Elektrický Generátor (52 Fotografií): Princíp činnosti Generátora Elektrického Prúdu, Typy, Z čoho Pozostáva A Ako Si Vybrať

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 05:57

Vedieť všetko o elektrických generátoroch je nevyhnutné nielen pre inžinierov, organizátorov výroby a rôznych manažérov, ako sa zvyčajne domnievajú. Znalosť princípu činnosti generátora elektrického prúdu je základnou všeobecnou kultúrnou znalosťou moderného sveta. Pochopenie typov generátorov, z čoho pozostávajú, ako si vybrať zariadenie, môže výrazne zlepšiť váš vlastný život a zaručiť pohodlie aj pri náhlom výpadku napájania.

História stvorenia

Nie je možné presne povedať, ktorí špecialisti vynašli generátor elektriny - mnoho inžinierov a elektrotechnikov na tom pracovalo desaťročia. Práce na takejto technike pokračujú aj v 21. storočí, keď by sa už, zdá sa, nedalo nič podstatné dodať . Rozhodujúcim krokom k vytvoreniu generátora bol objav interakcie elektrického poľa a magnetickej ihly v roku 1820. Postupne bolo možné zistiť, že elektrický prúd je získavaný iba v pohybujúcom sa magnetickom poli alebo keď sa v ňom pohybuje vodič. O česť takéhoto objavu sa delia Anjos Yedlik (Rakúsko, 1827) a Michael Faraday (Anglicko, 1831).

Hoci prvý bol maďarský vedec, úsilie jeho britského kolegu bolo oveľa známejšie . Bol to on, kto dôkladne a komplexne skúmal elektromagnetickú indukciu, a nielen sa pokúsil vytvoriť konkrétny mechanizmus. Okrem toho sa Yedlik dokázal presunúť z prototypov na plnohodnotný dynamo stroj iba v 50-tych rokoch 19. storočia. Michael Faraday však v roku 1831 vytvoril generátor elektriny (aj keď stále nedokonalý). Dynamo stroje boli historicky prvým typom, ale kvôli veľkosti a zložitosti komutácií scénu opustili.

Rok vynálezu prvého elektrického stroja v Rusku je 1833. Emmanuel Lenz zároveň zistil reverzibilitu systémov - jeden prístroj je možné použiť na výrobu aj ako elektrický motor.

ale archaické poddanstvo neumožnilo využiť sľubný vývoj a čoskoro prioritu neodvolateľne dostali priemyselne rozvinuté štáty . Do roku 1851 boli všetky generátory vyrobené iba z permanentných magnetov; v nasledujúcich 16 rokoch bolo možné zvýšiť výkon vďaka jednoduchým elektromagnetom. V rokoch 1866-1867 niekoľko vývojárov naraz predstavilo elektrické stroje so samobudenými magnetmi.

Generátor belgicko-francúzskeho vynálezcu Zenoba Gramma, vyrobený v roku 1870, bol prvýkrát široko používaný na priemyselné účely . Hneď ako prišiel naftový motor, neidentifikovaný vývojár prišiel na to, ako ho použiť ako pohon generátora. Už v 20. rokoch 20. storočia sa v priemysle začali aktívne používať naftové generátory. Výskum fyzikov v štyridsiatych rokoch minulého storočia viedol k vytvoreniu magnetohydrodynamických generátorov. Takéto systémy je však možné používať výlučne vo veľkých elektrárňach, pre ich domáce použitie nie sú žiadne vyhliadky.

Zariadenie a princíp činnosti

Každý elektrický generátor premieňa mechanický impulz na elektrický prúd. Získava sa skrútením cievky drôtu umiestneného v magnetickom poli. Cievka je rozdelená na dve hlavné časti: pevne pripevnený magnet a drôtený rám. Oba konce cievok sú mechanicky spojené klzným krúžkom posúvajúcim sa na uhlíkovej kefke. Táto kefa vedie elektrický prúd.

Princíp činnosti generátora tiež znamená, že impulz generovaný rotujúcou časťou prechádza do vnútorného kontaktného krúžku . To sa stane presne v okamihu, keď časť rámu prejde blízko severného okraja magnetu. Zdroj striedavého prúdu spravidla funguje na princípe takzvanej silnej generácie.

Má iba jeden magnet, pohybuje sa však okolo niekoľkých vinutí. Stojí za zváženie, že automobilový generátor je usporiadaný trochu inak.

Začína pôsobiť, keď je zapaľovací systém spustený . V tomto okamihu sa prúd cez klzné krúžky presúva do zostavy kefy a do budiaceho systému. Tam generuje magnetické pole. Rotor spojený s kľukovým hriadeľom generuje elektromagnetické kmity. Na svorke prevíjania dozadu sa generuje striedavý indukovaný prúd. Frekvencia skrúcania samobudeného generátora sa zvýši na určitú úroveň a potom sa spustí usmerňovač.

Napriek tomu, že základným princípom generovania prúdu je interakcia magnetického poľa, rotora a statora, rôzne zdroje mechanickej energie môžu otáčať pohyblivú časť. Môžu byť:

• tečúca voda;
• horúca para;
• vietor;
• spaľovacích motorov.

Synchrónny typ generátora sa vyznačuje zhodou torzných frekvencií statorov a rotorov. Ako rotor sa používa permanentný magnet. Keď je zariadenie spustené, rotor začne vytvárať slabé pole. Akonáhle sa otáčky zvýšia, začne sa vytvárať veľká elektrická sila. Pulz prechádza regulátorom napätia a je odoslaný do elektrickej siete.

Synchrónny obvod umožňuje stabilizáciu parametrov emitovaného prúdu. Existuje však vysoká pravdepodobnosť elektrického preťaženia. Okrem toho je potrebné vykonávať údržbu zostavy kefy, čo okamžite zvyšuje spotrebiteľské náklady.

Asynchrónne modely nepretržite bežia v spomaľovacom režime. Rotor sa točí dopredu a jeho orientácia sa zhoduje s orientáciou magnetického poľa generovaného statorom. Rotory môžu byť fázové alebo veveričkové.

Magnetické pole v asynchrónnych zariadeniach nie je možné nastaviť . Preto je frekvencia a prúdový prúd určený priamo počtom závitov zariadenia. V posledných desaťročiach zohrávajú významnú úlohu elektrochemické generátory, ktoré generujú prúd na báze vodíka. Pokúšajú sa použiť v automobiloch, zatiaľ však nebolo možné vytesniť spaľovací motor. Ďalšia verzia generátora - solárna batéria funguje pomocou fotoelektrického efektu.

Názory

Podľa autonómie

Extrémne autonómny typ - to sú ručné elektrárne. V nich sa dosahuje mechanický pohyb v dôsledku svalovej sily operátora. Samozrejme, nie je potrebné počítať s vysokou produktivitou a dlhodobou prevádzkou . Môžete však s istotou získať prúd v akejkoľvek situácii, keď nemôžete používať ani palivo, ani veternú ani vodnú energiu. Preto môžu byť také generátory zaradené do núdzových súprav v lietadlách, používaných v núdzových prípadoch expedíciami, armádou a podobne. Podmienečne autonómne elektromagnetické zariadenia - na benzínovom pohone.

Podľa počtu fáz

Existujú jednofázové a trojfázové zariadenia. V domoch a bytoch je trojfázové napájanie zriedka potrebné. Výnimkou sú staré motory, vykurovacie telesá do sauny a podobné zariadenia.

Pripojenie jednofázových spotrebičov k trojfázovému generátoru by sa malo vykonávať podľa pravidla rovnomerného rozdelenia.

Jednoduché pravidlo hovorí: ak sieť spotrebuje 20 kW alebo menej, v troch fázach má malý zmysel.

Podľa režimu prevádzky

Hlavné používané zariadenia sú navrhnuté tak, aby fungovali nepretržite. Obvykle jazdia na naftu, aj keď existujú výnimky. Takéto zariadenie môže poskytovať nepretržité napájanie a je inštalované vo veľkých elektrárňach a tepelných elektrárňach . Modely pohotovostného generátora sú navrhnuté pre núdzové situácie (keď sa náhle preruší napájanie). Aj práca niekedy pokračuje bez prerušenia, ale iba na niekoľko hodín.

Podľa oblasti použitia

Generátory pre domácnosť sú prezentované v širokom sortimente. Takmer všetky poskytujú jednofázový prúd. Normálne hodnoty sú 220 V, 50 Hz. Najvýkonnejšie domáce zariadenia sa používajú dokonca aj na zváranie, ako aj na napájanie malých dielní a autoservisov.

Dôležité: možnosť použitia na zváranie musí byť špecifikovaná v dokumentácii - inak je riziko veľmi vysoké.

Na výrobné účely sú potrebné silné stacionárne elektrické generátory. Používajú sa tiež na:

• veľké stavebné projekty;
• mikrodistrikty;
• pevné chatové osady;
• prístavy;
• železničné stanice;
• nemocnice;
• vzdelávacie inštitúcie;
• kancelárske centrá.

Klasifikácia domácich spotrebičov

Benzín

Systémy poháňané vetrom alebo tečúcou vodou sa nachádzajú iba vo viac či menej veľkých elektrárňach. Nie je také ľahké ich používať v poľných (turistických) podmienkach a dokonca ani doma. To platí najmä pre hydrogenerátory. Pokiaľ ide o tepelné elektrárne na súkromné použitie, takmer vždy pracujú na benzín a vydávajú obmedzený výkon, zariadenia výkonnejšie ako 20 kW sa zriedka nachádzajú . Obvykle používajú benzín AI-92, použitie AI-76 a AI-95 je možné len príležitostne a ani vtedy sa to neodporúča.

Diesel

Zariadenia poháňané naftou niekedy produkujú až 3 MW prúdu. Poskytnú energiu aj veľkej rekreačnej dedine s garážami a podobnou infraštruktúrou.

Dieselové generátory sú k dispozícii v mobilnom alebo stacionárnom prevedení. Sortiment takýchto výrobkov je veľmi veľký a očividne pokrýva všetky potreby.

Aj relatívne slabé modely sú vhodné na dodávku prúdu do zváracích strojov.

Výrobcovia

Moderné elektrické generátory vyrobené v Rusku sebavedomo spochybňujú zahraničné výrobky. Najpopulárnejšie značky sú:

• "Svarog";
• "Kaliber";
• Energomash;
• Energo.

Sortiment ruských dodávateľov zahŕňa verzie pre domácnosť s výkonom 1 000-2 000 W a vážne polopriemyselné vzorky s výkonom až 5 000 W . Nakoniec existujú ešte výrazne výkonnejšie modely, ktoré pomôžu staviteľom a organizátorom výroby. Niektoré generátory vyrobené v Ruskej federácii sú vybavené pokročilou riadiacou a monitorovacou elektronikou, ktorá monitoruje technické parametre. Existujú však aj jednoduchšie verzie - ktoré sú v ťažkých podmienkach oveľa stabilnejšie. Nakoniec, výrobky ruských firiem budú určite k dispozícii spotrebiteľom.

Segment domácností je reprezentovaný napríklad modelom EG-87220. Má 14-mesačnú záruku. Palivová nádrž s objemom 15 litrov je vo väčšine prípadov dostačujúca, ale automatické spustenie nie je k dispozícii.

Najvyšší výkon dosahuje 2 200 wattov. Prevádzkové napätie - očakávané 220 V.

Vynikajúce generátory dodáva aj francúzska spoločnosť SDMO . Vo všeobecnosti je jedným zo svetových lídrov vo výrobe elektrických generátorov rôznych typov a kapacít. Ľahko nájdete benzínovú elektráreň SDMO, ktorá dokáže vyriešiť takmer akúkoľvek predstaviteľnú úlohu. Ponúkajú atraktívny výkon. Sortiment francúzskeho koncernu zahŕňa modely so špeciálnymi rámami, ktoré tlmia vibrácie. Vybavený vynikajúcimi elektronickými komponentmi.

Pozornosť púta model K10M . Poskytuje napätie 230 V a je ovládaný diaľkovým ovládačom. K dispozícii je výkonový istič, schopnosť pracovať pri - 30 stupňoch. Na ráme je nainštalovaný antivibračný systém. K dispozícii je tiež generátor nabíjania 12V.

Konkurenčná spoločnosť Caiman vstúpila na ruský trh relatívne nedávno . Už sa jej však podarilo čo najpresvedčivejšie predviesť zásluhy svojich produktov. Jeho modely sú navrhnuté s minimálnym hlukom a dajú sa bezpečne nainštalovať dokonca aj do domu. Všetky generátory tejto značky spĺňajú najvyššie environmentálne štandardy. Sortiment Caiman samozrejme obsahuje zariadenia rôznych kapacít a veľkostí.

Táto značka sa môže pochváliť modelom Expert 3010X. Má pokročilú možnosť chladenia vzduchom. Vačkový hriadeľ používa vylepšený reťazový pohon.

Filter zaisťuje spustenie generátora aj na extrémne prašných miestach. Automatizácia zaistí, že štartovanie bez oleja nie je možné. Za zmienku tiež stojí:

• pár vývodov chránených pred vlhkosťou;
• záruka životnosti batérie až 210 minút;
• premyslené chladiace zariadenie;
• vynikajúci bezkartáčový systém, ktorý nevyžaduje náročnú údržbu.

Nemecký výrobca Endress zaujíma na trhu veľmi dobré postavenie. V samotnom Nemecku, ktoré už veľa hovorí, sú jeho zariadenia mimoriadne obľúbené. Spoločnosť aktívne používa pokročilé komplexné riešenia. Rovnako ako u predchádzajúcich dodávateľov, rad zahŕňa celý rad možností napájania. Výkon hlavnej časti modelov sa pohybuje od 1 500 do 9 000 W. Takmer všetky zariadenia Endress sú schopné dodávať napätie 220 a 380 V.

Dobrým príkladom je motor ESE 404 YS Diesel . Táto verzia je oceňovaná pre svoju spoľahlivosť a nízku spotrebu paliva. Výkon zariadenia dosahuje 3, 9 kVA. Menovité napätie jednofázového generátora je 230 V. Elektrické krytie je IP23.

Keď už hovoríme o nemeckých dodávateľoch, bolo by hlúpe ignorovať inú obľúbenú značku - Fubag . Jeho generátory energie majú rovnakú kvalitu ako známejšie zváracie zariadenia. Špecialisti spoločnosti Fubag sa starajú nielen o technické vlastnosti, ale aj o pôvodný dizajn, ktorý uľahčuje údržbu. Generátory tejto značky formálne patria do profesionálnej kategórie. Nemenej úspešne sa však používajú v súkromnom sektore.

Otvorená jednofázová elektráreň DS 16 A ES dodáva pomocou 51-litrovej nádrže prúd až 13,6 kVA. K dispozícii je predhrievanie vzduchu.

Konštruktéri sa postarali o ochranu proti preťaženiu, úroveň elektrického odporu je IP23. Inštalácia štvorvalca poskytuje prúd 54 A. Pri zaťažení 75%bude zariadenie pracovať až 10 hodín.

Ruskí spotrebitelia už dlho oceňujú výhody generátorov energie značky Resanta. Chvália ich:

• high-tech detaily;
• jednoduchosť služby;
• vynikajúci pomer hmotnosti k výkonu;
• stabilita výstupného napätia.

V sortimente vyniká model BG 4000 R, ktorý beží na benzín. Výkon - 3 kW, trieda paliva - AI -92. Synchrónny systém čistenia funguje bezchybne, informácie prináša užívateľovi displej. Kľúč na zapaľovacie sviečky a gombík sú súčasťou sady. V skutočnosti sa výroba vykonáva v Číne.

Medzi čínskymi firmami priaznivo vyniká značka ELITECH . U nás je známy od roku 2008. Takéto generátory sú nielen vysoko kvalitné, ale aj nenáročné a všestranné. Výrobky ELITECH používajú najnovšie technológie, a preto sa spoločnosti podarilo odsunúť bokom mnohých bývalých lídrov trhu. Generátory plynu tejto spoločnosti sa vyznačujú kombinovaným štartom, môžu byť vyrobené v stacionárnej alebo mobilnej forme.

Príkladom jednoduchého generátora pre domácnosť je BES 950 R . S objemom nádrže 4, 4 litre poskytuje prúdovú silu 2, 8 A. Štart prebieha v manuálnom režime. Automatizácia monitoruje hladinu oleja a podľa potreby zariadenie vypína. Dvojtaktný motor s horným ventilom má jeden vzduchom chladený valec. Hlasitosť zvuku dosahuje 56 dBA. Nórske generátory energie si na rozdiel od značiek nezaslúžia osobitnú zmienku:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• Strážca.

Ako si vybrať?

Kúpiť „len tiché“zariadenie nie je úplne rozumné. Rovnako ako najvýkonnejšie zariadenie. Najprv by ste sa mali rozhodnúť, na aký účel bude generátor použitý:

• v sezónnom napájaní;
• ako záložná bezpečnostná sieť;
• ako núdzové riešenie;
• ako trvalý zdroj energie.

Pre turistov, poľovníkov, rybárov a časť komerčných spotrebiteľov je správnejšie zvoliť mobilný generátor. Bude vyhovovať aj letným obyvateľom. Výkon zariadenia je však rozhodujúci. Musí to byť vyvážené: slabá technika úlohu „nevytiahne“a príliš silná technika plytvá zdrojmi.

Stanovenie požadovaného indikátora pomáha vziať do úvahy koeficient štartovacieho prúdu, ako aj delenie zariadení na dôležité a nie veľmi dôležité (vysávače, práčky, žehličky, mikrovlnné rúry nie je potrebné pridávať).

Počet fáz je tiež veľmi dôležitý. Z jednofázového generátora je možné napájať iba jednofázové spotrebiče. Pre domáce a prímestské použitie to však nie je príliš dôležité. Na vybavenie stavenísk, priemyselných podnikov a ich jednotlivých dielní je potrebné vziať trojfázové modely. Dôležité: nevydávajú viac ako 1/3 energie na fázu.

Ďalším dôležitým aspektom je použité palivo . Benzínový model vám umožní dodať prúd do domu v prípade pravidelných porúch. Tieto zariadenia sú kompaktné, relatívne ľahké a majú malý hluk. Aktívne ich používajú malé obchodné firmy - výroba aj obchod. Úpravy nafty sú drahé, spôsobujú veľký hluk, ale vydávajú veľa prúdu a môžu pracovať dlho bez prerušenia. Modely sú cenné tam, kde ako trieda chýbajú energetické siete.

Dvojpalivové verzie budú úspornejšie a univerzálnejšie ako ostatné. Bežne jazdia na benzín a plyn a prepínanie je jednoduché.

Skvapalnený plyn z balónov je výrazne lacnejší ako benzín . Tento režim je ešte výhodnejší pri pripojení na diaľnicu. Asynchrónne zariadenia sú určené na napájanie pod holým nebom, mali by sa používať aj do obzvlášť vlhkých miestností.

Problém však je, že bezkartáčové generátory nevedia dodať bezchybne vysokokvalitný prúd s optimálnou sínusovou vlnou. Domáce spotrebiče a počítače sú najlepšie napájané synchrónnymi zariadeniami. Dokonca aj náchylnosť na poškodenie prachom je odôvodnená stabilnými parametrami a vysokými prúdovými charakteristikami. Medený vinutý alternátor je drahší, ale vedie teplo oveľa lepšie a má vynikajúci výkon. Okrem toho by ste mali venovať pozornosť:

• prítomnosť systému AVR (bez neho môžu prepätia rozbiť telefóny, tablety a prenosné počítače);
• ručný alebo elektrický typ štartéra;
• prítomnosť možnosti automatického spustenia (a niekedy aj zastavenia);
• uzavretý alebo otvorený prípad (prvá možnosť je stabilnejšia a spoľahlivejšia, ale môže sa prehriať);
• odpočítavanie hodín motora (umožňujúce včasnú údržbu);
• spotreba paliva;
• recenzie;
• servisné možnosti dodávateľa.