Электр генераторы (52 фото): электр тогының генераторының жұмыс принципі, түрлері, ол неден тұрады және қалай таңдау керек

2024 Автор: Beatrice Philips | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 05:47

Электр генераторлары туралы бәрін білу тек инженерлерге, өндірісті ұйымдастырушыларға және әр түрлі менеджерлерге қажет емес. Электр тогының генераторының жұмыс принципін білу қазіргі әлемнің негізгі жалпы мәдени білімі болып табылады. Генераторлардың түрлерін түсіну, олар неден тұрады, құрылғыны қалай таңдауға болады, сіздің өміріңізді едәуір жақсартады және электр қуаты кенеттен өшіп қалса да жайлылыққа кепілдік береді.

Жаратылу тарихы

Электр генераторын қай мамандар ойлап тапқанын нақты айту мүмкін емес - көптеген инженерлер мен электротехниктер ондаған жылдар бойы жұмыс істеп келеді. Мұндай техника бойынша жұмыс 21 -ші ғасырда да жалғасуда, ол кезде маңызды ештеңе қосуға болмайды . Генераторды құру жолындағы шешуші қадам 1820 жылы электр өрісі мен магнитті иненің өзара әрекеттестігінің ашылуы болды. Біртіндеп, электр тогы тек қозғалатын магнит өрісінде немесе онда өткізгіш қозғалғанда алынатынын білуге болады. Мұндай жаңалықтың құрметіне Анджос Йедлик (Австрия, 1827) мен Майкл Фарадей (Англия, 1831) ортақ.

Біріншісі венгр ғалымы болғанымен, оның британдық әріптесінің күш -жігері әлдеқайда танымал болды . Ол электромагниттік индукцияны мұқият және жан -жақты зерттеп, нақты механизм құруға тырысқан жоқ. Сонымен қатар, Едлик тек прототиптерден толыққанды динамо машинасына 1850 жылдары ғана көше алды. Бірақ Майкл Фарадей 1831 жылы электр генераторын (әлі жетілмеген болса да) жасады. Динамо машиналары тарихи түрде бірінші типті болды, бірақ коммутацияның көлемі мен күрделілігіне байланысты олар сахнаны тастап кетті.

Ресейде алғашқы электр машинасының ойлап табылған жылы - 1833 жыл. Сонымен бірге Эммануэль Ленц жүйелердің қайтымдылығын ашты - бір аппаратты генерация үшін де, электр қозғалтқышы ретінде де қолдануға болады.

Бірақ архаикалық крепостнойлық перспективалы дамуларды пайдалануға мүмкіндік бермеді, ал көп ұзамай өнеркәсібі дамыған мемлекеттерге басымдық берілді .1851 жылға дейін барлық генераторлар тек тұрақты магниттермен жасалды, ал келесі 16 жылда қарапайым электромагниттердің арқасында қуатты көбейтуге болады. 1866-1867 жылдары бірнеше әзірлеушілер бірден өздігінен қозатын магниттері бар электр машиналарын ұсынды.

1870 жылы салынған бельгиялық-француз өнертапқышы Zenob Gramm генераторы алғаш рет өнеркәсіптік мақсаттарда кеңінен қолданылды . Дизель қозғалтқышы пайда болған кезде, белгісіз әзірлеуші оны генератордың жетегі ретінде қалай пайдалану керектігін ойлап тапты. 1920 жылдардың өзінде дизель генераторлары өнеркәсіпте белсенді қолданыла бастады. 1940 жылдары физиктердің зерттеулері магнитогидродинамикалық генераторлардың құрылуына әкелді. Бірақ мұндай жүйелерді тек ірі электр станцияларында қолдануға болады, оларды тұрмыста қолданудың болашағы жоқ.

Құрылғы және жұмыс принципі

Кез келген электр генераторы механикалық импульсті электр тогына айналдырады. Ол магнит өрісіне салынған сым катушкасын бұрау арқылы алынады. Катушка екі негізгі бөлікке бөлінеді: қатаң бекітілген магнит және сымды жақтау. Катушканың екі ұшы да көміртекті щеткаға сырғитын сақинамен механикалық түрде қосылады. Бұл щетка электр тогын өткізеді.

Генератордың жұмыс принципі сонымен қатар айналатын бөлік шығаратын импульс ішкі контакт сақинасына баратынын білдіреді . Бұл дәл сол сәтте жақтаудың бір бөлігі магниттің солтүстік шетіне өтеді. Айнымалы ток көзі әдетте күшті ток генерациясы принципі бойынша жұмыс істейді.

Оның тек бір магниті бар, бірақ ол бірнеше орамның айналасында қозғалады. Автокөлік генераторы басқаша орналастырылғанын ескерген жөн.

Ол тұтану жүйесі іске қосылған кезде әрекет ете бастайды . Осы сәтте сырғанау сақиналары арқылы өтетін ток щеткаға және қоздыру жүйесіне өтеді. Ол жерде магнит өрісі пайда болады. Иінді білікке қосылған ротор электромагниттік тербелісті тудырады. Кері оралу терминалында айнымалы индукциялық ток пайда болады. Өздігінен қозған генератордың бұралу жиілігі белгілі бір деңгейге дейін артады, содан кейін түзеткіш іске қосылады.

Ағымдағы генерацияның негізгі принципі магнит өрісінің, ротор мен статордың өзара әрекеттесуі болса да, механикалық энергияның әр түрлі көздері қозғалатын бөлікті айналдыра алады. Олар болуы мүмкін:

• ағынды су;
• ыстық бу;
• жел;
• ішкі жану қозғалтқыштары.

Генератордың синхронды түрі статорлар мен роторлардың бұралу жиіліктерінің сәйкес келуімен ерекшеленеді. Ротор ретінде тұрақты магнит қолданылады. Құрылғы іске қосылған кезде ротор әлсіз өрісті шығара бастайды. Революция күшейген сайын үлкен электр күші пайда бола бастайды. Импульс кернеу реттегіші арқылы өтеді және электр желісіне жіберіледі.

Синхронды схема шығарылатын ток параметрлерін тұрақтандыруға мүмкіндік береді. Дегенмен, электрлік жүктеменің жоғары ықтималдығы бар. Сонымен қатар, щеткаға қызмет көрсету қажет, бұл тұтынушылардың шығындарын бірден арттырады.

Асинхронды модельдер баяулау режимінде үздіксіз жұмыс істейді. Ротор мерзімінен бұрын айналады және оның бағдары статор шығаратын магнит өрісінің бағдарымен сәйкес келеді. Роторлар фазалық немесе тиіндік торап болуы мүмкін.

Асинхронды құрылғылардағы магнит өрісін реттеу мүмкін емес . Демек, токтың жиілігі мен ампері тікелей аппараттың бұрылу санымен анықталады. Соңғы онжылдықтарда сутегі негізіндегі ток шығаратын электрохимиялық генераторлар маңызды рөл атқарды. Олар автокөліктерде қолдануға тырысады, алайда әзірге ішкі жану қозғалтқышын ығыстыру мүмкін болмады. Генератордың басқа нұсқасы - күн батареясы фотоэффект арқылы жұмыс істейді.

Көрулер

Автономия бойынша

Өте дербес түрі - бұл қолмен жұмыс істейтін электр станциялары. Оларда механикалық қозғалыс оператордың бұлшықет күшінің арқасында алынады. Әрине, жоғары өнімділік пен ұзақ мерзімді жұмысқа сенудің қажеті жоқ . Бірақ сіз отынды да, желді де, суды да пайдалана алмайтын кез келген жағдайда сенімді түрде ток ала аласыз. Сондықтан мұндай генераторларды ұшақтардағы апаттық жинақтарға қосуға болады, төтенше жағдайларда экспедициялар, әскерилер және т.б. Шартты автономды электромагниттік құрылғылар - бензин жетегінде.

Фазалар саны бойынша

Бірфазалы және үшфазалы құрылғылар бар. Үйлер мен пәтерлерде үш фазалы электрмен жабдықтау сирек қажет. Ерекшелік - ескі қозғалтқыштар, саунаға арналған қыздыру элементтері және ұқсас жабдықтар.

Бірфазалы тұтынушыларды үшфазалы генераторға қосу біркелкі тарату ережесі бойынша жүргізілуі керек.

Қарапайым ереже былай дейді: егер желі 20 кВт немесе одан аз энергия тұтынса, үш фазада мағынасы жоқ.

Жұмыс режимі бойынша

Негізгі құрылғылар үздіксіз жұмыс істеуге арналған. Олар, әдетте, дизель отынымен жұмыс істейді, бірақ ерекше жағдайлар бар. Мұндай жабдық тәулік бойы электрмен жабдықтауды қамтамасыз ете алады, дәл осы ірі электр станциялары мен жылу электр станцияларында орнатылады . Генератордың күту модельдері төтенше жағдайларға арналған (электрмен жабдықтау кенеттен үзілгенде). Жұмыс кейде үзіліссіз, бірақ бірнеше сағатқа ғана жалғасады.

Қолдану аймағы бойынша

Тұрмыста қолдануға арналған генераторлар кең ауқымда ұсынылған. Олардың барлығы дерлік бір фазалы ток береді. Қалыпты мәндер 220 В, 50 Гц. Ең қуатты тұрмыстық құрылғылар тіпті дәнекерлеуге, сондай -ақ шағын шеберханалар мен автокөлік қызметтеріне қуат беру үшін қолданылады.

Маңызды: дәнекерлеу үшін қолдану мүмкіндігі құжаттамада көрсетілуі керек - әйтпесе тәуекел өте жоғары.

Өндірістік мақсаттар үшін қуатты стационарлық электр генераторлары қажет. Олар сонымен қатар қолданылады:

• ірі құрылыс жобалары;
• шағын аудандар;
• қатты саяжай қоныстары;
• порттар;
• теміржол вокзалдары;
• ауруханалар;
• білім беру мекемелері;
• офистік орталықтар.

Тұрмыстық техниканың жіктелуі

Бензин

Жел немесе ағынды сумен басқарылатын жүйелер азды -көпті ірі электр станцияларында ғана кездеседі. Оларды далалық (жаяу) жағдайларда және тіпті үйде қолдану оңай емес. Бұл әсіресе гидрогенераторларға қатысты. Жеке пайдалануға арналған жылу электр стансаларына келетін болсақ, олар әрдайым бензинмен жұмыс істейді және шектеулі қуат береді, 20 кВт -тан асатын құрылғылар сирек кездеседі . Әдетте олар АИ-92 бензинін пайдаланады, АИ-76 мен АИ-95 қолдану кейде ғана мүмкін, тіпті сол кезде де ұсынылмайды.

Дизель

Дизель отынымен жұмыс істейтін қондырғылар кейде 3 МВт -қа дейін ток шығарады. Олар тіпті гараждары мен ұқсас инфрақұрылымы бар үлкен демалыс ауылын энергиямен қамтамасыз етеді.

Дизель генераторлары жылжымалы немесе стационарлық дизайнда қол жетімді. Мұндай өнімдердің ассортименті өте үлкен және кез келген қажеттілікті өтейтіні анық.

Тіпті салыстырмалы түрде әлсіз модельдер дәнекерлеу машиналарына ток беру үшін жарамды.

Өндірушілер

Ресейде жасалған заманауи электр генераторлары шетелдік өнімдерге сенімді түрде қарсы тұрады. Ең танымал брендтер:

• «Сварог»;
• «Калибрлі»;
• Энергомаш;
• Энерго.

Ресейлік жеткізушілер ассортиментіне қуаты 1000-2000 Вт болатын тұрмыстық нұсқалар да, қуаты 5000 Вт дейінгі жартылай өнеркәсіптік үлгілер де кіреді . Ақырында, құрылысшылар мен өндірісті ұйымдастырушыларға көмектесетін әлдеқайда қуатты модельдер бар. Ресей Федерациясында шығарылатын бірқатар генераторлар техникалық параметрлерді бақылайтын жетілдірілген басқару және бақылау электроникасымен жабдықталған. Сонымен қатар қарапайым нұсқалар да бар - олар қиын жағдайда әлдеқайда тұрақты. Ақырында, ресейлік фирмалардың өнімдері тұтынушыларға міндетті түрде қолжетімді болады.

Үй сегменті, мысалы, EG-87220 үлгісімен ұсынылған. Ол 14 айлық кепілдікке ие. Көлемі 15 литр болатын жанармай багыны көп жағдайда жеткілікті, бірақ автоматты түрде іске қосылмайды.

Ең жоғары қуат 2200 ваттқа жетеді. Жұмыс кернеуі - күтілетін 220 В.

Тамаша генераторларды француздық SDMO компаниясы да жеткізеді . Жалпы алғанда, бұл әр түрлі типтегі және қуаттылықтағы электр генераторларын өндіру бойынша әлемдік көшбасшылардың бірі. Сіз кез келген дерлік тапсырманы шеше алатын SDMO бензин электр станциясын оңай таба аласыз. Олар тартымды өнімділікті ұсынады. Француз концернінің ассортиментіне дірілді бәсеңдететін арнайы рамалары бар модельдер кіреді. Тамаша электронды компоненттермен жабдықталған.

K10M моделіне назар аударылады . Ол 230 В кернеуді қамтамасыз етеді және қашықтан басқару пультінен басқарылады. Электр сөндіргіш қарастырылған, жұмыс қабілеттілігі - 30 градус. Рамаға дірілге қарсы жүйе орнатылған. 12В зарядтау генераторы да бар.

Бәсекелес Caiman компаниясы Ресей нарығына жақында шықты . Дегенмен, ол өз өнімдерінің артықшылығын барынша сенімді түрде көрсете білді. Оның модельдері минималды шуылға арналған және оларды үйдің ішінде де қауіпсіз орнатуға болады. Бұл брендтің барлық генераторлары ең жоғары экологиялық стандарттарға сәйкес келеді. Әрине, Кайман диапазонына әр түрлі сыйымдылықтар мен өлшемдегі құрылғылар кіреді.

Бұл бренд Expert 3010X үлгісімен мақтана алады. Ол ауаны салқындатудың кеңейтілген нұсқасына ие. Білік білігі жақсартылған тізбекті жетекті пайдаланады.

Сүзгі генераторды тіпті шаңды жерлерде де іске қосуды қамтамасыз етеді. Автоматтандыру майсыз іске қосудың мүмкін еместігін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар мынаны атап өткен жөн:

• ылғалдан қорғалған жұп розеткалар;
• батареяның қызмет ету мерзіміне 210 минутқа дейін кепілдік;
• салқындатқыш қондырғы;
• қылқаламсыз тамаша жүйе, күрделі жөндеуді қажет етпейді.

Неміс өндірушісі Endress нарықта өте жақсы орынға ие. Көп нәрсені айтатын Германияның өзінде оның құрылғылары өте танымал. Компания озық күрделі шешімдерді белсенді қолданады. Алдыңғы жеткізушілердегідей, ассортимент электрмен жабдықтаудың барлық нұсқаларын қамтиды. Модельдердің негізгі бөлігінің қуаты 1500 -ден 9000 Вт -қа дейін өзгереді. Барлық дерлік Endress құрылғылары 220 және 380 В кернеуге қабілетті.

Жақсы мысал - ESE 404 YS дизель . Бұл нұсқа сенімділігі мен жанармайдың аз шығыны үшін бағаланады. Құрылғының қуаты 3,9 кВА -ға жетеді. Бір фазалы генератордың кернеуі 230 В құрайды. Электр қорғанысы IP23.

Неміс жеткізушілері туралы айтатын болсақ, басқа танымал бренд - Фубагты елемеу ақымақтық болар еді . Оның энергия генераторлары кем дегенде әйгілі дәнекерлеу жабдығымен бірдей сапалы. Fubag мамандары техникалық сипаттамаларға ғана емес, сонымен қатар қызмет көрсетуді жеңілдететін түпнұсқалық дизайнға да көңіл бөледі. Бұл брендтің генераторлары ресми түрде кәсіби санатқа жатады. Алайда, олар жеке секторда табысты қолданылады.

DS 16 A ES ашық бір фазалы электр станциясы 51 литрлік резервуардың көмегімен 13,6 кВА дейін ток береді. Алдын ала ауаны жылыту қамтамасыз етілген.

Дизайнерлер шамадан тыс жүктеме қорғанысына қамқорлық жасады, электрлік қарсылық деңгейі IP23. Төрт цилиндрлі қондырғы 54 А ток береді. 75%жүктемеде құрылғы 10 сағатқа дейін жұмыс істейді.

Ресейлік тұтынушылар Resanta маркалы электр генераторларының артықшылықтарын бұрыннан жоғары бағалаған. Оларды мақтайды:

• жоғары технологиялық мәліметтер;
• қызмет көрсету жеңілдігі;
• салмақ пен қуаттың тамаша қатынасы;
• шығыс кернеуінің тұрақтылығы.

Ассортиментінде бензинмен жұмыс істейтін BG 4000 R моделі ерекшеленеді. Қуат көрсеткіші - 3 кВт, отын маркасы - АИ -92. Синхронды щетка жүйесі мінсіз жұмыс істейді, ақпарат дисплей арқылы пайдаланушыға жеткізіледі. Шам кілті, тұтқасы жинаққа кіреді. Іс жүзінде өндіріс Қытайда жүзеге асады.

Қытайлық фирмалардың ішінде ELITECH бренді жақсы көрінеді . Біздің елде ол 2008 жылдан бері белгілі. Мұндай генераторлар жоғары сапалы ғана емес, сонымен қатар қарапайым және әмбебап. ELITECH өнімдері соңғы технологияларды қолданады, сондықтан компания көптеген бұрынғы нарық көшбасшыларын ығыстыра алды. Бұл компанияның газ генераторлары аралас стартпен ерекшеленеді, оларды стационарлық немесе жылжымалы түрде жасауға болады.

Қарапайым тұрмыстық генератордың мысалы - BES 950 R . Сыйымдылығы 4, 4 литр, ол ток күшін 2, 8 А қамтамасыз етеді. Қолмен жұмыс режимінде іске қосылады. Автоматтандыру май деңгейін бақылайды және қажет болған жағдайда құрылғыны өшіреді. Екі жүрісті үстіңгі клапан қозғалтқышында ауамен салқындатылатын бір цилиндр бар. Дыбыс деңгейі 56 дБА -ға жетеді. Норвегиялық энергия генераторлары брендтерден айырмашылығы туралы ерекше айтуға лайық емес:

• Макита;
• Хитачи;
• Hyundai;
• Кипор;
• Рейнджер.

Қалай таңдау керек?

«Жай ғана» құрылғыны сатып алу ақылға қонымды емес. Сонымен қатар ең қуатты құрылғы. Ең алдымен, генератор қандай мақсатта қолданылатынын шешу керек:

• маусымдық электрмен жабдықтау кезінде;
• резервтік қорғаныс торы ретінде;
• шұғыл шешім ретінде;
• энергияның тұрақты көзі ретінде.

Туристер, аңшылар, балықшылар және коммерциялық тұтынушылардың бір бөлігі үшін мобильді генераторды таңдаған дұрыс. Ол жазғы тұрғындарға да сәйкес келеді. Бірақ құрылғының қуаты өте маңызды. Ол теңдестірілген болуы керек: әлсіз техника тапсырманы «шешпейді», ал тым күшті техника ресурстарды ысырап етеді.

Қажетті индикаторды анықтау бастапқы ток коэффициентін ескеруге көмектеседі, сонымен қатар құрылғыларды маңызды және аса маңызды емес (шаңсорғыштар, кір жуғыш машиналар, үтіктер, микротолқынды пештерді қосудың қажеті жоқ) деп бөлуге көмектеседі.

Фазалар саны да өте маңызды. Бірфазалы генератордан тек бірфазалы құрылғыларды қоректендіруге болады. Дегенмен, тұрмыстық және қала маңындағы пайдалану үшін бұл өте маңызды емес. Құрылыс алаңдарын, өнеркәсіптік кәсіпорындарды және олардың жеке шеберханаларын жабдықтау үшін үш фазалы модельдер алынуы тиіс. Маңызды: олар бір фазадағы қуаттың 1/3 бөлігінен аспайды.

Тағы бір маңызды аспект - пайдаланылатын отын . Бензин моделі мезгілсіз істен шыққан жағдайда үйге ток жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл құрылғылар ықшам, салыстырмалы түрде жеңіл және шу аз. Оларды шағын коммерциялық фирмалар белсенді қолданады - өндіріс те, сауда да. Дизельді модификациялау қымбат, көп шу шығарады, бірақ олар көп ток шығарады және ұзақ уақыт бойы үзіліссіз жұмыс істей алады. Модельдер электр желілері сынып ретінде жетіспесе құнды.

Қосарлы отын нұсқалары басқаларға қарағанда үнемді және әмбебап болады. Олар әдетте бензинмен және газбен жұмыс істейді, ауысу оңай.

Шар сұйытылған газ бензинге қарағанда айтарлықтай арзан . Бұл режим тас жолға қосылған кезде одан да тиімді. Асинхронды қондырғылар ашық ауада электрмен жабдықтауға арналған, олар әсіресе ылғалды бөлмелерде қолданылуы керек.

Бірақ мәселе мынада, щеткасыз генераторлар оңтайлы синусоидымен жоғары сапалы ағынды жеткізуді білмейді. Тұрмыстық техника мен компьютерлер синхронды құрылғылармен жақсы жұмыс істейді. Тіпті шаңның зақымдалуына сезімталдық тұрақты параметрлермен және жоғары ток сипаттамаларымен дәлелденеді. Мыс орамалы генератор қымбатырақ, бірақ ол жылуды әлдеқайда жақсы өткізеді және қуаты керемет. Сонымен қатар, сіз мыналарға назар аударуыңыз керек:

• AVR жүйесінің болуы (онсыз электр қуатының жоғарылауы телефондарды, планшеттер мен ноутбуктерді бұзуы мүмкін);
• стартердің қолмен немесе электрлік түрі;
• автоматты түрде іске қосу (және кейде тоқтату) опциясының болуы;
• жабық немесе ашық корпус (бірінші нұсқа тұрақты және сенімді, бірақ ол қызып кетуі мүмкін);
• қозғалтқыш сағаттарының кері санағы (уақытында техникалық қызмет көрсетуге мүмкіндік береді);
• отын шығыны;
• шолулар;
• жеткізушінің қызмет көрсету мүмкіндіктері.