Автомобильный генератор: назначение и принцип работы

Устройство автомобильного генератора

Автогенератор включает в себя несколько составляющих:

• Ротор.
• Статор.
• Блок щеток.
• Регулятор напряжения.
• Выпрямительный блок (диодный мост).

1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.

Ротор

Ротором (от англ. rotation — вращение) называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками. Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца. Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.

Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором

На роторе, кроме того, размещены:

• Приводной шкив.
• Подшипники качения.
• Охлаждающее устройство (вентилятор).

Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.

Схема вентиляции генераторов

Статор

Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора. Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым. Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.

1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.

При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.

Схема «звезда» и «треугольник»

Блок щеток

Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.

Регулятор напряжения

Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах. Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов. Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.

Регулятор напряжения

Диодный мост (выпрямительный блок)

Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-») .

В чем разница между генераторами и манифестирующими генераторами с точки рассмотрения стратегии?

Манифестирующие Генераторы более импульсивные в виду того, что у них есть канал манифестации. Из-за этого они более чаще, спонтаннее и не обдуманнее принимают решения, то есть не выдержаннее решения, и они хотят действовать больше и активнее чем Генераторы.

Приведу сравнение. Чистый Генератор, он как черепашка ползет по жизни очень медленно, но верно. У нее темп такой. А Манифестирующий Генератор – это импульсивная лягушка, которая может ввиду своей импульсивности прыгать туда-сюда, от одного дела к другому. Взявшись за одно дело, потом его забросив, берется за третье дело, за четвертое и так далее.

В остальном на Манифестирующего Генератора распространяется та же самая стратегия. Для всех Генераторов она едина.

Уважаемые Генераторы, проживайте свою стратегию

Это важно для Вашего горизонтального движения по жизни. Оно сильно влияет на то, получаете ли вы сопротивление, будете ли вы биться лбом об стену или будете двигаться по жизни ровно и без препятствий, без дискомфорта и без стрессов

Моя рекомендация!

Для того, чтобы хорошо понимать других людей находящихся в вашем окружении и не только, чтобы понимать, как с ними взаимодействовать, прочтите информацию о стратегии каждого из четырех типов личности человека.

Тип личности «Рефлектор»

РЕФЛЕКТОР – это человек – отражатель, это человек, у которого абсолютно все центры не определены, у него нет ни одной определенности, нет ни одного канала.

Классический Дизайн Человека говорит нам, что Рефлектор – этакое зеркало данного мира, то есть в своих неопределенностях, казалось бы – это очень уязвимое существо. Но на самом деле не так.

С одной стороны, рефлектор очень легко обуславливается другими людьми. Рефлектору по его природе из-за того, что у него нет неопределенностей, нужно общение, посоветоваться с одним, с двумя, с тремя людьми, чтобы прочувствовать определенность своих решений. У рефлектора нет устойчивой сексуальности, вкусов, он обуславливается от своих кумиров. Для рефлектора абсолютно нормально, когда у него есть образцы для подражания, кумиры, которые ему нравятся. Соответственно он с них копирует определенные модели одежды, сексуальности, поведения, слова и прочее.

Классический Дизайн трактует типаж Рефлектора словно бы тот инопланетянин, которого сложно понять. На самом деле ничуть не так. Рефлектор не является инопланетянином, он абсолютно земной человек, который просто обусловлен везде, где только можно и это его абсолютная природа.

Классический Дизайн нам говорит, что это единственный тип личности, который зависит не от Солнца, а от Луны и получает ежемесячно определенные транзиты. То есть луна своим положением определяет ему ворота в какие-то дни.

Представьте себе рефлектора, человеческое существо – где-то уязвимый, где-то обусловленный, где-то зеркальный и без каналов. И вот раз, и ему Луна дает на два дня активацию, например, 11 ворот, транзит и у него происходит определение двух центров (Темя соединилось с Аджной)… Мы этого всего в бодиграфе не увидим. Но если начать отслеживать лунный цикл, то можно увидеть, что раз и два дня в месяце рефлектор становится ментальным проектором, потом раз, и Луна дала еще какой-то транзит, например, 9 или 52 ворота она ему активировала и у него еще на следующие три дня определились два центра (корневой и сакральный) и рефлектор стал сакральным генератором, все за счет того, что Луна сбрасывает ему свои транзиты.

То есть, исходя из всего вышесказанного, получая разные транзиты от Луны, рефлектор на короткие промежутки времени может стать абсолютно кем угодно. Его можно сравнить с хамелеоном, который получает от Луны каждый раз новые определенности и соответственно каналы.

Многие в Дизайне Человека считают, что для того, чтобы рефлектору жить корректно, ему надо изучить и просчитывать свой лунный цикл, исследовать лунным транзитам.

Ну естественно Господь именно этого и хотел от Рефлекторов! Конечно же нет!! Это опять одно огромное заблуждение, потому что в первую очередь, рефлектору необходимо познакомиться с неопределенностью каждого из его девяти центров и познакомиться с голосами Ложного Я, которые возникают в неопределенности каждого из этих девяти центров.

Чтобы рефлектору конкретно проживать свою жизнь успешно, ему необходимо идентифицировать голоса своих неопределенностей и бездействовать ровно тогда, когда за него говорит стресс и давление неопределенностей.

Известные Рефлекторы: Алексе Нужный – режиссер, Федор Михайлович Достоевский – писатель, Дэвид Линч – кинорежиссер, Майк Джексон – певец.

Для чего нужен генератор в автомобиле

Прежде всего, остановимся подробнее на функциях автомобильного генератора. Все современные машины оснащаются обширным перечнем электрооборудования, для которого требуется источник питания. Нужен он и для моделей, не имеющих никакой дополнительной периферии, электричество требуется, как минимум, для запуска двигателя стартером, создания искры на свечах для воспламенения топливовоздушной смеси и т.д. Чтобы обеспечить все эти потребители в автомобиле используются 2 источника – аккумуляторная батарея и генератор.

Аккумулятор накапливает энергию и может ее отдавать потребляющим устройствам, когда это необходимо. В то время как генератор, производит энергию, питает устройства и подзаряжает аккумулятор. Таким образом, если убрать из конструкции автомобиля генератор, то он сможет завестись и даже проехать некоторое время, однако после того, как заряд АКБ исчерпается, автомобиль заглохнет. Повторно завести его без «прикуривания» от другого автомобиля не удастся.

Таким образом, основными функциями автомобильного генератора являются:

• подзарядка аккумулятора;
• питание электрооборудования, установленного в автомобиле.

ГПСЧ с источником энтропии или ГСЧ

Наравне с существующей необходимостью генерировать легко воспроизводимые последовательности случайных чисел, также существует необходимость генерировать совершенно непредсказуемые или попросту абсолютно случайные числа. Такие генераторы называются генераторами случайных чисел (ГСЧ — англ. random number generator, RNG). Так как такие генераторы чаще всего применяются для генерации уникальных симметричных и асимметричных ключей для шифрования, они чаще всего строятся из комбинации криптостойкого ГПСЧ и внешнего источника энтропии (и именно такую комбинацию теперь и принято понимать под ГСЧ).

Почти все крупные производители микрочипов поставляют аппаратные ГСЧ с различными источниками энтропии, используя различные методы для их очистки от неизбежной предсказуемости. Однако на данный момент скорость сбора случайных чисел всеми существующими микрочипами (несколько тысяч бит в секунду) не соответствует быстродействию современных процессоров.

В современных исследованиях осуществляются попытки использования измерения физических свойств объектов (например, температуры) или даже квантовых флуктуаций вакуума в качестве источника энтропии для ГСЧ.

В персональных компьютерах авторы программных ГСЧ используют гораздо более быстрые источники энтропии, такие, как шум звуковой карты или счётчик тактов процессора. Сбор энтропии являлся наиболее уязвимым местом ГСЧ. Эта проблема до сих пор полностью не разрешена во многих устройствах (например, смарт-картах), которые таким образом остаются уязвимыми. Многие ГСЧ используют традиционные испытанные, хотя и медленные, методы сбора энтропии вроде измерения реакции пользователя (движение мыши и т. п.), как, например, в PGP и Yarrow, или взаимодействия между потоками, как, например, в Java SecureRandom.

Пример простейшего ГСЧ с источником энтропии

Если в качестве источника энтропии использовать текущее время, то для получения целого числа от 0 до N достаточно вычислить остаток от деления текущего времени в миллисекундах на число N+1. Недостатком этого ГСЧ является то, что в течение одной миллисекунды он выдает одно и то же число.

Примеры ГСЧ и источников энтропии

	Источник энтропии	ГПСЧ	Достоинства	Недостатки
/dev/random в UNIX/Linux	Счётчик тактов процессора, однако собирается только во время аппаратных прерываний	РСЛОС, с хешированием выхода через SHA-1	Есть во всех Unix, надёжный источник энтропии	Очень долго «нагревается», может надолго «застревать», либо работает как ГПСЧ (/dev/urandom)
Yarrow от Брюса Шнайера	Традиционные методы	AES-256 и SHA-1 маленького внутреннего состояния	Гибкий криптостойкий дизайн	Медленный
Microsoft CryptoAPI	Текущее время, размер жёсткого диска, размер свободной памяти, номер процесса и NETBIOS-имя компьютера	MD5-хеш внутреннего состояния размером в 128 бит	Встроен в Windows, не «застревает»	Сильно зависит от используемого криптопровайдера (CSP).
Java SecureRandom	Взаимодействие между потоками	SHA-1-хеш внутреннего состояния (1024 бит)	Большое внутреннее состояние	Медленный сбор энтропии
RdRand от intel	Шумы токов	Построение ПСЧ на основе «случайного» битового считывания значений от токов	Очень быстр, не «застревает»	Оригинальная разработка, свойства приведены только по утверждению разработчиков.

Особенности и принципы работы генератора

Чтобы разобраться с возможностью применения авто в роли генератора, стоит понимать принцип действия узла. Так, основным источником электрической энергии (после пуска авто) является генератор. Все элементы устройства объединяются в общем корпусе, изготовленном из надежных и легких сплавов (зачастую их дюралюминия). В кожухе генератора предусмотрены «окошки», благодаря которым происходит охлаждение внутренних элементов. В задней части к устройству крепится специальная группа подшипников, обеспечивающих плавное вращение.

В кожухе генератора располагаются следующие узлы:

Принцип действия генератора базируется на основе создания переменного тока, образующегося в статорных обмотках. Благодаря действию магнитного поля, около сердечника образуется напряжение. Вращение ротора производится, благодаря действию ременной передачи. При этом на обмотку устройства подходит постоянный ток, уровня которого достаточно для образования магнитного потока.

В процессе вращения сердечника около обмоток возникает ЭДС. Благодаря упомянутому выше реле, производится регулировка уровня магнитного потока с учетом действующей нагрузки, снимаемой с выводов генератора. Уровень  напряжения на выходе составляет от 13,5 до 14,3 Вольт. Этого уровня достаточно не только для питания потребителей, но и для зарядки АКБ, а также поддержания уровня заряда на стабильно высоком уровне. Интересен тот факт, что принцип действия генератора идентичен для всех типов генератора.

Один из ключевых элементов источника питания является регулятор. Его задача – поддержание достаточного напряжения на клеммах. Если вращение ротора будет производиться с повышенной частотой без контроля со стороны регулятора, то уровень  напряжения может возрасти до 30-40 Вольт, что опасно для потребителей автомобиля (они могут повредиться).

Все регуляторы, которые применяются в автомобилях, бывают двух типов – интегральные и гибридные. К устройствам гибридного типа относятся регуляторы, схема которых подразумевает включение электронных и радиоустройств. Что касается современных авто, то в них чаще всего монтируются регуляторы интегрального типа, элементы которых производятся с применением микроэлектронной технологии. Одним из ключевых элементов, препятствующих росту напряжения выше допустимой нормы, является контрольная лампочка. Если последняя загорается во время, когда запущен генератор, то это сигнализирует о выходе из строя регулятора или самого узла.

Фиксация источника питания производится с применением специальных кронштейнов (крепежных элементов), а также группы болтов. На кожухе, как правило, монтируются две «лапы», с помощью которых и производится фиксация. Бывают ситуации, когда в генераторе предусмотрена только одна лапа, установленная на передней крышке. В задней лапе присутствует специальное отверстие, где установлена дистанционная втулка, убирающая зазор между базой лапы и кронштейном мотора.

При воплощении в жизнь идеи по применению автомобиля в качестве генератора стоит четко понимать, какие режимы устройства бывают. Первый режим запускается в момент пуска мотора. В процессе заводки двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. При пуске величина тока имеет максимальные значения, что приводит к падению напряжения на выводах АКБ. Кроме этого, потребители электрической энергии берут напряжение только от аккумулятора, что приводит к постепенной разрядке устройства.

Как только мотор запущен, «бразды правления» переходят к генератору, который питает потребителей автомобиля и принимает участие в подзарядке АКБ. При включении большого числа потребителей, например, печки, головного света или кондиционера, генератор уже не способен выдавать достаточный уровень напряжения. В такой ситуации к работе подключается и генератор.

Зная особенности работы, конструкции и режимы работы АКБ, можно разрабатывать варианты применения генератора в роли источника питания для других потребителей. Но насколько это реально? Какие дополнительные устройства могут потребоваться?

Тип личности «Манифестирующий генератор»

МАНИФЕСТИРУЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР – не является каким-то отдельным классом типов личности. Это тоже Генератор, только с каналом манифестации.

И многие в Дизайне, в особенности новечки, действительно считают, что Манифестирующий генератор, это генератор, у которого определен Горловой центр. Да у него определен горловой центр, но Манифестирующего Генератора от Генератора отличает не это.

Т.к. у чистого Генератора тоже может быть определено горло, только с помощью какого-то другого не моторного, т.е. не энергетического центра. О центрах в Дизайне человека здесь.

Манифестирующий генератор просто более импульсивен в принятии решений, чем Генератор. Он движется активнее, быстрее, импульсивнее. Те или иные дела ему свойственно зачастую не доводить до конца, быстро перегорать.

Давайте для большего понимания данного вопроса рассмотрим это на примерах.

Когда у Генератора один из определенных центров-моторов берет и стыкуется, путь даже не прямой связью, а по теории графов через несколько центров с Центром Горла, мы получаем Манифестирующего Генератора.

Пример, Центр Эго соединен с Центром Джи, а уже Цент Джи соединен с Центром Горла. У нас среди этих графов появляется прямое соединение Эго с Горлом через Джи. Тут мы получаем Манифестирующего Генератора, который по своей природе будет более импульсивен, чем обычный Генератор

Манифестирующий генератор

В данном случае Сакральный центр (центр-мотор соединен через Центр Джи с Горлом).

В данном примере Горло также определено. Через соединительный канал с Аджной (центр мышления). Но, Аджна не является силовым, энергетическим центром (центром-мотором). В таком случае перед нами, даже если у человека будет определенный сакральный центр, мы увидим чистого Генератора без канала манифестации.

Известные манифестирующие Генераторы: Арнольд Шварцнеггер, Винсент Ван Гог, Брюс Ли.

Устройство простейшего генератора

Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

Устройство автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

Принцип работы автомобильного генератора

Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

От поворота ключа до выдачи напряжения…

Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

Виды генераторов

На сегодняшний день существует несколько видов электрических генераторов, которые отличаются друг от друга в зависимости от:

1. вида заправляемого топлива:

• бензиновые – заправляются преимущественно бензином марки АИ-92;
• дизельные – потребляют дизельное топливо;
• газовые – для работы требуется природный газ;

1. размера напряжения (которое производит генератор);
2. сферы применения:

• бытовые;
• производственные;

1. веса и габаритов прибора;
2. типа прибора:

• автономные;
• стационарные;

Чем отличаются генераторы?

1. количества фаз:

• однофазные – как правило, используются для домашних нужд (освещение, питание бытовых электрических приборов и т.д.). На таких генераторах розетки выполнен в синем или черном цвете;
• трехфазные – необходимы для питания силового оборудования. На таких генераторах имеется красная розетка;

Что подключать к генератору

1. режима работы:

• основные – для постоянной (круглосуточной) работы;
• резервные – используются в качестве запасных;

1. КПД – экономичность.

Бензиновый генератор на колёсной паре

Трехфазный генератор: общее устройство, принцип действия, симметричная система фазных ЭДС

Структура трехфазной цепи

Трехфазными генераторами называются генераторы переменного тока, одновременно вырабатывающие несколько ЭДС одинаковой частоты, но с различными начальными фазами. Совокупность таких ЭДС называется трехфазной системой ЭДС.

Многофазными цепями называются цепи переменного тока, в которых действуют многофазные системы ЭДС. Любая из цепей многофазной системы, где действует одна ЭДС, называется фазой.

Трехфазные системы имеют ряд преимуществ перед другими системами (однофазными и многофазными):

— они позволяют легко получить вращающееся магнитное поле (на этом основан принцип работы разных двигателей переменного тока).

— трехфазные системы наиболее экономичны, имеют высокий КПД.

— конструкция трехфазных двигателей, генераторов и трансформаторов наиболее проста, что обеспечивает их высокую надежность.

— один трехфазный генератор позволяет получать два различных (по величине) напряжения.

Современные электрические системы, состоящие из генераторов, электростанций, трансформаторов, линий передачи электроэнергии и распределительных сетей, представляют собой трехфазные системы переменного тока.

Трехфазная система электрических цепей —  совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе и создаваемые общим источником энергии. Каждая из цепей, входящих в трехфазную цепь, принято называть фазой. 

Трехфазная цепь включает в себя источник (генератор) трехфазной ЭДС, проводники, потребители (приемники) трехфазной электрической энергии.

Рассмотрим устройство трехфазного генератора переменного тока

В пазах статора расположены три фазных обмотки (они условно представлены единственными витками). Начала и концы обмоток трехфазного генератора принято обозначать буквами и . Первыми буквами латинского алфавита обозначают начала обмоток, последними — концы. Началом обмотки называют зажим, через который ток поступает во внешнюю цепь при положительных его значениях.

Ротор генератора выполняется в виде вращающегося постоянного магнита или электромагнита, питаемого через скользящие контакты постоянным током.

При вращении ротора с помощью двигателя в обмотках статора возникают периодически изменяющиеся ЭДС, частота которых одинакова, но фазы в любой момент времени различны, так как различны положения обмоток в магнитном поле. ЭДС в неподвижных витках обмоток статора индуктируются в результате пересечения этих витков магнитным полем вращающегося ротора. Обмотки фаз генератора совершенно одинаковы и расположены симметрично по поверхности статора, поэтому ЭДС имеют одинаковые амплитудные значения, но сдвинутые друг относительно друга по фазе на угол 120 .

Если ЭДС фазы принять за исходную и считать ее начальную фазу равной нулю, то при вращении ротора с угловой скоростью против часовой стрелки выражения для мгновенных значений ЭДС можно записать следующим образом:

,

,

.

Переходя к комплексам действующих значений, получим:

, 

Подобные системы ЭДС принято называть симметричными. Векторная диаграмма трехфазной симметричной системы ЭДС представляет собой симметричную трехлучевую звезду. Из векторной диаграммы следует, что

Если ЭДС фазы отстает от фазы , а ЭДС фазы отстает от ЭДС фазы , то такую последовательность фаз называют прямой. Обратную последовательность фаз можно получить, если изменить направление вращения ротора.

Если отдельные фазные обмотки генератора не соединены между собой электрически, то такую цепь называют несвязанной. По сути дела несвязанная трехфазная цепь состоит из трех независимых однофазных цепей. В противном случае трехфазная цепь называется связанной. Наибольшее распространение получили связанные трехфазные цепи, как наиболее экономичные, имеющие минимальное число проводов. При нормальном режиме работы трехфазных установок последовательность фаз принимается прямая.

Классификация генераторов

Классификация преобразователей энергии даёт чёткое понятие – что такое генератор электрического тока. Различают электрические генераторы по следующим признакам:

• автономность;
• фазность;
• режим работы;
• сфера применения.

Автономность

Главное преимущество, которым обладает электрический генератор, – это его полная независимость от централизованных поставщиков энергии. Автономность электротехнического оборудования бывает стационарной и мобильной.

Стационарные

Обычно это генераторные станции, работающие от дизельных двигателей. Станции используют для электроснабжения потребителей в местах, удалённых от централизованных электрических сетей.

Стационарные генераторные станции необходимы для обеспечения током производственных процессов там, где даже кратковременные перебои поставки электроэнергии недопустимы.

Мобильные

Электрогенераторы мобильного типа выполнены в виде компактных аппаратов, которые можно перемещать в пространстве. Передвижные станции используют для электросварки, местного освещения, снабжения током бытовых электроприборов и многое другое.

Оборудование включает в себя двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или дизельном топливе. Агрегаты имеют различные габариты. Компактный аппарат может транспортировать один человек. Существуют мобильные агрегаты, которые устанавливаются на специальном автомобильном прицепе.

Бензиновый генератор на колёсной паре

Фазность

По фазовой структуре электрического потока различают однофазные и трёхфазные агрегаты.

Однофазные

Генераторы, производящие однофазный ток, предназначены в основном для питания бытовых приборов. Чаще всего это мобильные аппараты. Однофазными агрегатами хозяева оснащают свои частные домовладения для бытовых нужд (освещения, питания электротехники и др.).

Трёхфазные

Генераторные источники трёхфазного тока используются для питания силового электрооборудования. В некоторых случаях получаемый трёхфазный ток разделяют по фазам. Таким образом, делают развод электропроводки по всему дому для питания бытовых электроприборов.

Важно! Все ветви фазового разделения должны равняться между собой мощности потребления. Если разница нагрузок будет велика, то генератор быстро выйдет из строя

Режимы работы

В зависимости от того, в каком режиме эксплуатируются агрегаты, их подразделяют на основные и резервные.

Основные

Аппараты предназначены для работы в постоянном режиме. Мощные электрогенераторы с дизельными двигателями относят к промышленным установкам. Устанавливаются там, где требуется получение электроэнергии круглосуточно.

Резервные

Само название агрегатов говорит о применении их в исключительных случаях – при внезапном отключении централизованного электроснабжения. Генераторы могут включаться в работу при срабатывании реле, реагирующего на исчезновение напряжения в электросети централизованного источника. Резервные аппараты рассчитаны на беспрерывную работу в течение нескольких часов.

Сфера применения

Генераторы изготавливают, рассчитанные на две сферы применения: для быта и производства.

Быт

Сейчас торговая сеть предлагает широкий выбор бытовых генераторов. Это однофазные установки, предназначенные для аварийного обеспечения электроэнергией частных домостроений. Также компактные агрегаты используют для питания выносного электрооборудования

Для бытовых электроприборов, использующих цифровую элементную базу важно качество тока. Устройство должно выдавать электроэнергию следующих параметров: 220 В, 1 А, 50 Гц. Мощные бытовые агрегаты используют для электросварочных работ

Их преимуществом является способность производить ток большой силы для получения электрической дуги

Мощные бытовые агрегаты используют для электросварочных работ. Их преимуществом является способность производить ток большой силы для получения электрической дуги.

Обратите внимание! Если в инструкции бытового аппарата производитель не оговаривает применение для электросварки, то его нельзя использовать для сварочных работ. В противном случае генератор выйдет из строя

Производство

Независимыми мощными стационарными генераторами оснащают цеха промышленных предприятий, жилые районы, строительные объекты, больницы и объёмные общественные здания.

Криогенные установки

В металлургии применяются высокопроизводительные воздухоразделительное оборудование, использующее криогенный метод получения газов. Объемы производства позволяют обеспечить кислородом доменный и конвертерный процессы, заполнить магистрали для стационарных газорезательных установок и ручных резаков, а содержание примесей в конечном продукте не превышает 0,5%.

Технология включает в себя следующие этапы:

• сжатие атмосферного воздуха при помощи многоступенчатых турбинных установок, реже — компрессоров;
• отбор тепла, выделяющегося в процессе компримирования;
• испарение.

При сжатии все компоненты воздуха переходят в жидкое состояние. Во время испарения система управления установки контролирует температуру и давление. Компоненты воздуха имеют различные точки кипения, за счет чего переходят в газообразное состояние пофракционно.

К преимуществам криогенных установок относят возможность получения жидкого азота и аргона, являющихся ценными попутными продуктами. Основной недостаток — высокая энергоемкость, что ограничивает их применение в коммерческих целях.