Устройство генератора переменного тока

Устройство генератора переменного тока

Устройство генератора переменного тока
СОДЕРЖАНИЕ
0
91 просмотров
31 декабря 2020

Как работает

В камерах двигателя размещается сжатое топливо, которое может воспламеняться. В процессе горения образуются газы, начинающие вращать коленвал. Из-за этого начинает работать ротор альтернатора. В статоре образуется магнитное поле.

Электрический генератор

Результат процессов, описанных ранее, — появление индукционного электрического тока в обмотке. Он доступен для потребления сразу на выводе устройства, любыми другими приборами. Поездки на природу, резервное питание — ситуации, когда подобные решения становятся актуальными. В этом случае электрический генератор незаменим.

Мощность автогенератора

Если включить все энергоемкие приборы в автомобиле, то генератор может не справляться с нагрузкой и часть энергии будет отдавать аккумулятор.

Чтобы рассчитать мощность генератора достаточно воспользоваться простой формулой из школьного курса P = I * U, где Р – мощность, I – сила тока, U – напряжение.

Мы узнали, что напряжение на выходе генератора должно быть в районе 13,5В – 14,2В. Сила тока у разных моделей может отличаться. В среднем это от 80А до 140А. Возьмем среднее значение в 100А.

По формуле получаем 13,5В*100А = 1 350 Вт или 1,35 КВт. Это и есть мощность генератора, которая измеряется в Ваттах. Нужно также учитывать, что это максимальное значение, которое достигается при определенных оборотах двигателя, как правило, от 3000 об/мин и выше. На холостом ходе выдаваемая мощность равняется 75% от максимально возможной. Считается, что для автомобиля хватает 80А. Если применить более мощный автогенератор, то бортовая сеть может не справиться с нагрузкой. Нужно это учитывать. Большая мощность не всегда идет на пользу.

Воздействие на человека

В отличие от низкочастотного тока, высоко частотный не проникает вглубь тканей человека, стекая по поверхности тела. ВЧ ток исключает электротравму.

УВЧ аппарат

Используется в медицине для лечения:

  • ультра частотная терапия, аппараты УВЧ;
  • диатермия, прогревание ВЧ токами;
  • индуктотермия, лечение высокочастотным магнитным полем;
  • оздоровление органов с помощью микроволнового аппарата;
  • дарсонваль, воздействие на части тела высоковольтными разрядами.

В повседневной жизни пользуются микроволновой печью с СВЧ излучением.

Дарсонваль

Н. Теслу по праву считают гением своего времени. Существуют мнение, что его теория эфира, гениальные разработки блокировались. Тесла мечтал обеспечить человечество бесплатной энергией, создать антигравитационный двигатель, путём преобразования энергии эфира. Бестопливный генератор, резонансный трансформатор Н. Тесла собирают своими руками даже школьники. А это значит, что кто-то продолжит его дело.

Параметры выбора генераторов для дома

Тип топлива

Наиболее часто применяются для дома дизельные и бензиновые генераторы (модели на газу рассматривать не будем в связи со сложностью их обслуживания и высокой мощностью, которая для дома не нужна):

  • Бензиновые. Бензиновые модели менее мощные, чем дизельные и стоят гораздо дешевле. Также они менее шумные (хотя тихими их не назовешь). Однако из-за относительно невысокой мощности (в сравнении с дизельными) их удобнее всего использовать лишь как резервный источник питания или брать на природу, чтобы пользоваться там электричеством. Если вам необходимо подстраховаться на случай отключения электроэнергии, то бензиновая модель — то, что нужно.
  • Дизельные. Дизельные агрегаты имеют больший ресурс, чем бензиновые и гораздо мощнее, что делает их весьма удобными для получения электроэнергии на строительном объекте, для запитки мощных приборов, например, сварочного аппарата. Однако такие модели стоят на порядок дороже бензиновых аналогов, да и сам дизель, как топливо, уже догнал по стоимости бензин, поэтому сэкономить не получится. Дизельные агрегаты стоит приобретать тем, кто планирует использовать устройство, как основной источник электричества, например, на даче или для работы на стройке.

Отметим также, что существуют бензиновые инверторные модели. Главное их преимущество — это компактность, небольшой вес и относительно невысокая шумность. Их можно даже брать с собой на природу. Но они практически все низкой мощности, поэтому в роли резервного питания не подойдут (разве что для холодильника и электроники). Также, если выйдет из строя управляющая плата, то замена ее будет стоит около 80 % стоимости всего генератора.

Мощность устройства

Выбор генератора по мощности осуществляется при условии, если известна общая мощность всех приборов, которые будут к нему подключаться. Если не планируется подключение электрокотла или мощного сварочного аппарата, тогда в большинстве случаев генератора мощностью до 3 кВт вполне хватит. Однако при использовании электрического отопления может понадобиться мощный трехфазный генератор до 10 кВт.

Напряжение

Генератор может иметь розетки, от которых можно запитать приборы следующего напряжения:

  • 220 В. Все стандартные бытовые электроприборы, которые есть в доме.
  • 380 В. Генератор с таким напряжением может понадобиться только для трехфазного отопления, сварочника, работающего от 380 В или зарядки современного электромобиля.
  • 12 В. Постоянный ток на выходе 12 В необходим автомобильным аккумуляторам, так что если планируете заряжать аккумулятор где-то в дороге, тогда берите модель с таким DC выходом.

Дополнительные функции

Некоторые модели генераторов могут быть оснащены дополнительными функциями, которые полезны в тех или иных случаях:

Автозапуск (ATS). Функция способна запускать генератор автоматически без действий со стороны человека. Она весьма удобна, если генератор устанавливается в качестве аварийного питания. При отключении подачи электричества в городской сети, генератор автоматически включится, приняв нагрузку от приборов на себя.

  • Электростартер. Электростартер позволяет запустить устройство простым нажатием на кнопку. При этом не нужно дергать за «шморгалку», хотя конечно она в каждом генераторе неизменно присутствует.
  • Счетчик моточасов. Счетчик показывает общий ресурс часов, отработанных устройством. Благодаря этому вы всегда будете знать, сколько двигатель в работе и пора ли проводить обслуживание. Также эта функция полезна, когда покупаете генератор «с рук» — точно знаете, сколько агрегат отработал.
  • USB-порт. При наличии такого разъема вы всегда сможете подзарядить свой смартфон или планшет. Однако во времена «пауэрбанков» данная функция не всегда актуальна и востребована.

Лава-лампы в Cloudflare

Компания CloudFlare, которая сама заявляет, что через ее сеть проходит «около 10 % мирового трафика», защищает интернет-проекты от DDoS-атак, но и ей самой нужна защита. Трафик, который проходит через сети CloudFlare, шифруется — и в этом помогает сотня разноцветных лава-ламп на «Стене Энтропии».

Лавовая лампа представляет собой стеклянную емкость, заполненную прозрачным маслом и полупрозрачным парафином. Расположенная в нижней части емкости лампочка накаливания нагревает и подсвечивает содержимое цилиндра, при этом происходит «лавообразное» перемещение парафина в масле. Парафин немного тяжелее масла, но при небольшом нагреве становится легче и всплывает.

За движением жидкостей наблюдают несколько камер, делающих моментальные фотоснимки. Снимки преобразовываются в числа, из которых потом генерируются ключи шифрования. За один кадр получается 16 384 бит энтропии.

В двух других офисах CloudFlare используются иные способы получать случайные значения. В Лондоне камера снимает движения трех хаотических маятников, а в Сингапуре поставили счетчик Гейгера, замеряющий показатели радиоактивного распада небольшого кусочка урана. В последнем случае уран используется в качестве «источника данных», поскольку для радиоактивного излучения характерна случайность каждого отдельного акта распада.

Все эти способы работы с данными привлекают внимание к деятельности компании, чья работа часто остается невидимой для обычных клиентов

Каким компаниям доверять?

Выпуском электрических генераторов занимаются не только известные компании, но и те, что появились совсем недавно. В имеющемся ассортименте легко запутаться без некоторой подготовки.

Стационарная установка

Отечественному покупателю хорошо известны следующие несколько названий:

  • «Вепрь». Пользуется наибольшим спросом среди российских компаний, занимающихся этим направлением. Мощность находится в диапазоне от 2 до 230 кВт. Генераторы подходят как для бытового, так и для промышленного применения. WAY — модели, подходящие для эксплуатации в домашних условиях.
  • SDMO. Ещё один производитель, модели которого встречаются в большом количестве. Агрегаты и в этом случае с двигателями, работающими на 1 либо на 3 фазах. Мощность, внешнее исполнение — главное отличие между разными моделями. Корпус с шумопоглощением отлично подходит тем, кто использует именно бытовые разновидности генераторов. Воздушное охлаждение, мощность до 10 кВа — характеристики отдельного класса устройств. Они часто снабжаются дополнительными выходами для переменного либо постоянного тока. Электростартер дополняет стационарные разновидности моделей. Они устанавливаются на раме или внутри контейнеров с функцией шумоизоляции.
  • Geko. Производитель с широкой линейкой продукции для любых условий. Создаёт не только бытовые модели, но и варианты с более узкой специализацией. Внутри моделей устанавливают одно- или трёхфазный двигатель в зависимости от того, какие цели преследует потребитель. Запуск — ручной либо его заменяет электростартер. У некоторых моделей есть кожухи, поглощающие шумы. Встроенная панель автоматического запуска тоже становится неплохим дополнением к стандартным электростанциям.

Квантовые флуктуации вакуума

Схематическое представление пространственно-временных отклонений от уровня невозмущенных вакуумных флуктуаций электрического поляИсточник

Вакуум, вопреки названию («vacuus» — пустой), истинно пустым считать нельзя, поскольку в нем в силу принципа неопределенности Гейзенберга беспрестанно рождаются и умирают виртуальные частицы — происходят так называемые квантовые флуктуации, колебания уровня энергии в единице объема пространства-времени.

Канадские физики сконструировали быстрый и конструктивно простой генератор случайных чисел на базе вакуумных флуктуаций. Генератор состоит из импульсного лазера с высокой частотой излучения, среды с высоким коэффициентом преломления (алмаз) и детектора. Проходя через алмаз, каждый импульс на детекторе показывает разные характеристики, в зависимости от вакуумных флуктуаций поля, которые встретились на пути фотонов. В спектре рассеянного излучения на выходе появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного света, а из-за непредсказуемости вакуумных флуктуаций эти линии каждый раз отличаются непредсказуемым образом.

Физики говорят, что не существует даже концепции того, как теоретически можно было бы разработать устройство для предсказаний колебаний энергии появления и аннигиляции виртуальных частиц — это одно из самых случайных событий, которое мы наблюдаем во Вселенной.

Осталось сделать этот генератор достаточно компактным и дешевым, чтобы начать его массовое использование.

Обзор производителей и цен

Довольно популярными и общедоступными являются генераторы одесского производителя. Самыми дорогими приборами на рыке являются иностранные генераторы фирмы Феррите. В зависимости от мощности цена прибора составляет от 35000 рублей. Менее дорогими, но довольно популярными являются генераторы марки Андрус – от 25000 рублей.

ООО «ЭНЕРДЖСИСТЕМ»

Компания специализируется на поставках электрооборудования для различных промышленных областей. Также фирма работает с 2006 года и помогает сертифицировать и продвигать товар на зарубежном рынке. Специализируется на производстве магнитных электрогенераторов и двигателей.

Магнитный генератор содержит работающие обмотки статора, которые равномерно распределяются по окружности и неподвижно стоят в корпусе. Сам генератор изготавливается из немагнитного материала. Принцип его работы заключается в обеспечении постоянного тока несколькими электромагнитами, создавая эффект магнитного баланса.

Что касается электродвигателя, производимого компанией ООО «ЭНЕРДЖСИСТЕМ», то принцип его действия заключен в подаче высокого напряжения на электроды. Двигатель очень прост в исполнении, надежен и отличается маленькой массой и габаритами.

НПП КБ «ВЕРАНО-КО»

Бестопливный ветреный генератор, который производит украинская фирма, содержит решение нескольких задач по использованию энергии ветра:

  • способен зарядить аккумуляторную батарею на скорости ветра от 2 м/с;
  • способен произвести указанную мощность при силе ветра от 5 м/с, при этом наращивая мощность, если скорость ветра растет;
  • при ураганном ветре прибор максимально устойчив и в тепловых резисторах не выжигается свободная энергия .

Генератор «ВЕГА»

Считается само восстанавливающимся устройством, которое работает благодаря импульсным толчкам. Электрогенератор ВЕГА – это отличная замена ветреному генератору, солнечным батареям и не зависит от погодных условий. Мощность такого бестопливного генератора составляет от 1 до 5 кВт. Размеры генератора составляют 40x64x64, вес – до 7 кг. Являясь гибридной системой, электрогенератор ВЕГА способен преобразовывать кинетическую энергию в импульсы высокого тока.

Для его выработки применяется генератор с ротором снаружи, который фиксируется магнитами с индивидуальной напряженностью. Короб прибора надежно защищен от факторов внешней среды, поэтому генератор ВЕГА можно считать надежным. Его работа составляет 24 часа в сутки, однако при этом его нельзя отнести к «вечному двигателю». Срок службы такого прибора составляет 20 лет.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Тип двигателя:

  • двухтактный – используется в электрогенераторов мощностью до 1 кВт. Экономные, но имеет ограниченный моторесурс;
  • четырёхтактный –  используется в инверторных, газовых и дизельных электрогенераторах большой мощности.

2. Количество оборотов – данный параметр влияет на продолжительность непрерывного функционирования. Принято различать устройства по следующим параметрам:

  • до 3 тыс. об/мин. непрерывная работа до 5-8 часов;
  • до 1,5 тыс. об/мин. непрерывная работа до 2-3 суток у бензиновых, до 5-7 суток у дизельных и более 10 суток у газовых генераторов.
  • бензиновый до 20 кВт;
  • дизельный до 50 кВт;
  • газовые до 50 кВт.*

* имеются в виду компактные переносные генераторы для бытового использования, а не стационарные электростанции, мощность которых может достигать нескольких мегаватт.

4. Принцип генерации электрического тока:

  • асинхронный – рекомендуется использовать, если потребляющее оборудование характеризуется небольшими изменениями пусковой мощности (пусковой коэффициент близок к единице);
  • синхронный – выдерживает высокие пусковые нагрузки, рекомендуется применять для питания оборудования чувствительного к качеству электричества.

5. Количество фаз:

  • однофазный;
  • трёхфазный.

6. Способ запуска:

  • ручной;
  • электростартер (также имеется и ручной стартер);
  • автоматический запуск при отключении объекта от внешнего электроснабжения.

7. Способ охлаждения:

  • воздушный – для маломощных устройств до 3-4 кВт (на бензиновых почти на всех, независимо от мощности);
  • жидкостный – на дизель генераторах начиная с 5 кВт, помогает избежать перегрева при длительной эксплуатации.

Анализируя основные характеристики электрогенератор можно прийти к следующим выводам:

1. Двухтактные бензиновые электрогенераторы, мощностью 0,7 – 1,5 кВт можно использовать в качестве аварийных источников электроснабжения на несколько часов для подключения 2-3 электроприборов не требовательных к качеству электричества.

2. Четырехтактные инверторные бензиновые электрогенераторы, мощностью 2-4 кВт используются как аварийные источники электроснабжения для непрерывной работы на 5-6 часов для подключения 6-7 электроприборов чувствительных к количеству электричества.

3. Дизельные генераторы рекомендуется применять, как резервные источники, если необходимо длительное обеспечение электричеством – 10-15 часов непрерывной работы.

4. Газовые генераторы могут использоваться в качестве альтернативных источников электричества, обеспечивающих электроснабжением дом и все бытовые приборы наиболее длительный период – несколько суток.

  *  *  *

2014-2020 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Типы генераторов

Однако прежде стоит разобраться, какой мощности нужна система энергообеспечения для частного дома, а также, какой больше подойдет: дизельный или бензиновый генератор для частного дома. Сегодня на рынке представлено множество различных по характеристикам и свойствам моделей, различающихся как по мощности, так и по принципу действия.

Бензиновый

Автономный генератор тока бензиновый для частного дома — оптимальный вариант для обеспечения бесперебойного энергоснабжения в периоды отключения. Принцип работы основывается на сгорании топлива, проходящего процедуру очистки от механических примесей, с участием кислорода, поступающего посредством втягивания в специальные фильтра. Сгорающая смесь образует приводящий поршневую систему в действие газ. Вращательный момент активизирует ротор, преобразующий его в электрическую энергию.

Мощность генерации бензиновых устройств, использующихся для обеспечения электроэнергией стандартного загородного дома на одну семью, в большинстве своем ограничено 12 кВт, чего вполне хватает для обеспечения напряжения в 220 и 330 В. Для питания энергией больших торговых и офисных помещений могут использоваться устройства мощностью до 30 кВт. Часовое потребление горючего варьируется от 0,3 до 4 литров в зависимости от выходного напряжения.

При приобретении необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией, в частности относительно рекомендованного времени бесперебойной работы. В среднем это время составляет от 10 до 12 часов, после чего требуется охлаждение системы. В то же время хороший бензиновый генератор способен работать дольше, но круглосуточное его использование тем не менее не рекомендуется. По видам различают бензиновый генератор для частного дома, цена которого ниже, — двухтактные и более дорогие, способные вырабатывать большую мощность, — четырехтактные.

Дизельный

Дизельные аппараты также используются в качества аварийного источника энергоснабжения, а также как дополнительный источник питания в тех случаях, когда предоставляемой мощности электроэнергии не хватает для обеспечения всех потребностей в ней. Дизельные аппараты весьма широко представлены, многие из них способны вырабатывать значительное количество электроэнергии, в связи с чем чаще используются для нужд нескольких домов. Принцип их работы схож с бензиновыми, однако, как следует из названия, работают на другом виде топлива. Есть также модель для обеспечения нужд одного хозяйства. Мощность трехфазных дизельных устройств, представленных на рынке, составляет от 8 до 30 кВА.

Газовый

Существуют также устройства, принцип работы которых основывается на природном газе, за счет энергии сгорания которого приводятся в движение лопатки турбины. Компрессор вращается за счет половины вырабатываемой энергии, другая питает сам генератор. В этом его преимущество, он полностью автономный, при этом экологически чистый.

Опасность газовых генераторов связана с возможной протечкой и, как следствие, взрывом при повреждении системы.

Однако необходимо отметить опасность, с которой сопряжена работа устройства. Еще опаснее устройство, принцип работы которого основан на сжиженном газе. Опасность связана с характерными для газовых устройств проблемами, подразумевающими протечку и, как следствие, возможность взрыва при повреждении системы.

Три фактора, влияющие на качество эксплуатации электрогенераторов

На что нужно обратить внимание при выборе электрогенератора? Это три основные вещи – мощность, вид нагрузки и вид используемого топлива. 1

Мощность электрогенератора. Чтобы правильно подобрать этот параметр генератора, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую всеми электроприборами вашего дома. Нужно взять во внимание то, что нагрузка от потребителей бывает двух видов: это активная (лампочка, бытовые электроприборы, не имеющие электродвигателей) и реактивная (холодильник, кондиционер, насос, сварочный аппарат, болгарки, дрели, в общем, все потребители, имеющие электрические двигатели или высокий пусковой ток)

1. Мощность электрогенератора. Чтобы правильно подобрать этот параметр генератора, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую всеми электроприборами вашего дома

Нужно взять во внимание то, что нагрузка от потребителей бывает двух видов: это активная (лампочка, бытовые электроприборы, не имеющие электродвигателей) и реактивная (холодильник, кондиционер, насос, сварочный аппарат, болгарки, дрели, в общем, все потребители, имеющие электрические двигатели или высокий пусковой ток)

Чтобы рассчитать полную мощность потребителей, нужно подсчитать суммарную мощность с учетом всех коэффициентов и небольшого запаса. Примерно это выглядит так.

Рполная = Р1xК1+Р2xК2+ … +РnxКn.
Где K – коэффициент, учитывающий пусковую мощность потребителя.
Коэффициент активной нагрузки для бытовых электроприборов составляет 1-1,3. Для электрических потребителей с реактивной составляющей этот коэффициент условно принимается равным 3.

Электрогенератор газовый бытовой фото

Сумма всех вместе взятых нагрузок и будет определять мощность необходимой вам электростанции, плюс 15% нужно заложить «про запас», поскольку со временем количество электрооборудования имеет свойство увеличиваться. Многие потребители (приборы, в цепь которых включены асинхронные электродвигатели, например, холодильники, электроинструменты) при пуске могут потреблять намного больше электроэнергии, чем указанная в паспортных данных мощность. Если речь идет о дизельной электростанции с заведомо большим запасом мощности, помните, что минимально допустимая нагрузка не может быть меньше 30% мощности электрического генератора.

Бытовой электрогенератор фото

2. Вид нагрузки на электрогенератор. Всем нам известно, что напряжение в сети может быть 220В (230В) и 380В (400В). Бытует мнение, что трехфазные (380В) бытовые электрогенераторы предпочтительнее в виду своей универсальности. Они могут выдавать в сеть как 380В, так и 230В. Но если в ваши планы не входит подключение трехфазных потребителей, то лучше остановиться на однофазной (230В) электростанции.

Электростанция мощностью 6кВт/400В выдает на каждую фазу по 2 кВт, этого может оказаться мало для работы вашего оборудования. В таком случае придется учесть данный нюанс при монтаже электропроводки (часть потребителей посадить на одну фазу, еще часть на другую).

Как выбрать электрогенератор для дома или дачи

3. Используемое топливо. Что выбрать? Дизельную электростанцию или бензогенератор? Бытует мнение, что при потребляемой мощности более 6-8кВт лучше остановиться на дизельном агрегате. Если провести сравнительный анализ бензиновых и дизельных установок одного класса, то можно прийти к выводу, что их надежность практически одинакова. Существенная разница заключается только в их стоимости и стоимости энергоносителя.

С этой точки зрения наиболее выгодными будут газовые электрогенераторы. А если разобраться еще подробнее, то бестопливная энергетика окажется куда более привлекательной. Тут уж выбор за вами. В любом случае, генератор электрического тока, выбранный для использования в конкретных условиях, окажется полезным приобретением.

Автор статьи Александр Куликов

Заключение

Таким образом, электрогенератор своими руками, может стать отличным вариантом альтернативного электроснабжения.

Его мощности будет достаточно для обеспечения электроэнергией строительных приборов, а также небольших домашних приборов. Поскольку работа производится с электричеством, то у людей, не имеющих ни малейшего представления о серьезности и опасности проделываемых манипуляций, электрогенератор может не получиться.

Не секрет, что сделанный своими руками генератор, будет раз в 5 дешевле, но не факт, что его продуктивность может конкурировать с покупной моделью заводской сборки, оснащенной автоматикой. Отказаться от подобной затеи следует в таких случаях:

  • если нет уверенности в собственных силах и знаниях;
  • когда несколько попыток сборки не увенчались успехом;
  • если нет в наличии соответствующего оборудования и измерительных приборов;
  • если нет навыка в расчетах и подборе компонентов прибора, а также в чтении схем.

При наличии всех необходимых конструктивных деталей можно попробовать собрать агрегат своими руками. Если процедура не увенчалась успехом – всегда можно прибегнуть к помощи покупных моделей. Покупка электрогенератора имеет только один минус – это высокую стоимость. Однако в некоторых случаях она вполне оправдана точностью рабочего процесса, а также возможностью самостоятельного контроля всего процесса переработки и преобразования постоянного тока в переменный.

Комментировать
0
91 просмотров
Это интересно

Русские никогда не жили в избах Занимательные факты
197 комментариев