На рисунке изображены графики зависимости силы упругости от удлинения для пружины школьного динамометра (1) и резинового шнура (2). Сравните жесткости … эти тел. Каким будет показание динамометра при растяжении его пружины на 10 см?
В каких случаях можно утверждать, что к телу приложена сила? А) Машина резко затормозила Б) Мячик отскочил от стенки В) Пол прогнулся под тяжестью гру … за Г) Луна движется вокруг Земли Д) Шайба движется по очень гладкому льду.
на каком расстоянии друг от друга два точечных заряда по 8 нКл, находящихся в воздухе,будут отталкиваться с силой 0.36 мН?
на рисунке 64 показывает четыре положения,которые последовательно занимает точка при ее движении по окружности.Какие координаты x и y имеет точка в эт … их положениях?нужно расписать каждый вариант .Например x=r;y=0при перемещении 2 в точку 4,координата х возрастает до R ,затем уменьшается от R до 0Также нужно расписать следующие помогите пожалуйста
Какова средняя сила давления на плечо при стрельбе из автомата Калашникова АК-74М, если масса пули 5,45 г, а скорость пули при вылете из ствола 900 м/ … с? Число выстрелов в единицу времени 600 мин−1. Ответ выразить в единицах СИ и полученный результат округлить до целого числа.
Радиус Земли R = 6400 км, ускорение свободного падения g = 9,8 м/с². По этим данным приближенно оцените массу Земли. Постоянная всемирного тяготения G … = 6,67·10⁻¹¹ H·m²/кг²
Пластилиновый шар без начальной скорости с высоты на массивную твёрдую плиту не проводящую тепло. Пренебрегая сопротивлением воздуха,укажи все верные … утверждения из приведенных ниже. 1)Кинетическая энергия шара во время удара переходит во внутреннюю энергию шара. 2)Изменение мех. энергии шара с момента начала его движения до момента удара о плиту идёт на изменение его внутренней энергии 3)Потенциальная энергия шара при его падении убывает,а внутренняя энергия при этом возрастает. 4)При деформации шара во время удара о плиту совершается работа, которая изменяет внутренюю энергию шара.
как остановить ракету, которая возвращается на землю.
Мальчик на коньках разгоняется до скорости 11 м/с и вкатывается на ледяную горку. Да какой высоты он сможет подняться, если коэффициент трения равен 0 … ,1, а угол наклона горки к горизонту 45 градусовпомогите, пж, желательно с объяснением
Какой объем имеет растительное масло массой 2кг? ПОМОГИТЕ ПЖ Даю 20 баллов
В 1832-м году неизвестным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор переменного тока. Но в самых первых электронных устройствах применялся только постоянный ток, в то время как переменный ток долгое время не мог найти своего практического применения. Тем не менее, вскоре выяснили, что намного практичнее использовать не постоянный, а переменный ток, то есть тот ток, который периодически меняет свое значение и направление. Преимущества переменного тока, состоят в том, что его удобнее вырабатывать при помощи электростанций, генераторы переменного тока экономичнее и проще в обслуживании, чем аналоги, работающие на постоянном токе. Поэтому были собраны надежные электрические двигатели переменного тока, которые сразу нашли свое широкое применение в промышленных и бытовых сферах. Надо отметить, что благодаря существованию переменного тока, его особенным физическим явлениям, смогли появиться такие изобретения, как радио, магнитофон и прочая автоматика и электротехника, без которой сложно представить современную жизнь.
Генератор переменного тока – это устройство, которые преобразует механическую энергию, в электрическую.
Состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь (см. рисунок) и вращающейся части — ротор или индуктор. В генераторе переменного тока ротор - это электромагнит, который обеспечивает магнитное поле, которое передается на статор. На внутренней поверхности статора есть осевые впадины, так называемые пазы, в которых расположена обмотка переменного тока (проводник). Статор генератора изготавливается из 0.35 мм спрессованных стальных листов, которые изолированы покрытой лаком пленкой. Эти листы устанавливаются в станине устройства. Ротор крепится внутри статора и вращается посредством двигателя. Вал – одна из деталей, для передачи крутящего момента под действием расположенных на нём опор. На общем валу с генератором, располагается так называемый возбудитель постоянного тока, который питает постоянным током обмотки ротора. Аккумулятор в генераторе переменного тока выполняет функции стартерной батареи, которая имеет свойство накапливать и хранить электроэнергию при нехватке в отсутствии работы двигателя и при нехватке мощности, которую развивает генератор.
В течении последних лет, популярность использования электростанций и генераторов переменного тока значительно возросла. Используются они как в промышленных, так и в бытовых сферах. Промышленные генераторы являются наилучшим вариантом для использования на производстве, в больницах, школах, магазинах, офисах, бизнес центрах, а так же на строительных площадках, значительно упрощая строительство в тех зонах, где электрификация полностью отсутствует. Бытовые генераторы, более практичные, компактные и идеально подходят для использования в коттедже и загородном доме. Генераторы переменного тока широко применяются в различных областях и сферах благодаря тому, что могут решить множество важных проблем, которые связаны с нестабильной работой электричества или полным его отсутствием.
Практически любая дизельная электростанция в независимости от ее мощности (500 кВт) и производителя имеет 2 главные составляющие. Это генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания. Так как поддерживать данные узлы необходимо в рабочем исправном состоянии, в ходе их эксплуатации нужен определенный перечень обязательных работ по их техническому обслуживанию. К сожалению, подавляющее большинство владельцев считает, что можно ограничиться лишь своевременной заменой масла и фильтра, при этом «техническое обслуживание» можно провести и самостоятельно. Но результатом этого зачастую становится полный отказ работы устройства. В результате чего, не сложно сделать вывод, что проще и дешевле, доверить оборудование профессионалам, которые благодаря знаниям и огромному опыту, смогут увеличить срок службы ДГУ и сократить расходы при аварийных ситуациях.
Принцип действия генератора
В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. И, наоборот, для образования магнитного потока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Таким образом, для получения переменного электрического тока требуются катушка, по которой протекает постоянный электрический ток, образуя магнитный поток, называемая обмоткой возбуждения и стальная полюсная система, назначение которой – подвести магнитный поток к катушкам, называемым обмоткой статора, в которых наводится переменное напряжение. Эти катушки помещены в пазы стальной конструкции, магнитопровода (пакета железа) статора. Обмотка статора с его магнитопроводом образует, собственно, статор генератора, его важнейшую неподвижную часть, в которой образуется электрический ток, а обмотка возбуждения с полюсной системой и некоторыми другими деталями (валом, контактными кольцами) – ротор, его важнейшую вращающуюся часть. Питание обмотки возбуждения может осуществляться от самого генератора. В этом случае генератор работает на самовозбуждении. При этом остаточный магнитный поток в генераторе, т. е. поток, который образуют стальные части магнитопровода при отсутствии тока в обмотке возбуждения, невелик и обеспечивает самовозбуждение генератора только на слишком высоких частотах вращения. Поэтому в схему генераторной установки, там, где обмотки возбуждения не соединены с аккумуляторной батареей, вводят такое внешнее соединение, обычно через лампу контроля работоспособного состояния генераторной установки. Ток, поступающий через эту лампу в обмотку возбуждения, после включения выключателя зажигания и обеспечивает первоначальное возбуждение генератора. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею, но и не слишком малой, т. к. в этом случае генератор возбуждается при слишком высоких частотах вращения, поэтому фирмы-изготовители оговаривают необходимую мощность контрольной лампы – обычно 2...3 Вт.
При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно «северный», и «южный» полюсы ротора, т. е. направление магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и вызывает появление в ней переменного напряжения. Частота этого напряжения f зависит от частоты вращения ротора генератора N и числа его пар полюсов р:
f=p*N/60
За редким исключением генераторы зарубежных фирм, также как и отечественные, имеют шесть «южных» и шесть «северных» полюсов в магнитной системе ротора. В этом случае частота f в 10 раз меньше частоты вращения я ротора генератора. Поскольку свое вращение ротор генератора получает от коленчатого вала двигателя, то по частоте переменного напряжения генератора можно измерять частоту вращения коленчатого вала двигателя. Для этого у генератора делается вывод обмотки статора, к которому и подключается тахометр. При этом напряжение на входе тахометра имеет пульсирующий характер, т. к. он оказывается включенным параллельно диоду силового выпрямителя генератора. С учетом передаточного числа i ременной передачи от двигателя к генератору частота сигнала на входе тахометра fт связана с частотой вращения коленчатого вала двигателя Nдв соотношением:
f=p*Nдв(i)/60
Конечно, в случае проскальзывания приводного ремня это соотношение немного нарушается и поэтому следует следить, чтобы ремень всегда был достаточно натянут. При р=6 , (в большинстве случаев) приведенное выше соотношение упрощается fт = Nдв (i)/10. Бортовая сеть требует подведения к ней постоянного напряжения. Поэтому обмотка статора питает бортовую сеть автомобиля через выпрямитель, встроенный в генератор.
Обмотка статора генераторов зарубежных фирм, как и отечественных – трехфазная. Она состоит из трех частей, называемых обмотками фаз или просто фазами, напряжение и токи в которых смещены друг относительно друга на треть периода, т. е. на 120 электрических градусов, как это показано на рис. I. Фазы могут соединяться в «звезду» или «треугольник». При этом различают фазные и линейные напряжения и токи. Фазные напряжения Uф действуют между концами обмоток фаз. я токи Iф протекают в этих обмотках, линейные же напряжения Uл действуют между проводами, соединяющими обмотку статора с выпрямителем. В этих проводах протекают линейные токи Jл. Естественно, выпрямитель выпрямляет те величины, которые к нему подводятся, т. е. линейные.
При соединении в «треугольник» фазные токи в корень из 3 раза меньше линейных, в то время как у «звезды» линейные и фазные токи равны. Это значит, что при том же отдаваемом генератором токе, ток в обмотках фаз, при соединении в «треугольник», значительно меньше, чем у «звезды». Поэтому в генераторах большой мощности довольно часто применяют соединение в «треугольник», т. к. при меньших токах обмотки можно наматывать более толстым проводом, что технологичнее. Однако линейные напряжения у «звезды» в корень из 3 больше фазного, в то время как у «треугольника» они равны и для получения такого же выходного напряжения, при тех же частотах вращения «треугольник» требует соответствующего увеличения числа витков его фаз по сравнению со «звездой».
Более тонкий провод можно применять и при соединении типа «звезда». В этом случае обмотку выполняют из двух параллельных обмоток, каждая из которых соединена в «звезду», т. е. получается «двойная звезда».
Выпрямитель для трехфазной системы содержит шесть силовых полупроводниковых диодов, три из которых: VD1, VD3 и VD5 соединены с выводом «+» генератора, а другие три: VD2, VD4 и VD6 с выводом «-» («массой»). При необходимости форсирования мощности генератора применяется дополнительное плечо выпрямителя на диодах VD7, VD8, показанное на рис.1, пунктиром. Такая схема выпрямителя может иметь место только при соединении обмоток статора в «звезду», т. к. дополнительное плечо запитывается от «нулевой» точки «звезды».
У значительного количества типов генераторов зарубежных фирм обмотка возбуждения подключается к собственному выпрямителю, собранному на диодах VD9-VD 11.Такое подключение обмотки возбуждения препятствует протеканию через нее тока разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля. Полупроводниковые диоды находятся в открытом состоянии и не оказывают существенного сопротивления прохождению тока при приложении к ним напряжения в прямом направлении и практически не пропускают ток при обратном напряжении. По графику фазных напряжений (рис. 1) можно определить, какие диоды открыты, а какие закрыты в данный момент. Фазные напряжения Uф1 действует в обмотке первой фазы, Uф2 – второй, Uф3 – третьей. Эти напряжения изменяются по кривым, близким к синусоиде и в одни моменты времени они положительны, в другие отрицательны. Если положительное направление напряжения в фазе принять по стрелке, направленной к нулевой точке обмотки статора, а отрицательное от нее то, например, для момента времени t1, когда напряжение второй фазы отсутствует, первой фазы – положительно, а третьей – отрицательно. Направление напряжений фаз соответствует стрелкам, показанным на рис. 1. Ток через обмотки, диоды и нагрузку будет протекать в направлении этих стрелок. При этом открыты диоды VD1 и VD4. Рассмотрев любые другие моменты времени, легко убедиться, что в трехфазной системе напряжения, возникающего в обмотках фаз генератора, диоды силового выпрямителя переходят из открытого состояния в закрытое и обратно таким образом, что ток в нагрузке имеет только одно направление – от вывода «+» генераторной установки к ее выводу «-» («массе»), т. е. в нагрузке протекает постоянный (выпрямленный) ток. Диоды выпрямителя обмотки возбуждения работают аналогично, питая выпрямленным током эту обмотку. Причем в выпрямитель обмотки возбуждения тоже входят 6 диодов, но три из них VD2, VD4, VD6 общие с силовым выпрямителем. Так в момент времени t1 открыты диоды VD4 и VD9, через которые выпрямленный ток и поступает в обмотку возбуждения. Этот ток значительно меньше, чем ток, отдаваемый генератором в нагрузку. Поэтому в качестве диодов VD9-VD11 применяются малогабаритные слаботочные диоды на ток не более 2 А (для сравнения, диоды силового выпрямителя допускают протекание токов силой до 25...35 А).
Рис. 1. Принципиальная схема генераторной установки. Uф1 - Uф3 - напряжение в обмотках фаз: Ud - выпрямленное напряжение; 1, 2, 3 - обмотки трех фаз статора: 4 - диоды силового выпрямителя; 5 - аккумуляторная батарея; 6 - нагрузка; 7 - диоды выпрямителя обмотки возбуждения; 8 - обмотка возбуждения; 9 - регулятор напряжения.
Рис. 2. Представление фазного напряжения Uф в виде суммы синусоид первой, U1, и третьей U3, гармоник
Выпрямленное напряжение, как это показано на рис. 1, носит пульсирующий характер. Эти пульсации можно использовать для диагностики выпрямителя. Если пульсации идентичны – выпрямитель работает нормально, если же картинка на экране осциллографа имеет нарушение симметрии – возможен отказ диода. Проверку эту следует производить при отключенной аккумуляторной батарее. Следует обратить внимание на то, что под термином «выпрямительный диод», не всегда скрывается привычная конструкция, имеющая корпус, выводы и т. д. иногда это просто полупроводниковый кремниевый переход, загерметизированный на теплоотводе.
Применение в регуляторе напряжения электроники и особенно, микроэлектроники, т. е. применение полевых транзисторов или выполнение всей схемы регулятора напряжения на монокристалле кремния, потребовало введения в генераторную установку элементов защиты ее от всплесков высокого напряжения, возникающих, например, при внезапном отключении аккумуляторной батареи, сбросе нагрузки. Такая защита обеспечивается тем, что диоды силового моста заменены стабилитронами. Отличие стабилитрона от выпрямительного диода состоит в том, что при воздействии на него напряжения в обратном направлении он не пропускает ток лишь до определенной величины этого напряжения, называемого напряжением стабилизации. Обычно в силовых стабилитронах напряжение стабилизации составляет 25... 30 В. При достижении этого напряжения стабилитроны «пробиваются «, т. е. начинают пропускать ток в обратном направлении, причем в определенных пределах изменения силы этого тока напряжение на стабилитроне, а, следовательно, и на выводе «+ « генератора остается неизменным, не достигающем опасных для электронных узлов значений. Свойство стабилитрона поддерживать на своих выводах постоянство напряжения после «пробоя «используется и в регуляторах напряжения.
Устройство автомобильного генератора
По своему конструктивному исполнению генераторные установки можно разделить на две группы – генераторы традиционной конструкции с вентилятором у приводного шкива и генераторы так называемой компактной конструкции с двумя вентиляторами во внутренней полости генератора. Обычно «компактные» генераторы оснащаются приводом с повышенным передаточным отношением через поликлиновый ремень и поэтому по принятой у некоторых фирм терминологии, называются высокоскоростными генераторами. При этом внутри этих групп можно выделить генераторы, у которых щеточный узел расположен во внутренней полости генератора между полюсной системой ротора и задней крышкой и генераторы, где контактные кольца и щетки расположены вне внутренней полости. В этом случае генератор имеет кожух, под которым располагается щеточный узел, выпрямитель и, как правило, регулятор напряжения.
Любой генератор содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками – передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором сквозь генератор.
Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, генераторы «компактной» конструкции еще и на цилиндрической части над лобовыми сторонами обмотки статора. «Компактную» конструкцию отличает также сильно развитое оребрение, особенно в цилиндрической части крышек. На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который часто объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор обычно оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности. Иногда статор полностью утоплен в передней крышке и не упирается в заднюю крышку, существуют конструкции, у которых средние листы пакета статора выступают над остальными и они являются посадочным местом для крышек. Крепежные лапы и натяжное ухо генератора отливаются заодно с крышками, причем, если крепление двухлапное, то лапы имеют обе крышки, если однолапное – только передняя. Впрочем, встречаются конструкции, у которых однолапное крепление осуществляется стыковкой приливов задней и передней крышек, а также двухлапные крепления, при котором одна из лап, выполненная штамповкой из стали, привертывается к задней крышке, как, например, у некоторых генераторов фирмы Paris-Rhone прежних выпусков. При двухлапном креплении в отверстии задней лапы обычно располагается дистанционная втулка, позволяющая при установке генератора выбирать зазор между кронштейном двигателя и посадочным местом лап. Отверстие в натяжном ухе может быть одно с резьбой или без, но встречается и несколько отверстий, чем достигается возможность установки этого генератора на разные марки двигателей. Для этой же цели применяют два натяжных уха на одном генераторе.
Статор генератора (рис. 3) набирается из стальных листов толщиной 0.8...1 мм, но чаще выполняется навивкой «на ребро». Такое исполнение обеспечивает меньше отходов при обработке и высокую технологичность. При выполнении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы, по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга. Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой его наружной поверхности. Необходимость экономии металла привела и к созданию конструкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов. Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается обмотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпоксидного компаунда.
Рис.3. Статор генератора: 1 - сердечник, 2 - обмотка, 3 - пазовый клин, 4 - паз, 5 - вывод для соединения с выпрямителем
Рис.4 Схема обмотки статора генератора: А - петлевая распределенная, Б - волновая сосредоточенная, В - волновая распределенная
------- 1 фаза, - - - - - - 2 фаза, -..-..-..- 3 фаза
Рис. 5. Ротор автомобильного генератора: а - в сборе; б - полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 - обмотка возбуждения; 4 - контактные кольца; 5 - вал.
После сборки производится динамическая балансировка ротора, которая осуществляется высверливанием излишка материала у полюсных половин. На валу ротора располагаются также контактные кольца, выполняемые чаще всего из меди, с опрессовкой их пластмассой. К кольцам припаиваются или привариваются выводы обмотки возбуждения. Иногда кольца выполняются из латуни или нержавеющей стали, что снижает их износ и окисление особенно при работе во влажной среде. Диаметр колец при расположении щеточно – контактного узла вне внутренней полости генератора не может превышать внутренний диаметр подшипника, устанавливаемого в крышку со стороны контактных колец, т. к. при сборке подшипник проходит над кольцами. Малый диаметр колец способствует кроме того уменьшению износа щеток. Именно по условиям монтажа некоторые фирмы применяют в качестве задней опоры ротора роликовые подшипники, т.к. шариковые того же диаметра имеют меньший ресурс.
Валы роторов выполняются, как правило, из мягкой автоматной стали, однако, при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала цементируется и закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива. Однако, во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от проворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке, когда необходимо снять шкив и вентилятор.
Щеточный узел – это пластмассовая конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов – меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными, что неблагоприятно сказывается на выходных характеристиках генератора, однако они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин. Обычно щетки устанавливаются по радиусу контактных колец, но встречаются и так называемые реактивные щеткодержатели, где ось щеток образует угол с радиусом кольца в месте контакта щетки. Это уменьшает трение щетки в направляющих щеткодержателя и тем обеспечивается более надежный контакт щетки с кольцом. Часто щеткодержатель и регулятор напряжения образуют неразборный единый узел.
Выпрямительные узлы применяются двух типов – либо это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются (или припаиваются) диоды силового выпрямителя или на которых распаиваются и герметизируются кремниевые переходы этих диодов, либо это конструкции с сильно развитым оребрением, в которых диоды, обычно таблеточного типа, припаиваются к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками. Включение выпрямительных блоков в схему генератора осуществляется распайкой или сваркой выводов фаз на специальных монтажных площадках выпрямителя или винтами. Наиболее опасным для генератора и особенно для проводки автомобильной бортовой сети является перемыкание пластинтеплоотводов, соединенных с «массой» и выводом «+» генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением, т.к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной батареи и возможен пожар. Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов некоторых фирм частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.
Подшипниковые узлы генераторов это, как правило, радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами. Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец – обычно плотная, со стороны привода – скользящая, в посадочное место крышки наоборот – со стороны контактных колец – скользящая, со стороны привода – плотная. Так как наружная обойма подшипника со стороны контактных колец имеет возможность проворачиваться в посадочном месте крышки, то подшипник и крышка могут вскоре выйти из строя, возникнет задевание ротора за статор. Для предотвращения проворачивания подшипника в посадочное место крышки помещают различные устройства – резиновые кольца, пластмассовые стаканчики, гофрированные стальные пружины и т. п.
Конструкцию регуляторов напряжения в значительной мере определяет технология их изготовления. При изготовлении схемы на дискретных элементах, регулятор обычно имеет печатную плату, на которой располагаются эти элементы. При этом некоторые элементы, например, настроечные резисторы могут выполняться по толстопленочной технологии. Гибридная технология предполагает, что резисторы выполняются на керамической пластине и соединяются с полупроводниковыми элементами – диодами, стабилитронами, транзисторами, которые в бескорпусном или корпусном исполнении распаиваются на металлической подложке. В регуляторе, выполненном на монокристалле кремния, вся схема регулятора размещена в этом кристалле. Гибридные регуляторы напряжения и регуляторы напряжения на монокристалле ни разборке, ни ремонту не подлежат.
Охлаждение генератора осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов (рис. 6-а) воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места – к выпрямителю и регулятору напряжения. На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства, в котором температура воздуха слишком велика, применяют генераторы со специальным кожухом (рис. 6-б), закрепленным на задней крышке и снабженным патрубком со шлангом, через который в генератор поступает холодный и чистый забортный воздух. Такие конструкции применяются, например, на автомобилях BMW. У генераторов «компактной» конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек.
Рис .6. Система охлаждения генераторов: а - генераторы обычной конструкции; б - генераторы для повышенной температуры в подкапотном пространстве; в - генераторы компактной конструкции. Стрелками показано направление воздушных потоков.
1. Какое устройство вырабатывает электрический ток?
Генератор.
2. Как называется вращающаяся часть генератора?
Ротор.
3. Чем отличается в генераторе ротор от якоря?
Ротор и якорь - это одно и то же.
4. В индукционных генераторах происходит превращение...
...механической энергии в электрическую.
5. В электродвигателях происходит превращение...
...электрической энергии в механическую.
6. В нагревательных элементах происходит превращение...
...электрической энергии во внутреннюю.
7. В колебательном контуре происходит превращение...
. ...энергии электрического поля в энергию магнитного поля.
8. В МГД-генераторах происходит превращение...
. ...внутренней энергии плазмы в электрическую.
9. В индукционном генераторе индуктор и якорь имеют железные сердечники для...
...увеличения потока магнитной индукции, а, следовательно, и амплитуды индуцируемой ЭДС.
10. Зазор между сердечниками ротора и статора делают как можно меньше для...
...увеличения потока магнитной индукции, а, следовательно, и амплитуды индуцируемой ЭДС.
11. Скользящие контакты на роторах промышленных генераторов служат для...
...подвода тока к ротору или отвода его во внешнюю цепь.
12. Сердечники генераторов набирают из тонких, изолированных друг от друга пластин для...
...ослабления паразитных вихревых токов (токов Фуко).
13. В технике и в быту чаще используется...
...переменный ток.
14. Для питания большинства радиосхем требуется...
...постоянный ток.
15. ... имеет те преимущества, что напряжение и силу тока можно почти без потерь мощности преобразовывать в широких пределах.
...переменный ток.
16. Для питания ротора генератора переменного тока используют...
...постоянный ток.
17. У повышающего трансформатора...
... k
18. Для уменьшения потерь мощности в линиях электропередачи...
...уменьшают силу тока, увеличивая напряжение.
19. Если увеличивать частоту переменного тока, то сопротивление цепи, содержащей конденсатор...
...уменьшается.
20. Если увеличивать частоту переменного тока, то сопротивление цепи, содержащей катушку индуктивности... ...увеличивается.
Рассмотрим замкнутый контур (рамку) площадью S, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого равна B. Контур равномерно вращается вокруг оси OO’ с угловой скоростью ω.
Магнитный поток, пронизывающий контур, определяется формулой Ф = BS cosΔφ, где Δφ — угол между вектором нормали n к плоскости контура и вектором В. Рамка вращается внутри магнита с частотой v, и за время t совершает N = vt оборотов. За оборот рамка поворачивается на угол 2π рад. Угол на который поворачивается рамка за время t: Δφ = 2π vt = ωt, тогда изменение магнитного потока ΔФ = BS cos Δφ = BS cos ωt .
В замкнутом контуре возникает э.д.с. индукции, которая по закону электромагнитной индукции равна скорости изменения магнитного потока .
Тогда получим мгновенное значение э.д.с.
e = - Ф’ = - (BS cos ωt)’ = BSω sin ωt
Следовательно э.д.с. индукции, возникающая в замкнутом контуре, при его равномерном вращении в однородном магнитном поле меняется со временем по закону синуса. Э.д.с. индукции максимальна при sin ωt = 1, т.е. α = ωt = π/2
Величина ε0 = ωBS – называется амплитудным значением э.д.с. индукции.
Если такой контур замкнуть на внешнюю цепь, то по цепи пойдет ток, сила и направление которого изменяются. Такая рамка, вращающаяся в магнитном поле является простейшимгенератором переменного тока.
В нашей стране используется переменный ток частотой 50 Гц (в США – 60 Гц). Такой ток вырабатывается генераторами.
Генераторы электрического тока – это устройства для преобразования различных видов энергии – механической, химической, тепловой, световой и др. – в электрическую.
Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции.
В настоящее время имеется много различных типов генераторов. Но все они состоят из одних и тех нее основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС - электродвижущая сила (в рассмотренной модели генератора это вращающаяся рамка).
Неподвижную часть генератора называют статором, а подвижную – ротором.
Так как ЭДС, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока (Фm = BS) через каждый виток.
В изображенной на рисунке модели генератора вращается проволочная рамка, которая является ротором. Магнитное поле создает неподвижный постоянный магнит. Разумеется, можно было бы поступить и наоборот: вращать магнит, а рамку оставить неподвижной. К концам обмотки ротора присоединены контактные кольца. Неподвижные пластины - щетки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью.
Модель генератора переменного тока.
Промышленные генераторы имеют намного большие размеры, для увеличения напряжения, снимаемого с клемм генератора, на рамки наматывают не один, а много витков. Во всех промышленных генераторах переменного тока витки, в которых индуцируется переменный ток, устанавливают неподвижно, а вращается магнитная система. Если ротор вращать с помощью внешней силы, то вместе с ротором будет вращаться и магнитное поле, создаваемое им, при этом в проводниках статора будет индуцироваться э.д.с.
Принцип действия генератора переменного тока следующий. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, - в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим для увеличения потока магнитной индукции.
В больших промышленных генераторах вращается именно электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ротору или отводить его из обмотки ротора во внешнюю цепь приходится при помощи скользящих контактов. Для этого ротор снабжается контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки.
Структурная схема генератора переменного тока.
Неподвижные пластины - щетки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки ротора с внешней цепью. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток к вращающемуся электромагниту. Этот ток вырабатывается отдельным генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным на том левее валу (В настоящее время постоянный ток в обмотку ротора чаще всего подают из статорной обмотки этого же генератора через выпрямитель).
В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны.
Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняется возникновением в них вихревого электрического поля, порожденного изменением магнитного потока при вращении ротора.
Современный генератор электрического тока — это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.
Синхронным генератором (СГ) называют устройство, выполняющее функцию трансформации механической энергии в электрическую. Принцип работы и устройство синхронного генератора достаточно просты и надежны. Такое энергетическое оборудование востребовано для использования в мобильных авторемонтных мастерских, для ремонта и обслуживания станков-качалок, спецмашин нефтегазовой отрасли, на ГЭС, ТЭС, АЭС, в транспортных системах.
В конструкцию статора входит корпус, внутри которого расположен сердечник, или пакет, собираемый из листов электротехнической стали особой формы. На качество электрического тока влияют такие факторы как: цельность листов в пакете (бывают цельными или составными), качество и материал обмотки. Для обмотки применяется медный эмаль-провод, а в дешевых устройствах возможна замена меди на алюминий.
Роторы изготавливаются явнополюсными или неявнополюсными.
Понятие «синхронный» означает, что число оборотов находится в прямой математической зависимости от частоты тока. Эта зависимость определяется по формуле n = 60*f/p, где:
Принцип действия машины в режиме синхронного генератора:
В случаях, если централизованное электроснабжение имеет недостаточную мощность или отсутствует, как, например, на удаленных стройплощадках, нефтегазодобывающих объектах, морских и воздушных судах, СГ в составе с двигателем внутреннего сгорания функционируют в автономном режиме. При необходимости создания мощных источников питания синхронные двигатели включают на параллельную работу. Такой способ включения позволяет более полно использовать мощность каждой машины и при необходимости выводить отдельные СГ в ремонт без прекращения эффективного электроснабжения потребителей.
Второй режим работы синхронной машины — выполнение функций электродвигателя. Обычно СГ востребован в качестве двигателя в высокомощных установках более 50 кВт. Для работы в режиме электродвигателя обмотку статора подключают к электросети, а обмотку ротора — к источнику постоянного тока. Вращающий момент возникает при взаимодействии вращающегося магнитного поля СГ с постоянным током обмотки возбуждения.
Проведём опыт по получению индукционного тока. Будем вдвигать и выдвигать постоянный магнит в катушку, соединённую с гальванометром.
Рис. \(1\). Опыт по получению индукционного тока
Можно наблюдать отклонение гальванометра в одну и другую стороны. Это значит, что по катушке течёт индукционный ток, у которого изменяется как модуль, так и направление с течением времени. Такой ток называется переменным током.
Переменный ток создаётся и в замкнутом контуре изменяющимся магнитным потоком, пронизывающим его площадь. Изменение магнитного потока связано с изменением индукции магнитного поля. Величину магнитного потока можно изменить, поворачивая контур (или магнит), то есть меняя его ориентацию по отношению к линиям магнитной индукции.
Рис. \(2\). Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита
Этот принцип получения переменного электрического тока используется в механических индукционных генераторах — устройствах, преобразующих механическую энергию в электрическую. Основные части: статор (неподвижная часть) и ротор (подвижная часть).
Рис. \(3\). Схема генератора: \(1\) — корпус; \(2\) — статор; \(3\) — ротор; \(4\) — скользящие контакты (щётки, кольца)
В промышленном генераторе статором является цилиндр с прорезанными внутри него пазами, в которые уложен витками провод из меди с большой площадью поперечного сечения (аналогично рамке). Переменный магнитный поток в таких витках порождает переменный индукционный электрический ток.
Ротор — это постоянный магнит или электромагнит. Электромагнит представляет собой обмотку с железным сердечником внутри, по которому течёт постоянный электрический ток. Он подводится от внешнего источника тока через щётки и кольца.
Какая-либо механическая сила (паровая или водяная турбина) вращает ротор. Вращающееся одновременно с ним магнитное поле образует изменяющийся магнитный поток в статоре, в котором возникает переменный электрический ток.
Рис. \(4\). Устройство гидрогенератора: \(1\) — статор; \(2\) — ротор; \(3\) — водяная турбина
Источники:
Рис. 1. Опыт по получению индукционного тока. © ЯКласс.
Рис. 2. Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита. © ЯКласс.
Рис. 3. Схема генератора. © ЯКласс.
Рис. 4. Устройство гидрогенератора. © ЯКласс.
ZA Генератор постоянного тока - это электрическое устройство, преобразующее механическую энергию в электричество. Он в основном состоит из трех основных частей: системы магнитного поля, якоря, коллектора и щеточного механизма. Другими частями генератора постоянного тока являются: магнитная рама и ярмо, полюсный сердечник и полюсные ножки, индукционные или индукционные катушки, сердечник и обмотки якоря, щетки, концевые кожухи, подшипники и валы.
Схема основных частейи 4-полюсный генератор постоянного тока или машина постоянного тока показаны ниже.
Состав:
Система магнитного поля - это стационарная или неподвижная часть машины. Создает основной магнитный поток. Система магнитного поля состоит из основной рамы или ярма, полюсного сердечника и полюсных наконечников, а также катушек возбуждения или возбудителя.Эти различные части генератора постоянного тока подробно описаны ниже.
Наружная полая цилиндрическая рама, к которой крепятся основные столбы и стойки и с помощью которой машина крепится к фундаменту, известна как ярмо. Он изготавливается из стального литья или стального проката для больших машин, а для небольших машин ярмо обычно изготавливается из чугуна.
Два основных назначения ярма следующие: -
Сердечник полюса и обувь полюса крепятся к магнитному каркасу или ярму винтами. Так как полюса выступают внутрь, их называют значительными полюсами. Каждый полюсный сердечник имеет изогнутую поверхность. Обычно сердечник опоры и башмаки изготавливаются из тонкой литой стали или кованых отливок, склеенных вместе под гидравлическим давлением. Полюса ламинированы для уменьшения потерь на вихревые токи.
Чертежи полюсного сердечника и полюсного наконечника показаны ниже.
Сердечник полюса служит для следующих целей.
Каждый полюсный сердечник имеет одну или несколько катушек возбуждения (обмоток), расположенных над ним для создания магнитного поля.Эмалированный медный провод используется для создания катушек возбуждения или возбуждения. Катушки сначала наматываются, а затем размещаются вокруг сердечника полюса.
Когда через поле проходит постоянный ток, обмотка намагничивает полюса, которые, в свою очередь, создают магнитный поток. Катушки возбуждения всех полюсов соединены последовательно таким образом, что при протекании через них тока соседние полюса приобретают противоположную полярность.
Вращающаяся часть машины постоянного тока или генератора постоянного тока называется якорем.Фитинги состоят из вала, на котором размещен многослойный цилиндр Amature Core.
Сердечник якоря генератора постоянного тока имеет цилиндрическую форму и прикреплен к вращающемуся валу. На внешней окружности якоря имеются канавки или прорези для размещения обмотки якоря, как показано на рисунке ниже.
Сердечник якоря генератора постоянного тока или машины служит для следующих целей.
Поскольку якорь является вращающейся частью генератора постоянного тока или машины, в сердечнике происходит реверсирование потока, отсюда и гистерезисные потери. Кремнистая сталь используется для изготовления сердечника, чтобы уменьшить потери на гистерезис.
Вращающийся якорь разрезает магнитное поле и, следовательно, создает в нем ЭДС. Эта ЭДС вызывает циркуляцию вихревого тока, что приводит к потере вихревого тока. Для уменьшения потерь сердечник якоря ламинирован с тиснением толщиной примерно от 0,3 до 0,5 мм.Каждая ламинация изолирована от другой слоем лака.
Изолированные жилы вставляются в пазы сердечника якоря. Проводники заклинивают, а жилы стальной проволоки оборачивают вокруг сердечника и должным образом соединяют. Такое расположение проводников называется обмоткой якоря. Обмотка якоря - это сердце машины постоянного тока.
Обмотка якоря - это место, где происходит преобразование мощности.В случае генератора постоянного тока механическая энергия преобразуется в электричество. В зависимости от соединений обмотки делятся на два типа, называемые нахлесточной и волновой.
При намотке внахлест провода соединены таким образом, что количество параллельных путей равно количеству полюсов. Таким образом, если машина имеет P полюса и Z выводов якоря, тогда будут параллельные P дорожки, каждая дорожка будет иметь выводы Z / P, соединенные последовательно.
При намотке внахлест количество щеток равно количеству параллельных дорожек.Половина кистей положительная, а оставшаяся половина отрицательная.
В волновой обмотке проводники соединены так, что они разделены на два параллельных пути независимо от количества полюсов машины. Таким образом, если машина имеет Z проводников якоря, будет только два параллельных пути, каждая из которых имеет серию проводников Z / 2. В этом случае количество щеток равно двум, то есть количество параллельных путей.
Коммутатор, который вращается вместе с якорем, имеет цилиндрическую форму и состоит из ряда медных стержней или сегментов, вытянутых клином, изолированных друг от друга и от вала.Сегменты образуют кольцо вокруг вала якоря. Каждый сегмент коммутатора подключен к концам катушек якоря.
Это самая важная часть машины постоянного тока, которая служит для следующих целей.
Угольные щетки расположены или установлены на коллекторе и используют две или более угольных щеток для отвода тока от обмотки якоря. Каждая щетка поддерживается в металлической коробке, называемой щеткодержателем или щеткодержателем . Щетки прижимаются к коллектору и образуют звено, соединяющее обмотку якоря с внешней окружностью.
Давление, оказываемое щетками на коллектор, можно регулировать и поддерживать постоянным с помощью пружин.С помощью щеток ток, генерируемый обмотками, передается на коммутатор, а затем во внешнюю цепь.
Обычно они изготавливаются из высококачественного углерода, так как углерод проводит материал и в то же время в порошкообразной форме обеспечивает смазывающий эффект на поверхности коллектора.
Концевые кожухи прикреплены к концам основной рамы и служат опорой для подшипников. Передние кожухи поддерживают подшипники и узлы щеток, так как задние кожухи обычно поддерживают только подшипники.
Шариковые или роликовые подшипники устанавливаются на торце корпуса. Задача подшипников - уменьшить трение между вращающейся и неподвижной частями машины. В конструкции подшипников в основном используется высокоуглеродистая сталь, так как это очень твердый материал.
Вал изготовлен из низкоуглеродистой стали с максимальной прочностью на разрыв. Вал используется для передачи механической энергии от машины или к машине. Вращающиеся детали, такие как сердечник якоря, коллектор, охлаждающие вентиляторы и т. Д.Они вставляются в вал.
. Генератор и генератор переменного тока
Вообще говоря, генератор - это общий термин для устройства, преобразующего механическую энергию в электричество, а генератор переменного тока - это тип генератора, вырабатывающего переменный ток.
Подробнее об электрическом генераторе
Основным принципом любого электрического генератора является закон Фарадея об электромагнитной индукции.Принцип, выраженный в этом принципе, заключается в том, что при изменении магнитного поля через проводник (например, провод) электроны вынуждены двигаться в направлении, перпендикулярном направлению магнитного поля. Это создает давление электронов в проводнике (электродвижущую силу), которое заставляет электроны течь в одном направлении.
С технической точки зрения, скорость изменения магнитного потока в проводнике индуцирует в проводнике электродвижущую силу, и ее направление определяется правилом правой руки Флеминга.Это явление в основном используется для производства электроэнергии.
Чтобы добиться такого изменения магнитного потока на проводящем проводе, магниты и проводящие провода перемещаются относительно так, что магнитный поток изменяется в зависимости от положения. Увеличивая количество проводов, можно увеличить результирующую электродвижущую силу; поэтому провода намотаны на катушку, содержащую большое количество витков. Установка магнитного поля или катушки на вращение, в то время как другая находится в неподвижном состоянии, позволяет потоку непрерывно изменяться.
Вращающаяся часть генератора называется ротором, а неподвижная часть - статором. Часть генератора, генерирующая ЭДС, называется якорем, а магнитное поле просто называется полем. Якорь можно использовать как статор или ротор, а компонент поля - последний.
Увеличение напряженности поля также увеличивает наведенную ЭДС. Поскольку постоянные магниты не могут обеспечить интенсивность, необходимую для оптимизации выработки энергии генератором, используются электромагниты.Через эту цепь возбуждения протекает намного меньший ток, чем через цепь якоря, и меньший ток проходит через контактные кольца, которые поддерживают электрическую связь в ротаторе. В результате большинство генераторов переменного тока имеют обмотку возбуждения на роторе и обмотку статора в качестве обмотки якоря.
Дополнительная информация об генераторе переменного тока
Генераторы переменного тока работают по тому же принципу, что и генератор, используя обмотку ротора в качестве компонента возбуждения и обмотку якоря в качестве статора.Разница в том, что нет смены полярности обмоток, нужна; поэтому контакт обмоток не обеспечивается коммутатором, как в генераторе постоянного тока, а напрямую подключается. В большинстве генераторов переменного тока используются три обмотки статора, поэтому на выходе генератора используется трехфазный ток. Затем выходной ток выпрямляется мостовыми выпрямителями.
Ток в обмотке ротора можно регулировать; в результате выходное напряжение генератора переменного тока можно контролировать.
Генераторы переменного тока чаще всего используются в автомобилях, где механическая энергия двигателя, подаваемая на вал ротора (через коленчатый вал), преобразуется в электрическую энергию, а затем используется для зарядки аккумуляторной батареи транспортного средства.
Генератор и генератор переменного тока
• Генератор - это общий класс оборудования, а генератор - это тип генератора, вырабатывающего переменный ток.
• В генераторах переменного тока используются регуляторы напряжения и выпрямители для выработки постоянного тока на выходе, в то время как в других генераторах постоянный ток получается путем добавления коммутатора или переменного тока.
• Частота на выходе генератора переменного тока может отличаться из-за изменения частоты ротора (но это не влияет, поскольку ток выпрямляется до постоянного), в то время как другие генераторы работают с фиксированной частотой вала ротора.
• Генераторы используются в автомобилях для выработки электроэнергии.
. Электродвигатель против генератора
Электричество стало неотъемлемой частью нашей жизни; более или менее весь наш образ жизни основан на электрическом оборудовании. Энергия из многих форм преобразуется в форму электричества для питания всех этих устройств. Электродвигатель - это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.С другой стороны, устройства используются для преобразования электрической энергии в механическую по мере необходимости. Двигатель - это устройство, выполняющее эту функцию.
Подробнее об электрическом генераторе
Основным принципом любого электрического генератора является закон Фарадея об электромагнитной индукции. Принцип, выраженный в этом принципе, заключается в том, что при изменении магнитного поля через проводник (например, провод) электроны вынуждены двигаться в направлении, перпендикулярном направлению магнитного поля.Это создает давление электронов в проводнике (электродвижущую силу), которое заставляет электроны течь в одном направлении. С технической точки зрения, скорость изменения магнитного потока в проводнике индуцирует в проводнике электродвижущую силу, и ее направление определяется правилом правой руки Флеминга. Это явление в основном используется для производства электроэнергии.
Чтобы добиться такого изменения магнитного потока на проводящем проводе, магниты и проводящие провода перемещаются относительно так, что магнитный поток изменяется в зависимости от положения.Увеличивая количество проводов, можно увеличить результирующую электродвижущую силу; поэтому провода намотаны на катушку, содержащую большое количество витков. Установка магнитного поля или катушки на вращение, в то время как другая находится в неподвижном состоянии, позволяет потоку непрерывно изменяться.
Вращающаяся часть генератора называется ротором, а неподвижная часть - статором. Часть генератора, генерирующая ЭДС, называется якорем, а магнитное поле просто называется полем. Якорь можно использовать как статор или ротор, а компонент поля - последний.Увеличение напряженности поля также увеличивает наведенную ЭДС.
Поскольку постоянные магниты не могут обеспечить интенсивность, необходимую для оптимизации выработки энергии генератором, используются электромагниты. Через эту цепь возбуждения протекает намного меньший ток, чем через цепь якоря, и меньший ток проходит через контактные кольца, которые поддерживают электрическую связь в ротаторе. В результате большинство генераторов переменного тока имеют обмотку возбуждения на роторе и обмотку статора в качестве обмотки якоря.
Подробнее об электродвигателе
Принцип, используемый в двигателях, является еще одним аспектом индукционного принципа. Закон гласит, что если заряд движется в магнитном поле, на него действует сила в направлении, перпендикулярном как скорости заряда, так и магнитному полю. Тот же принцип применяется к потоку заряда, тока и проводника с током. Направление этой силы определяется правилом правой руки Флеминга. Простой результат этого явления состоит в том, что если в проводнике течет ток в магнитном поле, проводник перемещается.Все асинхронные двигатели работают по этому принципу.
Подобно генератору, двигатель также имеет ротор и статор, в которых вал, прикрепленный к ротору, обеспечивает механическую энергию. Число витков катушек и сила магнитного поля влияют на систему одинаковым образом.
| В чем разница между электродвигателем и электрогенератором? • Генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а двигатель преобразует механическую энергию в электрическую. • В генераторе вал, прикрепленный к ротору, приводится в движение механической силой, а обмотка якоря производит электрический ток, а вал двигателя приводится в движение магнитными силами, создаваемыми между якорем и полем; на обмотку якоря должен подаваться ток. • Двигатели (обычно заряд, движущийся в магнитном поле) подчиняются правилу левой руки Флеминга, а генератор подчиняется правилу левой руки Флеминга. |
Генератор - это устройство, преобразующее механическую энергию в электричество переменного тока. Генератор - это механическое устройство, преобразующее механическую энергию в электричество переменного или постоянного тока. Генератор всегда индуцирует переменный ток.... Генераторы считаются менее эффективными.
Генераторы переменного тока имеют несколько преимуществ перед генераторами постоянного тока. Генераторы: легче, дешевле и долговечнее. ... Щетки в генераторе переменного тока несут только постоянный ток возбуждения, который составляет небольшую часть тока, переносимого щетками генератора постоянного тока, которые несут всю мощность генератора.
Основные различия между генератором и генератором
| Генератор | Генератор |
|---|---|
| Может генерировать только переменный ток «переменного тока». | Может генерировать как переменный, так и постоянный ток «постоянного тока». |
| Вращающаяся часть или ротор представляет собой магнитное поле. | Вращающаяся часть или рабочее колесо представляет собой якорь. |
Превратите свой автомобильный генератор в альтернативную энергию, построив этот дешевый и простой домашний ветрогенератор. Если вы можете повернуть ключ и использовать электродрель, вы сможете собрать этот простой генератор за два дня. Вы можете использовать любой автомобильный генератор со встроенным регулятором напряжения.
Автомобильные батареи работают от электричества постоянного тока (DC), в то время как генераторы переменного тока вырабатывают переменный ток (AC), который иногда течет в противоположном направлении.
Ответ на вопрос, почему в домах не используется постоянный ток, сводится к характеристикам, присущим постоянным токам, и их слабости по сравнению с переменными токами (AC). Фактически, переменные токи могут легко передаваться на большие расстояния без больших потерь. Они также более безопасны при прямом контакте с тем же напряжением.
Генератор-генератор - это сердце генератора.Генератор переменного тока, также известный как «genhead», представляет собой часть генератора, которая вырабатывает электричество из механической энергии, подаваемой на него двигателем. Генератор состоит из статора - неподвижной части - и ротора - подвижной части.
Автомобильный генератор - это трехфазный генератор со встроенной выпрямительной схемой, состоящей из шести диодов.
Ответ: Переменный ток более предпочтителен, чем постоянный ток, потому что его легко поддерживать, а также изменять переменное напряжение для целей передачи и распределения.Стоимость установки переменного тока намного ниже по сравнению с передачей постоянного тока. В случае ошибки легко отключить питание переменного тока.
Название генератора происходит от термина «переменный ток» (AC). ... Генераторы переменного тока генерируют переменный ток за счет электромагнетизма, создаваемого отношениями статор-ротор, о которых мы поговорим позже в этой статье. Электроэнергия направляется в аккумулятор, обеспечивая напряжение для питания различных электрических систем.
Как упоминалось ранее, большинство генераторов предпочитают минимальную скорость 2400 об / мин.
Так называется генератор переменного тока, потому что он вырабатывает переменный электрический ток. Эту энергию можно преобразовать из одного напряжения в другое с помощью трансформатора. Таким образом, 12 вольт переменного тока на выходе генератора переменного тока можно преобразовать в 120 вольт переменного тока.
Хорошая новость: да, аккумулятор вашего автомобиля будет заряжаться на холостом ходу. ... Ваш генератор вырабатывает электричество при работающем двигателе автомобиля, пока двигатель автомобиля включен и генератор работает нормально, аккумулятор автомобиля будет заряжаться.
.Электромагнитный генератор - это устройство, преобразующее механическую энергию в электричество, используя взаимосвязанные принципы магнетизма и электричества. Процесс, с помощью которого электромагнитный генератор производит электричество, называется электромагнитной индукцией, что в основном означает, что электрический ток индуцируется в проводнике с помощью магнита. Большинство электронных генераторов работают на основе электромагнитной индукции, а некоторые из них используют возобновляемые источники энергии, такие как гидро- и ветровая энергия, для производства начальной механической энергии.Механическую энергию можно в основном рассматривать как кинетическую энергию или энергию в движении.
Индукция в электромагнитном генераторе - это процесс, при котором внутри проводника вырабатывается электричество. Этот процесс работает, потому что силы электричества и магнетизма в основном одинаковы. Оба работают по принципу, согласно которому некоторые частицы имеют заряд, а объекты с противоположными зарядами притягиваются друг к другу. Отрицательно заряженные электроны притягиваются к положительно заряженным протонам посредством основного процесса магнетизма.Поток электронов к положительному заряду называется электричеством.
Эти связанные принципы означают, что электричество можно вырабатывать с помощью электромагнитного генератора. Когда магнит проходит через проводник, он в основном объединяет положительно заряженные и отрицательно заряженные частицы в группы, поскольку соответствующие частицы притягиваются к противоположным полюсам магнита. Это создает электричество в проводнике, поскольку частицы перемещаются на месте.Постоянно вращая проводник магнитным полем, создается непрерывный ток. Это называется электромагнитной индукцией.
Общая конструкция электромагнитного генератора основана на этом процессе электромагнитной индукции. Британский ученый по имени Майкл Фарадей открыл это явление в 1831 году, и обновленная версия этой базовой конструкции сейчас используется в большинстве типов электромагнитных генераторов. Фарадей создал генератор, разместив подковообразный магнит с проволочной петлей, вращающейся между северным и южным полюсами.Кабель подключается к устройству, которое может напрямую использовать генерируемую мощность, или к аккумулятору, который накапливает энергию. Подключение генератора к вольтметру показывает, какой ток вырабатывается.
Энергия никогда не создается и не разрушается, поэтому сила, используемая для вращения механической части электромагнитного генератора, по-прежнему требует источника энергии. Это может быть получено с использованием ископаемого топлива или ядерной энергии, но это также может быть получено с использованием возобновляемых форм энергии.Многие электромагнитные генераторы полагаются на энергию, генерируемую ветром, падающей водой и даже солнечной энергией. Если электромагнитный генератор работает на возобновляемом и бесплатном источнике энергии, произведенная энергия не наносит вреда окружающей среде.
Гидроэнергетика, вероятно, самый старый и наиболее широко используемый источник возобновляемой энергии. Сила текущей или падающей воды обрабатывалась и экономно использовалась на протяжении веков. До изобретения электрических машин и распространения электроэнергии гидроэнергетика широко использовалась для привода мельниц, лесопилок, кузнечных и суконных заводов.Это было сделано с помощью водяных колес, простейший вариант которых - так называемый колесо недолета, было описано еще в III веке до нашей эры. Принцип водяного колеса так же прост, как и его конструкция. Он представляет собой деревянное или металлическое колесо, оснащенное лопастями, чашками или перегородками, образующими рабочую поверхность. Созданное таким образом колесо, помещенное в поток реки, преобразует энергию воды в механическую. В зависимости от способа подачи водяного потока существует три типа водяных колес.В дополнение к вышеупомянутой ходовой части имеются также опорные и подающие колеса. В настоящее время гидроэнергетика чаще всего преобразуется в электроэнергию с помощью гидроэлектростанций и установленных на них двигателей, называемых турбинами. Гидравлические турбины изготавливаются из металлических роторов, снабженных, как водяные колеса, лопастями. Построенный таким образом ротор под действием потока воды вращается, преобразовывая энергию воды в механическую. Это, в свою очередь, из-за генератора, соединенного с турбинами, используется для производства электроэнергии.Наиболее часто используемые типы турбин: турбины Каплана, Фрэнсиса и Пелтона. Гидроэлектростанции используют как энергию проточных внутренних вод (проточные электростанции), так и энергию их снижения в результате создания плотин. В эту категорию входят: электростанции на водохранилищах с периодическим регулированием расхода, электростанции компактного каскада, а также насосные электростанции и электростанции с насосной установкой. Помимо вышеперечисленного, существуют также электростанции, использующие энергию морских волн (так называемыемаремоторные электростанции), электростанции, преобразующие энергию движущихся масс морских течений, и сооружения, использующие энергию приливов и отливов морей (приливные электростанции). Водная энергия - самый эффективный источник возобновляемой энергии. Эффективность его преобразования может превышать 80%. К его характерным параметрам относятся: слив, то есть разница в высоте, с которой вода падает на лопатки турбины, и скорости ее потока. Эти параметры зависят от ряда факторов, в том числе географические и гидрологические условия и используемые технологии.
Энергия ветра - это энергия, бездействующая при движении воздуха, которая возникает из-за разницы в плотности нагретых воздушных масс и их восходящего движения. Возникающее отрицательное давление засасывает его холодные массы. Воздух течет из области с более высоким давлением в область с более низким давлением. Следовательно, можно сказать, что энергия ветра - это солнечная энергия, потому что солнце нагревает воздух. Подсчитано, что от 1 до 2% солнечной энергии, достигающей Земли, преобразуется в кинетическую энергию ветра.Скорость и сила ветра зависят от разницы давлений между двумя точками. Чем больше разница, тем больше будет скорость ветра. Движение воздуха обычно происходит параллельно поверхности Земли, но в зависимости от местности оно может иметь другой курс, например, вверх и вниз. С точки зрения возможности использования ветра в энергетических целях, он характеризуется тремя измерениями: скоростью, направлением и повторяемостью. Скорость ветра увеличивается с высотой, а самая низкая скорость ветра возникает у земли, что является результатом действия сил трения.Направление ветра определяет направление, с которого приходит ветер. Повторяемость - это сумма часов, в течение которых ветер дует с определенной скоростью в течение года. Энергия ветра преобразуется в электричество с помощью ветряных турбин, она также используется в качестве механической энергии в ветряных мельницах и ветряных насосах. Ветрогенераторы оснащены лопастными роторами. Плавный ветер приводит в движение ротор. Затем вращающийся ротор передает механическую энергию генератору.Генератор, также известный как генератор, в свою очередь преобразует его в электричество. В зависимости от положения оси ротора ветряки делятся на: турбины с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Эффективность использования энергии ветра ветряными электростанциями составляет около 30% (аналогичная эффективность достигается на угольных электростанциях). Энергия ветра широко доступна, но сильно варьируется как во времени, так и в пространстве. Сила энергии ветра в значительной степени зависит от формы и управления территорией.
Энергия солнца, точнее энергия солнечного излучения, является богатейшим источником энергии, доступным человечеству, и в то же время необходимым условием для жизни и функционирования человека. Энергию солнца можно использовать для отопления и производства электроэнергии. В первом случае это делается с помощью систем, которые механически передают тепло через рабочие жидкости: масло, воду или воздух. Среди всех методов обработки солнечного излучения он в настоящее время является наиболее эффективным как с точки зрения энергии, так и с точки зрения экономики использования солнечной энергии.Эффективность преобразования солнечной энергии в полезное тепло, которое можно использовать для отопления помещений (центральное отопление) или производства горячей воды (ГВС), достигает 80%. Для этого используются солнечные коллекторы. По своей конструкции эти устройства бывают двух типов: плоские и вакуумные. Плоские коллекторы состоят из поглотителя, обычно сделанного из медного или алюминиевого листа, реже из стали, к которому прикреплены медные трубы. Именно через них протекает упомянутая выше рабочая жидкость.Все это покрыто высокоселективным слоем, характеризующимся высоким коэффициентом поглощения солнечного излучения и низким коэффициентом излучения инфракрасного излучения. Поглотитель дополнительно защищен от теплопотерь за счет помещения его в герметичную камеру, изолированную снизу полиуретановой пластиной или минеральной ватой. Все вышеперечисленные элементы заключены в металлический каркас, покрытый стеклом. Второй тип коллекторов - это вакуумные коллекторы. Поглотитель расположен внутри соединенных между собой стеклянных трубок, внутри которых имеется вакуум.Коллекторы этого типа характеризуются несколько более высокой эффективностью, особенно в весенний и осенне-зимний периоды, что является результатом способности поглощать рассеянную солнечную энергию. Важной особенностью солнечной энергии является способность создавать электродвижущую силу в твердых телах, например кремниевых пластинах. Это явление называется фотоэлектрическим эффектом и нашло свое применение во втором применении солнечной энергии - производстве электричества. В этом процессе задействованы фотоэлектрические панели.Их основным элементом являются фотоэлементы. Типичный фотоэлектрический элемент представляет собой полупроводниковую пластину из кристаллического или поликристаллического кремния. В результате поглощения солнечного излучения на выводах элементов создается напряжение. Электрический ток течет при приложении нагрузки. КПД такого типа установки относительно невысок и составляет максимум 30%. Однако это очень многообещающая технология, поэтому фотоэлектрическая энергия в настоящее время является одной из самых быстрорастущих отраслей энергетики.Характерной чертой солнечной энергии, как и энергии ветра, является ее высокая изменчивость. Количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли, варьируется в зависимости от времени суток, года, ориентации на Солнце и климатической зоны.
Геотермальная энергия - это тепловая энергия недр Земли, хранящаяся в горных породах, водах и парах. Внутри Земли на глубине примерно 5 км содержится тепловая энергия порядка 140 миллионов ЭДж.Это почти в пятьдесят раз больше энергии, чем та, которая достигает поверхности Земли за год от Солнца. Первоначально внутреннее тепло Земли возникло из-за гравитационного сжатия, которое произошло во время формирования планеты. В настоящее время наибольшее количество тепла (45-90%) происходит от распада радиоактивных изотопов калия, урана и тория. Геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии, поскольку ее источник - горячие внутренние районы земного шара - практически неисчерпаем. Геотермальная энергия используется в основном, когда теплоносителем является вода или пар.Для вывода геотермальных вод на поверхность скважины проделываются на глубину их залегания. Затем следует просверлить вторую скважину на некотором расстоянии от водозабора. Прежде чем тепло будет снято, геотермальная вода вернется в залежь. Есть два способа использования геотермальной воды: прямой, при котором вода подается через систему труб, и косвенный - путем передачи тепла охлаждающей воде по замкнутому контуру. Геотермальная энергия используется в качестве основного источника тепла в системах центрального отопления, а также для производства электроэнергии.В последнем случае он платится только тогда, когда вода в источнике особенно горячая. Мировое производство электроэнергии, вырабатываемой геотермальной энергией, основано на источниках с температурой выше 100 ° C. Тогда можно напрямую использовать паровую турбину. В настоящее время все более популярной становится технология двоичных цепей, позволяющая использовать источники тепла с минимальной температурой 90 ° C. Однако воды с более низкой температурой не подходят для выработки электроэнергии по техническим причинам.Это потребовало бы использования огромных теплообменников для получения даже небольшого количества электроэнергии. Как правило, геотермальные воды сильно засолены, что затрудняет работу теплообменников и других элементов геотермальной арматуры.
Биомасса - это все органические вещества, присутствующие на Земле, то есть все виды биоразлагаемых веществ растительного и животного происхождения. Традиционно под биомассой понимаются отходы и остатки домашних хозяйств и промышленности.Однако все чаще выращиваются так называемые энергетические растения, для которых характерны высокий годовой прирост, высокая теплотворная способность, высокая устойчивость к болезням и вредителям, а также относительно низкая потребность в почве. Чрезвычайно важным фактором также является возможность механизации агротехнических работ на этапе создания плантации, а также уборки урожая. Биомасса состоит из углеводов, крахмала и лигнина. Углеводы вместе с крахмалом являются пищей для животных и человека, они также являются сырьем для производства этанола, который можно использовать в энергетических целях.Остальные компоненты биомассы питательными свойствами не обладают. Лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза - очень хороший источник энергии. Самый эффективный способ получения энергии из биомассы - это ее сжигание. Это можно сделать путем прямого сжигания в виде биогаза или биотоплива. Тепло, полученное в результате этого процесса, затем используется для производства электроэнергии. Побочным продуктом его производства является углекислый газ (CO 2 ). Однако углекислый газ не вреден для окружающей среды и не вызывает парникового эффекта.Это связано с тем, что он остается в замкнутом контуре из-за процесса фотосинтеза. По сравнению с каменным углем биомасса имеет более высокое содержание кислорода и водорода и более низкое содержание углерода. Например, теплотворная способность желтой соломы составляет 14,3 МДж / кг, дров - 13 МДж / кг и угля - 29,3 МДж / кг. Отсюда следует, что с точки зрения энергии одна тонна каменного угля эквивалентна двум тоннам древесины или соломы. Биомасса в настоящее время является одним из самых дешевых источников возобновляемой энергии, и ее производство может быть автоматическим или поддерживаться соответствующими обработками, такими как удобрение или борьба с вредителями.Тот факт, что биомасса относится к возобновляемым источникам энергии, подтверждается тем фактом, что она доступна периодически, через определенные промежутки времени. Его формирование будет происходить спонтанно, пока солнце излучает солнечную энергию, а почва отвечает необходимым требованиям растительности.
.Dynamo v Генератор Для людей этого поколения это все равно, что сравнивать черно-белое изображение с современным ЖК-телевизором или светодиодным телевизором. Действительно, когда Майкл Фарадей получил
в 1813 году. Dynamo vs Generator
Для тех, кто принадлежит к старшему поколению, это все равно, что сравнивать черно-белое изображение с современным ЖК-телевизором или светодиодным телевизором.На самом деле, когда Майкл Фарадей изобрел динамо-машину в 1813 году, это было чудо, потому что она помогла производить электричество. Dynamo стал основой отрасли, обеспечивая энергией на долгие годы. Генераторы, вырабатывающие переменный ток, который сегодня используется во всем мире в качестве источника энергии, сегодня являются динамо-машинами. Между династиями прошлых лет и современными генераторами есть много общего, хотя они очень разные, эти различия будут освещены в этой статье.
Если вы изучите электричество и бытовые приборы, которые использовались с самого начала, вы бы узнали, что динамо-машины были первыми генераторами, производившими электричество. Но это был постоянный ток по сравнению с переменным, который сегодня является стандартом, и даже постоянный ток был создан с помощью коммутаторов. Электродвигатель, который мы видим сегодня, генератор переменного тока и вращающийся преобразователь, все эти устройства - результат усовершенствований и различных экспериментов, проводимых на динамо-машинах в старину.Люди часто видели динамо-машины, установленные на их велосипедах и использующие механическую энергию своих прялок для создания тока, который зажигает небольшую электрическую лампочку.
Итак, можно сказать, что любое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую с помощью электромагнитной индукции, является генератором. В этом смысле динамо-машина также является генератором, хотя было бы неуместно называть генератор динамо-машиной.
Статор и якорь являются неотъемлемыми частями динамо-машины.В то время как статор неподвижен и создает постоянное магнитное поле, якорь представляет собой набор вращающихся обмоток, которые движутся в магнитном поле. Когда они движутся в магнитном поле, эти провода создают силу, действующую на электроны в металле, создавая электрический ток. Набор коммутаторов используется для преобразования генерируемого электрического тока в постоянный. Это означает, что в прежние времена динамо-машины предназначались для замены батареек. Позже, с изобретением переменного тока, а также устройств и устройств, работающих на этом токе, динамо-машины постепенно утратили свою популярность и сегодня редко используются.
| Вкратце: Разница между динамо-машиной и генератором • Динамо-машины считаются предшественниками современных электрогенераторов • Динамо-машины производили постоянный ток, а генераторы производили электричество • Динамо-машины использовали коммутаторы для преобразования переменного тока в постоянный, поскольку они были предназначены для производства энергии в качестве замены батарей • Генераторы использовать полупроводниковое электронное преобразование переменного тока в постоянный вместо коммутаторов. • Генераторы сейчас используются во всем мире, а динамо-машины - устройство прошлого • Динамо-машины все еще используются в приложениях, где требуется маломощный постоянный ток |
