы в трехфазной системе. Вы заметите, что обмотки трансформатора не расположены под углом, чтобы показать типичный треугольник (D), как это было сделано с генератором переменного тока. обмотки. Физически каждый трансформатор на схеме стоит отдельно.Нет углового соотношения между обмотки отдельных трансформаторов. Однако, если вы проследите за связями, вы увидите, что они образуют электрическая дельта. Например, первичные обмотки соединены друг с другом, образуя замкнутый контур. Каждый из на эти переходы подается фазное напряжение от трехфазного генератора переменного тока. Генератор может быть подключен либо треугольник или звезда в зависимости от требований нагрузки и напряжения, а также конструкции системы.
Рисунок 3-10. — Три однофазных трансформатора, подключенных по схеме треугольник-треугольник.
3-12
На Рисунке 3-11 показаны три однофазных трансформатора, соединенных звездой-звездой. Снова обратите внимание, что трансформатор обмотки не расположены под углом. Электрически Y образован соединениями. Нижние соединения каждой обмотки закорочены вместе.Они образуют общую точку звезды. Противоположный конец каждой обмотки изолирован. Эти концы образуют рукава тройника.
Рисунок 3-11. — Три однофазных трансформатора соединены звездой-звездой.
Электропитание переменного тока на большинстве судов распределяется по трехфазной трехпроводной системе на 450 вольт. Одно- фазные трансформаторы понижают напряжение до 117 вольт. Эти трансформаторы подключаются по схеме треугольник-треугольник, как показано на рисунке. 3-10.В конфигурации треугольник-треугольник нагрузка может быть трехфазным устройством, подключенным ко всем фазам; или это может быть однофазным устройством, подключенным только к одной фазе.
Здесь важно помнить, что такие система распределения включает все, что находится между генератором переменного тока и нагрузкой. Из-за множества вариантов, которые трехфазные системы, необходимо следить за тем, чтобы любое изменение соединений не приводило к нагрузке. с неправильным напряжением или неправильной фазой.
Q14. В трехфазном генераторе какая фаза соотношение между отдельными выходными напряжениями?
Q15. Какие есть два метода подключения выходы от трехфазного генератора переменного тока на нагрузку?
Q16. Судовые генераторы вырабатывают 450-вольтные, трехфазные, Мощность переменного тока; тем не менее, в большинстве оборудования используется однофазное питание на 117 вольт. Для чего используются трансформаторы и соединения. преобразовать 450-вольтовое трехфазное питание в 117-вольтное однофазное питание?
Частота
Выходная частота напряжения генератора зависит от скорости вращения ротора и количества полюса.Чем выше скорость, тем выше частота. Чем ниже скорость, тем ниже частота. Чем больше количество полюсов на роторе, тем выше частота для данной скорости. Когда ротор вращается через угол так, чтобы два соседних полюса ротора (северный и южный полюс) проходили через одну обмотку, индуцированное напряжение в этой обмотке будет изменяться в течение одного полного цикла. Для данной частоты тем больше пар полюсов ар, тем ниже скорость вращения.Этот принцип:
3-13
показано на рисунке 3-12; двухполюсный генератор должен вращаться в четыре раза быстрее, чем восьмиполюсный. генератор, чтобы произвести ту же частоту генерируемого напряжения. Частота любого генератора переменного тока в герцах (Гц), который представляет собой количество циклов в секунду, связано с количеством полюсов и скоростью вращения, как выражается уравнением
где P — количество полюсов, N — скорость вращения в оборотах в минуту (об / мин), а 120 — константа для преобразования минут в секунды и из полюсов в пары полюсов.Например, 2-полюсный генератор переменного тока, 3600 об / мин, имеет частоту 60 Гц; определяется следующим образом:
4-полюсный генератор 1800 об / мин также имеет частоту 60 Гц. 6-полюсный генератор со скоростью 500 об / мин имеет частоту из
12-полюсный генератор с частотой вращения 4000 об / мин имеет частоту
Q17. Какие два фактора определяют частоту выходного напряжения генератора?
В18.Какова частота выходного напряжения генератора с четырьмя полюсами, вращающегося со скоростью 3600 об / мин?
3-14
Рисунок 3-12. — Частотное регулирование.
РЕГУЛИРОВАНИЕ напряжения
Как мы видели ранее, когда нагрузка на генератор изменяется, напряжение на клеммах меняется. Величина вариации зависит от конструкции генератора.
Регулировка напряжения генератора переменного тока — это изменение напряжения от полной нагрузки до нулевой, выраженное как процентное значение напряжения полной нагрузки, когда скорость и постоянный ток возбуждения поддерживаются постоянными.
Предположим, что напряжение холостого хода генератора переменного тока составляет 250 вольт, а напряжение полной нагрузки составляет 220 вольт. В процент регулирования составляет
Помните, чем ниже процент регулирования, тем лучше он в большинстве приложений.
В19. Изменение выходного напряжения при изменении нагрузки обозначается как что? Как это выражается?
ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
В генераторе переменного тока индуцируется в обмотках якоря при пропускании через эти обмотки магнитных полей переменной полярности. Величина индуцированного напряжения в обмотках
3-15
в основном зависит от трех факторов: (1) количества проводников, соединенных последовательно на обмотку, (2) скорости (частота вращения генератора), при которой магнитное поле разрезает обмотку, и (3) напряженность магнитного поля.Любой из эти три фактора можно использовать для управления величиной напряжения, индуцируемого в обмотках генератора.
The количество обмоток, конечно, фиксируется при изготовлении генератора. Также, если выходная частота должно иметь постоянное значение, тогда скорость вращающегося поля должна оставаться постоянной. Это предотвращает использование частоты вращения генератора в качестве средства управления выходным напряжением. Таким образом, единственный практический метод для получение контроля напряжения заключается в контроле силы вращающегося магнитного поля.Сила этого Электромагнитное поле можно изменять, изменяя величину тока, протекающего через катушку возбуждения. Это достигается путем изменения величины напряжения, приложенного к полевой треске.
Q20. Как выходное напряжение контролируется в реальных генераторах?
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ работа ГЕНЕРАТОРОВ
Генераторы переменного тока подключаются параллельно к (1) увеличить выходную мощность системы по сравнению с одиночным блоком, (2) служат в качестве дополнительной резервной мощности для ожидаемые требования, или (3) разрешить выключение одной машины и резку на резервной машине без прерывания распределение мощности.Когда генераторы имеют достаточный размер и работают на разных частотах и напряжение на клеммах может привести к серьезным повреждениям, если они внезапно соединятся друг с другом через общую шину. К Во избежание этого необходимо как можно точнее синхронизировать машины перед их соединением. Это может быть выполняется путем подключения одного генератора к шине (называемого генератором шины), а затем синхронизации другой (входящий генератор) к нему перед замыканием главного силового контактора входящего генератора.Генераторы синхронизируется, если заданы следующие условия:
1. Равные напряжения на клеммах. Это получается регулировка напряженности поля входящего генератора.
2. Равная частота. Это получается регулировка частоты вращения первичного двигателя входящего генератора.
3. Фазные напряжения в правильном соотношении фаз. Процедура синхронизации генераторов в этой главе не обсуждается.На данный момент вам достаточно чтобы знать, что вышеуказанное должно быть выполнено, чтобы предотвратить повреждение машин.
Q21. Какой генератор характеристики должны приниматься во внимание, когда генераторы синхронизируются для параллельной работы?
Резюме
В этой главе представлены общие сведения об генераторах переменного тока. Вы изучили характеристики и приложения разных типов.Следующая информация представляет собой краткое изложение главы для вашего ознакомления.
Магнитная индукция — это процесс индукции ЭДС в катушке всякий раз, когда катушка помещается в магнитное поле и движение существует между катушкой и магнитными линиями потока. Это верно, если катушка или магнитное поле движется, пока катушка пересекает линии магнитного потока.
3-16
ВРАЩАЮЩИЙСЯ ГЕНЕРАТОР-ГЕНЕРАТОР по сути представляет собой петлю, вращающуюся через неподвижную магнитные свойства, разрезающие действие петли через магнитное поле, генерируют переменный ток в петле.Этот кондиционер снимается с петли с помощью контактных колец и прикладывается к внешней нагрузке.
ГЕНЕРАТОР ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ПОЛЯ имеет стационарный якорь и вращающееся поле. Высокий напряжение может генерироваться в якоре и прикладываться к нагрузке напрямую, без использования контактных колец и кисти. Низкое постоянное напряжение прикладывается к полю ротора с помощью контактных колец, но при этом не возникает проблемы с изоляцией.
3-17
КОНСТРУКЦИЯ РОТОРА в генераторах переменного тока может быть двух типов. Явнополюсный ротор используется в генераторах с более низкой скоростью. Турбинный привод намотан таким образом, чтобы можно было использовать его на высоких скоростях без разлетаются.
НОМИНАЛЫ ГЕНЕРАТОРА зависят от величины тока, которую они способны обеспечить. при полном выходном напряжении; этот рейтинг выражается как произведение напряжения на ток.10 вольт генератор переменного тока, способный выдавать ток 10 ампер, будет рассчитан на 100 вольт-ампер. Генераторы большего размера рассчитаны в киловольт-амперах.
ГЕНЕРАТОРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ — небольшие генераторы постоянного тока, встроенные в генераторы переменного тока для обеспечения тока возбуждения. к обмоткам возбуждения. Эти генераторы постоянного тока называются возбудителями.
Однофазный ГЕНЕРАТОР имеет якорь, состоящий из ряда обмоток, симметрично расположенных вокруг статора и соединенных между собой. серии.Напряжения, генерируемые в каждой обмотке, складываются, образуя общее напряжение на двух выходных клеммах.
3-18
A ДВУХФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР состоит из двух фаз, обмотки которых расположены вокруг
статора, что генерируемые в них напряжения сдвинуты по фазе на 90 °.
ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДВУХФАЗНОГО ГЕНЕРАТОРА можно изменить так, чтобы выход двухфазного генератор переменного тока выполнен по трехпроводной схеме, что фактически обеспечивает три выхода, два наведенных фазных напряжения, а также векторная сумма напряжения.
3-19
В ТРЕХФАЗНЫХ ГЕНЕРАТОРАХ в обмотках генерируется напряжение 120º. не в фазе. Трехфазные генераторы переменного тока чаще всего используются для выработки электроэнергии переменного тока.
ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНОГО ГЕНЕРАТОРА могут быть подключены треугольником или звездой в зависимости от заявление.Электроэнергия переменного тока на борту судна обычно берется от судовых генераторов через соединение треугольником, для удобство понижающих трансформаторов.
3-20
ГЕНЕРАТОР Частота зависит от скорости вращения и количества пар полюса ротора.
РЕГУЛИРОВАНИЕ напряжения — это изменение выходного напряжения генератора переменного тока при переменной нагрузке. условия.
КОНТРОЛЬ напряжения в генераторах переменного тока осуществляется путем изменения тока в обмотки возбуждения, как в генераторах постоянного тока.
3-21
Ответы на вопросы Q1. Через Q21.
A1. проводник и магнитное поле.
A2. Арматура.
A3. Вращающийся якорь и вращающееся поле.
A4. Выходное напряжение снимается прямо с якоря. (не через щетки или контактные кольца).
А5. Обеспечить постоянный ток для вращающегося поля.
А6. Киловольт-амперы (вольт-амперы).
А7. Паровая турбина.
А8. Двигатели внутреннего сгорания, вода силовые и электродвигатели.
А9. Одно напряжение (один выход).
А10. Последовательно.
A11. Размещение катушек якоря.
A12. Три.
A13. C в 1,414 раза больше, чем a или B.
A14. Каждая фаза смещена на 120º. от двух других.
A15. Уай и Дельта.
A16. Три однофазных, дельта-дельта, понижающих трансформатора.
A17. Скорость вращения и количество полюсов.
A18. 120 Гц.
A19. Регулировка напряжения. Как процент.
А20. Изменяя напряжение, подаваемое на обмотки возбуждения.
А21. Выходное напряжение, частота и фазовые отношения.
3-22
| – | Материя, энергия и постоянный ток |
| – | — Переменный ток и трансформаторы |
| – | Защита, управление и измерение цепей |
| – | Электропроводники, методы электромонтажа, и схематическое чтение |
| – | Генераторы и двигатели |
| – | Электронные излучатели, трубки и источники питания |
| – | Твердотельные устройства и блоки питания |
| – | Усилители |
| – | Цепи генерации и формирования волн |
| – | Распространение волн, линии передачи и Антенны |
| – | Принципы СВЧ |
| – | Принципы модуляции |
| – | Введение в системы счисления и логические схемы |
| – | — Введение в микроэлектронику |
| – | Принципы синхронизаторов, сервоприводов и Гироскопы |
| – | Знакомство с испытательным оборудованием |
| – | Принципы радиочастотной связи |
| – | Принципы работы радаров |
| – | Справочник техника, Главный глоссарий |
| – | Методы и практика испытаний |
| – | Введение в цифровые компьютеры |
| – | Магнитная запись |
| – | Введение в волоконную оптику |
| Примечание: Обучение электричеству и электронике военно-морского флота Содержимое серии (NEETS) — U.С. Собственность ВМФ в свободном доступе. | |
Преобразование трехфазного генератора переменного тока Mecc Alte в однофазную схему
Для целей использования трехфазного генератора переменного тока для однофазной нагрузки можно преобразовать трехфазный генератор переменного тока в однофазный генератор, в следующей статье TTTT будет указано. Вы выполните шаги по преобразованию трехфазного в однофазный для генератора переменного тока MECC ALTE.
НАЗНАЧЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТРЕХ В ОДНОФАЗНУЮ
В случае, когда только нагрузка является однофазной и не может быть разделена на 3 равные фазы.Мы можем повторно подключить трехфазный генератор переменного тока только с однофазным выходом и не беспокоиться о балансировке нагрузки на 3 отдельные фазы.
Большинство генераторов переменного тока MECC ALTE большой мощности являются трехфазными, сегодня TTTT рассмотрит пример преобразования с трехфазного генератора переменного тока MECC ALTE 150 кВА, 12 проводов в однофазный генератор переменного тока . Очень редко динамо-машина используется в этом качестве, поскольку в связи с потребностями заказчика необходимо внимательно прочитать инструкции, чтобы иметь возможность правильно практиковаться.
ОДНОФАЗНЫЙ ГЕНЕРАТОР MECC ALTE ПОСЛЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
При преобразовании однофазный генератор Mecc Alte будет иметь напряжение 230 В, частота и скорость останутся прежними, только мощность не останется прежней. так же будет уменьшено. Следовательно, чтобы определить наиболее точную мощность после преобразования, вам необходимо обратиться к документу «Таблица мощности» MECC ALTE, при поиске необходимо обратить внимание на таблицу коэффициента мощности .
ПРОЦЕСС ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТРИ В ОДНОФАЗУ СО ДИАГРАММОЙ
Для трехфазного генератора 12 проводов будут подключены в соответствии с электрической схемой, указанной в руководстве, для преобразования, если в генераторе недостаточно 12 проводов или они не подключены. как показано в документе, обратитесь за помощью к уполномоченному представителю MECC ALTE TTTT.
При определении достаточного количества 12 проводов мы приступаем к удалению всех из них, включая соединительные медные шины, и переустановке их в соответствии с однофазной схемой, как показано ниже Схема преобразователя трех фаз в однофазную
Затяните винт, и работа сделана.
Удачи!
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации по телефону:
TTTT GLOBAL co Ltd ,.
Адрес: Landmark 4 Building, Центральный парк Винхомес, 720A Dien Bien Phu Str, Ward 22, Binh Thanh District, Хошимин, Вьетнам.
Веб-сайт: https://ttttglobal.com/en
Электронная почта: [email protected]
Схема однофазного генераторас низким потреблением топлива и бесшумной сертифицированной продукцией
The. Схема однофазного генератора найдена на сайте Alibaba.com — это современные источники энергии, которые вырабатывают электроэнергию, необходимую для различных целей. Роль этих. Схема однофазного генератора нельзя игнорировать, поскольку они устраняют разрыв в отсутствии традиционных источников, таких как электричество. Выходная мощность этих. Схема однофазного генератора не хуже, чем схема из нормативных источников электроэнергии, и, следовательно, причина, по которой они используются в различных коммерческих секторах и домашних хозяйствах
Эти современные.Схема однофазного генератора изготовлена с использованием современных технологий, которые делают их бесшумными во время работы, что означает, что их можно использовать даже в таких местах, как больницы. Вы должны быть полны энтузиазма при посещении Alibaba.com, чтобы найти. Схема однофазного генератора , в которой установлены интеллектуальные блоки управления, которые заставляют их работать автономно. Система непосредственного впрыска топлива. Схема однофазного генератора дает им возможность работать даже на открытом воздухе, где нет других источников энергии.
Великолепно. Схема однофазного генератора , представленная на этом рынке, полезна на коммерческих объектах, таких как районы добычи полезных ископаемых, для питания используемых машин. Кроме того, в них установлены интеллектуальные блоки управления. Схема однофазного генератора делает это оборудование необслуживаемым во время работы и обеспечивает защиту от перегрузок по мощности. Безупречный. Схема однофазного генератора имеет усиленные звукоизоляционные материалы, что делает их очень тихими во время работы.
Расширьте область поиска. Схема однофазного генератора , посетив Alibaba.com, и изучите многочисленные диапазоны и различные доступные варианты выходной мощности. Зайдя на этот сайт, вы будете поражены низкими ценами. Вам, как уважаемому клиенту, предлагается приехать за таким оборудованием.
Типы генераторов переменного тока | Однофазный и трехфазный генератор переменного тока
Типы генераторов переменного тока включают однофазные (1φ) и трехфазные (3φ) генераторы переменного тока.Однофазные и трехфазные генераторы переменного тока работают аналогично; однако однофазные генераторы имеют один якорь, а трехфазные генераторы имеют три якоря. Трехфазные генераторы обеспечивают более стабильное напряжение, чем однофазные генераторы. Генераторы трехфазного переменного тока могут быть подключены по схеме звезды или треугольника.
Работа однофазного генератора переменного токаКаждое полное вращение якоря в однофазном (однопроводном) генераторе переменного тока производит один полный цикл переменного тока. См. Рисунок 1 .
В положении A , до того, как якорь начнет вращаться по часовой стрелке, во внешней (нагрузочной) цепи нет напряжения и тока, потому что якорь не пересекает какие-либо магнитные силовые линии (0 ° вращения) .
Рисунок 1. В генераторе переменного тока 1φ, когда якорь вращается на 360 °, генерируемое напряжение представляет собой непрерывно изменяющуюся синусоидальную волну переменного тока.
Когда якорь вращается из положения A в положение B , каждая половина якоря пересекает магнитные силовые линии, создавая ток во внешней цепи.Ток увеличивается от нуля до максимального значения в одном направлении. Это изменяющееся значение тока представлено первой четвертью (поворот на 90 °) синусоидальной волны.
Когда якорь вращается из положения B в положение C , ток продолжается в том же направлении. Ток уменьшается от максимального значения до нуля. Это изменяющееся значение тока представлено второй четвертью (поворот от 91 ° до 180 °) синусоидальной волны.
По мере того, как якорь продолжает вращаться в положение D , каждая половина катушки пересекает магнитные силовые линии в противоположном направлении.Это меняет направление тока. За это время ток увеличивается от нуля до максимального отрицательного значения. Это изменяющееся значение тока представлено третьей четвертью (вращения от 181 ° до 270 °) синусоидальной волны.
По мере того, как якорь продолжает вращаться в положение E (или снова положение A), ток уменьшается до нуля. Это завершает один цикл синусоиды на 360 °.
Работа генератора трехфазного переменного токаПринципы работы генератора трехфазного (3φ) переменного тока такие же, как и у генератора переменного тока 1φ, за исключением того, что здесь три обмотки якоря, расположенные на одинаковом расстоянии 120 ° по фазе друг от друга. См. Рисунок 2 . Выходной сигнал генератора переменного тока 3φ дает три выходных напряжения, сдвинутых по фазе на 120 ° друг с другом.
Рис. 2. Генератор переменного тока 3φ имеет три равноотстоящих обмотки якоря, сдвинутые по фазе на 120 ° друг с другом.
Генератор переменного тока 3φ имеет шесть выводов, идущих от катушек якоря. Когда эти выводы выводятся из генератора, они подключаются так, что появляется только три вывода для подключения к нагрузке.
Катушки якоря могут подключаться по схеме звезда (Υ) или треугольник (∆).Способ подключения проводов определяет электрические характеристики выхода генератора переменного тока. См. Рисунок 3 .
Рис. 3. Когда шесть выводов генератора переменного тока 3φ выведены наружу, они соединяются треугольником или звездочкой.
Соединения звездой (Y). Соединение звездой (Y) — это соединение, при котором один конец каждой катушки соединен вместе, а другой конец каждой катушки остается открытым для внешних соединений.Эту схему можно упростить, соединив концы фаз A2, B2 и C2 вместе. См. Рисунок 4 .
Рис. 4. Общий нейтральный провод может безопасно соединять внутренние выводы генератора переменного тока, соединенного звездой, для формирования общего возврата для осветительных нагрузок.
Три конца могут быть безопасно соединены в нейтральной точке, поскольку между ними нет разницы в напряжении. Поскольку фаза A максимальна, фазы B и C противоположны A. Если равные противоположные значения B и C складываются векторно, противодействующая сила B и C вместе взятых в точности равна A. См. Рисунок 5 .
Рис. 5. Напряжения 3φ генератора, соединенного звездой, эффективно компенсируют друг друга в нейтральной точке, позволяя соединить три провода генератора переменного тока.
В результате возникает большая разница напряжений (давлений) между концами катушек A1, B1 и C1, но отсутствует разница напряжений между концами катушек A2, B2 и C2. Общий провод (вывод) может быть подключен или не подключен к генератору. Если он подключен, он называется нейтраль .
На упрощенном чертеже показан генератор, соединенный звездой, при этом общий провод или нейтраль не подключены за пределами генератора. В этой конфигурации каждая нагрузка подключается к двум последовательным фазам. Напряжение между любыми двумя линиями в соединенном звездой генераторе переменного тока составляет 1,73 (√3), умноженное на любое из отдельных фазных напряжений. Если напряжение 1φ равно 100 В, то напряжение между любыми двумя линиями в конфигурации звезда будет 173 В (100 × 1,73). Поскольку обе катушки включены последовательно, ток остается одинаковым во всех катушках.
Другой способ посмотреть на выходное напряжение генератора переменного тока — использовать векторы. Вектор используется для отображения величины и направления. Вектор можно представить в виде стрелки, нарисованной в определенном направлении, с длиной, равной величине (напряжению или току), нарисованной в определенном направлении. См. Рисунок 6 .
Рис. 6. Векторы могут использоваться для иллюстрации величины и направления выходных напряжений генератора переменного тока.
Напряжение, измеренное на одной обмотке или фазе, известно как фазное напряжение .Напряжение, измеренное между линиями, известно как линейное напряжение или, проще говоря, линейное напряжение. При обращении к схемам электропроводки такие термины, как фаза A, фаза 1 и линия 1, часто используются как взаимозаменяемые.
Фонарь можно подключить к каждой отдельной фазе генератора переменного тока, соединенного звездой. Каждый свет, загорающийся от генерируемой мощности 1ф, доставляется от каждой фазы. Провода A2, B2 и C2 возвращаются к генератору вместе.
В схеме освещения, соединенной звездой 3φ, цепь 3φ сбалансирована, поскольку все нагрузки одинаковы по потребляемой мощности.В симметричной схеме нет тока в нейтральном проводе, потому что сумма всех токов равна нулю.
Все крупные системы распределения электроэнергии спроектированы как системы с 3 фазой, в которых нагрузки сбалансированы по фазам как можно точнее. Единственный ток, который течет по нейтральному проводу, — это несимметричный ток . Обычно это сводится к минимуму, потому что большинство систем можно поддерживать в достаточном балансе. Нейтральный провод обычно подключается к заземлению , например к земле .
Соединение звездой может использоваться для получения межфазного напряжения (1φ низкое напряжение), межфазного напряжения (1φ высокое напряжение) и межфазного напряжения (напряжение 3φ). См. Рисунок 7 . Междуфазное напряжение также называется линейным напряжением.
Рис. 7. В системах, соединенных звездой, нейтральный провод соединен с землей и имеет различные доступные напряжения.
В системе с трехфазным соединением звездой напряжение между фазой и нейтралью равно напряжению, генерируемому в каждой катушке.Например, если генератор вырабатывает 120 В от A1 до A2, эквивалент 120 В присутствует от B1 до B2 и от C1 до C2. Таким образом, в системе, соединенной звездой 3φ, выходное напряжение каждой катушки появляется между каждой фазой и нейтралью.
В высоковольтном генераторе переменного тока, соединенном звездой, например, на электростанциях, межфазное напряжение 2400 В создает межфазное напряжение 4152 В и межфазное напряжение. 7200 В создает межфазное напряжение 12 456 В.
Одно из преимуществ системы с соединением звездой для энергокомпании заключается в том, что даже несмотря на то, что их генераторы рассчитаны на 2400 В или 7200 В на катушку, они могут передавать эти более высокие межфазные напряжения с уменьшением потерь. .Это связано с тем, что чем выше передаваемое напряжение, тем меньше потери мощности.
Согласно формуле P = E × I, мощность равна напряжению, умноженному на ток. Чем выше напряжение, тем ниже ток при заданной мощности.
Согласно формуле P = I 2 × R, мощность (или потеря мощности) равна квадрату тока, умноженному на сопротивление. Чем меньше ток, тем меньше потери мощности для линии электропередачи с заданным сопротивлением. Следовательно, линии электропередач могут передавать больше мощности при более высоких напряжениях, чем при более низких напряжениях.Снижение потерь мощности на линиях электропередачи особенно важно для протяженных сельских линий электропередач.
Соединения треугольником (∆). Соединение треугольником (∆) — это соединение, при котором каждый конец катушки соединен встык, образуя замкнутый контур. Обмотки катушек генератора в системе 3φ также могут быть соединены треугольником. См. Рисунок 8 . Как и в системе со звездообразным соединением, обмотки катушки разнесены на 120 °.
Рис. 8. В треугольном соединении каждый конец катушки соединен встык, образуя замкнутый контур.
В системе, соединенной треугольником, напряжение, измеренное на любых двух линиях, равно напряжению, генерируемому в обмотке катушки. Это связано с тем, что напряжение измеряется непосредственно на обмотке катушки. Например, если генерируемое напряжение катушки равно 240 В, напряжение между любыми двумя линиями равно 240 В. В конфигурации треугольником линейное напряжение и фазное напряжение одинаковы.
Если следовать любой линии в системе, соединенной треугольником, обратно к точке подключения, это показывает, что ток, подаваемый на эту линию, подается двумя катушками.Фазу A можно проследить до точки подключения A1, C2. Однако, как и в системе со звездообразным соединением, катушки разнесены на 120 °. Следовательно, линейный ток — это векторная сумма двух токов катушки.
В сбалансированной системе фазные токи равны. В сбалансированной системе, соединенной треугольником 3φ, линейный ток в 1,73 раза больше тока в одной из катушек.
Например, предполагается, что каждая из фазных обмоток в системе, соединенной треугольником, имеет ток 10 А.Однако ток в каждой из линий составляет 17,32 А. Причина этой разницы в токе заключается в том, что ток течет через разные обмотки в разное время в цепи 3φ. В некоторые периоды ток течет только между двумя линиями. В других случаях ток будет течь с двух линий на третью.
Соединение треугольником аналогично параллельному соединению , потому что всегда существует более одного пути для прохождения тока. Поскольку эти токи сдвинуты по фазе на 120 ° друг с другом, при нахождении суммы токов необходимо использовать сложение векторов. См. Рисунок 9 .
Рис. 9. Векторы могут быть добавлены, чтобы найти сумму токов и напряжений, находящихся в противофазе.