Однофазный генератор переменного тока: О генераторах переменного тока: устройство прибора, технические характеристики

Содержание

О генераторах переменного тока: устройство прибора, технические характеристики

Хорошо известный генератор тока (старое название –  «альтернатор») – это агрегат особой конструкции, обеспечивающий получение электрической энергии за счет механической работы, совершаемой при вращении вала. В качестве источника внешнего импульса могут использоваться любые бытовые приводные механизмы, включая традиционный дизель (смотрите расположенное ниже фото), гидравлический привод или ветряной двигатель.

Дизельный генератор

Все основные конструктивные решения генераторов тока переменного направления и величины используют при своей работе один и тот же принцип действия. Он заключается в преобразовании механической работы в электрическую энергию. Рассмотрим особенности превращения энергии вращения в электрическую ЭДС более подробно.

Принцип работы

Для того чтобы понять, как работает генератор переменного тока, сначала следует разобраться с тем, в чем состоит принцип действия преобразователя вращательного движения в электричество. В основе такой трансформации лежит эффект взаимодействия полей вращающегося ротора и неподвижного статора. За счет воздействия создаваемого подвижным ротором поля на неподвижную статорную катушку в ней наводится собственная э/м ЭДС, под воздействием которой в подключенной к выходу нагрузке начинает течь переменный ток.

Суть или общий принцип работы генератора переменного тока удобнее всего пояснить на примере взаимодействия обычной рамки из электропроводящего материала с полем постоянного магнита (рисунок, представляющий простую рамку с током, приводится ниже по тексту). Ее можно рассматривать в качестве простейшего генератора переменного тока.

Рамка в поле магнита

Отметим, что приведенная на этом рисунке схема может служить моделью генератора переменного тока. При вращении рамки с определенной скоростью внешний магнитный поток через ее площадь будет непрерывно меняться как по направлению, так и по величине. А это, согласно закону э\м индукции Фарадея, вызовет появление в ней гармонически меняющейся ЭДС.

Если соорудить на валу рамки что-то вроде токосъемника, изготовленного в виде колец с отводами, такое приспособление позволит снимать с нее наведенное напряжение, под действием которого в активной нагрузке потечет ток синусоидальной формы.

Обратите внимание! Этот пример использования эффекта э/м индукции можно несколько видоизменить, вращая постоянный магнит внутри неподвижной проволоки с током.

В этом случае рамка будет напоминать статор, а вращающийся магнит – высокоскоростной ротор генератора тока. Получаемый в результате этого электромагнитный эффект будет в этом случае тем же самым.

Виды и конструкция генераторов

Типы генераторов

Классический индукционный генератор переменного тока по характеру взаимодействия своей подвижной части и неподвижной статорной катушки подразделяется на следующие типы: синхронный или асинхронный.

Дополнительная информация. Этим агрегаты для получения электрической энергии напоминают такие широко распространенные в электротехнике устройства, какими являются известные каждому электродвигатели.

Напомним всем интересующимся этим вопросом, что при их конструировании применяется абсолютно та же схема, что и при разработке генераторов напряжения. Отличие состоит лишь в том, что в случае с генератором задействована обратная последовательность преобразования (используется принцип обратимости).

И те, и другие электрические машины представлены механизмами синхронного и асинхронного типа, которые, в свою очередь, отличаются отсутствием или наличием такого характерного для всех электрических машин явления, как скольжение ротора.

Основное отличие по этому признаку проявляется в том, что при вращении ротора в асинхронной системе он немного отстает от индуцируемого в катушке магнитного поля (как бы «скользит» вдоль нее).

В отличие от рассмотренного случая, синхронный двигатель при своей работе не обнаруживает эффекта скольжения, что объясняется особенностями конструктивного исполнения. В равной мере это касается и его аналога, представляющего синхронный генератор.

Особенности конструкции

Для того чтобы разобраться с тем, из чего состоит генератор, достаточно внимательно изучить его устройство, представленное на приведенной ниже фотографии.

Конструкция типового генератора

Из размещенного выше рисунка видно, как устроен сам генератор, и что в его состав входят следующие узлы:

  • Корпус с передней и задней крышками и подшипниковой парой;
  • Статор и ротор электрогенератора;
  • Электронный регулятор с блоком выпрямительных диодов;
  • Набор контактных колец.

Основные части генератора (статор и ротор) монтируются в корпусе с обязательной их центровкой, исключающей возможность появления так называемых «биений».

Трехфазные генераторы

Во всех приведенных выше материалах рассматривался простейший однофазный генератор переменной ЭДС (точнее описывающая его работу модель). В реальной жизни в основном применяются генераторы трехфазного тока, характерным признаком которых является наличие в статоре трех отдельных обмоток, устанавливаемых с пространственным смещением на 120 градусов.

Применение такого способа их взаимного расположения приводит к определенному порядку чередования фаз. В этом случае при вращении ротора в обмотках катушек наводятся электрические сигналы, смещенные на те же 120 градусов, что соответствует стандарту трехфазного генератора.

Важно! Для подключения обмоток к внешней нагрузке, как правило, используется схема «звезда» (смотрите рисунок ниже).

Включение обмоток звездой и треугольником

В отдельных случаях, связанных с особенностями подключения потребителя, может применяться другая схема, известная как «треугольник». Независимо от выбранного способа включения обмоток, для передачи электроэнергии потребителю прокладываются три фазных провода и один нулевой.

Классический трехфазный генератор любого типа хорошо вписывается в системы энергообеспечения различных объектов с включенным в качестве нагрузки силовым электрооборудованием (как в электростанциях).

Автогенераторы

Устройство генератора переменного тока позволяет использовать его даже в тех случаях, когда к системе предъявляются достаточно жесткие требования. Так, он широко применяется в качестве автомобильного генератора, полная схема которого приводится на расположенном ниже рисунке.

Схема автогенератора

Эти виды механизмов, как правило, содержат в своем составе следующие обязательные узлы:

  • Несущий корпус;
  • Обмотки статора и ротора;
  • Встроенный регулятор напряжения;
  • Модуль силовых (выпрямительных) диодов.

Устройство автомобильного генератора обеспечивает поддержание выходного напряжения, используемого для питания бортовой аппаратуры, на стабильном уровне. Его выпрямительный модуль гарантирует получение постоянного напряжения, поступающего не только для питания автомобильных приборов, но и для подзарядки аккумулятора.

Любой автогенератор начинает работать сразу же после запуска стартера и начала вращения вала двигателя. После срабатывания электронного реле-регулятора на него переключается вся сетевая нагрузка.

Таким образом, по своему устройству и принципу работы генераторы переменного тока для автомобиля, имеющие заданную электрическую мощность, во многом схожи с рассмотренными ранее преобразовательными устройствами. По техническим характеристикам и порядку обслуживания они ничем не отличаются от обычного индукционного генератора.

Единственным и очень важным их преимуществом, по сравнению с типовыми электрическими машинами, является возможность получения постоянного тока, выпрямляемого системой из нескольких диодов.

В заключительной части обзора следует сказать, что принцип работы генераторных устройств (взаимодействие э\м полей) широко применяется в самых различных сферах промышленного производства. В соответствии с ним, работают большинство специальных измерительных устройств и многие другие полезные приборы. Так что Максвелл сделал поистине «царский» подарок человечеству, открыв своевременно эффект электромагнитной индукции.

Если бы в мире не было генераторов переменного тока, человечество вряд ли добилось тех технических успехов, которыми оно без оглядки пользуется в настоящее время.

Видео

Генератор — Alternator — qaz.
wiki

Электромеханическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую в виде переменного тока.

Генератор представляет собой электрический генератор , который преобразует механическую энергию в электрическую энергию в форме переменного тока . По соображениям стоимости и простоты в большинстве генераторов переменного тока используется вращающееся магнитное поле со стационарным якорем . Иногда используется линейный генератор переменного тока или вращающийся якорь со стационарным магнитным полем. В принципе, любой электрический генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно этот термин относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в действие автомобильными и другими двигателями внутреннего сгорания.

Генератор , который использует постоянный магнит для его магнитного поля называется магнето . Генераторы на электростанциях с приводом от паровых турбин называются турбогенераторами . Большие трехфазные генераторы переменного тока на 50 или 60 Гц на электростанциях вырабатывают большую часть мировой электроэнергии, которая распределяется по электрическим сетям .

История

В том, что считается первым промышленным использованием переменного тока в 1891 году, рабочие позируют с генератором переменного тока Westinghouse на гидроэлектростанции Эймса . Эта машина использовалась как генератор, производивший однофазный переменный ток напряжением 3000 вольт, 133 герц, а идентичная машина, находящаяся в 3 милях, использовалась в качестве двигателя переменного тока.

Системы генерации переменного тока были известны в простых формах с момента открытия магнитной индукции электрического тока в 1830-х годах. Вращающиеся генераторы, естественно, производили переменный ток, но, поскольку он был малопригоден, он обычно преобразовывался в постоянный ток путем добавления коммутатора в генератор. Первые машины были разработаны пионерами, такими как Майкл Фарадей и Ипполит Пикси . Фарадей разработал «вращающийся прямоугольник», работа которого была

гетерополярной — каждый активный проводник последовательно проходил через области, где магнитное поле было в противоположных направлениях. Лорд Кельвин и Себастьян Ферранти также разработали первые генераторы переменного тока с частотой от 100 до 300 Гц .

В конце 1870-х годов были внедрены первые крупномасштабные электрические системы с центральными генерирующими станциями для питания дуговых ламп , используемых для освещения целых улиц, заводских дворов или внутренних помещений больших складов. Некоторые из них, например дуговые лампы Яблочкова, представленные в 1878 году, лучше работали на переменном токе, и разработка этих ранних систем генерации переменного тока сопровождалась первым использованием слова «генератор переменного тока». Подача надлежащего количества напряжения от генерирующих станций в этих ранних системах была оставлена ​​на усмотрение инженера в «управлении нагрузкой». В 1883 году завод Ганца изобрел генератор постоянного напряжения, который мог производить заданное выходное напряжение независимо от значения фактической нагрузки. Появление трансформаторов в середине 1880-х годов привело к широкому использованию переменного тока и генераторов переменного тока, необходимых для его производства.

После 1891 года были введены многофазные генераторы переменного тока для питания токов нескольких различных фаз. Более поздние генераторы переменного тока были разработаны для различных частот переменного тока от шестнадцати до примерно ста герц, для использования с дуговой подсветкой, лампами накаливания и электродвигателями. Специализированные радиочастотные генераторы переменного тока, такие как генератор переменного тока Alexanderson, были разработаны как длинноволновые радиопередатчики во время Первой мировой войны и использовались на нескольких мощных станциях беспроводной телеграфии до того, как их заменили передатчики на электронных лампах.

Принцип действия

Схема простого генератора переменного тока с вращающимся магнитным сердечником (ротором) и неподвижным проводом (статором), также показывающая ток, индуцируемый в статоре вращающимся магнитным полем ротора.

Проводник, движущийся относительно магнитного поля, развивает в нем электродвижущую силу (ЭДС) ( закон Фарадея ). Эта ЭДС меняет свою полярность, когда она движется под магнитными полюсами противоположной полярности. Как правило, вращающийся магнит, называемый ротором, вращается внутри стационарного набора проводников, намотанных катушками на железном сердечнике, называемом статором . Поле пересекает проводники, создавая наведенную ЭДС (электродвижущую силу), поскольку механический вход заставляет ротор вращаться.

Вращающееся магнитное поле индуцирует напряжение переменного тока в обмотках статора. Поскольку токи в обмотках статора изменяются в зависимости от положения ротора, генератор переменного тока является синхронным генератором.

Магнитное поле ротора может создаваться постоянными магнитами или электромагнитом катушки возбуждения. В автомобильных генераторах переменного тока используется обмотка ротора, которая позволяет регулировать напряжение, генерируемое генератором, путем изменения тока в обмотке возбуждения ротора. Машины с постоянными магнитами позволяют избежать потерь из-за тока намагничивания в роторе, но их размер ограничен из-за стоимости материала магнита. Поскольку поле постоянного магнита постоянно, напряжение на клеммах напрямую зависит от скорости генератора. Бесщеточные генераторы переменного тока обычно больше, чем те, которые используются в автомобилях.

Устройство автоматического регулирования напряжения контролирует ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение. Если выходное напряжение стационарных катушек якоря падает из-за увеличения нагрузки, через регулятор напряжения (VR) во вращающиеся катушки возбуждения подается больше тока . Это увеличивает магнитное поле вокруг катушек возбуждения, что вызывает большее напряжение в катушках якоря. Таким образом, выходное напряжение возвращается к исходному значению.

Генераторы переменного тока, используемые на центральных электростанциях, также управляют током возбуждения для регулирования реактивной мощности и стабилизации энергосистемы от воздействия кратковременных неисправностей . Часто имеется три набора обмоток статора, физически смещенных так, что вращающееся магнитное поле создает трехфазный ток, смещенный на одну треть периода относительно друг друга.

Синхронные скорости

Один цикл переменного тока создается каждый раз, когда пара полюсов возбуждения проходит через точку неподвижной обмотки. Соотношение между скоростью и частотой:, где — частота в Гц (циклов в секунду). число полюсов (2, 4, 6,…) и скорость вращения в оборотах в минуту (об / мин). Очень старые описания систем переменного тока иногда дают частоту в единицах чередования в минуту, считая каждый полупериод как одно чередование ; Таким образом, 12 000 полуколебаний в минуту соответствуют 100 Гц. Nзнак равно120ж/п{\ Displaystyle N = 120f / P}ж{\ displaystyle f}п{\ displaystyle P}N{\ displaystyle N}

Выходная частота генератора переменного тока зависит от числа полюсов и скорости вращения. Скорость, соответствующая определенной частоте, называется синхронной скоростью для этой частоты. В этой таблице приведены несколько примеров:

ПолякиСкорость вращения (об / мин), дающая…
50 Гц60 Гц400 Гц
23 000360024 000
41,5001,80012 000
61,0001,2008 000
87509006000
106007204800
125006004 000
14428,6514,33 429
163754503 000
18333,34002,667
203003602400
401501801,200

Классификации

Генераторы переменного тока можно классифицировать по способу возбуждения, количеству фаз, типу вращения, способу охлаждения и их применению.

По возбуждению

Существует два основных способа создания магнитного поля, используемого в генераторах переменного тока: с помощью постоянных магнитов, создающих собственное постоянное магнитное поле, или с помощью катушек возбуждения . Генераторы, в которых используются постоянные магниты, называются магнето .

В других генераторах переменного тока катушки с намоткой поля образуют электромагнит для создания вращающегося магнитного поля.

Устройство, которое использует постоянные магниты для производства переменного тока, называется генератором с постоянными магнитами (PMA). Генератор на постоянных магнитах (PMG) может вырабатывать как переменный, так и постоянный ток, если у него есть коммутатор .

Генератор постоянного тока с прямым подключением

Этот метод возбуждения состоит из генератора постоянного тока меньшего размера, закрепленного на одном валу с генератором переменного тока. Генератор постоянного тока вырабатывает небольшое количество электричества, достаточное для возбуждения полевых катушек подключенного генератора переменного тока для выработки электричества. Разновидностью этой системы является тип генератора переменного тока, который использует постоянный ток от батареи для начального возбуждения при запуске, после чего генератор становится самовозбуждающимся.

Преобразование и исправление

Этот метод зависит от остаточного магнетизма, сохраняющегося в железном сердечнике, для создания слабого магнитного поля, которое позволит генерировать слабое напряжение. Это напряжение используется для возбуждения полевых катушек генератора переменного тока, чтобы генерировать более сильное напряжение в процессе его нарастания . После начального нарастания переменного напряжения в поле подается выпрямленное напряжение от генератора.

Бесщеточные генераторы

Бесщеточный генератор переменного тока состоит из двух генераторов, установленных встык на одном валу. До 1966 года в генераторах использовались щетки с вращающимся полем. С развитием полупроводниковой технологии стали возможны бесщеточные генераторы переменного тока. Бесщеточные генераторы меньшего размера могут выглядеть как одно целое, но на больших версиях эти две части легко идентифицировать. Большая из двух секций — это главный генератор, а меньшая — возбудитель. Возбудитель имеет стационарные катушки возбуждения и вращающийся якорь (силовые катушки). В главном генераторе используется противоположная конфигурация с вращающимся полем и неподвижным якорем. Мостовой выпрямитель , называемый вращающийся выпрямитель в сборе, установлен на роторе. Не используются ни щетки, ни контактные кольца, что снижает количество изнашиваемых деталей. Главный генератор имеет вращающееся поле, как описано выше, и неподвижный якорь (обмотки для выработки электроэнергии).

Изменяя величину тока через катушки постоянного возбуждения возбудителя, вы изменяете трехфазный выход возбудителя. Этот выходной сигнал выпрямляется вращающимся выпрямительным узлом, установленным на роторе, и возникающий в результате постоянный ток питает вращающееся поле главного генератора переменного тока и, следовательно, выходного сигнала генератора. Результатом всего этого является то, что небольшой постоянный ток возбудителя косвенно управляет выходной мощностью главного генератора переменного тока.

По количеству фаз

Другой способ классифицировать генераторы переменного тока — это количество фаз их выходного напряжения. Выход может быть однофазным или многофазным. Трехфазные генераторы переменного тока являются наиболее распространенными, но многофазные генераторы могут быть двухфазными, шестифазными и более.

Путем вращения части

Вращающейся частью генераторов переменного тока может быть якорь или магнитное поле. Якорь вращающегося типа имеет якорь, намотанный на ротор, где обмотка движется через стационарное магнитное поле. Тип якоря револьверный применяется нечасто. Тип вращающегося поля имеет магнитное поле на роторе, которое вращается через неподвижную обмотку якоря. Преимущество состоит в том, что в этом случае цепь ротора несет гораздо меньшую мощность, чем цепь якоря, что делает соединения контактных колец меньше и дешевле; Для ротора постоянного тока необходимы только два контакта, тогда как обмотка ротора часто имеет три фазы и несколько секций, каждая из которых требует соединения контактного кольца. Стационарный якорь можно намотать на любой удобный уровень среднего напряжения до десятков тысяч вольт; производство контактных колец на напряжение более нескольких тысяч вольт дорого и неудобно.

Способы охлаждения

Многие генераторы переменного тока охлаждаются окружающим воздухом, который пропускается через кожух с помощью прикрепленного вентилятора на том же валу, который приводит в движение генератор. В транспортных средствах, таких как транзитные автобусы, большая нагрузка на электрическую систему может потребовать от большого генератора переменного тока с масляным охлаждением. В морских приложениях также используется водяное охлаждение. В дорогих автомобилях могут использоваться генераторы с водяным охлаждением для удовлетворения высоких требований к электрической системе.

Конкретные приложения

Электрические генераторы

Большинство электростанций используют синхронные машины в качестве генераторов. Подключение этих генераторов к электросети требует выполнения условий синхронизации.

Автомобильные генераторы

Генератор установлен на автомобильном двигателе со змеевидным ременным шкивом (ремень отсутствует).

Генераторы используются в современных автомобилях для зарядки аккумулятора и питания электрической системы при работающем двигателе .

До 1960-х годов в автомобилях использовались динамо- генераторы постоянного тока с коммутаторами . При наличии доступных кремниевых диодных выпрямителей вместо них использовались генераторы.

Генераторы для тепловозов и электровозов

В более поздних дизельных электровозов и дизель — электропоезд , то первичный двигатель поворачивает генератор переменного тока , который обеспечивает электрическую энергию для тяговых двигателей (переменного или постоянного тока).

Тяговый генератор обычно включает встроенные кремниевые диодные выпрямители, обеспечивающие тяговые двигатели напряжением до 1200 вольт постоянного тока.

Первые дизельные электровозы, и многие из тех, что еще находятся в эксплуатации, используют генераторы постоянного тока, поскольку до кремниевой силовой электроники было легче контролировать скорость тяговых двигателей постоянного тока. У большинства из них было два генератора: один для генерации тока возбуждения для большего основного генератора.

По желанию, генератор также обеспечивает питание головной части (HEP) или мощность для обогрева электропоезда . Опция HEP требует постоянной скорости двигателя, обычно 900 об / мин для приложения HEP 480 В 60 Гц, даже когда локомотив не движется.

Генераторы судовые

Судовые генераторы, используемые на яхтах, аналогичны автомобильным генераторам переменного тока с соответствующей адаптацией к среде соленой воды. Судовые генераторы разработаны с учетом взрывозащиты, поэтому искрение щеток не воспламеняет взрывоопасные газовые смеси в машинном отделении. Они могут быть на 12 или 24 В в зависимости от типа установленной системы. Более крупные морские дизели могут иметь два или более генератора переменного тока, чтобы справиться с высокими потребностями в электроэнергии современной яхты. В цепях с одним генератором мощность может быть разделена между пусковой батареей двигателя и бытовой или домашней батареей (или батареями) с помощью диода разделения заряда ( изолятора батареи ) или чувствительного к напряжению реле.

Генераторы для радио

Высокочастотные генераторы переменного тока с переменным магнитным сопротивлением коммерчески применялись для радиопередачи в низкочастотных диапазонах. Они использовались для передачи кода Морзе и, экспериментально, для передачи голоса и музыки. В генераторе Alexanderson и обмотка возбуждения, и обмотка якоря неподвижны, и ток индуцируется в якоре за счет изменяющегося магнитного сопротивления ротора (у которого нет обмоток или токоведущих частей). Такие машины были созданы для производства радиочастотного тока для радиопередач, хотя эффективность была низкой.

Смотрите также

Ссылки

внешняя ссылка

Устройство синхронного генератора переменного тока, принцип работы

Электричество – вид энергии, который можно передавать на дальние расстояния, преобразовывать в механическую, тепловую энергию и трансформировать в световое излучение. Электроэнергию получают различными способами – химическим, тепловым, механическим, фотоэлектрическим.

Наиболее распространенный способ получения электроэнергии – механический, с использованием генераторов. Именно таким образом получают практически всю электрическую энергию, используемую в бытовых и производственных целях.

Генераторы, иначе называемые «электростанциями», бывают синхронными и асинхронными, одно- и трехфазными. Рассмотрим подробнее устройство и работу трехфазного электрогенератора, который может работать параллельно с другими электрогенераторами или централизованной электрической сетью.

 

В конструкцию синхронных электрических генераторов входят три основные детали:

  • Ротор. Вращающийся элемент. Это биполярный электромагнит постоянного тока. Обмотка ротора соединяется с блоком управления через два щеточных узла.
  • Статор. Неподвижный элемент. Витки статорной обмотки равномерно расположены по окружности. В однофазных машинах присутствует одна обмотка, в трехфазных – три, которые соединяются по схемам «звезда», «треугольник» или со сдвигом друг относительно друга на 120°.
  • Блок управления.

 

Статор и ротор изготавливают из пластин электротехнических марок стали, которые хорошо проводят магнитный поток и плохо проводят электрические вихревые токи. Синхронные генераторы, имеющие явно полюсный ротор, используются для тихоходных машин, у которых скорость вращения не превышает 1000 оборотов в минуту, например установок с гидравлическими турбинами. Синхронные электрогенераторы с не явно полюсными роторами используются для механизмов, вращающихся с высокой скоростью – 1500-3000 об/минуту. Бывают двух- и четырехполюсными.

Принцип работы синхронного электрогенератора

Основные этапы:

  • При вращении ротора двигателем внутреннего сгорания начинается вращение поля электромагнита.
  • В результате вращения магнитного поля в статорной обмотке появляется переменное синусоидальное напряжение – одно- или трехфазное. Значение напряжения генерируемого тока зависит от скорости вращения ротора.
  • Изменение электрической нагрузки синхронного генератора меняет механическую нагрузку на валу двигателя внутреннего сгорания. В свою очередь, это изменяет скорость вращения ротора, а значит, изменения величины напряжения и частоты. Избежать таких изменений параметров генерируемого электротока позволяет блок управления, который автоматически регулирует электрические характеристики через обратную связь.

 

Трехфазный синхронный генератор может работать в режиме генератора или в режиме двигателя. В первом случае в СГ входящей является механическая энергия, а выходящей – электрическая. Во втором случае – входящей является электрическая энергия, а выходящей – механическая.

 

Разновидности синхронных генераторов

 

Конкретная область применения определяет, какой вид синхронного генератора купить.

 

Производители предлагают электрогенераторы:

  • Шаговые (импульсные). Применяются для приводов, работающих в режиме старт-стоп, или для устройств постоянного режима работы с импульсным сигналом управления.
  • Безредукторы. Используются в автономных системах.
  • Бесконтактные. Востребованы в качестве электростанций на речных и морских судах.
  • Гистерезисные. Предназначены для установки в счетчиках времени, инерционных электрических приводах, системах автоматизированного руководства.
  • Индукторные. Используются для оснащения электрических установок.

 

Области применения синхронных трехфазных генераторов переменного тока

 

Важная особенность синхронного генератора – возможность синхронизации с другими подобными электрическими машинами. Это свойство позволяет использовать эти машины в промышленной энергетике и при повышении нагрузок в час пик подключать резервные агрегаты.

 

Трехфазные генераторы применяют на:

  • тепловозах с выпрямлением переменного тока полупроводниковыми элементами и других транспортных системах;
  • мощных гидро-, тепловых электростанциях, атомных станциях, передвижных электростанциях;
  • гибридных автомобилях с целью совмещения тяги ДВС и мощности тяговых электродвигателей.

 

Синхронные трехфазные генераторы могут использоваться в качестве электромоторов с мощностью более 50 кВт. В этом режиме ротор соединяют с источником постоянного тока, а статор подключают к трехфазному кабелю.

 

В каких случаях необходимо купить и использовать синхронный генератор?

 

Синхронный генератор переменного тока выбирают в следующих случаях:

  • Если предъявляются высокие требования к постоянству параметров напряжения и частоты тока.
  • При высокой вероятности перегрузок в переходном режиме потребителей с реактивной мощностью.
  • При вероятности перегрузок в рабочем режиме, когда к генератору подключаются потребители как с активной, так и с реактивной мощностью.

 

Преимущества использования синхронных генераторов

 

Плюсы трехфазных синхронных генераторов:

  • Способность выдерживать перегрузы в электросети, превышающие в три раза номинальное значение, и короткие замыкания.
  • Более высокое качество генерируемой электроэнергии, по сравнению с асинхронными генераторами. Поэтому эти электрические машины используются для работы в комплексе с дорогостоящим оборудованием.
  • Наличие автоматических регуляторов напряжения, регулирующих выпрямителей, которые защищают оборудование от перегруза и коротких замыканий и способны отключать электроустановки в случае возникновения аварийных ситуаций.

 

Современные электрические генераторы изготавливаются в соответствии с требованиями мировых стандартов качества и безопасности.

Однофазный генератор переменного тока — Однофазный генератор | Англо-турецкий словарь Значение — Однофазный генератор

Келимелер

Ингилизче Келимелер

İngilizce Deyimler

İngilizce Atasözleri

Фразовые глаголы

Resimli kelimeler

Текерлемелер

Fıkralar

Okul İngilizcesi

2.Sınıflar

3. Sınıflar

4.Sınıflar

5.Sınıflar

6.Sınıflar

7.Sınıflar

8.Sınıflar

9.Sınıflar

10.Sınıflar

11.Sınıflar

12.Sınıflar

Дилбилгиси

Заманлар

Модальные

Sıfatlar ve Zarflar

Предложения существительных

Относительные статьи

Статьи

Предлоги

Герундийский инфинитив

art Cümleleri

Долайлы Анлатим

Замирлер

Исимлер

Соруляр

Пассивные

Определители

Кванторы

Фразовые глаголы

предложений

Fiiller

Союзы

Dilbilgisi Tüm Konular

Diğer

Тестировщик

Тестировщик

Quizler

Задания

Келиме Тестлери

-Karışık kelime testleri

-Kelime öğrenme testleri

Dilbilgisi Testleri

Resimli Testler

Теог Тестлери

Верно Ложь Alıştırmaları

Севие Тестлери

Сынавлар

Üds

ярдов

Toefl

İelts

İngilizce Teog

Блог

Форум

Sözlük

Видеополярный

Hikayeler

İngilizce eviri

arkılar

Оюнлар

Slaytlar

— Kelime Slaytları

— Dilbilgisi Slaytları

Макалелер

ocuklar için İngilizce

Деловой английский

Окума

Язьма

Динлем

Konuşma

Телаффуз

Генератор переменного тока с множественным выбором вопросов (MCQ) и ответов

36. Никогда не рекомендуется подключать стационарный генератор переменного тока к токоведущим шинам, потому что он

Б. Замкнут накоротко

37. В условиях холостого хода мощность, потребляемая первичным двигателем генератора переменного тока, составляет

.

B.Потери холостого хода

38. Для правильной параллельной работы перем. многофазные генераторы должны иметь одинаковые

В. Номинальное напряжение

39. Из следующих условий, при параллельной работе генераторов переменного тока не должно выполняться

.

D. Машины должны иметь одинаковые характеристики

40. Трехфазные генераторы неизменно имеют Y-соединение, потому что

Б. Меньше витков провода

41.Основным недостатком использования обмоток с коротким шагом в генераторах является то, что она

D. Увеличивает Cu концевых соединений

42. При отстающих нагрузках реакция якоря в генераторе составляет

D. Намагничивание

A. Может работать как синхронный двигатель

Б. Замкнут накоротко

C. Кратковременно снизит напряжение на шине

D. Будет ли мешать генерируемым ЭДС других генераторов переменного тока, подключенных параллельно

А.Производят наведенную э.д.с. обмотка якоря

Б. Потери холостого хода

C. Вывести мощность в якорь

D. Потери меди в обмотках якоря и ротора

A. Скорость

B. Номинальное напряжение

С. кВА мощность

D. возбуждение

A. Напряжение на клеммах каждой машины должно быть одинаковым

B. Машины должны иметь одинаковое чередование фаз

C. Машины должны работать с одинаковой частотой

Д.Машины должны иметь одинаковые вещи

A. Магнитные потери минимизированы

B.Меньше витков провода

C. Можно использовать провода меньшего размера

D. Получено более высокое напряжение на клеммах

A. Снижает гармоники в генерируемом напряжении

B. Снижает общее напряжение вокруг катушек якоря

C. Создает асимметрию в трехфазных обмотках

D. Увеличивает Cu концевых соединений

А.Поперечное намагничивание

Б. Размагничивание

C. Неэффективно

D. Намагничивание

Модель динамики однофазной асинхронной машины с короткозамкнутым ротором ротор

Simscape / Электрооборудование / Специализированные энергосистемы / Основные блоки / Машины

Описание

Эта машина имеет две обмотки: основную и вспомогательную. С помощью модели вы можете смоделировать разделенная фаза, запуск конденсатора, запуск конденсатора, запуск конденсатора, а также основной и вспомогательный режимы работы обмоток.

Для режима с разделенной фазой основная и вспомогательная обмотки соединены внутри как следующим образом:

Для режима конденсаторного пуска основная и вспомогательная обмотки соединены внутри как следующим образом:

Для режима работы конденсатора-пуск-конденсатор основные и вспомогательные обмотки находятся внутри связаны следующим образом:

Электрическая часть машины представлена ​​моделью пространства состояний четвертого порядка и механическая часть по системе второго порядка.Все электрические переменные и параметры относящиеся к статору, обозначенные следующими штрихами в уравнениях машины. Все Величины статора и ротора находятся в системе отсчета статора (рамка dq). Нижние индексы определено в следующей таблице.

Нижний индекс

Определение

d

количество осей d

r

Относится к количеству ротора главной обмотки

R

Относится к количеству ротора вспомогательной обмотки

s

S

Количество статора вспомогательной обмотки

л

Индуктивность утечки

м

Электроэнергетика
В qs = R s i qs + d φ qs / dt φ qs = L SS i QS + L мс i ‘ qr
V ds = R S i DS + d φ ds / dt φ ds = L SS i DS + L mS i ‘ dr
V’ qr = R ‘ R i’ QR + d φ ‘ qr / dt — ( N s / N S ) ω r φ ‘ dr φ’ qr = L ‘ r i’ qr + L мс i qs
V ‘ dr = R ‘ R i’ dr + d φ ‘ dr / dt + ( N S / N s ) ω r φ ‘ qr где φ’ dr = L ‘ RR i’ dr + L mS i ds
T e = p [( N S / N s ) φ ‘ qr i’ dr — ( N s / N S ) φ ‘ dr i’ qr ] L ss = л. л. + L мс
L SS = л лS + л мс
л ‘ rr = л. л. + L мс
L ‘ RR = л. л. + L mS

Механическая система

Система отсчета

Система отсчета, закрепленная в статоре, преобразует напряжения и токи в dq Рамка.

Следующие отношения описывают преобразования кадра ab-to-dq, применяемые к однофазная асинхронная машина.

Переменная f может представлять напряжение, токи или потокосцепление.

Параметры однофазных асинхронных машинных блоков определяются следующим образом (все количества относятся к статору).

индуктивность

Сопротивление главной обмотки

0000 , ϕ ds

109

м

Параметр

Определение

R s , L ls

9000 S , L lS

Сопротивление статора вспомогательной обмотки и индуктивность рассеяния

R ′ r , L ′ lr

9105 9105 Сопротивление ротора утечки 902

R ′ R , L ′ lR

Сопротивление ротора вспомогательной обмотки и индуктивность рассеяния.Два значения: равные значениям сопротивления ротора основной обмотки и индуктивностей рассеяния, соответственно.

L мс

Индуктивность намагничивания основной обмотки

L мСм

5

намагничивание 9206 с rr

Суммарные индуктивности статора и ротора главной обмотки

L SS , L ′ RR

Суммарные индуктивности статора и ротора вспомогательной обмотки

, i as

V bs , i bs

V qs , i qs

Напряжение и ток статора главной обмотки

Статор вспомогательной обмотки напряжение и ток

напряжение и ток статора оси q

В ′ qr , i ′ qr

Напряжение и ток ротора оси q

V

8, ds

8 ds

Напряжение и ток статора оси d

V ′ dr , i ′ dr

Напряжение и ток ротора оси d

Потоки по осям q и d статора

ϕ ′ qr , ϕ ′ dr

Потоки по осям q и d ротора

Угловая скорость ротора

Θ м

Угловое положение ротора

p

Количество пар полюсов

ω r

Электрическая угловая скорость (ω м xp)

9000 r5 угловое положение ротора (Θ м x p)

T e

Электромагнитный крутящий момент

T м

Механический крутящий момент вала

коэффициент инерции ротора и нагрузки в (кг.м 2 ). Установите на бесконечность для имитации блокировки ротор.

Комбинированный коэффициент вязкого трения ротора и нагрузки.

H

Комбинированная константа инерции ротора и нагрузки в (с). Установите на бесконечность для моделирования заблокированный ротор.

N s

N S

R st

C s

R run

C

C

9 эффективных витков Число оборотов .

Количество вспомогательных полезные витки обмотки.

Конденсатор-пуск сопротивление

Capacitor-Start

Capacitor-Run сопротивление

Capacitor-Run

N

Отношение числа эффективных витков вспомогательной обмотки и числа основных полезные витки обмотки.

Параметры

Вы можете выбрать один из двух типов единиц, чтобы указать электрические и механические параметры модели, диалоговое окно для единицы измерения и диалоговое окно SI.Оба блока моделирование той же машины. В зависимости от того, какое диалоговое окно вы используете, Simscape ™ Electrical ™ Specialized Power Systems автоматически преобразует указанные вами параметры. в единичные параметры. Модель Simulink ® блока Single Phase Asynchronous Machine использует на единицу параметры.

Вкладка «Конфигурация»

Механический вход

Выберите крутящий момент, приложенный к валу, как вход Simulink блока, или для представления вала машины посредством вращающегося механического порта Simscape.

Выберите Torque Tm (по умолчанию), чтобы указать входной крутящий момент в Н · м или в pu и измените метку входа блока на Tm. Скорость машины определяется инерция машины J (или постоянная инерции H для машины pu) и разность между приложенным механическим крутящим моментом Tm и внутренним электромагнитным крутящим моментом Te. В знаковое соглашение для механического крутящего момента: когда скорость положительная, положительный крутящий момент сигнал указывает режим двигателя, а отрицательный сигнал указывает режим генератора.

Выберите Механический поворотный порт , чтобы добавить к блоку Механический вращающийся порт Simscape, который позволяет соединять вал машины с другие блоки Simscape, у которых есть механические вращающиеся порты. Затем ввод Simulink, представляющий механический крутящий момент Tm машины, удаляется. из блока.

На следующем рисунке показано, как подключить блок Ideal Torque Source от Библиотека Simscape на валу машины для представления машины в моторном режиме или в генераторный режим, когда частота вращения ротора положительная.

Единицы

Укажите диалоговое окно для каждой единицы или диалоговое окно SI. По умолчанию СИ .

Тип машины

Укажите один из четырех типов однофазных асинхронных машин: Split Фаза (по умолчанию), Конденсатор-пуск , Конденсатор-пуск-работа или Главный и вспомогательный обмотки .

Использовать имена сигналов для идентификации меток шины

Когда этот флажок установлен, измерительный выход использует имена сигналов для определить этикетки на автобусе.Выберите этот вариант для приложений, требующих маркировки сигналов шины. иметь только буквенно-цифровые символы.

Когда этот флажок снят (по умолчанию), выход измерения использует сигнал определение для идентификации меток шины. Этикетки содержат не буквенно-цифровые символы, которые несовместимы с некоторыми приложениями Simulink.

Вкладка параметров

Номинальная мощность, напряжение и частота

Номинальная полная мощность Pn (ВА), RMS Vn (В) и частота fn (Гц).По умолчанию [0,25 * 746 110 60] .

Статор главной обмотки

Сопротивление статора R с (Ом или пу) и индуктивность рассеяния L ls (H или pu). По умолчанию [2.02 7.4e-3] (SI) и [0,031135 0,042999] (о.е.).

Ротор главной обмотки

Сопротивление ротора R r ‘(Ω или pu) и индуктивность рассеяния L lr ‘(H или pu), оба относятся к статору.По умолчанию [4,12 5,6e-3] (SI) и [0,063502 0,03254] (пу).

Взаимная индуктивность главной обмотки

Намагничивающая индуктивность L мс (H или pu). По умолчанию 0,1772 (SI) и 1,0296 (pu).

Статор вспомогательной обмотки

Сопротивление статора R S (Ом или пу) и индуктивность рассеяния L LS (H или pu).Обратите внимание, что параметры ротора вспомогательной обмотки принимается равным значениям сопротивления ротора основной обмотки и индуктивностей рассеяния. Поэтому указывать их в диалоговом окне не требуется. По умолчанию [7.14 8.5e-3] (SI) и [0,11005 0,049391] (pu).

Инерция, коэффициент трения, пары полюсов, передаточное число (вспомогательный / основной)

Для единиц СИ диалоговое окно: комбинированная машина и коэффициент инерции нагрузки J (кг.м 2 ), комбинированное вязкое трение коэффициент F (Н.м.с), количество пар полюсов p и соотношение количества вспомогательных обмоток эффективных оборотов,

Вопросы с несколькими вариантами ответов по переменному току и напряжению

0 из 19 завершенных вопросов

Вопросы:

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15
  16. 16
  17. 17
  18. 18
  19. 19

Информация

Переменный ток и напряжение MCQ

Вы уже прошли тест раньше.Следовательно, вы не можете запустить его снова.

Вы должны войти в систему или зарегистрироваться, чтобы начать викторину.

Вы должны пройти следующую викторину, чтобы начать эту викторину:

0 из 19 вопросов ответил правильно

Ваше время:

Истекло время

Вы набрали 0 из 0 баллов, (0)

Средний балл

Ваша оценка

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
  10. 10
  11. 11
  12. 12
  13. 13
  14. 14
  15. 15
  16. 16
  17. 17
  18. 18
  19. 19

ОБЪЯСНЕНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЗАРЯДКИ | JRC Engineering, Inc.

Электротехника, техническая поддержка

Что такое трехфазные генераторы переменного тока….

Три фазы — это не что иное, как одна фаза с двумя дополнительными катушками, которые немного не совпадают по фазе с первой. В основном «фаза» связана с синхронизацией магнитов, проходящих через катушки в разное время. В однофазной системе все магниты и катушки выстраиваются друг с другом и, как говорят, находятся в «фазе». На схеме ниже показана однофазная проводка….

В однофазном блоке катушки намотаны напротив первой.То есть один заводится по часовой стрелке, а следующий — против часовой стрелки. Если в вашем устройстве 6 магнитов, то у него также будет 6 катушек. С 3 фазами у вас будет по 3 катушки на каждую пару магнитов. Пара означает один северный и один южный магниты. Для любой настройки существует множество комбинаций. Например, вы можете использовать 8 магнитов и иметь только 6 катушек, не перекрывая их… или 3 набора из 4 катушек последовательно. Пока не будем беспокоиться о комбинациях и будем придерживаться основ.

Существует два основных способа подключения трехфазного генератора переменного тока: звезда (или звезда) и треугольник.С Delta вы получаете более низкое напряжение, но больше ампер. В звезде вы получаете более высокое напряжение, но меньше ампер. Вы можете вычислить их, используя квадратный корень из 3 (или 1,732). Каждый набор катушек является «фазой» генератора переменного тока, поэтому, когда вы измеряете напряжение, сопротивление или ток для проверки одной фазы генератора переменного тока, вы должны измерять «фазу». Как только вы узнаете, какой будет выходной сигнал одной фазы, вы можете рассчитать «линейный» выход по схеме треугольника или звезды. Линейное напряжение будет измеряться с любых 2 из 3 выходов.Если в вашем тесте на одной фазе было измерено 22 вольта и 10 ампер, то в звездообразной конфигурации было бы получено 38 вольт и 10 ампер (22 x 1,732). Усилители остаются такими же, как и при измерении фазы, потому что звезда в основном соединена с другой фазой. В Delta вы получите 22 В при 17,32 А (10 А x 1,73). Если вы вычислите это из 22 вольт x 17.32 = 381 ватт и 38 x 10 = 380 ватт… так в чем же преимущество? Обычно сопротивление в схеме «Дельта» составляет 1/3 сопротивления звезды. Преимущество звезды — более высокое напряжение при более низких оборотах.В то время как Delta для начала зарядки требуется скорость в 1,5 раза выше.

Некоторые базовые данные о трех фазах…. Большая часть электроэнергии в мире — трехфазная. Первоначально эта концепция была задумана Николой Тесла и доказала, что трехфазное питание намного превосходит однофазное. Трехфазная мощность обычно на 150% эффективнее, чем однофазная в том же диапазоне мощности. В однофазном блоке мощность падает до нуля три раза в течение каждого цикла, в трехфазном никогда не падает до нуля.Мощность, подаваемая на нагрузку, одинакова в любой момент. Кроме того, в 3-фазном режиме проводники должны составлять только 75% от размера проводов для однофазной сети при той же выходной мощности.

Расчет выходной мощности 3-фазной зарядки
Вот некоторая информация, которая может помочь устранить любую путаницу с номинальной мощностью 3-фазной мощности.
Статор Lucas 47244 был рассчитан на 14 ампер в руководстве по ремонту 1980 года. Чтобы найти мощность, мы используем закон сопротивления (вольт x ампер = ватт) 13 В x 14 ампер = 182 ватта
Грубая математика, мы получаем 180 ватт, что и указано на этикетках для воспроизводящих статоров.

Чтобы найти 3 фазы, нам нужно измерить выходной сигнал между 2 из 3 проводов. Мы получили 8,7 ампер при 13,5 вольт при 5000 об / мин. Теперь используем коэффициент для разводки звездой или звездой 1,732
8,7 x 1,732 = 15,05 А, теперь закон сопротивления 15 x 13,5 = 202,5 ​​Вт. Это то, что мы оцениваем как систему зарядки: 13,5 вольт. При тестировании зарядка обычно производится при 6000 об / мин. Таким образом, если бы этот тест проводился при 5000 об / мин вместо 6000, вы могли бы получить другой ответ:
13V x 15A = 195
13.5V x 15A = 203
13V x 14A = 182
14V x 15A = 210

Вот почему в Интернете есть несколько разных значений мощности.
На самом деле мощность такая же, как у однофазного генератора. Разница в том, как он намотан, и в выходных волнах.
Однофазный: мощность падает до (0) 3 раза за полный оборот. В системе без батареи вы действительно не заметите этого при более высоких оборотах двигателя.Или, если у вас есть твердотельный стабилизатор с конденсаторами, которые помогают выровнять выходной сигнал. Если вы запустите одну фазу без батареи, вы увидите это на холостом ходу, что я описываю с помощью импульсной лампочки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *