Elektrický Generátor (52 Fotografií): Princip činnosti Generátoru Elektrického Proudu, Typy, Z čeho Se Skládá A Jak Si Vybrat

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 05:30

Vědět vše o elektrických generátorech je nezbytné nejen pro inženýry, organizátory výroby a různé manažery, jak se obvykle domnívají. Znalost principu činnosti generátoru elektrického proudu je základní obecnou kulturní znalostí moderního světa. Pochopení typů generátorů, z čeho se skládají, jak si vybrat zařízení, může výrazně zlepšit váš vlastní život a zaručit pohodlí i při náhlém výpadku proudu.

Historie stvoření

Nelze přesně říci, kteří specialisté vynalezli generátor elektřiny - mnoho inženýrů a elektrotechniků na něm pracovalo desítky let. Práce na takové technice pokračují i v 21. století, kdy, jak by se zdálo, nelze přidat nic významného . Rozhodujícím krokem k vytvoření generátoru byl objev interakce elektrického pole a magnetické jehly v roce 1820. Postupně bylo možné zjistit, že elektrický proud je získáván pouze v pohybujícím se magnetickém poli nebo když se v něm pohybuje vodič. O čest takového objevu se dělí Anjos Yedlik (Rakousko, 1827) a Michael Faraday (Anglie, 1831).

Ačkoli první byl maďarský vědec, úsilí jeho britského kolegy bylo mnohem slavnější . Byl to on, kdo důkladně a komplexně zkoumal elektromagnetickou indukci, a ne se jen pokusil vytvořit konkrétní mechanismus. Kromě toho se Yedlik dokázal přesunout z prototypů na plnohodnotný dynamo stroj teprve v padesátých letech 19. století. V roce 1831 však Michael Faraday vytvořil generátor elektřiny (i když stále nedokonalý). Dynamo stroje byly historicky první typ, ale kvůli velikosti a složitosti komutace scénu opustili.

Rok vynálezu prvního elektrického stroje v Rusku je 1833. Emmanuel Lenz zároveň objevil reverzibilitu systémů - jedno zařízení lze použít jak pro generaci, tak jako elektromotor.

Ale archaické nevolnictví nedovolilo využít výhod slibného vývoje a brzy se priorita neodvolatelně dostala do průmyslově vyspělých států . Do roku 1851 byly všechny generátory vyráběny pouze s permanentními magnety; v následujících 16 letech bylo možné zvýšit výkon díky jednoduchým elektromagnetům. V letech 1866-1867 několik vývojářů najednou představilo elektrické stroje se samobuzenými magnety.

Generátor belgicko-francouzského vynálezce Zenoba Gramma, postavený v roce 1870, byl poprvé široce používán pro průmyslové účely . Jakmile se objevil dieselový motor, neznámý vývojář přišel na to, jak jej použít jako pohon generátoru. Již ve 20. letech 20. století se v průmyslu začaly aktivně využívat dieselové generátory. Výzkum fyziků ve čtyřicátých letech vedl k vytvoření magnetohydrodynamických generátorů. Ale takové systémy lze použít výhradně ve velkých elektrárnách, pro jejich domácí použití nejsou vyhlídky.

Zařízení a princip činnosti

Jakýkoli elektrický generátor převádí mechanický impuls na elektrický proud. Získává se zkroucením cívky drátu umístěného v magnetickém poli. Cívka je rozdělena na dvě hlavní části: pevně připevněný magnet a drátěný rám. Oba konce cívek jsou mechanicky spojeny kluzným kroužkem posuvným na uhlíkovém kartáči. Tento kartáč vede elektrický proud.

Princip činnosti generátoru také znamená, že impuls generovaný rotující částí jde do vnitřního kontaktního prstence . K tomu dochází přesně v okamžiku, kdy část rámu prochází poblíž severního okraje magnetu. Zdroj střídavého proudu obvykle funguje na principu takzvaného generování silného proudu.

Má pouze jeden magnet, ale pohybuje se kolem několika vinutí. Stojí za zvážení, že generátor automobilu je uspořádán poněkud odlišně.

Začíná fungovat, když je spuštěn zapalovací systém . V tuto chvíli se proud přes kluzné kroužky přesune do sestavy kartáče a do budicího systému. Tam generuje magnetické pole. Rotor spojený s klikovým hřídelem generuje elektromagnetické kmity. Na terminálu pro převíjení je generován střídavý indukovaný proud. Frekvence kroucení generátoru s vlastním buzením se zvyšuje až na určitou úroveň a poté se spustí usměrňovač.

Přestože základním principem generování proudu je interakce magnetického pole, rotoru a statoru, pohyblivé části mohou otáčet různé zdroje mechanické energie. Oni mohou být:

• tekoucí voda;
• horká pára;
• vítr;
• vnitřní spalovací motory.

Synchronní typ generátoru se vyznačuje shodou torzních frekvencí statorů a rotorů. Jako rotor je použit permanentní magnet. Když je zařízení spuštěno, rotor začne generovat slabé pole. Jakmile se otáčky zvýší, začne se generovat velká elektrická síla. Pulz prochází napěťovým regulátorem a je odeslán do elektrické sítě.

Synchronní obvod umožňuje stabilizaci parametrů vyzařovaného proudu. Existuje však vysoká pravděpodobnost elektrického přetížení. Kromě toho je nutné provádět údržbu sestavy kartáče, což okamžitě zvyšuje spotřebitelské náklady.

Asynchronní modely běží nepřetržitě ve zpomalujícím režimu. Rotor se otáčí v předstihu a jeho orientace se shoduje s orientací magnetického pole generovaného statorem. Rotory mohou být ve fázové nebo veverkové kleci.

Magnetické pole v asynchronních zařízeních nelze upravit . Proto je frekvence a proud proudu určena přímo počtem otáček zařízení. V posledních desetiletích hrály významnou roli elektrochemické generátory, které generují proud na bázi vodíku. Snaží se je použít v automobilech, zatím však nebylo možné vytlačit spalovací motor. Další verze generátoru - solární baterie funguje pomocí fotoelektrického jevu.

Pohledy

Autonomií

Extrémně autonomní typ - to jsou ruční elektrárny. V nich je získán mechanický pohyb díky svalové síle operátora. Tak určitě, není třeba počítat s vysokou produktivitou a dlouhodobým provozem . Můžete se však spolehnout na proud v každé situaci, kdy nemůžete používat ani palivo, ani větrnou ani vodní energii. Proto mohou být takové generátory zahrnuty v nouzových soupravách v letadlech, používaných v nouzových případech expedicemi, armádou atd. Podmíněně autonomní elektromagnetická zařízení - na benzínovém pohonu.

Podle počtu fází

Existují jednofázová a třífázová zařízení. V domech a bytech je zřídka vyžadováno třífázové napájení. Výjimkou jsou staré motory, topná tělesa do sauny a podobné vybavení.

Připojení jednofázových spotřebičů k třífázovému generátoru by mělo být provedeno podle pravidla rovnoměrného rozdělení.

Jednoduchá zásada říká: pokud síť spotřebovává 20 kW nebo méně, nemá smysl ve třech fázích.

Podle provozního režimu

Hlavní použitá zařízení jsou navržena tak, aby fungovala nepřetržitě. Obvykle jezdí na naftu, i když existují výjimky. Takové zařízení může poskytovat nepřetržité napájení a je instalováno ve velkých elektrárnách a tepelných elektrárnách . Pohotovostní modely generátoru jsou určeny pro mimořádné události (když se náhle přeruší napájení). Práce také někdy pokračuje bez přerušení, ale jen na několik hodin.

Podle oblasti použití

Generátory pro použití v domácnosti jsou prezentovány v široké škále. Téměř všechny poskytují jednofázový proud. Normální hodnoty jsou 220 V, 50 Hz. Nejvýkonnější zařízení pro domácnost se dokonce používají ke svařování, stejně jako k napájení malých dílen a autoservisů.

Důležité: možnost použití pro svařování musí být uvedena v dokumentaci - jinak je riziko velmi vysoké.

Pro výrobní účely jsou zapotřebí výkonné stacionární elektrické generátory. Používají se také pro:

• velké stavební projekty;
• mikrodistrikty;
• pevné chatové osady;
• porty;
• železniční stanice;
• nemocnice;
• vzdělávací instituce;
• kancelářská centra.

Klasifikace domácích spotřebičů

Benzín

Systémy poháněné větrem nebo tekoucí vodou se nacházejí pouze ve více či méně velkých elektrárnách. Není tak snadné je použít v polních (turistických) podmínkách a dokonce jen doma. To platí zejména pro hydrogenerátory. Pokud jde o tepelné elektrárny pro soukromé použití, téměř vždy běží na benzín a vydávají omezený výkon, zařízení silnější než 20 kW se vyskytují jen zřídka . Obvykle používají benzín AI-92, použití AI-76 a AI-95 je možné jen příležitostně, a i tak se nedoporučuje.

Diesel

Zařízení poháněná naftou někdy produkují až 3 MW proudu. Poskytnou energii i velké rekreační vesnici s garážemi a podobnou infrastrukturou.

Dieselové generátory jsou k dispozici v mobilním nebo stacionárním provedení. Sortiment takových produktů je velmi velký a zjevně pokrývá všechny potřeby.

I relativně slabé modely jsou vhodné pro dodávku proudu do svařovacích strojů.

Výrobci

Moderní elektrické generátory vyrobené v Rusku sebevědomě zpochybňují zahraniční výrobky. Mezi nejoblíbenější značky patří:

• "Svarog";
• "Ráže";
• Energomash;
• Energo.

Řada ruských dodavatelů zahrnuje jak verze pro domácnost s výkonem 1 000–2 000 W, tak seriózní poloprůmyslové vzorky s výkonem až 5 000 W . Konečně existují ještě výrazně výkonnější modely, které pomohou stavitelům a organizátorům výroby. Řada generátorů vyráběných v Ruské federaci je vybavena moderní řídicí a monitorovací elektronikou, která monitoruje technické parametry. Existují však i jednodušší verze - které jsou v obtížných podmínkách mnohem stabilnější. Konečně budou výrobky ruských firem určitě k dispozici spotřebitelům.

Segment domácností je zastoupen například modelem EG-87220. Má 14měsíční vlastní záruku. Palivová nádrž o objemu 15 litrů je ve většině případů dostačující, ale automatické spuštění není k dispozici.

Nejvyšší výkon dosahuje 2200 wattů. Provozní napětí - očekávané 220 V.

Vynikající generátory dodává také francouzská společnost SDMO . Obecně je jedním ze světových lídrů ve výrobě elektrických generátorů různých typů a kapacit. Můžete snadno najít benzínovou elektrárnu SDMO, která dokáže vyřešit téměř jakýkoli myslitelný úkol. Nabízejí atraktivní výkon. Řada francouzského koncernu zahrnuje modely se speciálními rámy, které tlumí vibrace. Vybaveno vynikajícími elektronickými součástkami.

Pozornost je věnována modelu K10M . Poskytuje napětí 230 V a je ovládán pomocí dálkového ovladače. K dispozici je výkonový jistič, schopnost pracovat při - 30 stupních. Na rámu je nainstalován antivibrační systém. K dispozici je také generátor nabíjení 12 V.

Konkurenční společnost Caiman vstoupila na ruský trh relativně nedávno . Už se jí však podařilo co nejpřesvědčivěji prokázat zásluhy jejích produktů. Jeho modely jsou navrženy s minimálním hlukem a lze je bezpečně instalovat i uvnitř domu. Všechny generátory této značky splňují nejvyšší ekologické standardy. Řada Caiman samozřejmě zahrnuje zařízení různých kapacit a velikostí.

Tato značka se může pochlubit modelem Expert 3010X. Má pokročilou možnost chlazení vzduchem. Vačkový hřídel využívá vylepšený řetězový pohon.

Filtr zajišťuje, že se generátor spustí i na extrémně prašných místech. Automatizace zajistí, že start bez oleje nebude možný. Za zmínku také stojí:

• pár vývodů chráněných před vlhkostí;
• záruka výdrže baterie až 210 minut;
• promyšlené chladicí zařízení;
• vynikající bezkartáčový systém, který nevyžaduje náročnou údržbu.

Německý výrobce Endress zaujímá na trhu velmi dobré postavení. V samotném Německu, které již mnohé vypovídá, jsou jeho zařízení mimořádně populární. Společnost aktivně využívá pokročilá komplexní řešení. Stejně jako u předchozích dodavatelů zahrnuje řada celou řadu možností napájení. Výkon hlavní části modelů se pohybuje od 1 500 do 9 000 W. Téměř všechna zařízení Endress jsou schopna dodávat napětí 220 a 380 V.

Dobrým příkladem je ESE 404 YS Diesel . Tato verze je oceňována pro svou spolehlivost a nízkou spotřebu paliva. Výkon zařízení dosahuje 3, 9 kVA. Jmenovité napětí jednofázového generátoru je 230 V. Elektrické krytí je IP23.

Když už mluvíme o německých dodavatelích, bylo by pošetilé ignorovat další populární značku - Fubag . Jeho generátory energie mají stejnou kvalitu jako alespoň slavnější svařovací zařízení. Specialisté společnosti Fubag dbají nejen na technické vlastnosti, ale také na originální design, který usnadňuje servis. Generátory této značky formálně patří do profesionální kategorie. Neméně úspěšně se však používají v soukromém sektoru.

Otevřená jednofázová elektrárna DS 16 A ES dodává pomocí nádrže o objemu 51 litrů proud až 13,6 kVA. K dispozici je předehřívání vzduchu.

Konstruktéři se postarali o ochranu proti přetížení, úroveň elektrického odporu je IP23. Instalace čtyřválců poskytuje proud 54 A. Při zatížení 75%bude zařízení pracovat až 10 hodin.

Ruští spotřebitelé dlouhodobě oceňují výhody generátorů energie značky Resanta. Jsou chváleni za:

• high-tech detaily;
• snadná obsluha;
• vynikající poměr hmotnosti k výkonu;
• stabilita výstupního napětí.

V sortimentu vyniká model BG 4000 R, který běží na benzín. Jmenovitý výkon - 3 kW, třída paliva - AI -92. Synchronní kartáčovací systém funguje bezchybně, informace jsou uživateli přineseny na displeji. Klíč na zapalovací svíčky, knoflík jsou součástí sady. Výroba se ve skutečnosti provádí v Číně.

Mezi čínskými firmami vyniká značka ELITECH příznivě . U nás je znám od roku 2008. Takové generátory jsou nejen vysoce kvalitní, ale také nenáročné a univerzální. Výrobky ELITECH využívají nejnovější technologie, a proto se společnosti podařilo odsunout stranou mnoho bývalých lídrů trhu. Plynové generátory této společnosti se vyznačují kombinovaným startem, mohou být vyrobeny ve stacionární nebo mobilní formě.

Příkladem jednoduchého generátoru pro domácnost je BES 950 R . S objemem nádrže 4, 4 litry poskytuje proudovou sílu 2, 8 A. Start probíhá v manuálním režimu. Automatizace monitoruje hladinu oleje a podle potřeby zařízení vypíná. Dvoudobý motor zpětného ventilu má jeden vzduchem chlazený válec. Hlasitost zvuku dosahuje 56 dBA. Na rozdíl od značek si norské generátory energie nezaslouží zvláštní zmínku:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• Hraničář.

Jak vybrat?

Pořídit si „jen tiché“zařízení není úplně rozumné. Stejně jako nejvýkonnější zařízení. Nejprve byste se měli rozhodnout, k jakému účelu bude generátor použit:

• v sezónním napájení;
• jako záložní bezpečnostní síť;
• jako nouzové řešení;
• jako trvalý zdroj energie.

Pro turisty, lovce, rybáře a část komerčních spotřebitelů je správnější zvolit mobilní generátor. Bude také vyhovovat letním obyvatelům. Rozhodující je však výkon zařízení. Musí to být vyvážené: slabá technika úkol „nevytáhne“a příliš silná technika bude plýtvat zdroji.

Stanovení požadovaného indikátoru pomáhá vzít v úvahu součinitel počátečního proudu a také rozdělení zařízení na důležité a nepříliš důležité (vysavače, pračky, žehličky, mikrovlnné trouby není nutné přidávat).

Velmi důležitý je také počet fází. Z jednofázového generátoru lze napájet pouze jednofázové spotřebiče. Pro domácí a příměstské použití to však není příliš důležité. K vybavení stavenišť, průmyslových podniků a jejich jednotlivých dílen je třeba vzít třífázové modely. Důležité: nevydávají více než 1/3 výkonu na fázi.

Dalším důležitým aspektem je použité palivo . Benzinový model vám umožní dodávat proud do domu v případě pravidelných poruch. Tato zařízení jsou kompaktní, relativně lehká a mají malý hluk. Aktivně je využívají malé komerční firmy - výroba i obchod. Úpravy nafty jsou drahé, vydávají hodně hluku, ale vydávají mnoho proudu a mohou fungovat dlouho bez přerušení. Modely jsou cenné tam, kde jako třída chybí energetické sítě.

Verze se dvěma palivy budou úspornější a univerzálnější než ostatní. Obvykle běží na benzín a plyn a přepnutí je snadné.

Zkapalněný plyn z balónu je výrazně levnější než benzín . Tento režim je ještě výhodnější při připojení k dálnici. Asynchronní zařízení jsou určena pro napájení pod širým nebem, měla by být použita také pro zvláště vlhké místnosti.

Problém je však v tom, že střídavé generátory nevědí, jak dodat bezchybně vysoce kvalitní proud s optimální sinusovou vlnou. Domácí spotřebiče a počítače jsou nejlépe napájeny synchronními zařízeními. Dokonce i náchylnost k poškození prachem je odůvodněna stabilními parametry a vysokými proudovými charakteristikami. Měděný vinutý alternátor je dražší, ale vede teplo mnohem lépe a má vynikající výkon. Kromě toho byste měli věnovat pozornost:

• přítomnost systému AVR (bez něj mohou přepětí poškodit telefony, tablety a notebooky);
• manuální nebo elektrický typ startéru;
• přítomnost možnosti automatického spuštění (a někdy i zastavení);
• uzavřené nebo otevřené pouzdro (první možnost je stabilnější a spolehlivější, ale může se přehřát);
• odpočítávání motohodin (umožňující včasnou údržbu);
• spotřeba paliva;
• recenze;
• servisní schopnosti dodavatele.