Elektrigeneraator (52 Fotot): Elektrivoolugeneraatori Tööpõhimõte, Tüübid, Millest See Koosneb Ja Kuidas Valida

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-07 13:49

Elektrigeneraatorite kohta kõike teadmine on vajalik mitte ainult inseneridele, tootmise korraldajatele ja erinevatele juhtidele, nagu nad tavaliselt usuvad. Elektrivoolugeneraatori tööpõhimõtte tundmine on kaasaegse maailma üldised kultuurilised põhiteadmised. Kui mõistate generaatoritüüpe, millest need koosnevad, kuidas seadet valida, saate oluliselt parandada oma elu ja tagada mugavuse isegi äkilise voolukatkestuse korral.

Loomise ajalugu

On võimatu täpselt öelda, millised spetsialistid leiutasid elektrigeneraatori - paljud insenerid ja elektriinsenerid on sellega aastakümneid tegelenud. Töö sellise tehnikaga jätkub isegi 21. sajandil, kui tundub, et midagi olulist lisada ei saa . Otsustavaks sammuks generaatori loomise suunas oli elektrivälja ja magnetnõela koosmõju avastamine 1820. Järk -järgult oli võimalik avastada, et elektrivool saadakse ainult liikuva magnetvälja korral või kui selles liigub juht. Sellise avastuse au jagavad Anjos Yedlik (Austria, 1827) ja Michael Faraday (Inglismaa, 1831).

Kuigi esimene oli ungari teadlane, olid tema Briti kolleegi pingutused palju kuulsamad . Just tema uuris põhjalikult ja põhjalikult elektromagnetilist induktsiooni, mitte ainult ei üritanud luua konkreetset mehhanismi. Lisaks suutis Yedlik prototüüpidelt täieõigusliku dünamo masina juurde liikuda alles 1850. aastatel. Kuid Michael Faraday lõi elektrigeneraatori (kuigi endiselt ebatäiusliku) juba 1831. aastal. Dünamo masinad olid ajalooliselt esimene tüüp, kuid kommutatsiooni suuruse ja keerukuse tõttu lahkusid nad sündmuskohalt.

Venemaal esimese elektrimasina leiutamise aasta on 1833. Samal ajal avastas Emmanuel Lenz süsteemide pöörduvuse - ühte aparaati saab kasutada nii tootmiseks kui ka elektrimootorina.

Aga arhailine pärisorjus ei võimaldanud ära kasutada paljutõotavaid arenguid ja peagi läks prioriteet pöördumatult tööstuslikult arenenud riikidele . Kuni 1851. aastani toodeti kõiki generaatoreid ainult püsimagnetitega, järgmise 16 aasta jooksul oli lihtsate elektromagnetite tõttu võimalik võimsust suurendada. Aastatel 1866-1867 esitlesid mitmed arendajad korraga isetegevusmagnetitega elektrimasinaid.

1870. aastal ehitatud Belgia-Prantsuse leiutaja Zenob Grammi generaatorit kasutati esmakordselt laialdaselt tööstuslikel eesmärkidel . Kui diiselmootor tuli, tundmatu arendaja arvas, kuidas seda generaatori ajamina kasutada. Juba 1920. aastatel hakati diiselgeneraatoreid tööstuses aktiivselt kasutama. Füüsikute 1940. aastate uuringud viisid magnethüdrodünaamiliste generaatorite loomiseni. Kuid selliseid süsteeme saab kasutada ainult suurtes elektrijaamades, nende koduseks kasutamiseks pole väljavaateid.

Seade ja tööpõhimõte

Iga elektrigeneraator muudab mehaanilise impulsi elektrivooluks. See saadakse magnetvälja asetatud traatmähise keeramisega. Spiraal on jagatud kaheks põhiosaks: jäigalt kinnitatud magnet ja traatraam. Mõlemad mähiseotsad on mehaaniliselt ühendatud süsinikharjal libiseva libisemisrõngaga. See pintsel juhib elektrivoolu.

Generaatori tööpõhimõte tähendab ka seda, et pöörleva osa tekitatud impulss läheb sisemisele kontaktrõngale . See juhtub täpselt sel hetkel, kui osa raamist läbib magneti põhjaserva. Vahelduvvooluallikas töötab tavaliselt nn tugeva voolu tekitamise põhimõttel.

Sellel on ainult üks magnet, kuid see liigub ümber mitme mähise. Tasub arvestada, et autogeneraator on paigutatud mõnevõrra erinevalt.

See hakkab toimima süütesüsteemi käivitamisel . Praegu liigub libisemisrõngaid läbiv vool harjasõlme ja ergastussüsteemi. Seal tekitab ta magnetvälja. Väntvõlliga ühendatud rootor tekitab elektromagnetilisi võnkumisi. Tagasikerimise klemmis tekitatakse vahelduv indutseeritud vool. Isesärritatud generaatori keerdumissagedus tõuseb teatud tasemeni ja pärast seda käivitatakse alaldi.

Kuigi praeguse genereerimise aluspõhimõte on magnetvälja, rootori ja staatori koosmõju, võivad mitmesugused mehaanilise energia allikad liikuvat osa pöörata. Nad võivad olla:

• voolav vesi;
• kuum aur;
• tuul;
• sisepõlemismootorid.

Sünkroonset generaatoritüüpi eristab staatorite ja rootorite väändesageduste kokkulangevus. Rootorina kasutatakse püsimagnetit. Seadme käivitamisel hakkab rootor tekitama nõrka välja. Niipea kui pöörded suurenevad, hakkab tekkima suur elektrijõud. Impulss läbib pingeregulaatori ja saadetakse elektrivõrku.

Sünkroonskeem võimaldab stabiliseerida väljastatava voolu parameetreid. Siiski on suur elektrilise ülekoormuse tõenäosus. Lisaks tuleb harjasõlme hooldada ja see suurendab kohe tarbijakulusid.

Asünkroonsed mudelid töötavad pidevalt aeglustavas režiimis. Rootor pöörleb enne tähtaega ja selle suund langeb kokku staatori tekitatud magnetvälja orientatsiooniga. Rootorid võivad olla kas faasilised või oravapuuri versioonid.

Asünkroonsete seadmete magnetvälja ei saa reguleerida . Seetõttu määratakse voolu sagedus ja voolutugevus otse seadme pöörete arvu järgi. Viimastel aastakümnetel on olulist rolli mänginud vesinikupõhist voolu tekitavad elektrokeemilised generaatorid. Neid püütakse kasutada autodes, kuid seni pole olnud võimalik sisepõlemismootorit välja tõrjuda. Teine generaatori versioon - päikesepatarei töötab fotoelektrilise efekti abil.

Vaated

Autonoomia järgi

Äärmiselt autonoomne tüüp - need on käsitsi elektrijaamad. Nendes saadakse mehaaniline liikumine operaatori lihasjõu tõttu. Muidugi, pole vaja loota kõrgele tootlikkusele ja pikaajalisele tööle . Kuid võite kindlalt voolu saada igas olukorras, kui te ei saa kasutada ei kütust ega tuule- ega veeenergiat. Seetõttu saab selliseid generaatoreid lisada õhusõidukite hädaabikomplektidesse, mida hädaolukorras kasutavad ekspeditsioonid, sõjavägi jne. Tinglikult autonoomsed elektromagnetilised seadmed - bensiinimootoril.

Faaside arvu järgi

Seal on ühefaasilised ja kolmefaasilised seadmed. Majades ja korterites on kolmefaasilist toiteallikat vaja harva. Erandiks on vanad mootorid, sauna kütteelemendid ja sarnased seadmed.

Ühefaasiliste tarbijate ühendamine kolmefaasilise generaatoriga peaks toimuma vastavalt ühtlase jaotuse reeglile.

Lihtne rusikareegel ütleb: kui võrk tarbib 20 kW või vähem, on kolmes faasis vähe mõtet.

Töörežiimi järgi

Peamised kasutatavad seadmed on loodud pidevaks tööks. Tavaliselt töötavad nad diislikütusega, kuigi on ka erandeid. Sellised seadmed võivad pakkuda ööpäevaringset toiteallikat ja just see on paigaldatud suurtesse elektrijaamadesse ja soojuselektrijaamadesse . Ooteregulaatori mudelid on mõeldud hädaolukordadeks (kui toiteallikas äkitselt katkeb). Ka töö käib vahel katkestusteta, kuid ainult paar tundi.

Kasutusala järgi

Kodumajapidamises kasutatavaid generaatoreid pakutakse laias valikus. Peaaegu kõik neist pakuvad ühefaasilist voolu. Normaalväärtused on 220 V, 50 Hz. Kõige võimsamaid kodumasinaid kasutatakse isegi keevitamiseks, samuti väikeste töökodade ja autoteeninduste toiteks.

Tähtis: keevitamiseks kasutamise võimalus tuleb dokumentatsioonis täpsustada - vastasel juhul on oht väga suur.

Tootmiseks on vaja võimsaid statsionaarseid elektrigeneraatoreid. Neid kasutatakse ka:

• suured ehitusprojektid;
• mikrorajoonid;
• kindlad suvilate asulad;
• sadamad;
• raudteejaamad;
• haiglad;
• õppeasutused;
• kontorikeskused.

Kodumasinate klassifikatsioon

Bensiin

Tuule või voolava vee juhitud süsteeme leidub ainult enam -vähem suurtes elektrijaamades. Neid pole nii lihtne kasutada välitingimustes (matka) ja isegi lihtsalt kodus. See kehtib eriti hüdrogeneraatorite kohta. Eraotstarbeliste soojuselektrijaamade puhul töötavad need peaaegu alati bensiiniga ja annavad piiratud võimsust, võimsamaid kui 20 kW seadmeid võib leida harva . Tavaliselt kasutavad nad AI-92 bensiini, AI-76 ja AI-95 kasutamine on võimalik ainult aeg-ajalt ja isegi siis pole see soovitatav.

Diisel

Diiselkütusel töötavad seadmed toodavad mõnikord kuni 3 MW voolu. Need annavad energiat isegi suure puhkeküla jaoks, kus on garaažid ja sarnane infrastruktuur.

Diiselgeneraatorid on saadaval mobiilse või statsionaarse kujundusega. Selliste toodete valik on väga suur ja katab ilmselgelt igasuguse vajaduse.

Isegi suhteliselt nõrgad mudelid sobivad keevitusseadmete voolu varustamiseks.

Tootjad

Venemaal toodetud kaasaegsed elektrigeneraatorid vaidlustavad enesekindlalt välismaiseid tooteid. Kõige populaarsemad kaubamärgid on:

• "Svarog";
• "Kaliiber";
• Energomash;
• Energo.

Vene tarnijate valik hõlmab nii majapidamises kasutatavaid versioone võimsusega 1000–2000 W kui ka tõsiseid pooltööstuslikke proove võimsusega kuni 5000 W . Lõpuks on veel palju võimsamaid mudeleid, mis aitavad ehitajaid ja tootmise korraldajaid. Mitmed Vene Föderatsioonis toodetud generaatorid on varustatud täiustatud juhtimis- ja seireelektroonikaga, mis jälgivad tehnilisi parameetreid. Siiski on ka lihtsamaid versioone - mis on rasketes tingimustes palju stabiilsemad. Lõpuks on Venemaa ettevõtete tooted kindlasti tarbijatele kättesaadavad.

Kodumajapidamiste segmenti esindab näiteks mudel EG-87220. Sellel on 14-kuuline varaline garantii. Enamikul juhtudel piisab kütusepaagist mahuga 15 liitrit, kuid automaatset käivitamist ei pakuta.

Suurim võimsus ulatub 2200 vatti. Tööpinge - eeldatav 220 V.

Suurepäraseid generaatoreid tarnib ka Prantsuse ettevõte SDMO . Üldiselt on see üks maailma liidreid erinevat tüüpi ja võimsusega elektrigeneraatorite tootmisel. Saate hõlpsalt leida SDMO bensiinielektrijaama, mis suudab lahendada peaaegu kõik mõeldavad ülesanded. Nad pakuvad atraktiivset jõudlust. Prantsuse kontserni tootevalikusse kuuluvad vibratsiooni summutavate spetsiaalsete raamidega mudelid. Varustatud suurepäraste elektrooniliste komponentidega.

Tähelepanu juhitakse mudelile K10M . See annab 230 V pinge ja seda juhitakse kaugjuhtimispuldist. Kaasas on toitekaitselüliti, võime töötada - 30 kraadi juures. Raamile on paigaldatud vibratsioonivastane süsteem. Samuti on olemas 12 V laadimisgeneraator.

Konkureeriv ettevõte Caiman sisenes Venemaa turule suhteliselt hiljuti . Siiski on ta juba suutnud oma toodete eeliseid võimalikult veenvalt näidata. Selle mudelid on loodud minimaalseks müraks ja neid saab ohutult paigaldada isegi maja sisse. Kõik selle kaubamärgi generaatorid vastavad kõrgeimatele keskkonnanõuetele. Loomulikult sisaldab Caimani tootevalik erineva võimsuse ja suurusega seadmeid.

See kaubamärk võib kiidelda Expert 3010X mudeliga. Sellel on täiustatud õhkjahutuse võimalus. Nukkvõll kasutab täiustatud ketiülekannet.

Filter tagab, et generaator käivitub isegi väga tolmustes kohtades. Automaatika tagab, et ilma õlita käivitamine pole võimalik. Samuti väärib märkimist:

• paar pistikupesa niiskuse eest kaitstud;
• aku eluiga kuni 210 minutit;
• läbimõeldud jahutusseadmed;
• suurepärane harjadeta süsteem, mis ei vaja keerukat hooldust.

Saksa tootja Endress on turul väga heal positsioonil. Saksamaal endal, mis juba ütleb palju, on selle seadmed ülipopulaarsed. Ettevõte kasutab aktiivselt täiustatud komplekslahendusi. Sarnaselt varasemate tarnijatega hõlmab see valik kõiki toiteallikaid. Mudelite põhiosa võimsus varieerub vahemikus 1500 kuni 9000 W. Peaaegu kõik Endressi seadmed on võimelised edastama 220 ja 380 V.

Hea näide on ESE 404 YS Diesel . Seda versiooni hinnatakse töökindluse ja väikese kütusekulu poolest. Seadme võimsus ulatub 3, 9 kVA. Ühefaasilise generaatori pinge on 230 V. Elektriline kaitse on IP23.

Rääkides Saksa tarnijatest, oleks rumal ignoreerida teist populaarset kaubamärki - Fubag . Selle elektrigeneraatorid on sama kvaliteediga kui vähemalt kuulsamad keevitusseadmed. Fubagi spetsialistid ei hooli mitte ainult tehnilistest omadustest, vaid ka originaalsest disainist, mis muudab teenindamise lihtsamaks. Selle kaubamärgi generaatorid kuuluvad ametlikult professionaalsete kategooriasse. Kuid mitte vähem edukalt kasutatakse neid ka erasektoris.

Avatud ühefaasiline elektrijaam DS 16 A ES annab 51-liitrise paagi abil voolu kuni 13,6 kVA. Olemas on õhu eelsoojendus.

Disainerid hoolitsesid ülekoormuskaitse eest, elektritakistuse tase on IP23. Neljasilindriline paigaldus annab voolu 54 A. 75%koormusel töötab seade kuni 10 tundi.

Vene tarbijad on juba ammu hinnanud Resanta brändi elektrigeneraatorite eeliseid. Neid kiidetakse:

• kõrgtehnoloogilised detailid;
• teeninduse lihtsus;
• suurepärane kaalu ja võimsuse suhe;
• väljundpinge stabiilsus.

Sortimendis paistab silma mudel BG 4000 R, mis töötab bensiiniga. Võimsus - 3 kW, kütuseklass - AI -92. Sünkroonne harjasüsteem töötab laitmatult, info toob kasutaja ekraanile. Süüteküünla võti, nupp kuuluvad komplekti. Tegelikult toimub tootmine Hiinas.

Hiina ettevõtete hulgas paistab ELITECH kaubamärk positiivselt silma . Meie riigis on ta tuntud alates 2008. aastast. Sellised generaatorid pole mitte ainult kõrge kvaliteediga, vaid ka tagasihoidlikud ja mitmekülgsed. ELITECHi toodetes kasutatakse uusimaid tehnoloogiaid ja seetõttu õnnestus ettevõttel paljud endised turuliidrid kõrvale tõrjuda. Selle ettevõtte gaasigeneraatoreid eristab kombineeritud käivitamine, neid saab valmistada statsionaarses või mobiilses vormis.

Lihtsa majapidamisgeneraatori näide on BES 950 R . Paagi mahuga 4, 4 liitrit tagab see voolutugevuse 2, 8 A. Käivitamine toimub käsitsi režiimis. Automatiseerimine jälgib õlitaset ja lülitab seadme vajadusel välja. Üleklapiga kahetaktilisel mootoril on üks õhkjahutusega silinder. Helitugevus ulatub 56 dBA -ni. Erinevalt kaubamärkidest ei vääri Norra elektritootjad erilist mainimist:

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

Kuidas valida?

Lihtsalt vaikse seadme ostmine pole täiesti mõistlik. Nagu ka kõige võimsam seade. Kõigepealt peaksite otsustama, millisel eesmärgil generaatorit kasutatakse:

• hooajalises toites;
• varuvõrkena;
• hädaabilahendusena;
• püsiva energiaallikana.

Turistide, jahimeeste, kalurite ja osa äritarbijate jaoks on õigem valida mobiilne generaator. Ta sobib ka suveelanikele. Kuid seadme võimsus on kriitiline. See peab olema tasakaalus: nõrk tehnika ei "tõmba" ülesannet välja ja liiga tugev tehnika raiskab ressursse.

Vajaliku indikaatori määramine aitab arvestada käivitusvoolu koefitsiendiga, samuti seadmete jagamisega olulisteks ja mitte eriti olulisteks (tolmuimejad, pesumasinad, triikrauad, mikrolaineahjud pole vaja lisada).

Faaside arv on samuti väga asjakohane. Ühefaasilisest generaatorist saab toita ainult ühefaasilisi seadmeid. Kuid kodu- ja äärelinna jaoks pole see liiga oluline. Ehitusplatside, tööstusettevõtete ja nende üksikute töökodade varustamiseks tuleb võtta kolmefaasilised mudelid. Tähtis: nad annavad faasi kohta välja mitte rohkem kui 1/3 võimsusest.

Teine oluline aspekt on kasutatud kütus . Bensiinimudel võimaldab teil perioodiliste rikete korral majja voolu anda. Need seadmed on kompaktsed, suhteliselt kerged ja neil on vähe müra. Neid kasutavad aktiivselt väikesed kaubandusettevõtted - nii tootmine kui ka kaubandus. Diislikütuse modifikatsioonid on kallid, tekitavad palju müra, kuid annavad palju voolu ja võivad töötada katkestusteta pikka aega. Mudelid on väärtuslikud seal, kus toitevõrgud klassina puuduvad.

Kahekütuselised versioonid on teistest ökonoomsemad ja mitmekülgsemad. Tavaliselt töötavad need bensiini ja gaasiga ning vahetamine on lihtne.

Ballooniga veeldatud gaas on oluliselt odavam kui bensiin . See režiim on veelgi soodsam, kui see on ühendatud maanteega. Asünkroonsed seadmed on ette nähtud toiteallikaks vabas õhus, neid tuleks kasutada ka eriti niisketes ruumides.

Probleem on aga selles, et harjadeta generaatorid ei tea, kuidas optimaalse siinuslainega veatult kvaliteetset voolu tarnida. Kodumasinaid ja arvuteid toidavad kõige paremini sünkroonsed seadmed. Isegi vastuvõtlikkust tolmukahjustustele õigustavad stabiilsed parameetrid ja kõrged vooluomadused. Vasega haavatud generaator on kallim, kuid see juhib soojust palju paremini ja sellel on suurepärane väljundvõimsus. Lisaks peaksite tähelepanu pöörama:

• AVR -süsteemi olemasolu (ilma selleta võivad voolutugevused katkestada telefonid, tahvelarvutid ja sülearvutid);
• Käsitsi või elektriline starteri tüüp;
• automaatse käivitamise (ja mõnikord lõpetamise) võimaluse olemasolu;
• suletud või avatud ümbris (esimene võimalus on stabiilsem ja usaldusväärsem, kuid see võib üle kuumeneda);
• mootori töötundide loendamine (võimaldab õigeaegset hooldust);
• kütusekulu;
• ülevaated;
• tarnija teenindusvõimalused.