Električni Generator (52 Fotografij): Načelo Delovanja Generatorja Električnega Toka, Vrste, Iz česa Je Sestavljen In Kako Izbrati

2024 Avtor: Beatrice Philips | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-07 13:55

Poznavanje vsega o električnih generatorjih ni potrebno le za inženirje, organizatorje proizvodnje in različne vodje, kot običajno menijo. Poznavanje načela delovanja generatorja električnega toka je osnovno splošno kulturno znanje sodobnega sveta. Razumevanje vrst generatorjev, iz česa so sestavljeni, kako izbrati napravo, lahko znatno izboljša vaše življenje in zagotovi udobje tudi ob nenadnem izpadu električne energije.

Zgodovina ustvarjanja

Nemogoče je natančno reči, kateri strokovnjaki so izumili generator električne energije - mnogi inženirji in elektrotehniki se na njem ukvarjajo že desetletja. Delo na takšni tehniki se nadaljuje tudi v 21. stoletju, ko se zdi, da ni mogoče dodati nič pomembnega . Odločilni korak k ustvarjanju generatorja je bilo odkritje interakcije električnega polja in magnetne igle leta 1820. Postopoma je bilo mogoče odkriti, da električni tok dobimo le v gibljivem magnetnem polju ali ko se v njem premika prevodnik. Čast takega odkritja si delita Anjos Yedlik (Avstrija, 1827) in Michael Faraday (Anglija, 1831).

Čeprav je bil prvi madžarski znanstvenik, so bila prizadevanja njegovega britanskega kolega veliko bolj znana . On je bil tisti, ki je temeljito in celovito raziskal elektromagnetno indukcijo in ne le poskušal ustvariti posebnega mehanizma. Poleg tega se je Yedlik lahko šele od leta 1850 preusmeril iz prototipov v polnopravni dinamo stroj. Toda Michael Faraday je leta 1831 ustvaril generator električne energije (čeprav še vedno nepopoln). Dynamo stroji so bili zgodovinsko prva vrsta, vendar so zaradi velikosti in zapletenosti prevoza zapustili prizorišče.

Leto izuma prvega električnega stroja v Rusiji je 1833. Hkrati je Emmanuel Lenz odkril reverzibilnost sistemov - en aparat se lahko uporablja tako za proizvodnjo kot kot elektromotor.

Ampak arhaično hlapstvo ni dovolilo izkoristiti obetavnega razvoja, kmalu pa je prednost nepreklicno prešla v industrijsko razvite države . Do leta 1851 so bili vsi generatorji izdelani samo s trajnimi magneti; v naslednjih 16 letih je bilo mogoče povečati moč zaradi preprostih elektromagnetov. V letih 1866-1867 je več razvijalcev hkrati predstavilo električne stroje z magneti za samovzbujanje.

Generator belgijsko-francoskega izumitelja Zenoba Gramma, zgrajen leta 1870, se je prvič široko uporabljal v industrijske namene . Ko je prišel dizelski motor, je neznani razvijalec ugotovil, kako ga uporabiti kot pogon generatorja. Že v dvajsetih letih prejšnjega stoletja so se dizelski generatorji začeli aktivno uporabljati v industriji. Raziskave fizikov v štiridesetih letih prejšnjega stoletja so privedle do nastanka magnetohidrodinamičnih generatorjev. Toda takšni sistemi se lahko uporabljajo izključno v velikih elektrarnah, ni možnosti za njihovo domačo uporabo.

Naprava in načelo delovanja

Vsak električni generator pretvori mehanski impulz v električni tok. Dobimo ga z zvijanjem tuljave žice, postavljene v magnetno polje. Tuljava je razdeljena na dva glavna dela: trdno pritrjen magnet in žični okvir. Oba konca tuljave sta mehansko povezana z drsnim obročem, ki drsi po ogljikovi krtači. Ta krtača vodi električni tok.

Načelo delovanja generatorja tudi pomeni, da impulz, ki ga ustvari vrtljivi del, preide v notranji kontaktni obroč . To se zgodi točno v trenutku, ko del okvirja preide blizu severnega roba magneta. Vir izmeničnega toka običajno deluje po principu tako imenovane močne generacije toka.

Ima samo en magnet, vendar se premika okoli več navitij. Vredno je upoštevati, da je avtomobilski generator nekoliko drugače urejen.

Začne delovati ob zagonu sistema za vžig . V tem trenutku se tok skozi drsne obroče premakne v sklop krtač in v sistem vzbujanja. Tam ustvari magnetno polje. Rotor, povezan z ročično gredjo, ustvarja elektromagnetna nihanja. Na priključku za previjanje nastane izmenični induciran tok. Frekvenca zvijanja generatorja z lastnim vzbujanjem se poveča do določene ravni, nato pa se sproži usmernik.

Čeprav je osnovno načelo ustvarjanja toka interakcija magnetnega polja, rotorja in statorja, lahko različni viri mehanske energije vrtijo gibljivi del. Lahko so:

• tekoča voda;
• vroča para;
• veter;
• motorji z notranjim zgorevanjem.

Sinhroni tip generatorja se odlikuje po naključju torzijskih frekvenc statorjev in rotorjev. Trajni magnet se uporablja kot rotor. Ko se naprava zažene, rotor začne ustvarjati šibko polje. Takoj, ko se vrtljaji povečajo, se začne ustvarjati velika električna sila. Impulz prehaja skozi regulator napetosti in se pošlje v električno omrežje.

Sinhrono vezje omogoča stabilizacijo parametrov oddanega toka. Obstaja pa velika verjetnost električne preobremenitve. Poleg tega je treba sklop krtač servisirati, kar takoj poveča stroške potrošnikov.

Asinhroni modeli neprekinjeno delujejo v načinu pojemka. Rotor se vrti pred časom in njegova orientacija sovpada z orientacijo magnetnega polja, ki ga ustvari stator. Rotorji so lahko fazni ali v obliki veverice.

Magnetno polje v asinhronih napravah ni mogoče nastaviti . Zato sta frekvenca in jakost toka neposredno odvisni od števila obratov aparata. V zadnjih desetletjih so elektrokemijski generatorji, ki proizvajajo tok na osnovi vodika, igrali pomembno vlogo. Poskušajo se uporabljati v avtomobilih, vendar doslej ni bilo mogoče zamenjati motorja z notranjim zgorevanjem. Druga različica generatorja - sončna baterija deluje s pomočjo fotoelektričnega učinka.

Pogledi

Z avtonomijo

Izjemno avtonomni tip - to so ročne elektrarne. Pri njih je mehansko gibanje doseženo zaradi mišične moči operaterja. Seveda, ni treba računati na visoko produktivnost in dolgoročno delovanje . Lahko pa se samozavestno osvežite v vsaki situaciji, ko ne morete uporabiti niti goriva niti energije vetra ali vode. Zato so takšni generatorji lahko vključeni v komplete za nujne primere na letalih, v nujnih primerih pa jih uporabljajo odprave, vojska itd. Pogojno avtonomne elektromagnetne naprave - na bencinski pogon.

Po številu faz

Obstajajo enofazne in trifazne naprave. V hišah in stanovanjih je trifazno napajanje redko potrebno. Izjema so stari motorji, grelni elementi za savno in podobna oprema.

Priključitev enofaznih porabnikov na trifazni generator je treba izvesti po pravilu enotne porazdelitve.

Eno preprosto pravilo pravi: če omrežje porabi 20 kW ali manj, je v treh fazah malo smisla.

Po načinu delovanja

Glavne uporabljene naprave so zasnovane za neprekinjeno delovanje. Običajno delujejo na dizelsko gorivo, čeprav obstajajo izjeme. Takšna oprema lahko zagotavlja 24-urno napajanje in je nameščena v velikih elektrarnah in termoelektrarnah . Modeli generatorjev v stanju pripravljenosti so zasnovani za nujne primere (ko se napajanje nenadoma prekine). Tudi delo včasih poteka neprekinjeno, vendar le nekaj ur.

Po področju uporabe

Generatorji za gospodinjsko uporabo so predstavljeni v široki paleti. Skoraj vsi zagotavljajo enofazni tok. Normalne vrednosti so 220 V, 50 Hz. Najmočnejše gospodinjske naprave se uporabljajo celo za varjenje, pa tudi za napajanje majhnih delavnic in avtoservisov.

Pomembno: možnost uporabe za varjenje mora biti navedena v dokumentaciji - sicer je tveganje zelo veliko.

Za proizvodne namene so potrebni močni stacionarni električni generatorji. Uporabljajo se tudi za:

• veliki gradbeni projekti;
• mikrookroži;
• trdna koča;
• pristanišča;
• železniške postaje;
• bolnišnice;
• izobraževalne ustanove;
• pisarniških centrov.

Razvrstitev gospodinjskih aparatov

Bencin

Sisteme, ki jih poganja veter ali tekoča voda, najdemo le v bolj ali manj velikih elektrarnah. Uporaba v terenskih (pohodniških) pogojih in celo samo doma jih ni tako enostavno. To še posebej velja za hidrogeneratorje. Kar zadeva termoelektrarne za zasebno rabo, skoraj vedno delujejo na bencin in oddajajo omejeno moč, naprave, močnejše od 20 kW, lahko najdemo redko . Običajno uporabljajo bencin AI-92, uporaba AI-76 in AI-95 je možna le občasno, pa tudi takrat ni priporočljiva.

Dizelski

Naprave, ki delujejo na dizelsko gorivo, včasih proizvedejo do 3 MW toka. Zagotovili bodo energijo tudi za veliko počitniško naselje z garažami in podobno infrastrukturo.

Dizelski generatorji so na voljo v mobilni ali stacionarni izvedbi. Paleta takšnih izdelkov je zelo velika in očitno pokriva vse potrebe.

Tudi dokaj šibki modeli so primerni za napajanje varilnih strojev s tokom.

Proizvajalci

Sodobni električni generatorji v Rusiji samozavestno izzivajo tuje izdelke. Najbolj priljubljene blagovne znamke so:

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

Paleta ruskih dobaviteljev vključuje tako gospodinjske različice z močjo 1000-2000 W kot resne polindustrijske vzorce z močjo do 5000 W . Končno obstajajo še bistveno močnejši modeli, ki bodo pomagali graditeljem in organizatorjem proizvodnje. Številni generatorji, proizvedeni v Ruski federaciji, so opremljeni z napredno krmilno in nadzorno elektroniko, ki spremlja tehnične parametre. Obstajajo pa tudi enostavnejše različice - ki so v težkih razmerah veliko bolj stabilne. Končno bodo izdelki ruskih podjetij zagotovo na voljo potrošnikom.

Gospodinjski segment predstavlja na primer model EG-87220. Ima 14-mesečno lastniško garancijo. Rezervoar za gorivo s prostornino 15 litrov v večini primerov zadošča, vendar samodejni zagon ni na voljo.

Največja moč doseže 2200 vatov. Delovna napetost - pričakovana 220 V.

Odlične generatorje dobavlja tudi francosko podjetje SDMO . Na splošno je eden vodilnih v svetu pri proizvodnji električnih generatorjev različnih vrst in zmogljivosti. Z lahkoto najdete bencinsko elektrarno SDMO, ki lahko reši skoraj vsako možno nalogo. Ponujajo privlačne zmogljivosti. Paleta francoskega koncerna vključuje modele s posebnimi okvirji, ki dušijo vibracije. Opremljen z odličnimi elektronskimi komponentami.

Pozornost pritegne model K10M . Zagotavlja napetost 230 V in se upravlja z daljinskim upravljalnikom. Na voljo je odklopnik moči, možnost delovanja pri - 30 stopinjah. Na okvir je nameščen sistem proti vibracijam. Obstaja tudi 12V generator polnjenja.

Konkurenčno podjetje Caiman je na ruski trg vstopilo relativno nedavno . Je pa že uspela kar najbolj prepričljivo pokazati prednosti svojih izdelkov. Njegovi modeli so zasnovani za minimalen hrup in jih je mogoče varno namestiti tudi znotraj hiše. Vsi generatorji te blagovne znamke ustrezajo najvišjim okoljskim standardom. Seveda paleta Caiman vključuje naprave različnih zmogljivosti in velikosti.

Ta znamka se lahko pohvali z modelom Expert 3010X. Ima napredno možnost zračnega hlajenja. Odmična gred uporablja izboljšan verižni pogon.

Filter zagotavlja zagon generatorja tudi na zelo prašnih mestih. Avtomatizacija bo zagotovila, da zagon brez olja ni mogoč. Omeniti velja tudi:

• par vtičnic, zaščitenih pred vlago;
• garancija trajanja baterije do 210 minut;
• premišljena hladilna oprema;
• odličen brezkrtačni sistem, ki ne zahteva prefinjenega vzdrževanja.

Nemški proizvajalec Endress zaseda zelo dober položaj na trgu. V sami Nemčiji, ki že pove veliko, so njene naprave izjemno priljubljene. Podjetje aktivno uporablja napredne kompleksne rešitve. Tako kot pri prejšnjih dobaviteljih obseg vključuje celotno paleto možnosti napajanja. Moč glavnega dela modelov se giblje od 1500 do 9000 W. Skoraj vse naprave Endress lahko oddajajo napetosti 220 in 380 V.

Dober primer je ESE 404 YS Diesel . Ta različica je cenjena zaradi svoje zanesljivosti in nizke porabe goriva. Moč naprave doseže 3, 9 kVA. Napetost enofaznega generatorja je 230 V. Električna zaščita je IP23.

Ko govorimo o nemških dobaviteljih, bi bilo neumno prezreti drugo priljubljeno blagovno znamko - Fubag . Njegovi generatorji energije so enake kakovosti kot vsaj bolj znana varilna oprema. Strokovnjaki Fubag ne skrbijo le za tehnične lastnosti, ampak tudi za prvotno zasnovo, ki olajša servisiranje. Generatorji te blagovne znamke formalno spadajo v profesionalno kategorijo. Nič manj uspešno se ne uporabljajo v zasebnem sektorju.

Odprta enofazna elektrarna DS 16 A ES z uporabo 51-litrskega rezervoarja odda do 13,6 kVA toka. Predvideno je predgretje zraka.

Oblikovalci so poskrbeli za zaščito pred preobremenitvijo, raven električnega upora je IP23. Štirivaljna naprava zagotavlja tok 54 A. Pri obremenitvi 75%bo naprava delovala do 10 ur.

Ruski potrošniki že dolgo cenijo prednosti generatorjev moči znamke Resanta. Pohvaljeni so zaradi:

• visokotehnološki detajli;
• enostavnost storitve;
• odlično razmerje med maso in močjo;
• stabilnost izhodne napetosti.

V asortimanu izstopa model BG 4000 R, ki deluje na bencin. Moč - 3 kW, razred goriva - AI -92. Sinhroni sistem ščetkanja deluje brezhibno, informacije uporabniku prinese zaslon. Ključ za svečke, gumb so vključeni v komplet. Dejansko se proizvodnja izvaja na Kitajskem.

Med kitajskimi podjetji blagovna znamka ELITECH ugodno izstopa . Pri nas je znan od leta 2008. Takšni generatorji niso samo visokokakovostni, ampak tudi nezahtevni in vsestranski. Izdelki ELITECH uporabljajo najnovejše tehnologije, zato je podjetju uspelo potisniti na stran številne nekdanje vodilne na trgu. Plinske generatorje tega podjetja odlikuje kombiniran zagon, lahko so izdelani v stacionarni ali mobilni obliki.

Primer preprostega gospodinjskega generatorja je BES 950 R . S prostornino rezervoarja 4, 4 litra zagotavlja jakost toka 2, 8 A. Zagon se izvede v ročnem načinu. Avtomatika spremlja nivo olja in po potrebi izklopi napravo. Dvotaktni motor zgornjega ventila ima en sam zračno hlajen valj. Glasnost zvoka doseže 56 dBA. Norveški generatorji energije si za razliko od blagovnih znamk ne zaslužijo posebne omembe:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• Ranger.

Kako izbrati?

Nakup "samo tihe" naprave ni povsem smiseln. Pa tudi najmočnejša naprava. Najprej se morate odločiti, za kakšen namen bo generator uporabljen:

• pri sezonskem napajanju;
• kot rezervna varnostna mreža;
• kot nujna rešitev;
• kot stalen vir energije.

Za turiste, lovce, ribiče in del komercialnih potrošnikov je pravilneje izbrati mobilni generator. Prav tako bo ustrezal poletnim prebivalcem. Toda moč naprave je kritična. Mora biti uravnotežen: šibka tehnika ne bo "izvlekla" naloge, preveč močna tehnika pa bo zapravila vire.

Določitev zahtevanega kazalnika pomaga pri upoštevanju koeficienta zagonskega toka, pa tudi pri razdelitvi naprav na pomembne in ne zelo pomembne (sesalniki, pralni stroji, likalniki, mikrovalovne pečice niso potrebni).

Število faz je prav tako zelo pomembno. Iz enofaznega generatorja se lahko napajajo samo enofazni aparati. Za domačo in primestno uporabo pa to ni preveč pomembno. Za opremljanje gradbišč, industrijskih podjetij in njihovih posameznih delavnic je treba uporabiti trifazne modele. Pomembno: na fazo oddajajo največ 1/3 moči.

Drug pomemben vidik je poraba goriva . Bencinski model vam bo omogočil dobavo toka v hišo v primeru občasnih okvar. Te naprave so kompaktne, relativno lahke in imajo malo hrupa. Aktivno jih uporabljajo majhna komercialna podjetja - tako v proizvodnji kot v trgovini. Dizelske modifikacije so drage, povzročajo veliko hrupa, vendar oddajajo veliko toka in lahko delujejo dolgo časa brez prekinitev. Modeli so dragoceni, če električnih omrežij kot razreda primanjkuje.

Različice z dvema gorivoma bodo bolj ekonomične in vsestranskejše od drugih. Običajno delujejo na bencin in plin, zamenjava pa je enostavna.

Utekočinjen plin iz balona je bistveno cenejši od bencina . Ta način je še bolj ugoden, če je povezan z avtocesto. Asinhrone naprave so zasnovane za oskrbo z električno energijo na prostem, uporabljati jih je treba tudi za posebej vlažne prostore.

Težava pa je v tem, da generatorji brez krtač ne vedo, kako brezhibno oddati visokokakovosten tok z optimalnim sinusnim valom. Domače aparate in računalnike najbolje napajajo sinhrone naprave. Tudi dovzetnost za poškodbe prahu je upravičena s stabilnimi parametri in visokimi karakteristikami toka. Bakreni alternator je dražji, vendar veliko bolje prevaja toploto in ima odlično izhodno moč. Poleg tega morate biti pozorni na:

• prisotnost sistema AVR (brez njega lahko prenapetost pokvari telefone, tablične računalnike in prenosne računalnike);
• ročni ali električni zaganjalnik;
• prisotnost možnosti samodejnega zagona (in včasih ustavitve);
• zaprto ali odprto ohišje (prva možnost je bolj stabilna in zanesljiva, vendar se lahko pregreje);
• odštevanje ur motorja (omogoča pravočasno vzdrževanje);
• poraba goriva;
• ocene;
• storitvene zmogljivosti dobavitelja.