Električni Generator (52 Fotografije): Načelo Rada Generatora Električne Struje, Vrste, Od čega Se Sastoji I Kako Odabrati

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-07 13:51

Znati sve o električnim generatorima potrebno je ne samo inženjerima, organizatorima proizvodnje i raznim menadžerima, kako oni obično vjeruju. Poznavanje principa rada generatora električne struje osnovno je opće kulturno znanje suvremenog svijeta. Razumijevanje vrsta generatora, od čega se sastoje, kako odabrati uređaj, može značajno poboljšati vaš vlastiti život i jamčiti udobnost čak i uz iznenadni nestanak struje.

Povijest stvaranja

Nemoguće je točno reći koji su stručnjaci izumili generator električne energije - mnogi inženjeri i elektroinženjeri na njemu rade desetljećima. Rad na takvoj tehnici nastavlja se čak i u 21. stoljeću, kada se, čini se, ne može dodati ništa značajno . Odlučujući korak prema stvaranju generatora bilo je otkriće interakcije električnog polja i magnetske igle 1820. godine. Postupno je bilo moguće otkriti da se električna struja dobiva samo u pokretnom magnetskom polju ili kad se u njemu kreće vodič. Čast takvog otkrića dijele Anjos Yedlik (Austrija, 1827.) i Michael Faraday (Engleska, 1831.).

Iako je prvi bio mađarski znanstvenik, napori njegovog britanskog kolege bili su mnogo poznatiji . On je bio taj koji je temeljito i sveobuhvatno istraživao elektromagnetsku indukciju, a ne samo pokušao stvoriti određeni mehanizam. Osim toga, Yedlik je tek od 1850-ih uspio preći s prototipova na punopravni dinamo stroj. No Michael Faraday je 1831. godine stvorio generator električne energije (iako još uvijek nesavršen). Dynamo strojevi povijesno su bili prvi tip, ali su zbog veličine i složenosti komutacije napustili scenu.

Godina izuma prvog električnog stroja u Rusiji je 1833. U isto vrijeme Emmanuel Lenz je otkrio reverzibilnost sustava - jedan aparat može se koristiti i za proizvodnju i kao elektromotor.

Ali arhaično kmetstvo nije dopuštalo iskorištavanje obećavajućeg razvoja, pa je uskoro prioritet neopozivo otišao u industrijski razvijene države . Do 1851. svi su generatori izrađivani samo s permanentnim magnetima; u sljedećih 16 godina bilo je moguće povećati snagu zahvaljujući jednostavnim elektromagnetima. U godinama 1866.-1867. Nekoliko je programera odjednom predstavilo električne strojeve s magnetima za samopobuđivanje.

Generator belgijsko-francuskog izumitelja Zenoba Gramma, izgrađen 1870. godine, prvi se put široko koristio u industrijske svrhe . Kad je došao dizelski motor, neidentificirani programer smislio je kako ga koristiti kao pogon generatora. Već 1920 -ih godina, dizelski generatori počeli su se aktivno koristiti u industriji. Istraživanja fizičara 1940 -ih dovela su do stvaranja magnetohidrodinamičkih generatora. No takvi se sustavi mogu koristiti isključivo u velikim elektranama, nema izgleda za njihovu domaću uporabu.

Uređaj i princip rada

Svaki električni generator pretvara mehanički impuls u električnu struju. Dobiva se uvijanjem zavojnice žice postavljene u magnetsko polje. Zavojnica je podijeljena na dva glavna dijela: kruto fiksni magnet i žičani okvir. Oba kraja zavojnice mehanički su spojena kliznim prstenom koji klizi po ugljičnoj četki. Ova četka provodi električnu struju.

Načelo rada generatora također podrazumijeva da impuls koji generira rotirajući dio ide do unutarnjeg kontaktnog prstena . To se događa točno u trenutku kada dio okvira prođe blizu sjevernog ruba magneta. Izvor izmjenične struje obično radi na principu takozvane generacije jake struje.

Ima samo jedan magnet, međutim, kreće se oko nekoliko namota. Vrijedi uzeti u obzir da je automobilski generator nešto drugačije uređen.

Počinje djelovati pri pokretanju sustava paljenja . U ovom trenutku struja kroz klizne prstene prelazi u sklop četke i u sustav uzbude. Tamo stvara magnetsko polje. Rotor spojen na radilicu generira elektromagnetske oscilacije. Na terminalu za premotavanje generira se izmjenična inducirana struja. Učestalost uvijanja samo pobuđenog generatora povećava se do određene razine, a nakon toga se ispravljač aktivira.

Iako je osnovni princip stvaranja struje interakcija magnetskog polja, rotora i statora, različiti izvori mehaničke energije mogu rotirati pokretni dio. Oni mogu biti:

• tekuća voda;
• vruća para;
• vjetar;
• motori s unutarnjim izgaranjem.

Sinkroni tip generatora razlikuje se po podudaranju torzijskih frekvencija statora i rotora. Trajni magnet se koristi kao rotor. Kad se uređaj pokrene, rotor počinje stvarati slabo polje. Čim se okretaji povećaju, počinje se stvarati velika električna sila. Puls prolazi kroz regulator napona i šalje se u električnu mrežu.

Sinkroni krug omogućuje stabilizaciju parametara emitirane struje. Međutim, postoji velika vjerojatnost električnog preopterećenja. Osim toga, sklop četke mora se servisirati, što odmah povećava troškove potrošača.

Asinkroni modeli kontinuirano rade u režimu usporavanja. Rotor se okreće unaprijed, a njegova se orijentacija poklapa s orijentacijom magnetskog polja koje generira stator. Rotori mogu biti u fazi ili izvedbi s kavezom.

Magnetsko polje u asinkronim uređajima ne može se podesiti . Stoga se frekvencija i amperaža struje izravno određuju brojem zavoja aparata. Posljednjih desetljeća elektrokemijski generatori, koji stvaraju struju na bazi vodika, imali su značajnu ulogu. Pokušavaju se koristiti u automobilima, međutim do sada nije bilo moguće zamijeniti motor s unutarnjim izgaranjem. Druga verzija generatora - solarna baterija radi pomoću fotoelektričnog efekta.

Pogledi

Autonomijom

Izuzetno autonomni tip - to su ručne elektrane. U njima se mehaničko kretanje postiže zbog mišićne snage operatora. Naravno, nema potrebe računati na visoku produktivnost i dugotrajan rad . No, možete s pouzdanjem postati aktualni u svakoj situaciji kada ne možete koristiti ni gorivo, ni energiju vjetra ni vodu. Stoga se takvi generatori mogu uključiti u komplete za hitne slučajeve na zrakoplovima, koristiti ih u hitnim slučajevima od strane ekspedicija, vojske itd. Uvjetno autonomni elektromagnetski uređaji - na benzinski pogon.

Po broju faza

Postoje jednofazni i trofazni uređaji. U kućama i stanovima trofazno napajanje rijetko je potrebno. Izuzetak su stari motori, grijaći elementi za saunu i slična oprema.

Priključivanje jednofaznih potrošača na trofazni generator treba provesti prema pravilu jednolike raspodjele.

Jednostavno pravilo kaže: ako mreža troši 20 kW ili manje, nema smisla u tri faze.

Po načinu rada

Glavni korišteni uređaji dizajnirani su za kontinuirani rad. Obično rade na dizelsko gorivo, iako postoje iznimke. Takva oprema može osigurati 24-satno napajanje električnom energijom, a ona se instalira u velikim elektranama i termoelektranama . Modeli generatora u stanju pripravnosti dizajnirani su za hitne slučajeve (kada se napajanje iznenada prekine). I posao ponekad ide bez prekida, ali samo nekoliko sati.

Prema području primjene

Generatori za uporabu u kućanstvu predstavljeni su u širokom rasponu. Gotovo svi oni daju jednofaznu struju. Normalne vrijednosti su 220 V, 50 Hz. Najmoćniji kućanski uređaji koriste se čak i za zavarivanje, kao i za napajanje malih radionica i auto servisa.

Važno: mogućnost korištenja za zavarivanje mora biti navedena u dokumentaciji - inače je rizik vrlo velik.

Za potrebe proizvodnje potrebni su snažni stacionarni električni generatori. Također se koriste za:

• veliki građevinski projekti;
• mikrosredine;
• čvrsta vikend naselja;
• luke;
• željezničke stanice;
• bolnice;
• obrazovne ustanove;
• uredski centri.

Klasifikacija kućanskih aparata

Benzin

Sustavi koje pokreće vjetar ili tekuća voda nalaze se samo u manje -više velikim elektranama. Nije ih tako jednostavno koristiti u terenskim (planinarskim) uvjetima, pa čak ni samo kod kuće. To se posebno odnosi na hidrogeneratore. Što se tiče termoelektrana za privatnu uporabu, one gotovo uvijek rade na benzin i daju ograničenu snagu, a uređaji jači od 20 kW rijetko se mogu pronaći . Obično koriste benzin AI-92, uporaba AI-76 i AI-95 moguća je samo povremeno, pa čak i tada se ne preporučuje.

Dizel

Instalacije koje rade na dizelsko gorivo ponekad proizvode do 3 MW struje. Oni će osigurati energiju čak i za veliko turističko naselje s garažama i sličnom infrastrukturom.

Dizelski generatori dostupni su u pokretnoj ili stacionarnoj izvedbi. Raspon takvih proizvoda vrlo je velik i očito pokriva sve potrebe.

Čak i relativno slabi modeli prikladni su za napajanje aparata za zavarivanje strujom.

Proizvođači

Suvremeni električni generatori proizvedeni u Rusiji s pouzdanjem izazivaju strane proizvode. Najpopularnije marke su:

• "Svarog";
• "Kalibar";
• Energomaš;
• Energo.

Raspon ruskih dobavljača uključuje i kućne verzije snage 1000-2000 W, te ozbiljne poluindustrijske uzorke snage do 5000 W . Konačno, postoje čak i znatno snažniji modeli koji će pomoći graditeljima i organizatorima proizvodnje. Brojni generatori proizvedeni u Ruskoj Federaciji opremljeni su naprednom elektronikom za upravljanje i nadzor koja prati tehničke parametre. Međutim, postoje i jednostavnije verzije - koje su mnogo stabilnije u teškim uvjetima. Konačno, proizvodi ruskih tvrtki definitivno će biti dostupni potrošačima.

Segment kućanstva predstavljen je, na primjer, modelom EG-87220. Ima vlasničko jamstvo od 14 mjeseci. Spremnik goriva zapremine 15 litara dovoljan je u većini slučajeva, ali automatsko pokretanje nije omogućeno.

Najveća snaga doseže 2200 vata. Radni napon - očekivano 220 V.

Odlične generatore isporučuje i francuska tvrtka SDMO . Općenito, jedan je od svjetskih lidera u proizvodnji električnih generatora različitih vrsta i kapaciteta. Lako možete pronaći SDMO benzinsku elektranu koja može riješiti gotovo sve zamislive zadatke. Nude atraktivne performanse. Asortiman francuskog koncerna uključuje modele sa posebnim okvirima koji prigušuju vibracije. Opremljen izvrsnim elektroničkim komponentama.

Pažnju privlači model K10M . Pruža napon od 230 V, a upravlja se daljinskim upravljačem. Omogućen je prekidač za napajanje, mogućnost rada na - 30 stupnjeva. Na okvir je ugrađen sustav protiv vibracija. Tu je i 12V generator punjenja.

Konkurentna tvrtka Caiman relativno je nedavno ušla na rusko tržište . Međutim, već je uspjela što uvjerljivije pokazati zasluge svojih proizvoda. Njegovi modeli dizajnirani su za minimalnu buku, a mogu se sigurno instalirati čak i unutar kuće. Svi generatori ove marke zadovoljavaju najviše ekološke standarde. Naravno, asortiman Caiman uključuje uređaje različitih kapaciteta i veličina.

Ova marka može se pohvaliti modelom Expert 3010X. Ima naprednu opciju hlađenja zrakom. Bregasto vratilo koristi poboljšani lančani pogon.

Filtar osigurava pokretanje generatora čak i na iznimno prašnjavim mjestima. Automatizacija će osigurati da pokretanje bez ulja nije moguće. Također je vrijedno napomenuti:

• par utičnica zaštićenih od vlage;
• jamstvo trajanja baterije do 210 minuta;
• promišljena rashladna oprema;
• izvrstan sustav bez četkica koji ne zahtijeva sofisticirano održavanje.

Njemački proizvođač Endress zauzima vrlo dobru poziciju na tržištu. U samoj Njemačkoj, koja već puno govori, njezini su uređaji iznimno popularni. Tvrtka aktivno koristi napredna složena rješenja. Kao i kod prethodnih dobavljača, asortiman uključuje cijeli niz mogućnosti napajanja. Snaga glavnog dijela modela varira od 1500 do 9000 W. Gotovo svi Endress uređaji mogu isporučiti 220 i 380 V.

Dobar primjer je ESE 404 YS Diesel . Ova je verzija cijenjena zbog svoje pouzdanosti i male potrošnje goriva. Snaga uređaja doseže 3, 9 kVA. Nazivni napon jednofaznog generatora je 230 V. Električna zaštita je IP23.

Kad smo već kod njemačkih dobavljača, bilo bi glupo zanemariti još jednu popularnu marku - Fubag . Njegovi generatori snage iste su kvalitete kao i barem poznatija oprema za zavarivanje. Stručnjaci tvrtke Fubag ne brinu se samo o tehničkim karakteristikama, već i o izvornom dizajnu, što olakšava servisiranje. Generatori ove marke formalno pripadaju profesionalnoj kategoriji. Međutim, oni se ne manje uspješno koriste u privatnom sektoru.

Otvorena jednofazna elektrana DS 16 A ES isporučuje do 13,6 kVA struje pomoću spremnika od 51 litre. Predviđeno je zagrijavanje zraka.

Dizajneri su se pobrinuli za zaštitu od preopterećenja, razina električnog otpora je IP23. Četverocilindrična instalacija daje struju od 54 A. Pri opterećenju od 75%uređaj će raditi do 10 sati.

Ruski potrošači odavno su cijenili prednosti generatora snage marke Resanta. Pohvaljeni su zbog:

• detalji visoke tehnologije;
• jednostavnost usluge;
• izvrstan omjer težine i snage;
• stabilnost izlaznog napona.

U asortimanu se ističe model BG 4000 R, koji radi na benzin. Snaga motora - 3 kW, razred goriva - AI -92. Sinkroni sustav četkanja radi besprijekorno, informacije se korisniku donose putem zaslona. Ključ za svjećice, gumb, uključeni su u komplet. Zapravo, proizvodnja se odvija u Kini.

Među kineskim tvrtkama, brand ELITECH povoljno se ističe . Kod nas je poznat od 2008. godine. Takvi generatori nisu samo visoke kvalitete, već su i nepretenciozni i svestrani. ELITECH proizvodi koriste najnovije tehnologije, pa je tvrtka uspjela gurnuti u stranu mnoge bivše lidere na tržištu. Generatori plina ove tvrtke odlikuju se kombiniranim pokretanjem, mogu se napraviti u stacionarnom ili mobilnom obliku.

Primjer jednostavnog kućanskog generatora je BES 950 R . S kapacitetom spremnika od 4, 4 litre, osigurava jakost struje od 2, 8 A. Start se događa u ručnom načinu rada. Automatizacija prati razinu ulja i po potrebi isključuje uređaj. Dvotaktni motor nadzemnog ventila ima jedan cilindar sa zračnim hlađenjem. Glasnoća zvuka doseže 56 dBA. Norveški generatori energije ne zaslužuju posebno spominjanje, za razliku od marki:

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

Kako odabrati?

Kupnja uređaja "samo tiho" nije sasvim razumno. Kao i najmoćniji uređaj. Prije svega, trebate odlučiti u koje će se svrhe generator koristiti:

• u sezonskom napajanju;
• kao rezervna sigurnosna mreža;
• kao hitno rješenje;
• kao stalni izvor energije.

Za turiste, lovce, ribare i dio komercijalnih potrošača ispravnije je odabrati mobilni generator. Odgovarat će i ljetnim stanovnicima. No, snaga uređaja je kritična. Mora se uravnotežiti: slaba tehnika neće "izvući" zadatak, a pretjerano jaka tehnika trošit će resurse.

Određivanje potrebnog pokazatelja pomaže uzeti u obzir koeficijent početne struje, kao i podjelu uređaja na važne i ne baš važne (usisavače, perilice rublja, glačalo, mikrovalne pećnice nije potrebno dodavati).

Broj faza je također vrlo relevantan. Samo jednofazni uređaji mogu se napajati iz jednofaznog generatora. Međutim, za kućnu i prigradsku uporabu to nije previše važno. Moraju se uzeti trofazni modeli za opremanje gradilišta, industrijskih poduzeća i njihovih pojedinačnih radionica. Važno: ne odaju više od 1/3 snage po fazi.

Drugi važan aspekt je korišteno gorivo . Benzinski model omogućit će vam napajanje struje kući u slučaju povremenih kvarova. Ovi su uređaji kompaktni, relativno lagani i imaju malo buke. Aktivno ih koriste male trgovačke tvrtke - i proizvodne i trgovačke. Modifikacije dizela skupe su, stvaraju veliku buku, ali odaju veliku struju i mogu dugo raditi bez prekida. Modeli su vrijedni tamo gdje nedostaju električne mreže kao klasa.

Verzije s dva goriva bit će ekonomičnije i svestranije od ostalih. Obično rade na benzin i plin, a zamjena je jednostavna.

Ukapljeni plin iz balona znatno je jeftiniji od benzina . Ovaj način rada je još povoljniji kada je spojen na autocestu. Asinkroni uređaji dizajnirani su za napajanje na otvorenom, trebali bi se koristiti i za posebno vlažne prostorije.

Međutim, problem je u tome što generatori bez četkica ne znaju isporučiti besprijekorno visokokvalitetnu struju s optimalnim sinusnim valom. Kućanske aparate i računala najbolje pokreću sinkroni uređaji. Čak je i osjetljivost na oštećenja prašinom opravdana stabilnim parametrima i visokim karakteristikama struje. Alternator s bakrenim namotom skuplji je, ali mnogo bolje provodi toplinu i ima izvrsnu izlaznu snagu. Osim toga, trebali biste obratiti pozornost na:

• prisutnost AVR sustava (bez njega prenaponi struje mogu slomiti telefone, tablete i prijenosna računala);
• ručni ili električni tip startera;
• prisutnost mogućnosti automatskog pokretanja (a ponekad i zaustavljanja);
• zatvoreno ili otvoreno kućište (prva je opcija stabilnija i pouzdanija, ali se može pregrijati);
• odbrojavanje sati rada motora (što omogućuje pravovremeno održavanje);
• Potrošnja goriva;
• recenzije;
• servisne mogućnosti dobavljača.