Elektrisk Generator (52 Bilder): Prinsippet For Drift Av En Elektrisk Strømgenerator, Typer, Hva Den Består Av Og Hvordan Du Velger

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 05:53

Å vite alt om elektriske generatorer er nødvendig ikke bare for ingeniører, produksjonsarrangører og forskjellige ledere, som de vanligvis tror. Kunnskap om prinsippet om drift av en elektrisk strømgenerator er en grunnleggende generell kulturell kunnskap om den moderne verden. Å forstå hvilke typer generatorer, hva de består av, hvordan du velger en enhet, kan forbedre ditt eget liv betydelig og garantere komfort selv med plutselige strømbrudd.

Skapelsens historie

Det er umulig å si nøyaktig hvilke spesialister som oppfant elektrisitetsgeneratoren - mange ingeniører og elektriske ingeniører har jobbet med det i flere tiår. Arbeidet med en slik teknikk fortsetter selv i det 21. århundre, da det ikke ser ut til at noe vesentlig kan legges til . Et avgjørende skritt mot opprettelsen av en generator var oppdagelsen av samspillet mellom det elektriske feltet og magnetnålen i 1820. Etter hvert var det mulig å oppdage at en elektrisk strøm oppnås bare i et magnetfelt i bevegelse eller når en leder beveger seg i det. Æren for en slik oppdagelse deles av Anjos Yedlik (Østerrike, 1827) og Michael Faraday (England, 1831).

Selv om den første var en ungarsk forsker, var innsatsen til hans britiske kollega mye mer kjent . Det var han som grundig og omfattende undersøkte elektromagnetisk induksjon, og ikke bare prøvde å lage en spesifikk mekanisme. I tillegg var Yedlik bare i stand til å flytte fra prototyper til en fullverdig dynamomaskin bare på 1850-tallet. Men Michael Faraday opprettet en elektrisitetsgenerator (men fortsatt ufullkommen) tilbake i 1831. Dynamomaskiner var historisk sett den første typen, men på grunn av pendlingens størrelse og kompleksitet forlot de scenen.

Året for oppfinnelsen av den første elektriske maskinen i Russland er 1833. Samtidig oppdaget Emmanuel Lenz reversibiliteten til systemer - ett apparat kan brukes både for generering og som en elektrisk motor.

Men arkaisk livegenskap tillot ikke å dra fordel av lovende utvikling, og snart gikk prioriteten uigenkallelig til de industrielt utviklede statene . Fram til 1851 ble alle generatorer bare laget med permanente magneter; i de neste 16 årene var det mulig å øke effekten på grunn av enkle elektromagneter. I årene 1866-1867 presenterte flere utviklere på en gang elektriske maskiner med selvopphissede magneter.

Generatoren til den belgisk-franske oppfinneren Zenob Gramm, bygget i 1870, ble først mye brukt til industrielle formål . Når dieselmotoren kom, fant en uidentifisert utvikler ut hvordan den skulle brukes som generator. Allerede på 1920 -tallet begynte dieselgeneratorer å bli aktivt brukt i industrien. Forskning fra fysikere på 1940 -tallet førte til opprettelsen av magnetohydrodynamiske generatorer. Men slike systemer kan utelukkende brukes på store kraftverk, det er ingen utsikter for bruk i hjemmet.

Enhet og driftsprinsipp

Enhver elektrisk generator konverterer en mekanisk impuls til en elektrisk strøm. Det oppnås ved å vri en trådspole plassert i et magnetfelt. Spolen er delt inn i to hoveddeler: en stivt festet magnet og en trådramme. Begge spoleendene er mekanisk forbundet med en gliring som glir på kullbørsten. Denne børsten leder en elektrisk strøm.

Driftsprinsippet til generatoren innebærer også at pulsen som genereres av den roterende delen går til den indre kontaktringen . Dette skjer akkurat i det øyeblikket en del av rammen passerer nær magnetkanten. Vekselstrømskilden fungerer vanligvis etter prinsippet om den såkalte sterke strømgenerasjonen.

Den har bare en magnet, men den beveger seg rundt flere viklinger. Det er verdt å vurdere at bilgeneratoren er ordnet noe annerledes.

Det begynner å virke når tenningssystemet startes . I dette øyeblikket beveger strømmen seg gjennom gliringene til børstesamlingen og til eksitasjonssystemet. Der genererer han et magnetfelt. En rotor koblet til veivakselen genererer elektromagnetiske svingninger. En vekselvis indusert strøm genereres ved tilbakespolingsterminalen. Vridfrekvensen til den selvopphissede generatoren øker opp til et visst nivå, og deretter utløses likeretteren.

Selv om det grunnleggende prinsippet for nåværende generasjon er samspillet mellom magnetfeltet, rotoren og statoren, kan forskjellige kilder til mekanisk energi rotere en bevegelige del. De kan være:

• rennende vann;
• varm damp;
• vind;
• interne forbrenningsmotorer.

Den synkrone typen generator kjennetegnes ved sammenfall av torsjonsfrekvensene til statorer og rotorer. En permanentmagnet brukes som rotor. Når enheten startes, begynner rotoren å generere et svakt felt. Så snart revolusjonene øker, begynner en stor elektrisk kraft å bli generert. Pulsen passerer gjennom spenningsregulatoren og sendes til det elektriske nettverket.

Den synkrone kretsen lar parametrene til den avgitte strømmen stabiliseres. Det er imidlertid stor sannsynlighet for elektrisk overbelastning. I tillegg må børstenheten repareres, og dette øker umiddelbart forbrukerkostnadene.

Asynkrone modeller kjører kontinuerlig i en avtagende modus. Rotoren spinner på forhånd, og orienteringen faller sammen med orienteringen til magnetfeltet generert av statoren. Rotorer kan være enten fase- eller ekornburversjon.

Magnetfeltet i asynkrone enheter kan ikke justeres . Derfor bestemmes frekvensen og strømstyrken av strømmen direkte av antall omdreininger til apparatet. De siste tiårene har elektrokjemiske generatorer, som genererer hydrogenbasert strøm, spilt en betydelig rolle. De prøver å bli brukt i biler, men så langt har det ikke vært mulig å forskyve forbrenningsmotoren. En annen versjon av generatoren - solbatteriet fungerer ved hjelp av den fotoelektriske effekten.

Visninger

Av autonomi

Ekstremt autonom type - dette er manuelle kraftverk. I dem oppnås mekanisk bevegelse på grunn av operatørens muskelstyrke. Sikker, det er ikke nødvendig å stole på høy produktivitet og langsiktig drift . Men du kan trygt få strøm i enhver situasjon når du ikke kan bruke verken drivstoff eller vind- eller vannenergi. Derfor kan slike generatorer inkluderes i nødsett på fly, brukt i nødstilfeller av ekspedisjoner, militæret og så videre. Betinget autonome elektromagnetiske enheter - på en bensindrift.

Etter antall faser

Det er enfasede og trefasede enheter. I hus og leiligheter er trefaset strømforsyning sjelden nødvendig. Unntaket er gamle motorer, varmeelementer for en badstue og lignende utstyr.

Tilkoblingen av enfasede forbrukere til en trefasegenerator bør utføres i henhold til regelen om ensartet distribusjon.

En enkel tommelfingerregel sier: hvis nettverket bruker 20 kW eller mindre, er det liten mening i tre faser.

Etter driftsmåte

De viktigste enhetene som brukes er designet for å fungere kontinuerlig. De går vanligvis på diesel, selv om det er unntak. Slikt utstyr kan gi døgnåpen strømforsyning, og det er det som er installert i store kraftverk og termiske kraftverk . Standby -generatormodeller er designet for nødssituasjoner (når strømforsyningen plutselig blir avbrutt). Noen ganger pågår arbeidet også uten avbrudd, men bare i noen få timer.

Etter bruksområde

Generatorer for husholdningsbruk er presentert i et bredt spekter. Nesten alle gir enfasestrøm. Normale verdier er 220 V, 50 Hz. De kraftigste husholdningsapparatene brukes til og med for sveising, samt for å drive små verksteder og biltjenester.

Viktig: muligheten for bruk for sveising må spesifiseres i dokumentasjonen - ellers er risikoen veldig høy.

For produksjonsformål er det nødvendig med kraftige, stasjonære elektriske generatorer. De brukes også til:

• store byggeprosjekter;
• mikrodistrikter;
• solide hytteoppgjør;
• havner;
• jernbanestasjoner;
• sykehus;
• utdanningsinstitusjoner;
• kontorsentre.

Klassifisering av husholdningsapparater

Bensin

Systemer drevet av vind eller rennende vann finnes bare i mer eller mindre store kraftverk. Det er ikke så lett å bruke dem i felt (tur) forholdene og til og med bare hjemme. Dette gjelder spesielt for vanngeneratorer. Når det gjelder termiske kraftverk til privat bruk, kjører de nesten alltid på bensin og gir begrenset effekt, enheter som er kraftigere enn 20 kW, finnes sjelden . Vanligvis bruker de AI-92 bensin, bruk av AI-76 og AI-95 er bare mulig av og til, og selv da anbefales det ikke.

Diesel

Installasjoner som går på diesel gir noen ganger opptil 3 MW strøm. De vil gi energi selv for en stor ferieby med garasjer og lignende infrastruktur.

Dieselgeneratorer er tilgjengelige i en mobil eller stasjonær design. Utvalget av slike produkter er veldig stort og dekker åpenbart ethvert behov.

Selv relativt svake modeller er egnet for å levere strøm til sveisemaskiner.

Produsenter

Moderne elektriske generatorer produsert i Russland utfordrer utenlandske utenlandske produkter. De mest populære merkene er:

• "Svarog";
• "Kaliber";
• Energomash;
• Energo.

Utvalget av russiske leverandører inkluderer både husholdningsversjoner med en effekt på 1000-2000 W, og seriøse semi-industrielle prøver med en effekt på opptil 5000 W . Til slutt er det enda kraftigere modeller som vil hjelpe utbyggere og produksjonsarrangører. En rekke generatorer produsert i Russland er utstyrt med avansert kontroll- og overvåkingselektronikk som overvåker de tekniske parameterne. Imidlertid er det også enklere versjoner - som er mye mer stabile under vanskelige forhold. Endelig vil produktene fra russiske firmaer definitivt være tilgjengelige for forbrukere.

Husholdningssegmentet er for eksempel representert ved modellen EG-87220. Den har 14 måneders proprietær garanti. En bensintank med et volum på 15 liter er tilstrekkelig i de fleste tilfeller, men autostart er ikke tilgjengelig.

Den høyeste effekten når 2200 watt. Driftsspenning - forventet 220 V.

Utmerkede generatorer leveres også av det franske selskapet SDMO . Generelt er det en av verdens ledere innen produksjon av elektriske generatorer av forskjellige typer og kapasiteter. Du kan enkelt finne et SDMO bensinkraftverk som kan løse nesten alle tenkelige oppgaver. De tilbyr attraktiv ytelse. Utvalget av det franske konsernet inkluderer modeller med spesielle rammer som demper vibrasjoner. Utstyrt med utmerkede elektroniske komponenter.

Oppmerksomheten er rettet mot K10M -modellen . Den gir 230 V spenning og styres fra fjernkontrollen. En effektbryter tilbys, som kan arbeide ved - 30 grader. Et antivibrasjonssystem er installert på rammen. Det er også en 12V ladegenerator.

Konkurrerende selskap Caiman kom relativt nylig inn på det russiske markedet . Imidlertid har hun allerede klart å demonstrere fordelene med produktene sine så overbevisende som mulig. Modellene er designet for minimal støy, og de kan trygt installeres selv inne i huset. Alle generatorer av dette merket oppfyller de høyeste miljøstandardene. Selvfølgelig inkluderer Caiman -serien enheter av forskjellige kapasiteter og størrelser.

Dette merket kan skryte av modellen Expert 3010X. Den har et avansert alternativ for luftkjøling. Kamakslen bruker en forbedret kjededrift.

Filteret sørger for at generatoren starter selv på ekstremt støvete steder. Automatiseringen vil sikre at start uten olje ikke er mulig. Det er også verdt å merke seg:

• et par utsalgssteder beskyttet mot fuktighet;
• garanti for batterilevetid opptil 210 minutter;
• gjennomtenkt kjøleutstyr;
• et utmerket børsteløst system som ikke krever sofistikert vedlikehold.

Den tyske produsenten Endress har en meget god posisjon i markedet. I Tyskland selv, som allerede sier mye, er enhetene ekstremt populære. Selskapet bruker aktivt avanserte komplekse løsninger. Som med tidligere leverandører inkluderer serien hele spekteret av alternativer for strømforsyning. Kraften til hoveddelen av modellene varierer fra 1500 til 9000 W. Nesten alle Endress -enheter kan levere 220 og 380 V.

Et godt eksempel er ESE 404 YS Diesel . Denne versjonen er verdsatt for sin pålitelighet og lave drivstofforbruk. Kraften til enheten når 3, 9 kVA. Enfasegeneratorens spenning er 230 V. Den elektriske beskyttelsen er IP23.

Når vi snakker om tyske leverandører, ville det være dumt å ignorere et annet populært merke - Fubag . Kraftgeneratorene har samme kvalitet som i det minste det mer kjente sveiseutstyret. Fubag -spesialister bryr seg ikke bare om de tekniske egenskapene, men også om det originale designet, noe som gjør det lettere å vedlikeholde. Generatorene til dette merket tilhører formelt den profesjonelle kategorien. Imidlertid blir de ikke mindre vellykket brukt i privat sektor.

Det åpne enfasede kraftverket DS 16 A ES leverer opptil 13,6 kVA strøm ved hjelp av en tank på 51 liter. Luftforvarming tilbys.

Designerne tok seg av overbelastningsbeskyttelse, nivået på elektrisk motstand er IP23. Den firesylindrede installasjonen gir en strøm på 54 A. Ved en belastning på 75%vil enheten fungere opptil 10 timer.

Russiske forbrukere har lenge verdsatt fordelene med Resanta -merkets kraftgeneratorer. De får ros for:

• høyteknologiske detaljer;
• enkel service;
• utmerket vekt-til-effekt-forhold;
• utgangsspenningens stabilitet.

I sortimentet skiller modellen BG 4000 R, som går på bensin, seg ut. Effekt - 3 kW, drivstoffklasse - AI -92. Det synkrone børstesystemet fungerer feilfritt, informasjonen blir brakt til brukeren av displayet. Tennpluggnøkkel, knott er inkludert i settet. Faktisk utføres produksjonen i Kina.

Blant de kinesiske firmaene skiller merket ELITECH seg positivt ut . I vårt land har han vært kjent siden 2008. Slike generatorer er ikke bare av høy kvalitet, men også upretensiøse og allsidige. ELITECH -produktene bruker den nyeste teknologien, og derfor klarte selskapet å skyve mange tidligere markedsledere til side. Gassgeneratorer i dette selskapet kjennetegnes ved en kombinert start, de kan lages i en stasjonær eller mobil form.

Et eksempel på en enkel husholdningsgenerator er BES 950 R . Med en tankkapasitet på 4, 4 liter gir den en strømstyrke på 2, 8 A. Start skjer i manuell modus. Automatisering overvåker oljenivået og slår av enheten etter behov. Hovedventilens totaktsmotor har en enkelt luftkjølt sylinder. Lydvolumet når 56 dBA. Norske kraftprodusenter fortjener ikke spesiell omtale, i motsetning til merker:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• Ranger.

Hvordan velge?

Å kjøpe en "bare stille" enhet er ikke helt rimelig. I tillegg til den kraftigste enheten. Først og fremst bør du bestemme for hvilket formål generatoren skal brukes:

• i sesongmessig strømforsyning;
• som et sikkerhetsnett for sikkerhetskopiering;
• som en nødløsning;
• som en permanent energikilde.

For turister, jegere, fiskere og en del av kommersielle forbrukere er det mer riktig å velge en mobil generator. Han vil også passe sommerboere. Men kraften til enheten er kritisk. Den må balanseres: en svak teknikk vil ikke "trekke ut" oppgaven, og en altfor sterk teknikk vil kaste bort ressurser.

Å bestemme den nødvendige indikatoren bidrar til å ta hensyn til startstrømskoeffisienten, samt dele enheter i viktige og ikke veldig viktige (støvsugere, vaskemaskiner, strykejern, mikrobølgeovner er ikke nødvendig å legge til).

Antallet faser er også veldig relevant. Bare enfasede apparater kan drives fra en enfasegenerator. For husholdnings- og forstadsbruk er dette imidlertid ikke så viktig. Det må tas trefasede modeller for å utstyre byggeplasser, industriforetak og deres individuelle verksteder. Viktig: de gir ikke ut mer enn 1/3 av strømmen per fase.

Et annet viktig aspekt er drivstoffet som brukes . Bensinmodellen lar deg levere strøm til huset i tilfelle periodiske feil. Disse enhetene er kompakte, relativt lette og har lite støy. De brukes aktivt av små kommersielle firmaer - både produksjon og handel. Dieselmodifikasjoner er dyre, lager mye støy, men de gir mye strøm og kan fungere lenge uten avbrudd. Modeller er verdifulle der strømnett mangler som klasse.

Versjoner med dobbelt drivstoff vil være mer økonomiske og mer allsidige enn andre. De går vanligvis på bensin og gass, og det er enkelt å bytte.

Ballong flytende gass er betydelig billigere enn bensin . Denne modusen er enda mer fordelaktig når den er koblet til en motorvei. Asynkrone enheter er designet for strømforsyning i det fri, de bør også brukes i spesielt fuktige rom.

Problemet er imidlertid at børsteløse generatorer ikke vet hvordan de skal levere feilfri strøm av høy kvalitet med en optimal sinusbølge. Hvitevarer og datamaskiner drives best av synkrone enheter. Selv følsomhet for støvskader begrunnes med de stabile parameterne og høye strømkarakteristikkene. En kobbersviklet generator er dyrere, men den leder varme mye bedre og har utmerket effekt. I tillegg bør du være oppmerksom på:

• tilstedeværelsen av et AVR -system (uten det kan strømspenninger bryte telefoner, nettbrett og bærbare datamaskiner);
• manuell eller elektrisk type starter;
• tilstedeværelsen av et alternativ for å starte automatisk (og noen ganger stoppe);
• lukket eller åpen sak (det første alternativet er mer stabilt og pålitelig, men det kan overopphetes);
• nedtelling av motortimer (tillater rettidig vedlikehold);
• drivstofforbruk;
• anmeldelser;
• leverandørens servicemuligheter.