Генератор электрического тока: устройство, рабочий принцип, выбор для дома
Один из видов оснащения электрического питания — генератор электрического тока. Эта установка бывает как ключевым вариантом, так и только на определенный период времени пропадания главного источника питания.
Что такое генератор тока
Устройство, преобразующее энергию механического типа в электрическую, называют генератором тока. Они могут быть постоянного и переменного тока. Устройства, вырабатывающие постоянный ток, более трудоемкие в исполнении и не очень надёжны.
Тоже как вариант))
С возникновением полупроводниковых приборов, которые дают возможность выровнять электрический ток, в основном все равно применялся генератор электрического тока. Если нужен постоянный ток, на выходе источника электрического тока ставят выпрямитель, который сформировывает электрическое питание необходимого типа и уровня.
Устройство и рабочий принцип
Понять, как происходит такое переустройство, можно смотря на простейшую модель генератора. Его работа основывается на принципе проявления ЭДС — электродвижущей силы. Кратко выразить суть данного явления можно так, если закрытая рамка пересекает магнитное поле, в ней появляется (наводится) переменный ток. Чтобы «снять» ток с рамки, применяют особое устройство ? щеточный узел. На концах рамки выполнены кольца, которые контактируют с токосъёмными контактами (щетками). Щетки, за счёт силы упругости пружин, хорошо прилегают к кольцам, обеспечивая контакт. К щеткам припаяны провода, по которой дальше в устройство и передаётся ток.
Генератор электрического тока: устройство и рабочий принцип
Как выходит переменое напряжение? Только представьте, рамка крутится, то одной, то оборотной стороной приближаясь к полюсам (позитивному S и негативному N). Чем ближе к полюсу, тем сильнее наводимое поле (больше сила тока), чем дальше ? тем меньше. Исходя из этого, на контактных кольцах имеем медленно изменяющуюся силу тока. Она то близка до нуля (когда рамка расположено дальше всего), то подходит к максимуму. Аналогичным образом, приобретаем на выходе ток синусоидальной формы.
Аналогичным образом приобретаем на выходе генератора ток синусоидальной формы
Те же самые процессы происходят, если прямоугольную рамку зафиксировать неподвижно, а в середине нее вращать магнитное поле. Ток также имеет синусоидальную форму, просто имеем два типа установок ? с неподвижным статором и с неподвижным ротором.
Генератор постоянного тока устроен именно так и выделяется только устройство снятия тока. К рамке прикреплены два полукольца, так что щетки снимают ток поперемено, то с одного конца рамки, то с иного. В результате на выходе имеем позитивные полуволны, которые близки к постоянному току.
Виды бытовых генераторов
Это была доктрина, а теперь перейдем к практике. Резервные электростанции электротока необходимы как правило для оснащения питанием электрического оборудования. Есть две ситуации:
- Электрический генератор необходим на случай пропадания сети.
- Как главный источник питания.
Очень простые резервные электростанции переменного и постоянного тока: устройство и рабочий принцип
Для обоюдных случаев логика выбора похожа, но имеет собственные характерности. Если генератор необходим для стабильной работы, на первое место выходит топливный расход и прочность. Еще необходимо обращать свое внимание на «громкость» работы, ёмкость топливного бака.
Для непродолжительного включения на случай пропадания питания, очень часто пытаются приобрести не очень дорогую модель. Однако в погоне за экономией, нужно помнить о хороших характеристиках.
Синхронные и асинхронные
В настоящий момент не станем разбираться к особенностях конструкции, а остановимся на плюсах и минусах. Синхронные резервные электростанции выделяются тем, что на якоре имеют обмотки. Они предоставляют более постоянное напряжение и имеют меньшие отклонения по частоте. Это отлично для взыскательных к качеству питания. К хорошим качествам синхронных генераторов тока относят также нормальную реакцию на токи пуска, так что хорошо они работают с индуктивной нагрузкой (с электрическими двигателями). Минусы ? более трудная конструкция и большая цена. Ещё один пункт, наличие щеток, которые, как все знают снашиваются и искрят. Так что при очень большой цене синхронные резервные электростанции имеют меньший ресурс работы.
Устройство асинхронных моделей легче
Асинхронные резервные электростанции имеют самую обычную конструкцию и не высокие цены. При практически небольшой цене выделяются значительно долгим сроком службы. Но стабильность тока хочет быть лучше: погрешность до 10% по напряжению и 4% по частоте. Ещё единственный минус: переносят плохо токи пуска. Потому, для оснащения правильной работы сложной техники лучше всего иметь стабилизатор, а для мягкого пуска электрические моторы включать через частотный преобразователь.
Инверторный либо нет
Есть ещё говоря иначе инверторные домашние резервные электростанции тока. Это те же резервные электростанции, но на выходе которых стоит дополнительное устройство, стабилизирующее выходные критерии. С учитыванием того что техника у нас становится все довольно дорогой и требовательной к качеству питания, применение инверторных генераторов практически необходимость.
Генератор электрического тока с преобразователем напряжения: ключевые узлы и блоки
Единственное исключение, когда аппарат будет стоять на дачном участке или в доме, а в период его работы, «не постоянная» техника работать не будет. К группе «капризных» определенно относится вся компьютерная техника, а еще та, которая управляется с помощью процессоров. Также «капризными» являются автоматические котлы. Если котёл зависит от наличия напряжения и автоматика в нем не механическая, вам определенно требуется инверторный генератор.
Инверторный генератор не считая мотора и конкретно генератора, имеет ещё выпрямитель и преобразователь напряжения
Как работает инверторный генератор электрического тока? То напряжение, которое выработал генератор, попадает на блок преобразователя напряжения. Он в первую очередь выпрямляется, а потом из постоянного напряжения возникают полярные импульсы заданной частоты (50 Гц) и скважности. На выходе устройства импульсы превращаются в синусоиду. В результате на выходе имеем питание с образцовыми (практически) параметрами. Так что асинхронный инверторный генератор подойдет для питания каждой техники. Вот только пусковые нагрузки как и раньше проблема.
Кол-во фаз и горючее для первичного мотора
Чтобы подобрать генератор электрического тока, нужно разобраться с классификацией, видами и типами, плюсами и минусами. Первым делом требуется определиться с количеством фаз, которые должен выдавать аппарат, как понимаете, есть однофазные и трехфазные. Подбирать по этому признаку стоит учтя имеющуюся проводку или нагрузку. Если генератор должен обеспечить работу трехфазного потребителя, на его выходе должно быть собственно такое напряжение. Если подключаемые приборы только однофазные, приобретать генераторе трехфазного тока стоит собственно тогда, когда он будет работать на постоянной основе. В качестве запасного в большинстве случаев ставят однофазные агрегаты, обеспечивая питанием самые основные устройства.
Для начала нужно определиться с количеством фаз вырабатываемого тока
Когда мы разбирались как правило действия генераторов электрического тока, не рассматривался один момент: как и чем приводится в действие вращающаяся часть устройства. В бытовых моделях это мотор внутреннего сгорания. Только он приводит в движение ротор, а работать он может на следующих видах топлива:
Для домашнего применения, очень часто, применяют дизельные и бензогенераторы. Так как два вида топлива фактически равнозначны по общедоступности, то выбор между ними построен на технических характеристиках. Про них подробно чуть-чуть ниже.
Генератор электрического тока: бензин или дизель?
Для целей бытового применения в большинстве случаев применяют бензиновый или генератор на дизеле тока. Сказать какой лучше определенно невозможно, так как они выделяются по свойствам. Потому для одних условий лучше бензиновый, для остальных ? допустимый дизельный.
Выбор генератора тока зависит от многих факторов
Когда лучше подобрать бензиновый
Список параметров и свойств бензогенертора электрического тока:
- Имеет ограниченную мощность, не больше 10 кВт.
- Не рассчитывается на продолжительную беспрерывную работу.
- Весит мало и размеры.
- Работает тихо.
- Малая стоимость.
Бензогенераторы тока идеальны для работы на непродолжительны временной период
Основное, что необходимо не забывать, бензиновый электрический генератор не рассчитывается на непрерывную эксплуатацию (сутками). Рекомендованная нагрузка, конкретно у двухтактных моделей 2–3 часа в день и до 500 часов в течении года. Зато выделяются данные установки низкой ценой и компактностью. Это Правильный выбор, если нужно питать совсем маленькую нагрузку недолго. Очень часто такие резервные электростанции берут с собой на природу, охоту, рыбалку и т. д.
Двухтактные бензогенераторы — хороший выбор для выезда на природу
Бензогенераторы тока с четырехтактными двигателями на бензине ресурс имеют намного больше: до 3000–5000 тысяч часов. Но и его надолго не хватит при стабильной работе. Так что бензогенераторы есть смысл устанавливать, если электричество выключается у вас нечасто и на короткое время.
Чем хороши дизельные
Генератор на дизеле электрического тока ? установка намного боле мощная, но и настолько же более дорогая. Бывают они 2-ух типов: с воздушным и жидкостным охлаждением. Установки с охлаждением воздуха имеют средние размеры, среднюю мощность и вполне оптимальную стоимость. Вот они безупречны, если электричество выключается часто, однако не регулярно. В то же время, маломощные генераторы на дизеле (есть и подобные) по свойствам не очень много лучше бензиновых, а по стоимости раза в 2 выше. Так что если вам необходим генератор до 6 кВт мощности выбор, все равно, есть смысл остановить на бензиновой установке.
Дизельные ? более габаритные и мощные
Генератор на дизеле с водяным (жидкостным) охлаждением ? это уже техника иного класса. Он способна работать сутками и применяются на фирмах. На них используются мотора 2-ух типов:
- высокооборотистые – 3000 оборотов в минуту;
- с невысокими оборотами – 1500 оборотов в минуту.
Генератор на дизеле с низкооборотистым двигателем выделяется более невысоким уровнем шумов, более экономны в плане топливного расхода на один киловатт. Однако они же довольно дорогие. имеют внушительные размеры и вес. Если генератор на дизеле тока возведен на основе высокооборотного движка, обойдётся один киловатт электрической энергии доступнее. Но шуметь дизель будет сильно.
Аналогичные модели способны обеспечивать предприятия
Итак, если вам необходима установка для выработки постоянного тока на длительный период или станция, которая будет снабжать электрической энергией регулярно, вам необходим генератор на дизеле жидкостного охлаждения.
Опции и дополнительные возможности
Большое воздействие на стоимость оказывают опции. Хоть резервные электростанции «с наворотами» стоят намного дороже, некоторые из дополнительных возможностей бывают очень полезны. К примеру:
- Защита от утечки. Встроенное Устройство защитного отключения, которое отслеживает наличие пробоя изоляции и выключает установку при появлении тока утечки.
- Защита от перегрузки. Функция не даёт работать деталям «на изнашивание».
- Автозапуск. При пропадании электрической энергии генератор запускается сам.
Применение бывает разным
Есть ещё такие, без которых можно обойтись, но делающие эксплуатацию генератора тока намного удобной. К примеру, контроль показателей с одновременным отображением на экране или передача данных о состоянии генератора на подключённый компьютер. Ещё, может быть, много конструктивных «добавок»: шумогасящий кожух, кожух для защиты от низкой температуры, увеличенный бак для топлива и т. д.
Характерности установки генератора
Речь пойдёт не про подключение, а про установку ? организации места, где генератор тока будет работать. Необходима просторная твёрдая и ровная площадка. Во время установки на неровной поверхности, увеличивается уровень вибрации, что угрожает целостности оборудования. Если говорить о мощных дизельных установках, то для них лучше всего бетонное или покрытие из асфальта, в общем, плотное и надёжное основание.
Площадка обязана быть очень ровной
Подключение генератора проводят кабелем, в согласии с советами изготовителей. Само подключение изготавливается в шкафу, куда заводится провод от генераторной установки. Он подсоединяется после вводного автомата и счетчика.
Если генератор будет уставлен в помещении, в нем должна быть хорошая система вентиляции. Планируя в рабочее время мотора оставлять двери открытыми, необходима будет решётка, чтобы никто не попал в середину в рабочий период станции.