Как работает генератор? Электрогенератор как работает


Как сделать электрогенератор своими силами

Написано 3 января 2018от generator-prosto.

Постоянное и бесперебойное обеспечение электричества в доме – залог приятного и комфортного времяпровождения в любую пору года. Чтобы организовать автономное питание загородного участка, нам придется прибегнуть к мобильным установкам – электрогенераторам, которые в последние годы особенно популярны ввиду большого ассортимента самых разных мощностей.

Содержание:

Сфера применения

Многие интересуются, как сделать электрогенератор для дачного участка? Об этом мы и расскажем ниже. Применим в большинстве случаев асинхронный генератор переменного тока, который будет производить энергию для работы электроприборов. В асинхронном генераторе скорость вращения роторов, чем в синхронном и КПД будет выше.

Впрочем, силовые установки нашли свое применение в более широком кругу, как отличное средство для добычи энергии, а именно:

  • Их применяют на ветровых электростанциях.
  • Используются как сварочные агрегаты.
  • Обеспечивают автономную поддержку электричества в доме наравне с миниатюрной ГЭС.

Включается агрегат с помощью входящего напряжения. Зачастую для запуска устройство подключают к питанию, но это не совсем логическое и рациональное решение для мини-станции, которая сама должна вырабатывать электричество, а не потреблять его для запуска. Поэтому в последние годы активно производятся генераторы с самовозбуждением или последовательным переключением конденсаторов.

Как работает электрогенератор

Асинхронный генератор электроэнергии производит ресурс, если скорость вращения мотора быстрее синхронного. Самый обычный генератор работает на параметрах от 1500 оборотов.

Он производит энергию, если ротор при старте быстрее работает, нежели синхронная скорость. Разница между этими показателями называется скольжение и высчитывается в процентном соотношении относительно синхронной скорости. Однако, скорость статора еще выше, чем частота вращения ротора. За счет этого образуется поток заряженных частиц, меняющих полярности.

Смотрим видео, принцип работы:

При возбуждении подключенное устройство электрогенератора берет контроль над синхронной скоростью, самостоятельно управляя скольжением. Выходящая из статора энергия проходит по ротору, однако, активное питание уже переместилось в катушки статора.

 Основной принцип работы электрогенератора сводится к преобразованию механической энергии в электрическую. Чтобы запустить ротор для выработки энергии, необходим сильный крутящий момент. Самым адекватным вариантом, по словам электриков, является «вечный ход вхолостую», который поддерживает одну скорость вращения в течение времени работы генератора.

Почему используется асинхронный генератор

В отличие от синхронного генератора, асинхронный имеет огромное количество достоинств и преимуществ. Основным фактором выбора асинхронного варианта стал низкий клирфактор. Высокий показатель клирфактора характеризует количественное наличие высших гармоник в выходном напряжении. Они вызывают бесполезный нагрев мотора и неравномерность вращения. Синхронные генераторы имеют величину клирфактора на уровне 5-15%, в асинхронных он не превышает 2%. Их этого следует, что асинхронный генератор энергии вырабатывает только полезную энергию.

Немного о асинхронном генераторе и его подключении:

Не менее весомым преимуществом данного вида электрогенератора является полное отсутствие вращающихся обмоток и электронных деталей, чувствительных к повреждениям и внешним факторам. Следовательно, данный вид аппаратов не подвержен активному износу и прослужит дольше.

Как сделать генератор своими руками

асинхронный генератор переменного токаУстройство асинхронный генератор переменного тока

Приобретение асинхронного электрогенератора – достаточно недешёвое удовольствие для среднестатистического жителя нашей страны. Поэтому многие умельцы прибегают к решению вопроса о самостоятельной сборке аппарата. Принцип работы, как и конструкции – достаточно прост. При наличии всех инструментов сборка не займет более 1-2 часов.

Согласно вышеопределенному принципу действия электрогенератора, следует настроить все оборудование так, чтобы вращения были быстрее, нежели обороты двигателя. Чтобы это сделать, следует подключить двигатель в сеть и завести его. Для вычисления количества оборотов в минуту используйте тахометр или тахогенератор.

Определив значение скорости вращения двигателя, прибавьте к нему 10%. Если скорость вращения 1500 оборотов в минуту, тогда генератор должен работать на 1650 оборотах.

Теперь нужно переделать асинхронный генератор «под себя», используя конденсаторы необходимых емкостей. Для определения типа и емкости используйте следующую табличку:

Таблица емкостиТаблица емкости ДЛ

Надеемся, как собрать электрогенератор своими руками уже понятно, но обратите внимание: емкость конденсаторов не должна быть очень завышенной, в противном случае генератор, работающий на дизельном топливе, будет сильно греться.

Установите конденсаторы согласно расчету. Установка требует достаточного количества внимания. Убедитесь в хорошей изоляции, при необходимости используйте специальные покрытия.

На базе двигателя процесс сборки генератора завершен. Теперь его уже можно использовать как необходимый источник энергии. Помните, что в случае, когда устройство имеет короткозамкнутый ротор и производит достаточно серьезное напряжение, которое превышает 220 вольт, необходимо установить понижающий трансформатор, который стабилизирует напряжение на требуемом уровне. Помните, чтобы все приборы в доме работали, должен быть строгий контроль самодельного электрогенератора на 220 вольт по напряжению.

Смотрим видео, этапы работ:

Для генератора, который будет работать на малых мощностях, в целях экономии можно использовать асинхронные двигатели с одной фазой от старых или ненужных бытовых электроприборов, например, стиральных машин, насосов для дренажа, газонокосилок, бензопил и т.д. Моторы от таких бытовых приборов следует подключать параллельно обмотке. Как вариант, можно использовать конденсаторы, сдвигающие фазы. Они достаточно редко разнятся по необходимой мощности, так что потребуется ее увеличение до требуемых показателей.

Подобные генераторы очень хорошо показывают себя при необходимости питания лампочек, модемов и прочих мелких приборов со стабильным активным напряжением. При определенных знаниях можно подключить электрогенератор к электропечке или обогревателю.

Готовый к эксплуатации генератор следует установить так, чтобы на него не влияли осадки и окружающая среда. Позаботьтесь о дополнительном кожухе, который защитит установку от неблагоприятных условий.

Советы по эксплуатации

Практически каждый асинхронный генератор, будь это бесщеточный, электрический, бензиновый или дизельный генератор, он считается прибором с достаточно высоким уровнем опасности. Обращайтесь с таким оборудованием очень аккуратно и держите всегда защищённым от внешнего погодного и механического воздействия или изготовьте для него кожух.

Смотрим видео, дельные советы специалиста:

Любой автономный агрегат следует оснащать специальными измерительными приборами, которые будут фиксировать и отображать данные об эффективности работы. Для этого можно использовать тахометр, вольтметр и частотомер.

  • Оборудуйте генератор кнопкой включения и выключения по возможности. Для запуска можно использовать ручной старт.
  • Некоторые электрогенераторы требуется заземлять перед использованием, внимательно оцените территорию и выберите место для установки.
  • При преобразовании механической энергии в электроэнергию, иногда коэффициент полезного действия может падать до 30%.
  • Если не уверены в силах или боитесь сделать что-либо не так, советуем приобрести генератор в соответствующем магазине. Порой риски могут обернуться крайне плачевно…
  • Следите за температурой асинхронного генератора и его тепловым режимом.

Итоги

Несмотря на свою простоту реализации, самодельные электрогенераторы – это очень кропотливая работа, требующая полной сосредоточенности на конструкции и правильному подключению. Целесообразна сборка с финансовой точки зрения только, если у вас уже имеется работоспособный и ненужный двигатель. В ином случае вы отдадите за основной элемент установки больше половины ее стоимости, и общие траты могут существенно превысить рыночную стоимость генератора.

Теперь вы знаете, как сделать электрогенератор и если твердо решили создать его, надеемся, вы получили ответы на все интересующие вопросы перед началом сборки и теперь с полным багажом знаний можете приступать к работе.

В заключение хотелось предложить вам сборку замечательного изобретения одного студента-инженера. Это слабенький, генератор, который может вас спасти в трудную минуту без траты денежных средств даже на топливо.

Популярные статьи:

Опубликовано в Виды бензогенераторов

generator-prosto.ru

Как работает генератор | Двигатель прогресса

May 21, 2015

Панели солнечных батарей и водородные топливные элементы генерируют электричество, но чаще всего, если речь идет о генераторах, имеется в виду двигатель, который преобразует механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электроэнергию. Эти генераторы могут быть достаточно компактными, чтобы обеспечивать электроэнергией одно устройство или достаточно большими, чтобы запитать целый город.

ГенераторИстория

Механические генераторы как крупные, так и малые основаны на явлении электромагнитной индукции, которое открыл английский физик Майкл Фарадей в 1831 году. Первый известный генератор был построен Ипполитом Пикси в 1832 году из двух катушек и подковообразного магнита. В том же году Майкл Фарадей сконструировал униполярный генератор. В нем вращающийся по оси униполярной индукции цилиндрический магнит генерировал постоянный ток.

Первым генератором, который нашел широкое применение в промышленности, был генератор компании Alliance, разработанный профессором Нолле в 1849 году. Последующим, промышленно значимым развитием генераторов, стало изобретение в 1866 году Вернером фон Сименсом генератора без постоянных магнитов, основанным на принципе динамо-электрики.

В 1891 году на Международной выставке электротехники во Франкфурте была представлена машина для производства многофазного переменного тока. Это стало основой для изобретения многофазных генераторов. Один из первых таких генераторов был создан Францем Пихлером в 1892 году в Австро-Венгрии. Машина успешно была введена в эксплуатацию, в дальнейшем был усовершенствован до трехфазного и использовался вплоть до второй половины 20-го века.

В последующие годы были построены многочисленные генераторные электростанции. В основном это были электростанции источником механической энергии, которых была гидроэнергия, реже – энергия пара. Первая крупномасштабная гидроэлектростанция в мире была построена на Ниагарском водопаде в 1895 году, паровая электростанция была запущена в том же году в Будапеште.

Принцип действия и виды генераторов

Все электрические генераторы, которые работают на основе электромагнитной индукции, преобразуют механическую мощность в электрическую энергию. Механическая энергия подается к генератору в виде вращения механического вала. Преобразование энергии основано на силе Лоренца, действующей на перемещение электрических зарядов в магнитном поле. Изменение магнитного поля направлено перпендикулярно к проводнику. Сила Лоренца действует на заряды в проводнике, приводя их в движение. Это приводит к образованию разницы потенциалов между концами проводника и создает электрическое напряжение. Для увеличения напряжения используются последовательно соединенные катушки с проводником.

Генератор устройствоБольшинство генераторов состоят из двух основных компонентов. Ток генерируется в статоре, твердое металлическое ядро, вокруг которого намотан проводник (проволока). Концы обмотки статора подключены к выходным клеммам генератора. Ротор или якорь вращается вокруг статора и производит переменное магнитное поле. В небольших генераторах ротор, как правило, имеет постоянные магниты, но в более крупных генераторах, таких как на электростанциях, магнитное поле создается с помощью магнитных катушек индуктивности.

Диапазон источников внешней энергии достаточно широкий, от ручного привода до силы воды. В генераторах личного пользования привод ротора обычно осуществляется от бензинового двигателя, а в более мощных, способных вырабатывать 10 кВт и более применяются дизельные двигатели. В генераторах, применяемых на электростанциях, для вращения ротора используют паровые турбины. Тепловая энергия для получения пара, вырабатывается от сжигания ископаемого топлива, например уголь, или из ядерного деления. На гидроэлектростанциях для вращения турбины используется сила воды естественного водопада или искусственно направляемого течения.

Линейный генератор в своей простейшей форме представляет собой двигатель Штельцера. Это двухтактный поршневой двигатель прямолинейной симметричной конструкции. Поршневая пара, соединенная между собой шатуном, помещена в цилиндры. На шатуне, который свободно колеблется, вместе с поршнями, расположен магнитопровод, выполняющий функцию якоря. Главное отличие линейного генератора от роторного – использование не вращательного движения подвижной части, а возвратно-поступательного.

Гидроэлектростанции в ветряные турбины – два примера использования возобновляемых источников энергии. Их работа не полагается на ресурс, который может быть исчерпан, таких как ископаемое топливо. Еще один пример – геотермальные генераторы, используют тепло земли для создания пара, который вращает турбину ротора. Солнечные генераторы не полагаются на явление электромагнитной индукции. В основу их работы положен фотоэлектрический эффект, благодаря которому солнечный свет, попадая на полупроводниковую поверхность, создает электроэнергию. Солнечные панели производят постоянный ток, поэтому для работы в обычных электросетях в их конструкцию включают инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.

lab-37.com

как работает дизельный генератор видео

Слаженная работа двух систем.

Принцип работы дизель генератора: хотя электрогенератор и является отдельным устройством, которое преобразует дизельное топливо в электричество, функционально его можно разделить на два различных агрегата.

Их согласованная совместная работа позволяет поддерживать постоянную выработку электроэнергии. Топливо сгорает в цилиндре, благодаря чему подвижная часть электрогенератора начинает вращаться.

Фото: принцип работы дизель генератора

Далее, кинетическая энергия вращения ротора преобразуется в электрическую с помощью установленных электромагнитов.

Фото: Работа ротора дизель генератора

Эти две системы (двигатель и электромагниты) соединены между собой коленчатым валом, который обеспечивает надежную передачу механической энергии от двигателя к магнитам.

Видео: устройство и принцип работы дизельной электростанции:

Пуск и работа ДГУ.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания дизельного генератора работает аналогично любому другому. Для подобных механизмов могут использоваться различные виды топлива, но, как правило, используют дизельное из-за его низкой взрывоопасности.

Когда топливный бак полон – можно запускать устройство. Наиболее распространены дизели с пусковым шнуром и ручкой, но иногда они заводятся с помощью ключа или автоматического стартера.

Дроссельные заслонки и ограничитель оборотов используются для поддержания и контроля скорости вращения и выходной мощности. При чрезмерном превышении скорости, они предотвращают возможные повреждения деталей.

Процесс производства электроэнергии дизель генератора.

Как только поворачивается коленчатый вал, ведущий мост генератора начинает вращаться в пространстве между электромагнитами. Движение магнитов относительно друг друга способствует возникновению электрического тока, который, после выработки, становится доступным для потребителей любого рода.

Изображение

Автоматический регулятор скорости вращения помогает контролировать количество оборотов вала при подключении нагрузки. Он может предотвратить резкое падение напряжения в сети генератора, что возможно, например, при подключении электроинструмента или других устройств большой мощности.

genport.ru

Как работает генератор?

Автомобильный генератор - это устройство, преобразующее механическую энергию (вращение), поступающую от коленчатого вала двигателя, в электрическую.

Ваш двигатель работает на воздухе, топливе... и искре. Именно искра в каком-то смысле находится в центре всего этого, а для её получения нам нужно электричество. Ваш аккумулятор снабжает свечи электроэнергией, но вот только такой энергии лишь от аккумулятора достаточно, чтобы проехать по дороге всего несколько километров. Нам нужно гораздо больше электроэнергии, чтобы снабжать двигатель искрой, наши глаза - освещением, а нас самих - комфортом от кондиционера или печки и огромного числа других приборов в автомобиле, работающих на электричестве. Вот где к нам на помощь приходит генератор, который постоянно заряжает батарею так, чтобы нам никогда (или почти никогда) не пришлось беспокоиться о том, что у нас не хватает зарядки аккумулятора. Так как работает генератор в автомобиле?

Как уже говорилось выше, генератор работает по принципу превращения одного вида энергии в другую. Автомобильный генератор состоит из трёх основных компонентов: статора, ротора и регулятора напряжения (в старых моделях автомобилей последние представляли собой отдельный узел). Когда ремень генератора, получающий привод от вращения двигателя, вращает шкив в генераторе, внутри генератора крутится ротор. Ротор представляет собой магнит или группу магнитов, которые крутятся внутри гнезда медных проводов. Эти провода расположены в форме обмотки, и их называют статором. 

Не сильно вдаваясь в подробности, отметим, что в работе автомобильного генератора лежит довольно гениальный закон физики, когда магнитный поток, пронизывающий катушку проводов, изменяется, то в определённых местах этой катушки образуется напряжение. Этот закон физики называется электромагнитной индукцией (неудивительно, если Вы его не знаете, ведь мы все проходили его ещё в школе). 

Последний шаг в этой цепи - регулятор напряжения генератора. В современных генераторах это встроенный компонент (раньше стабилизаторы напряжения представляли собой большие черные ящики, которые должны были быть прикреплены болтами где-то под капотом). Регулятор напряжения играет роль ограничителя, который будет перекрывать подачу напряжения, если напряжение, производимое генератором, поднимается выше определённого уровня - как правило, этот уровень составляет 14,5 вольт. Это защищает аккумулятор от перегорания.

howcarworks.ru