Типы и принцип действия генераторов электрического тока

Синхронный и асинхронный

В зависимости от принципа работы, генератор может быть представлен устройством синхронного и асинхронного типа. Для любых асинхронных генераторов характерна конструктивная простота и дешевизна изготовления, а также достаточно высокая устойчивость к короткому замыканию или перегрузкам.

Асинхронные электрические генераторы прекрасно зарекомендовали себя в работе с активным уровнем нагрузки, включая лампы накаливания, электронагреватели, современную электронику и электрические конфорки.

Разница синхронного и асинхронного генераторов

Тем не менее, даже в условиях кратковременного перегруза отмечается выход устройства из строя. Именно по этой причине подключение приборов с индуктивной нагрузкой, включая электрические двигатели, не электронные сварочные аппараты и энергозависимый инструмент, потребует применения асинхронного генератора с трех- или четырехкратным запасом по уровню мощности.

Генераторы синхронного типа востребованы в работе любого индуктивного потребителя, имеющего высокие параметры пусковых токовых величин. Современные синхронные устройства электрического типа легко выдерживают пятикратный уровень секундной токовой перегрузки, что обусловлено линейной зависимостью числа оборотов вращения магнитного поля от количества роторных оборотов или угловой скорости генератора.

Асинхронные и синхронные генераторы отличаются своим устройством, но первый вариант принято считать конструктивно более надежным, что объясняется отсутствием в них традиционного щеточного узла.

Виды и варианты исполнения

Дизельные электростанции различаются по выходной электрической мощности, виду тока (переменный трёхфазный/однофазный, постоянный), выходному напряжению, а также частоте тока (например, 50, 60, 400 Гц).

Также дизельные электростанции разделяют по типу охлаждения дизельного двигателя, воздушному или жидкостному. Электростанции с дизельным двигателем жидкостного охлаждения — это агрегаты больших мощностей и размеров.

По назначению

  • Портативные (бытовые, переносные) — электростанции с дизельным двигателем воздушного охлаждения мощностью от 0,3 кВт до 20 кВт.
  • Стационарные (промышленные) — электростанции с дизельным двигателем жидкостного охлаждения. Как правило, выходной ток — трехфазный, напряжением от 400/230В до 10 кВ. Единичная мощность установок составляет от 8 кВт (10 кВА) до 2000 кВт (2400 кВА).

По конструктивному исполнению

  • Открытого исполнения — базовое исполнение электростанции, предназначено для размещения электроустановки в специально оборудованном помещении.
  • В шумозащитном кожухе — для установки в помещение при наличии требований к снижению шума.
  • Во всепогодном шумозащитном кожухе — для установки на улице при наличии требований к снижению шума.
  • Контейнерные — монтаж электростанции в блок-контейнер осуществляется для эксплуатации установки в тяжелых климатических условиях и повышенной вандалозащищённости.
  • Электростанция может быть установлена в фургон, машину или на шасси. Таким образом, она приобретает статус мобильной электростанции.

По роду тока

Маломощные дизельные электростанции вырабатывают, как правило, однофазный переменный ток напряжением 220 В и/или трёхфазный напряжением 380 В.

Трёхфазные электростанции имеют более высокий КПД за счёт более высокого КПД генератора переменного тока.

Переносные дизельные электростанции с встроенным выпрямителем (инвертором) могут иметь дополнительный выход постоянного тока напряжением 12-14 вольт, например, для зарядки аккумуляторов.

Мощные дизельные электростанции вырабатывают трёхфазный ток:

  • низковольтные — с напряжением до 1 кВ;
  • высоковольтные — с напряжением более 1 кВ (6,3 кВ, 10 кВ).

Если необходимо передавать электроэнергию, выработанную низковольтными электростанциями, на значительные расстояние по линиям электропередачи, напряжение повышается на электрических подстанциях до 6,3 кВ или 10,5 кВ.

По типу генератора переменного тока

Синхронный генератор переменного тока Так как частота переменного тока синхронного генератора определяется числом оборотов ротора (двигателя), то дизельная электростанция должна иметь механизм, обеспечивающий постоянное число оборотов дизельного двигателя независимо от нагрузки (генерируемой электрической мощности). Частота переменного тока синхронного генератора будет: f = n 60 {\displaystyle f={\frac {n}{60}}} , где f {\displaystyle f} — частота в герцах; n {\displaystyle n} — число оборотов ротора в минуту.

Если генератор имеет число пар полюсов p {\displaystyle p} , то соответственно этому частота электродвижущей силы такого генератора будет в p {\displaystyle p} раз больше частоты электродвижущей силы двухполюсного генератора: f = p n 60 {\displaystyle f=p{\frac {n}{60}}} .

ЭДС синхронного генератора регулируется изменением тока возбуждения.

Асинхронный генератор переменного тока

Асинхронный генератор может генерировать переменный ток произвольной, нестандартной частоты (значительно отличающейся, например, от используемой в промышленности и быту частоты 50 Гц). Переменный ток после выхода из генератора подвергается выпрямлению, затем получившийся постоянный ток инвертор преобразует в переменный ток с параметрами, определяемыми стандартом. Следует отметить, что недорогие модели инверторов имеют на выходе переменный ток несинусоидальной формы, обычно прямоугольные импульсы или модифицированная синусоида.

ЭДС асинхронного генератора регулируется изменением числа оборотов двигателя и изменением тока возбуждения (если предусмотрено конструкцией генератора).

Асинхронные генераторы без встроенной системы «стартового усиления» плохо переносят длительные перегрузки, в отличие от синхронных.

Сварочные агрегаты

Особой разновидностью дизельных и бензиновых электростанций следует считать сварочные агрегаты, генерирующие постоянный или переменный ток для электродуговой сварки. Выходное электрическое напряжение относительно низкое (около 90 вольт), однако сила тока велика, электрические генераторы не боятся коротких замыканий.

Принцип работы

Неправильно настроенное оборудование не сможет слаженно работать в течение длительного промежутка времени, преждевременные поломки могут возникнуть на фоне появления всевозможных перегрузок, из-за некачественного возбуждения сети, а также частых переходов в асинхронные режимы. Последний фактор чаще всего возникает по причине каких-либо отклонений в сети: нагрузки переменного типа, короткие замыкания, неравномерная загрузка фаз.

Чтобы устройство правильно функционировало, нужно обеспечить ему правильное охлаждение. Если затраты воды достигают отметки 75% от номинала, тогда срабатывает предупредительная сигнализация. Когда расход охладителя находится в пределах 50%, система разгружается за две минуты. Этот вид генератора работает по принципу электромагнитной индукции. Якорная катушка находится в разомкнутом положении только на холостом ходу, из-за чего необходимое магнитное поле формирует исключительно обмотка ротора. Когда этот элемент крутится от проводного мотора, то у него наблюдается постоянная частота.

Первоначальное магнитное поле формируется за счёт обмотки возбуждения, а в катушку якоря поступает электрическая движущая сила. Если же якорь начал двигаться только благодаря вращению с определённой скоростью, то весь поток возбуждения переходит через проводники статорных катушек. В итоге происходит индицирование переменных ЭДС.

Подготовка

Прежде чем производить запуск генератора, необходимо заняться его подготовкой. Только приобретенное устройство необходимо распаковать. Удалить все пакеты. Обязательно проверить корпус на механические повреждения, которые устройство может получить во время перевозки. Транспортировка новых моделей бензиновых генераторов производится без наличия в системе масла. И прежде чем включать агрегат, необходимо залить требуемое количество смазочного материала в соответствующий отсек, в противном случае двигатель не станет работать.

Перед каждым новым запуском крайне важно проверять уровень масла и при необходимости доливать его. Сухая обстановка для двигателя может оказаться «смертельной». Если для подключения бензинового генератора используется удлинитель, его необходимо полностью размотать и уточнить показатель сечения номинальной нагрузки

По стандарту он должен быть 3-жильным, с наличием сечения в более 2,5 кв. мм

Если для подключения бензинового генератора используется удлинитель, его необходимо полностью размотать и уточнить показатель сечения номинальной нагрузки. По стандарту он должен быть 3-жильным, с наличием сечения в более 2,5 кв. мм.

Несколько иначе проводится подготовка ранее эксплуатируемого генератора. Необходимо проверить, имеется ли у бензогенератора заземление. Если перерыв работе генератора составил более месяца, из бака необходимо слить остатки топливной жидкости. Если устройство находится в постоянном режиме готовности, но редко функционирует, производить замену топлива необходимо на регулярной основе. Но это не значит, что непереработанное топливо следует менять на новое. В случае его нехватки достаточно сделать дозаправку. Производить долив топливной жидкости во время работы двигателя категорически запрещено.

Особое внимание необходимо уделять проверке масла в системе генератора. Полное обновление смазочного материала необходимо производить через каждые 60-70 моточасов

При этом важно запомнить, если использовался масляный состав минерального происхождения, то разбавлять его синтетическим категорически запрещается

Несоответствие составов масел может привести к выходу из строя двигателя

При этом важно запомнить, если использовался масляный состав минерального происхождения, то разбавлять его синтетическим категорически запрещается. Несоответствие составов масел может привести к выходу из строя двигателя. Перед запуском также необходимо проверить, имеется ли подключение к генератору других электрических приборов

Перед запуском также необходимо проверить, имеется ли подключение к генератору других электрических приборов.

Изначально производится пробный запуск при помощи стартера. Затем мотор отключается, делается повторный завод. Благодаря такому подходу к запуску устройства двигатель прогревается постепенно, соответственно, можно увеличить нагрузку на электрогенератор. Главное – следить, чтобы общая мощность потребления не была выше вырабатываемой бензогенератором энергии.

СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Особенность устройств этого класса – жесткая связь 2-х рабочих величин, определяющих их функциональность. Это – частота переменной движущей силы F (Гц), которая за счет вращения индуктора наводится в статорных обмотках и тот же показатель для самого ротора (он обозначается как «N»).

Последний параметр определяется из формулы:

N= F/P (Гц), где P – количество пар полюсов якоря (статора).

Электротехническая схема

На якоре 1 намотана 3-х фазная обмотка генератора, а на его индукторе 2 установлен электромагнит с обмоткой возбуждения. Последняя запитана через скользящие контакты двух рабочих колец 3 и неподвижных графитовых щеток 4.

В некоторых моделях синхронных генераторов в роторах вместо катушек устанавливаются постоянные магниты.

В этом случае необходимость в кольцах и щетках отпадает. При этом одновременно снижаются возможности по поддержанию выходных параметров (напряжения и тока) на стабильном уровне.

Принцип работы синхронного генератора.

Под воздействием приводной силы (воды, дизеля, давления пара или ветра) индуктор генератора начинает вращаться, образуя в каждой точке окружающего пространства переменное э/м поле.

В расположенной рядом 3-х фазной системе, состоящей из катушек статора, с синхронной частотой наводится вторичное поле. Под его действием через подключенную к статорным обмоткам нагрузку начинает течь переменный ток синусоидальной формы.

В результате такого взаимодействия реализуется синхронная схема работы генератора. Для получения ЭДС промышленной частоты (50 Гц) индуктор в генераторном устройстве должен вращаться с частотой 50 об/секунду (3000 об/мин).

Три фактора, влияющие на качество эксплуатации электрогенераторов

На что нужно обратить внимание при выборе электрогенератора? Это три основные вещи – мощность, вид нагрузки и вид используемого топлива. 1

Мощность электрогенератора. Чтобы правильно подобрать этот параметр генератора, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую всеми электроприборами вашего дома. Нужно взять во внимание то, что нагрузка от потребителей бывает двух видов: это активная (лампочка, бытовые электроприборы, не имеющие электродвигателей) и реактивная (холодильник, кондиционер, насос, сварочный аппарат, болгарки, дрели, в общем, все потребители, имеющие электрические двигатели или высокий пусковой ток)

1. Мощность электрогенератора. Чтобы правильно подобрать этот параметр генератора, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую всеми электроприборами вашего дома

Нужно взять во внимание то, что нагрузка от потребителей бывает двух видов: это активная (лампочка, бытовые электроприборы, не имеющие электродвигателей) и реактивная (холодильник, кондиционер, насос, сварочный аппарат, болгарки, дрели, в общем, все потребители, имеющие электрические двигатели или высокий пусковой ток)

Чтобы рассчитать полную мощность потребителей, нужно подсчитать суммарную мощность с учетом всех коэффициентов и небольшого запаса. Примерно это выглядит так.

Рполная = Р1xК1+Р2xК2+ … +РnxКn.
Где K – коэффициент, учитывающий пусковую мощность потребителя.
Коэффициент активной нагрузки для бытовых электроприборов составляет 1-1,3. Для электрических потребителей с реактивной составляющей этот коэффициент условно принимается равным 3.

Электрогенератор газовый бытовой фото

Сумма всех вместе взятых нагрузок и будет определять мощность необходимой вам электростанции, плюс 15% нужно заложить «про запас», поскольку со временем количество электрооборудования имеет свойство увеличиваться. Многие потребители (приборы, в цепь которых включены асинхронные электродвигатели, например, холодильники, электроинструменты) при пуске могут потреблять намного больше электроэнергии, чем указанная в паспортных данных мощность. Если речь идет о дизельной электростанции с заведомо большим запасом мощности, помните, что минимально допустимая нагрузка не может быть меньше 30% мощности электрического генератора.

Бытовой электрогенератор фото

2. Вид нагрузки на электрогенератор. Всем нам известно, что напряжение в сети может быть 220В (230В) и 380В (400В). Бытует мнение, что трехфазные (380В) бытовые электрогенераторы предпочтительнее в виду своей универсальности. Они могут выдавать в сеть как 380В, так и 230В. Но если в ваши планы не входит подключение трехфазных потребителей, то лучше остановиться на однофазной (230В) электростанции.

Электростанция мощностью 6кВт/400В выдает на каждую фазу по 2 кВт, этого может оказаться мало для работы вашего оборудования. В таком случае придется учесть данный нюанс при монтаже электропроводки (часть потребителей посадить на одну фазу, еще часть на другую).

Как выбрать электрогенератор для дома или дачи

3. Используемое топливо. Что выбрать? Дизельную электростанцию или бензогенератор? Бытует мнение, что при потребляемой мощности более 6-8кВт лучше остановиться на дизельном агрегате. Если провести сравнительный анализ бензиновых и дизельных установок одного класса, то можно прийти к выводу, что их надежность практически одинакова. Существенная разница заключается только в их стоимости и стоимости энергоносителя.

С этой точки зрения наиболее выгодными будут газовые электрогенераторы. А если разобраться еще подробнее, то бестопливная энергетика окажется куда более привлекательной. Тут уж выбор за вами. В любом случае, генератор электрического тока, выбранный для использования в конкретных условиях, окажется полезным приобретением.

Автор статьи Александр Куликов

Плюсы и минусы

Современные инверторные генераторы обладают большим количеством преимуществ перед своими обычными «собратьями».

  • Экономичный расход топлива. Автоматическая регулировка оборотов двигателя позволит инвертору самостоятельно избирать количество вырабатываемой электрической энергии. Таким образом, будет создаваться ровно столько выходного напряжения, сколько нужно для подключенных приборов. Такой способ работы сокращает расход топлива примерно в 4 раза по сравнению с обыкновенными генераторами.
  • Большая долговечность. Регулировка выходных характеристик, в зависимости от необходимого напряжения, уменьшает износ двигателя и остальных деталей.
  • Высокое качество выходного напряжения. Раньше электроприборы были более простыми по своему устройству, а электроника не пользовалась особой популярностью. Однако в век цифровых технологий новые девайсы становятся все более и более чувствительными к качеству и стабильности электрического соединения. Дорогостоящая электроника может в любой момент получить фатальный урон своей «начинке» даже от небольшого перепада напряжения и перегореть. Далеко не всегда такую поломку удается «поправить». Использование инверторного аппарата исключит подобные поломки и сэкономит деньги и нервы владельца.
  • Высокий уровень компактности. Небольшая плата процессора, находящегося в микрокомпьютере, не нуждается в продуманной системе вентиляции со множеством кулеров или тяжелой обмоткой. Обычные генераторы обладают габаритами в 2-3 раза больше, нежели компактные инверторные агрегаты. При этом последние не страдают от отсутствия мощности. Это позволяет использовать такую электростанцию и на улице для уборки территории специализированной техникой, и взять на природу для кемпинга, и перевезти в другое здание.
  • Небольшой шум. Упомянутый выше кожух обладает отличными звукоизолирующими качествами, что позволяет использовать инверторный генератор в многоквартирном доме без риска жалобы от соседей. Его работа также не помешает спать ночью.
  • Высокий показатель защиты от внешних воздействий. Кожух, помимо хорошей звукоизоляции, обладает защитой от внешних факторов класса IP23. Это значит, что ему не страшны плохие погодные условия, и он может использоваться на улице.

Минусы у данного агрегата, конечно же, тоже есть. Однако они нивелируются конкретными преимуществами.

  • Высокая разовая плата. За удобный и компактный топливный генератор с инвертором придется заплатить в 2 раза больше, чем за обычную электростанцию. Однако при этом необходимо помнить, что расход топлива у первого меньше, и он защищает дорогостоящие чувствительные электроприборы от короткого замыкания.
  • Небогатый ассортимент. Выбор среди достаточно малого модельного ряда данных агрегатов весьма и весьма ограничен. Поэтому всегда приходится выбирать среди буквально нескольких заслуживших репутацию брендов.
  • Ситуативно недостаточная мощность. На самом деле, это достаточно спорный минус, так как подобные агрегаты обладают мощностью в среднем 8 кВт. Этого вполне хватит, чтобы осветить и обогреть большой частный дом.

Классификация и виды агрегатов

Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.

Синхронный

Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.

По типу топлива двигателя

Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.

Газовый генератор

В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:

  • Безопасность для окружающей среды, ведь газ при сгорании не выделяет вредных элементов, копоти и токсичных продуктов распада;
  • Экономически это очень выгодно – сжигать дешевый газ. В сравнении с бензином, это обойдется значительно дешевле;
  • Подача топлива осуществляется автоматически. Бензин и дизельное топливо требуется по мере необходимости подливать, а газовый генератор обычно подключают к системе газоснабжения;
  • Благодаря автоматике, аппарат приходит в действие самостоятельно, но для этого он должен располагаться в теплом помещении.

Дизельный генератор

Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:

  • Относительная дешевизна топлива;
  • Автоматика, позволяющая автоматически запускать генератор при прекращении подачи электрического тока;
  • Высокий уровень противопожарной безопасности;
  • В течении длительного периода времени агрегат на дизеле способен проработать без сбоев;
  • Внушительная долговечность – некоторые модели способны работать в общей сумме 4 года непрерывной эксплуатации.

Бензогенератор

Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон:

  • Малые габариты при высокой мощности;
  • Просты в эксплуатации: большинство моделей можно запустить вручную, а более мощные генераторы оснащены стартером. Регулируется напряжение под определенную нагрузку при помощи специального винта;
  • В случае перегрузки генератора автоматически срабатывает защита;
  • Просты в обслуживании и ремонте;
  • Во время работы не издают много шума;
  • Можно применять и в помещении, и на улице, но следует защищать от попадания влаги.

История появления Электрогенератор

Первым прототипом электрогенератора был Диск Фарадея, который впоследствии был усовершенствован и доработан. Майкл Фарадей в 1831 году открыл принцип работы электромагнитных генераторов. В последующие годы это открытее назвали «закон Фараде». Этот закон изучается школьниками на уроках физики.

В настоящие время Диск Фарадея значительно претерпел изменения и на выходе мы получили современный электрический генератор. Размер современного электрогенератора может быть как тумбочка, а может быть размером с автобус. Всё зависит от мощности вырабатываемой электроэнергии и вида самого электрогенератора.

Рейтинг популярных моделей

Топ моделей электрогенераторов для частного дома составляется с учетом их стоимости, мощности и функциональных возможностей. Самые лучшие модели есть в каждой ценовой категории. Более того, иногда переплачивать просто нет необходимости. Особенно если речь идет о краткосрочных перебоях электроэнергии, случающихся не слишком часто.

Бюджетные

В самой доступной ценовой категории представлены модели электрогенераторов, работающие на бензине. Они самые дешевые, подходят для краткосрочного энергоснабжения или подключения электроприборов на даче, в походе. Часто изготавливаются в компактном исполнении, поэтому удобны для перевозки.

Champion GG951DC. Недорогой однофазный бензогенератор мощностью 650 Вт, в комплекте 1 розетка на 220 В и 1 на 12 В. Модель имеет воздушное охлаждение, ручной запуск, весит 16 кг. Такой вариант можно выбрать для поездок или краткосрочного электроснабжения дачи.

Среднего ценового сегмента

В этой категории представлена бензиновая, дизельная и газовая техника с разными характеристиками — для краткосрочной или длительной эксплуатации. Среди популярных моделей можно выделить такие.

«СПЕЦ HG-2700». Комбинированный газо-бензиновый генератор мощностью 2200 Вт. Модель имеет простую конструкцию, может подключаться к баллонам, запуск осуществляется вручную, охлаждение осуществляется воздушным способом. На корпусе 3 розетки: 1 на 12 В и 2 на 220 В.

Премиум-класса

В премиум-сегменте рынка представлены бензиновые и дизельные генераторы высокой мощности, способные работать длительное время без перерыва. Среди заслуживающих внимания моделей можно отметить такие.

Hyundai HHY 10000FE. Бензогенератор для выработки однофазного тока, максимальной мощностью 7,5 кВт. Модель имеет и ручной, и электрический пуск, охлаждается воздухом. На корпусе находятся 2 розетки 220 в и 1 на 12 В.

Количество фаз и розеток

Если вы планируете подключать обычные бытовые приборы вроде чайников и холодильников, то можно купить генератор с одной фазой напряжением 220 В. Но если у вас оборудование, требующее напряжения в 380 В (например, электроинструменты)  – в этом случае пригодится трехфазный генератор.

Трехфазный генератор Huter DY800LX-3

Помните, что мощность трехфазного генератора равномерно распределяется между фазами. При общей производительности 6000 Вт на каждую фазу придется по 2000 Вт, то есть подключить что-то, потребляющее 4000 Вт, не получится.

Однофазный генератор Hyundai HHY 10000FE ATS

Также при выборе смотрите на количество розеток и их параметры. Даже у однофазных приборов могут быть обычные розетки напряжением 16 А и силовые – 32 А, к которым уже можно подключить, например, инструменты или электроплиту.

Особенности установки генератора

Речь пойдёт не о подключении, а об установке ‒ организации места, где генератор тока будет работать. Нужна просторная твёрдая и ровная площадка. При установке на неровной поверхности, повышается уровень вибрации, что угрожает целостности оборудования. Если говорить о мощных дизельных установках, то для них желательно бетонное или асфальтовое покрытие, в общем, плотное и надёжное основание.

Площадка должна быть ровной

Подключение генератора проводят кабелем, в соответствии с рекомендациями производителей. Само подключение производится в шкафу, куда заводится кабель от генераторной установки. Он подключается после вводного автомата и счетчика.

Если генератор будет уставлен в помещении, в нем должна быть хорошая вентиляция. Планируя на время работы двигателя оставлять двери открытыми, нужна будет решётка, чтобы никто не попал внутрь во время работы станции.

Конструкция генератора переменного тока

В самом общем случае, наиболее часто применяемый трехфазный генератор переменного тока состоит из явнополюсного ротора с одной парой полюсов (маломощные оборотистые генераторы) или 2 парами их, расположенными крестообразно (наиболее распространенные генераторы мощностями до нескольких сот киловатт. Такая конструкция не только позволяет более рационально использовать материал, но и для промышленной частоты переменного тока 50 Гц дает рабочую частоту вращения ротора 1500 оборотов в минуту, что хорошо согласуется с тяговыми оборотами дизельных двигателей этой мощности), а также статора с 3 (в первом случае) или 6 (во втором) силовыми обмотками и полюсами. Напряжение с силовых обмоток и есть то, которое подается потребителю.

Ротор может быть выполнен на постоянных магнитах только для весьма маломощных генераторов, во всех остальных случаях он имеет намотку т.н. обмотки возбуждения, то есть представляет из себя электромагнит постоянного тока, запитываемый во вращающемся роторе через щёточно-коллекторный узел с простыми кольцевыми контактами, более устойчивыми к износу нежели разрезной ламельный коллектор машин постоянного тока.

В сколько-либо мощном генераторе переменного тока с обмоткой возбуждения на роторе, неизбежно встает вопрос — какой величины ток возбуждения подавать на катушку? Ведь от этого зависит выходное напряжение такого генератора. И это напряжение должно поддерживаться в определенных рамках, например, 380 Вольт, вне зависимости от тока в цепи потребителей, значительная величина которого способна также значительно уменьшать выходное напряжение генератора. Кроме этого, нагрузка по фазам вообще может быть очень неравномерной.

Этот вопрос решается в современных генераторах, как правило введением в выходные цепи фаз генератора электромагнитных трансформаторов тока, соединенных вторичными обмотками треугольником или звездой, и дающими на выходе переменное трехфазное напряжение амплитудой единицы — десятки вольт, строго пропорциональное и согласованное по фазе с величиной тока нагрузки фаз генератора — чем больше потребляемый в данный момент по данной фазе ток, тем больше напряжение на выходе соответствующей фазы соответствующего токового трансформатора. Этим и достигается стабилизирующий и авторегулирующий эффект. Все три регулирующие фазы с вторичных обмоток токовых трансформаторов далее заводятся на обычный 3-фазный выпрямитель из 6 полупроводниковых диодов, и на выходе его получается постоянный ток нужной величины, и подаваемый на обмотку возбуждения ротора через щёточно-коллекторный узел. Схема может быть дополнена реостатным узлом для некоторой свободы регулирования тока возбуждения.

В устаревших или маломощных генераторах вместо токовых трансформаторов применялась система из мощных реостатов, с вычленением рабочего тока возбуждения за счет изменения падения напряжения на резисторе при изменении тока через него. Эти схемы были менее точны и гораздо менее экономичны.

В обоих случаях существует проблема появления начального напряжения на силовых обмотках генератора в момент начала его работы — действительно, если возбуждения ещё нет, то и току во вторичных обмотках токовых трансформаторов взяться неоткуда. Проблема, однако, решается тем что железо ярма ротора обладает некоторой способностью к остаточному намагничиванию, эта остаточная намагниченность оказывается достаточной для возбуждения в силовых обмотках напряжения в несколько вольт, достаточного для самовозбуждения генератора и выхода его на рабочие характеристики.

В генераторах с самовозбуждением — серьезную опасность представляет случайная подача внешнего напряжения промышленной электрической сети на силовые обмотки статора. Хотя это не приводит к каким-то негативным последствиям для самих обмоток генератора, мощное переменное магнитное поле от внешней сети эффективно размагничивает статор, в результате чего генератор теряет способность к самовозбуждению. В этом случае требуется начальная подача напряжения возбуждения от какого-то внешнего источника, например, автомобильного аккумулятора, иногда такая процедура полностью излечивает статор, но в некоторых случаях необходимость подачи внешнего возбуждения остается навсегда.

Главный генератор переменного тока

Главный генератор состоит из вращающегося магнитного поля, как было указано ранее, и неподвижной арматуры (генераторные обмотки)

Используемые структуры возбуждения

Все крупные производители изготавливают генераторы, моторы и синхронные компрессоры, которые оснащены инновационными полупроводниковыми структурами, такими как возбуждение трёхфазных агрегатов. В таких ситуациях используется беспроигрышный метод выпрямления переменных токов.

Параметры функционирования:

    • Работа аппарата на холостом ходу.
    • Электроторможение устройства.
    • Функционирование в определённой энергетической структуре с имеющимися нагрузками либо перезагрузками.
    • Возбуждение синхронного генератора может быть немного форсировано в связи с такими критериями, как ток и напряжение, которые отвечают заданной кратности.
    • Подключение к электросети с помощью точной самосинхронизации.