Elektrisk Generator (52 Bilder): Principen För Drift Av En Elektrisk Strömgenerator, Typer, Vad Den Består Av Och Hur Man Väljer

2024 Författare: Beatrice Philips | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 05:21

Att veta allt om elektriska generatorer är nödvändigt inte bara för ingenjörer, produktionsarrangörer och olika chefer, som de brukar tro. Kunskap om principen för drift av en elektrisk strömgenerator är en grundläggande allmän kulturell kunskap om den moderna världen. Att förstå vilka typer av generatorer, vad de består av, hur man väljer en enhet, kan avsevärt förbättra ditt eget liv och garantera komfort även med ett plötsligt strömavbrott.

Skapelsens historia

Det är omöjligt att säga exakt vilka specialister som uppfann elgeneratorn - många ingenjörer och elingenjörer har arbetat med det i decennier. Arbetet med en sådan teknik fortsätter även under 2000 -talet, då det inte verkar kunna läggas till något väsentligt . Ett avgörande steg mot skapandet av en generator var upptäckten av interaktionen mellan det elektriska fältet och magnetnålen 1820. Gradvis var det möjligt att upptäcka att en elektrisk ström endast erhålls i ett rörligt magnetfält eller när en ledare rör sig i det. Ära för en sådan upptäckt delas av Anjos Yedlik (Österrike, 1827) och Michael Faraday (England, 1831).

Även om den första var en ungersk forskare, var hans brittiska kollegas ansträngningar mycket mer kända . Det var han som grundligt och fullständigt undersökte elektromagnetisk induktion och inte bara försökte skapa en specifik mekanism. Dessutom kunde Yedlik bara flytta från prototyper till en fullvärdig dynamomaskin först på 1850-talet. Men Michael Faraday skapade en elgenerator (även om den fortfarande var ofullkomlig) redan 1831. Dynamomaskiner var historiskt sett den första typen, men på grund av pendlingens storlek och komplexitet lämnade de scenen.

Året för uppfinningen av den första elektriska maskinen i Ryssland är 1833. Samtidigt upptäckte Emmanuel Lenz systemens reversibilitet - en apparat kan användas både för generation och som en elmotor.

Men arkaisk livegenskap tillät inte att dra fördel av lovande utveckling, och snart gick prioriteringen oåterkalleligt till de industriellt utvecklade staterna . Fram till 1851 tillverkades alla generatorer endast med permanentmagneter; under de närmaste 16 åren var det möjligt att öka effekten på grund av enkla elektromagneter. Under åren 1866-1867 presenterade flera utvecklare på en gång elektriska maskiner med självuppvärmda magneter.

Generatorn för den belgisk-franska uppfinnaren Zenob Gramm, byggd 1870, användes först i stor utsträckning för industriella ändamål . När dieselmotorn väl kom fram, kom en oidentifierad utvecklare på hur man använder den som en generator. Redan på 1920 -talet började dieselgeneratorer aktivt användas inom industrin. Forskning från fysiker på 1940 -talet ledde till skapandet av magnetohydrodynamiska generatorer. Men sådana system kan endast användas på stora kraftverk, det finns inga utsikter för deras hushållsbruk.

Anordning och funktionsprincip

Varje elektrisk generator omvandlar en mekanisk impuls till en elektrisk ström. Det erhålls genom att vrida en trådspole placerad i ett magnetfält. Spolen är uppdelad i två huvuddelar: en styvt fixerad magnet och en trådram. Båda spoländarna är mekaniskt anslutna med en glidring som glider på kolborsten. Denna borste leder en elektrisk ström.

Generatorns driftsprincip innebär också att pulsen som alstras av den roterande delen går till den inre kontaktringen . Detta sker exakt i det ögonblick som en del av ramen passerar nära magnetens norra kant. Växelströmskällan fungerar vanligtvis enligt principen om den så kallade starkströmgenerationen.

Den har bara en magnet, men den rör sig runt flera lindningar. Det är värt att överväga att bilgeneratorn är anordnad något annorlunda.

Det börjar verka när tändsystemet startas . För närvarande rör sig strömmen genom glidringarna till borstaggregatet och till excitationssystemet. Där genererar han ett magnetfält. En rotor ansluten till vevaxeln genererar elektromagnetiska svängningar. En växelvis inducerad ström genereras vid återspolningsterminalen. Den självuttryckande generatorns vridningsfrekvens ökar upp till en viss nivå, och därefter utlöses likriktaren.

Även om den grundläggande principen för strömgenerering är interaktionen mellan magnetfältet, rotorn och statorn, kan olika mekaniska energikällor rotera en rörlig del. De kan vara:

• flödande vatten;
• varm ånga;
• vind;
• förbränningsmotorer.

Den synkrona typen av generator kännetecknas av sammanträffandet av torsionsfrekvenserna för statorerna och rotorerna. En permanentmagnet används som rotor. När enheten startas börjar rotorn generera ett svagt fält. Så snart varvtalen ökar börjar en stor elektrisk kraft genereras. Pulsen passerar genom spänningsregulatorn och skickas till det elektriska nätverket.

Synkronkretsen gör att parametrarna för den utsända strömmen kan stabiliseras. Det finns dock stor sannolikhet för elektrisk överbelastning. Dessutom måste borstenheten servas, vilket ökar konsumentkostnaderna omedelbart.

Asynkrona modeller körs kontinuerligt i ett bromsande läge. Rotorn snurrar i förväg och dess orientering sammanfaller med orienteringen av magnetfältet som genereras av statorn. Rotorer kan vara antingen fas- eller ekorre-version.

Magnetfältet i asynkrona enheter kan inte justeras . Därför bestäms frekvensen och strömstyrkan för strömmen direkt av apparatens antal varv. Under de senaste decennierna har elektrokemiska generatorer, som genererar vätebaserad ström, spelat en viktig roll. De försöker användas i bilar, men hittills har det inte varit möjligt att förskjuta förbränningsmotorn. En annan version av generatorn - solbatteriet fungerar med hjälp av den fotoelektriska effekten.

Visningar

Av autonomi

Extremt autonom typ - det här är manuella kraftverk. I dem uppnås mekanisk rörelse på grund av operatörens muskelstyrka. Säker, det finns ingen anledning att räkna med hög produktivitet och långsiktig drift . Men du kan med säkerhet få ström i alla situationer när du inte kan använda varken bränsle eller vind- eller vattenenergi. Därför kan sådana generatorer ingå i nödsatser på flygplan, som används i nödfall av expeditioner, militären och så vidare. Villkorligt autonoma elektromagnetiska enheter - på en bensindrift.

Med antalet faser

Det finns enfas och trefas enheter. I hus och lägenheter krävs sällan trefas strömförsörjning. Undantaget är gamla motorer, värmeelement för en bastu och liknande utrustning.

Anslutningen av enfaskonsumenter till en trefasgenerator bör utföras enligt regeln om enhetlig distribution.

En enkel tumregel säger: om nätet förbrukar 20 kW eller mindre är det lite vettigt i tre faser.

Efter driftsätt

De viktigaste enheterna som används är konstruerade för att fungera kontinuerligt. De brukar köra på diesel, även om det finns undantag. Sådan utrustning kan tillhandahålla dygnet runt strömförsörjning, och det är det som installeras i stora kraftverk och värmekraftverk . Standby -generatormodeller är utformade för nödsituationer (när strömförsörjningen plötsligt stängs av). Även arbetet pågår ibland utan avbrott, men bara i några timmar.

Efter tillämpningsområde

Generatorer för hushållsbruk finns i ett brett sortiment. Nästan alla ger enfasström. Normala värden är 220 V, 50 Hz. De mest kraftfulla hushållsapparaterna används till och med för svetsning, liksom för att driva små verkstäder och biltjänster.

Viktigt: möjligheten att använda för svetsning måste anges i dokumentationen - annars är risken mycket hög.

För produktionsändamål behövs kraftfulla stationära elektriska generatorer. De används också för:

• stora byggprojekt;
• mikrodistrikt;
• fasta stugbebyggelser;
• hamnar;
• järnvägsstationer;
• sjukhus;
• läroinstitut;
• kontorscentra.

Klassificering av hushållsapparater

Bensin

System som drivs av vind eller rinnande vatten finns bara i mer eller mindre stora kraftverk. Det är inte så lätt att använda dem i fält (vandrings) förhållanden och till och med bara hemma. Detta gäller särskilt vattenkraftgeneratorer. När det gäller värmekraftverk för privat bruk går de nästan alltid på bensin och ger ut begränsad effekt, enheter som är mer kraftfulla än 20 kW kan hittas sällan . Vanligtvis använder de AI-92 bensin, användningen av AI-76 och AI-95 är endast möjlig ibland, och även då rekommenderas det inte.

Diesel

Installationer som körs på diesel ger ibland upp till 3 MW ström. De kommer att ge energi även för en stor semesterby med garage och liknande infrastruktur.

Dieselgeneratorer finns i en mobil eller stationär design. Utbudet av sådana produkter är mycket stort och täcker uppenbarligen alla behov.

Även relativt svaga modeller är lämpliga för att leverera ström till svetsmaskiner.

Tillverkare

Moderna elektriska generatorer tillverkade i Ryssland utmanar utländska produkter med säkerhet. De mest populära märkena är:

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

Utbudet av ryska leverantörer inkluderar både hushållsversioner med en effekt på 1000-2000 W och seriösa halvindustriella prover med en effekt på upp till 5000 W . Slutligen finns det ännu betydligt kraftfullare modeller som hjälper byggare och produktionsorganisatörer. Ett antal generatorer som produceras i Ryska federationen är utrustade med avancerad styr- och övervakningselektronik som övervakar de tekniska parametrarna. Det finns dock också enklare versioner - som är mycket stabilare under svåra förhållanden. Slutligen kommer ryska företags produkter definitivt att vara tillgängliga för konsumenterna.

Hushållssegmentet representeras till exempel av modellen EG-87220. Den har 14 månaders egen garanti. En bränsletank med en volym på 15 liter är i de flesta fall tillräcklig, men autostart tillhandahålls inte.

Den högsta effekten når 2200 watt. Driftspänning - förväntad 220 V.

Utmärkta generatorer levereras också av det franska företaget SDMO . I allmänhet är det en av världsledarna inom produktion av elektriska generatorer av olika typer och kapaciteter. Du kan enkelt hitta ett SDMO -bensinkraftverk som kan lösa nästan alla tänkbara uppgifter. De erbjuder attraktiva prestanda. Utbudet av det franska företaget inkluderar modeller med speciella ramar som dämpar vibrationer. Utrustad med utmärkta elektroniska komponenter.

Uppmärksamhet riktas mot K10M -modellen . Den ger 230 V spänning och styrs från fjärrkontrollen. En strömbrytare tillhandahålls, förmågan att arbeta vid - 30 grader. Ett antivibrationssystem är installerat på ramen. Det finns också en 12V laddningsgenerator.

Tävlingsföretaget Caiman gick relativt nyligen in på den ryska marknaden . Men hon har redan lyckats demonstrera fördelarna med sina produkter så övertygande som möjligt. Dess modeller är utformade för minimalt buller, och de kan installeras säkert även inne i huset. Alla generatorer av detta märke uppfyller de högsta miljöstandarderna. Naturligtvis innehåller Caimans sortiment enheter av olika kapacitet och storlek.

Detta märke kan skryta med modellen Expert 3010X. Den har ett avancerat alternativ för luftkylning. Kamaxeln använder en förbättrad kedjedrift.

Filtret säkerställer att generatorn startar även på extremt dammiga platser. Automatiseringen säkerställer att start utan olja inte är möjligt. Det är också värt att notera:

• ett par utlopp skyddade mot fukt;
• garanti för batterilivslängd upp till 210 minuter;
• genomtänkt kylutrustning;
• ett utmärkt borstfritt system som inte kräver sofistikerat underhåll.

Den tyska tillverkaren Endress har en mycket bra position på marknaden. I Tyskland själv, som redan säger mycket, är dess enheter extremt populära. Företaget använder aktivt avancerade komplexa lösningar. Som med tidigare leverantörer omfattar sortimentet hela utbudet av strömförsörjningsalternativ. Effekten hos huvuddelen av modellerna varierar från 1500 till 9000 W. Nästan alla Endress -enheter kan leverera 220 och 380 V.

Ett bra exempel är ESE 404 YS Diesel . Denna version uppskattas för sin tillförlitlighet och låga bränsleförbrukning. Enhetens effekt når 3, 9 kVA. Enfasgeneratorns spänning är 230 V. Det elektriska skyddet är IP23.

På tal om tyska leverantörer vore det dumt att ignorera ett annat populärt märke - Fubag . Dess kraftgeneratorer har samma kvalitet som åtminstone den mer kända svetsutrustningen. Fubags specialister bryr sig inte bara om de tekniska egenskaperna, utan också om den ursprungliga designen, vilket gör det enklare att serva. Generatorer av detta märke tillhör formellt den professionella kategorin. De används dock inte mindre framgångsrikt i den privata sektorn.

Det enfasiga kraftverket DS 16 A ES med öppen kraft levererar upp till 13,6 kVA ström med en tank på 51 liter. Luftförvärmning tillhandahålls.

Designerna tog hand om överbelastningsskydd, nivån på elektrisk motstånd är IP23. Den fyrcylindriga installationen ger en ström på 54 A. Vid en belastning på 75%fungerar enheten upp till 10 timmar.

Ryska konsumenter har länge uppskattat fördelarna med Resantas kraftgeneratorer. De hyllas för:

• högteknologiska detaljer;
• enkel service;
• utmärkt förhållande mellan vikt och effekt;
• utspänningens stabilitet.

I sortimentet sticker modellen BG 4000 R, som körs på bensin, ut. Effekt - 3 kW, bränsleklass - AI -92. Det synkrona borstningssystemet fungerar felfritt, informationen kommer till användaren av displayen. Tändstiftnyckel, vred ingår i satsen. Faktum är att produktionen sker i Kina.

Bland de kinesiska företagen sticker varumärket ELITECH positivt ut . I vårt land har han varit känd sedan 2008. Sådana generatorer är inte bara av hög kvalitet, utan också opretentiösa och mångsidiga. ELITECHs produkter använder den senaste tekniken, och därför lyckades företaget skjuta många tidigare marknadsledare åt sidan. Gasgeneratorer för detta företag kännetecknas av en kombinerad start, de kan tillverkas i en stationär eller mobil form.

Ett exempel på en enkel hushållsgenerator är BES 950 R . Med en tankvolym på 4, 4 liter ger den en strömstyrka på 2, 8 A. Start sker i manuellt läge. Automation övervakar oljenivån och stänger av enheten efter behov. Takventilens tvåtaktsmotor har en enda luftkyld cylinder. Ljudvolymen når 56 dBA. Norska kraftgeneratorer förtjänar inte särskilt omnämnande, till skillnad från märken:

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

Hur väljer man?

Att köpa en "bara tyst" enhet är inte helt rimligt. Samt den mest kraftfulla enheten. Först och främst bör du bestämma för vilket ändamål generatorn ska användas:

• i säsongens strömförsörjning;
• som ett säkerhetsnät;
• som en nödlösning;
• som en permanent energikälla.

För turister, jägare, fiskare och en del av kommersiella konsumenter är det mer korrekt att välja en mobil generator. Han kommer också att passa sommarboende. Men enhetens kraft är kritisk. Det måste balanseras: en svag teknik kommer inte att "dra ut" uppgiften, och en alltför stark teknik kommer att slösa resurser.

Att bestämma den nödvändiga indikatorn hjälper till att ta hänsyn till startströmskoefficienten, liksom att dela enheter i viktiga och inte särskilt viktiga (dammsugare, tvättmaskiner, strykjärn, mikrovågsugnar är inte nödvändiga att lägga till).

Antalet faser är också mycket relevant. Endast enfasapparater kan drivas från enfasgenerator. Men för inhemsk och förortsanvändning är detta inte alltför viktigt. Trefasmodeller måste tas för att utrusta byggarbetsplatser, industriföretag och deras individuella verkstäder. Viktigt: de ger inte mer än 1/3 av effekten per fas.

En annan viktig aspekt är bränslet som används . Bensinmodellen gör att du kan leverera ström till huset vid periodiska fel. Dessa enheter är kompakta, relativt lätta och har lite ljud. De används aktivt av små kommersiella företag - både produktion och handel. Dieselmodifikationer är dyra, ger mycket ljud, men de ger ut mycket ström och kan fungera länge utan avbrott. Modeller är värdefulla där elnät saknas som klass.

Dubbla bränsleversioner blir mer ekonomiska och mer mångsidiga än andra. De kör vanligtvis på bensin och gas, och det är enkelt att byta.

Ballong flytande gas är betydligt billigare än bensin . Detta läge är ännu mer fördelaktigt när det är anslutet till en motorväg. Asynkrona enheter är konstruerade för strömförsörjning utomhus, de bör också användas för särskilt fuktiga rum.

Problemet är dock att borstlösa generatorer inte vet hur de ska leverera felfritt högkvalitativ ström med en optimal sinusvåg. Hushållsapparater och datorer drivs bäst av synkrona enheter. Även känslighet för dammskador motiveras av de stabila parametrarna och höga strömegenskaperna. En kopparlindad generator är dyrare, men den leder värme mycket bättre och har utmärkt effekt. Dessutom bör du vara uppmärksam på:

• närvaron av ett AVR -system (utan det kan strömspänningar bryta telefoner, surfplattor och bärbara datorer);
• manuell eller elektrisk typ av starter;
• närvaron av ett alternativ för att automatiskt starta (och ibland stoppa);
• stängt eller öppet fodral (det första alternativet är mer stabilt och pålitligt, men det kan överhettas);
• nedräkning av motortimmar (möjliggör underhåll i tid);
• bränsleförbrukning;
• recensioner;
• leverantörens servicefunktioner.