Этот сайт использует cookies. Продолжая работу с сайтом, Вы выражаете своё согласие на обработку Ваших персональных данных. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера. Подробнее

СОГЛАСЕН

Электрогенератор — это… Что такое Электрогенератор?

Электри́ческий генера́тор — это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.

История

До того, как была открыта связь между электричеством и магнетизмом, использовались электростатические генераторы, которые работали на основе принципов электростатики. Они могли вырабатывать высокое напряжение, но имели маленький ток. Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой. Заряды вырабатывались, используя один из двух механизмов:

• Электростатическую индукцию
• Трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков

По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа.

Динамо-машина Йедлика

В 1827 венгр Аньош Иштван Йедлик начал экспериментировать с электромагнитными вращающимися устройствами, которые он называл электромагнитные самовращающиеся роторы. В прототипе его униполярного электродвигателя (был завершен между 1852 и 1854) и стационарная и вращающаяся части были электромагнитные. Он сформулировал концепцию динамо-машины по меньшей мере за 6 лет до Сименса и Уитстона, но не запатентовал изобретение, потому что думал, что он не первый, кто это сделал. Суть его идеи состояла в использовании вместо постоянных магнитов двух противоположно расположенных электромагнитов, которые создавали магнитное поле вокруг ротора. Изобретение Йедлика на десятилетия опередило его время.

Диск Фарадея

Диск Фарадея

В 1831—1832 Майкл Фарадей открыл принцип работы электромагнитных генераторов. Принцип, позднее названный законом Фарадея, заключался в том, что разница потенциалов образовывалась между концами проводника, который двигался перпендикулярно магнитному полю. Он также построил первый электромагнитный генератор, названный «диском Фарадея», который являлся униполярным генератором, использовавшим медный диск, вращающийся между полюсами подковообразного магнита. Он вырабатывал небольшое постоянное напряжение и сильный ток.

Конструкция была несовершенна, потому что ток самозамыкался через участки диска, не находившиеся в магнитном поле. Паразитный ток ограничивал мощность, снимаемую с контактных проводов и вызывал бесполезный нагрев медного диска. Позднее в униполярный генераторах удалось решить эту проблему, расположив вокруг диска множество маленьких, распределенных по всему периметру диска, чтобы создать равномерное поле и ток только в одном направлении.

Другой недостаток состоял в том, что выходное напряжение было очень маленьким, потому что образовывался только один виток вокруг магнитного потока. Эксперименты показали, что используя много витков провода в катушке можно получить часто требовавшееся более высокое напряжение. Обмотки из проводов стали основной характерной чертой всех последующих разработок генераторов.

Однако, последние достижения (редкоземельные магниты), сделали возможными униполярные двигатели с магнитом на роторе, и должны внести много усовершенствований в старые конструкции.

Динамо-машина

Основная статья Динамо-машина

Динамо-машина стала первым электрическим генератором, способным вырабатывать мощность для промышленности. Работа динамо-машины основана на законах электромагнетизма для преобразования механической энергии в пульсирующий постоянный ток. Постоянный ток вырабатывался благодаря использованию механического коммутатора. Первая динамо-машина была построена Hippolyte Pixii в 1832.

Пройдя ряд менее значимых открытий динамо-машина стала прообразом из которого появились дальнейшие изобретения, такие как двигатель постоянного тока, генератор переменного тока, синхронный двигатель, роторный преобразователь.

Динамо-машина состоит из статора, который создает постоянное магнитное поле, и набора вращающихся обмоток, вращающихся в этом поле. На маленьких машинах постоянное магнитное поле могло создаваться с помощью постоянных магнитов, у крупных машин постоянное магнитное поле создается одним или несколькими электромагнитами, обмотки которых обычно называют обмотками возбуждения.

Большие мощные динамо-машины сейчас можно редко где увидеть, из-за большей универсальности использования переменного тока на сетях электропитания и электронных твердотельных преобразователей постоянного тока в переменный. Однако до того, как был открыт переменный ток, огромные динамо-машины, вырабатывающие постоянный ток, были единственной возможностью для выработки электроэнергии. Сейчас динамо-машины являются редкостью.

Другие электрические генераторы, использующие вращение

Без коммутатора динамо-машина является примером генератора переменного тока. С электромеханическим коммутатором динамо-машина классический генератор постоянного тока. Генератор переменного тока должен всегда иметь постоянную частоту вращения ротора и быть синхронизирован с другими генераторами в сети распределения электропитания. Генератор постоянного тока может работать при любой частоте ротора в допустимых для него пределах но вырабатывает постоянный ток.

МГД генератор

Магнитогидродинамический генератор напрямую вырабатывает электроэнергию из энергии движущейся через магнитное поле плазмы без использования вращающихся частей. Разработка генераторов этого типа началась потому, что на выходе его высокотемпературные продукты сгорания, которые можно использовать для нагрева пара в парогазовых электростанциях и таким образом, повысить общий КПД.

Классификация

Электромеханические индукционные генераторы

На сегодняшний день наиболее распространённым типом является индукционный электромеханический генератор. Абсолютное большинство тепловых, гидравлических, ветряных, атомных, приливных, геотермальных электростанций, а так же некоторые солнечные используют этот тип генератора.

Электромеханический генера́тор — это электрическая машина, в которой механическая работа преобразуется в электрическую энергию.

— устанавливает связь между ЭДС и скоростью изменения магнитного потока пронизывающего обмотку генератора.

Классификация электромеханических генераторов

• По типу первичного двигателя:
• По виду выходного электрического тока
  • Генератор постоянного тока
    • Коллекторные генераторы
    • Вентильные генераторы
  • Генератор переменного тока
    • Однофазный генератор
    • Трёхфазный генератор
      • С включением обмоток звездой
      • С включением обмоток треугольником
• По способу возбуждения
  • С возбуждением постоянными магнитами
  • С внешним возбуждением
  • С самовозбуждением
    • С последовательным возбуждением
    • С параллельным возбуждением
    • Со смешанным возбуждением

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Инверторные генераторы что это? Основные понятия, преимущества, область применения

Генератор водорода: принцип работы, преимущества водородного генератора

Водород используется в качестве газа-носителя при проведении хроматографических исследований. Для постоянного питания лабораторного оборудования необходимо либо подключать баллоны с H₂ под давлением, либо генератор водорода. Второй вариант предпочтительнее по нескольким причинам, и все они будут рассмотрены в этой статье наряду с другими темами:

Преимущества генераторов водорода

Использование баллонного H₂ приводит к повышению стоимости производственного цикла: компания вынуждена постоянно закупать и доставлять газ, из-за чего весь процесс работы ставится в зависимость от регулярности поставок. Кроме того, хранение баллонов под давлением — это всегда повышенный риск утечки, взрывов и пожаров.

Установка генератора водорода позволяет получать нужное количество вещества высокой степени очистки (до 99,999%). В результате предприятие оптимизирует структуру расходов, добиваясь при этом постоянного и равномерного проведения хроматографических исследований. Обеспечиваются и дополнительные преимущества:

• Прибор генерирует газ только по мере необходимости: не нужно хранить водород, что исключает вероятность выброса газа в помещение.
• Концентрация получаемого вещества ниже взрывоопасной: полностью соблюдается техника безопасности, минимизируются возможные травмы на производстве.
• Оператор полностью контролирует качество получаемого газа, а в случае его снижения может предпринять меры по дополнительной очистке.

Принцип работы оборудования

Генератор водорода, купить который может любая компания или лаборатория, получает газ из дистиллята. Причем его качество влияет на процентное содержание примесей в готовом продукте. Если в генератор чистого водорода поступает вода с высокой концентрацией посторонних ионов, она несколько раз проходит через деионизационный фильтр и только потом попадает в электролизер. Последующие этапы получения H₂ выглядят следующим образом:

• Дистиллят расщепляется на кислород и водород в процессе электролиза (в качестве электролита применяется ионообменная мембрана).
• О₂ попадает в питающий бак, а потом сбрасывается в атмосферу, как побочный продукт работы устройства.
• H₂ подается в сепаратор, отделяется от воды, которая затем снова поступает в питающий бак. Это обеспечивает непрерывность процесса получения нужного вещества.
• Водород еще раз проходит через разделяющую мембрану, удаляющую из газа остаточные молекулы кислорода, и поступает в хроматографическое оборудование.

По этому принципу работает любой водородный генератор, купить который предлагают современные производители. Технические параметры зависят от модели.

Особенности и возможности генераторов водорода

Главное требование к прибору — качество получаемого вещества. Генератор водорода, купить который предлагает НПФ «Мета-хром», производит H₂ высшей категории, соответствующий ГОСТу. То есть он может использоваться в качестве источника газа-носителя для питания высокоточного лабораторного оборудования. Это актуальное решение, если потребителю по каким-либо причинам недоступен гелий: например, в случаях работы прибора с детектором по теплопроводности.

Современное оборудование полностью автоматизировано за счет наличия большого количества датчиков, контролирующих все этапы получения газа. В свою очередь датчиками управляет микропроцессор. Он позволяет оператору задавать нужные режимы работы с помощью клавиатуры. Генератор водорода, цена которого является доступной, регулирует следующие параметры:

• Давление полученного вещества, подаваемого на хроматографическую линию.
• Уровень заливаемого в бак дистиллята и его расход.
• Герметичность газовых магистралей: при обнаружении утечки сразу подается соответствующий сигнал, работа прекращается.
• Параметры тока в электролизере.

Выбор прибора

Когда выбирается генератор водорода, цена модели обычно отражает ее возможности. Чем их больше, тем удобнее прибор в регулярном использовании. К наиболее важным параметрам относятся:

• Микропроцессорное управление для точного задания рабочих параметров.
• Качество очистки готового продукта: желательно, чтобы техника поддерживала многоступенчатую подготовку H₂.
• КПД электролизера: чем он выше, тем меньше энергии расходуется на поддержание расщепления воды.
• Возможность дозаливки дистиллята без отключения устройства для обеспечения непрерывности процессов.
• Продуманная защита от повышения тока в камере электролиза или в случае превышения давления в питающих трубах. Оптимально, если устройство сразу отключается или автоматически меняет рабочие параметры.
• Регулируемая производительность H₂. Наличие этой функции позволяет оператору контролировать объемы генерируемого газа. Сокращается нагрузка на электролизер, повышается срок его службы без необходимости замены.
• Управление температурным режимом дожигателя кислорода. Чем больше параметров, которые позволяют регулировать генератор чистого водорода, тем проще отладить производственный процесс.
• Индикация влажности вещества (исключает риск попадания влаги в питающие линии).

Существуют и другие параметры, на которые рекомендуется обратить внимание перед тем, как купить водородный генератор: цена устройства, производительность, степень очистки газа, стабильность давления, обводненность готового вещества, время выхода на режим, потребляемая мощность и габариты.

Обслуживание генераторов водорода

Современные устройства не требуют сложной пусконаладки или дорогостоящего обслуживания. Это универсальные приборы, которые удобно использовать на производствах в любой отрасли промышленности. Управление осуществляется через мини-клавиатуры, а результаты выводятся на ЖК-монитор.

Использование прибора позволяет полностью отказаться или существенно сократить объемы потребления баллонного H₂ и повышает эффективность работы предприятий.

Бензиновые и дизельные электрогенераторы

Прежде чем разобрать тему «принцип работы и устройство электрического генератора», нужно остановиться на основных электротехнических терминах.

Электрическая мощность, это произведение тока I (Амперы) и напряжения U (Вольты), измеряется в ВА (Вольт Амперах). Данная мощность ещё называется полной P=U x I (ВА). Она, в свою очередь, подразделяется на активную и реактивную.

Активная мощность измеряется в Ваттах. Она показывает значения потребления различных обогревательных электроприборов в момент их работы. В данном виде мощности вся электрическая энергия преобразуется в тепло. У активной мощности cos φ равен 1. Следовательно, если подключить к электрическому генератору только электроприборы выделяющие тепло, в конструкции которых нет электродвигателей, то можно использовать всю имеющуюся мощность бензинового или дизельного генератора.

Реактивная мощность (единица измерения Вольт-Амперы реактивные) — потребляют электрические двигатели и приборы, содержащие большие ёмкости, например фотовспышка. В этом показателе cos φ не равен 1 и отличается от прибора к прибору. Точно значение можно узнать из списка характеристик, указанных в документации устройства.

cos φ необходим для перевода полной мощности, выражаемой в Вольт-Амперах, перевести в более привычные Ватты. Мощность в Ваттах = Мощность в ВА х cos φ. Чтобы ярче показать взаимосвязь ВА и Вт можно представить кружку пива с пеной, так вот пиво с пеной — это ВА, а само пиво — это Ватты. 

cos φ — это угол сдвига между фазой напряжения и фазой тока, ещё cos φ называют коэффициентом мощности. Очень часто цифры в маркировке ИБП и генераторов обозначают мощность, выраженную в ВА, и, чтобы понять, какую мощность сможет выдать устройство в Ваттах, нужно это значение умножить на коэффициент мощности. 

Пусковой ток свойственен исключительно электроприборам, оснащенным двигателем.

Пусковой ток представляет собой единовременное существенное повышение нагрузки, вызванное запуском устройства, так как электромотор при наборе оборотов требует существенно большей мощности, чем для стандартного режима работы. Следовательно, при подсоединении к генератору устройств, снабженных электродвигателями, суммарную нагрузку необходимо рассчитывать не по номиналу, указанному в паспорте этих приборов, а по мощности пусковых токов. Несмотря на то, что длятся они всего 1-3 секунды, они могут негативно сказаться на источниках электроэнергии, если пренебречь их значением и нагрузить генератор или стабилизатор. Ещё лучше, если источник электрической энергии работает с запасом по мощности процентов в 20%, так он прослужит вам достаточно долго. Ниже приведена таблица электрических приборов с примерным коэффициентом пусковых токов.

В свою очередь, полная мощность подразделяется на Активную и Реактивную мощности.

Форма выходного напряжения. Если посмотреть через осциллограф (прибор отображающий форму напряжения) в линиях электропередачи, а значит и в розетке напряжение представлено в виде волны (чистой синусоиды), такая форма напряжения идеальна для работы всей техники. Бензиновые или дизельные генераторы выдают пилообразное напряжение, которое подходит для большинства электроприборов, но такая форма категорически не подходит для работы котлов отопления. Есть класс электроустановок — инверторные генераторы, у них на выходе синусоидальное напряжение. На выходе некоторых типов ИБП (off-line или line-interactive) может быть аппроксимация синусоиды (прямоугольники), что так же не допускается для электроснабжения насосов и энергозависимого котла.

Электрогенератор — электротехническое устройство, которое преобразует механическую энергию от работы двигателя в электрическую энергию. Генераторы получили широкое распространение из-за своей относительной дешевизны, по сравнению с другими источниками электроэнергии, и за широкий мощностной ряд. Дополнительно генератор можно оборудовать системой автозапуска и получится универсальная система резервного электроснабжения.

Электрогенераторы могут оснащаться различными двигателями: работающими на бензине или на дизельном топливе. Первые значительно дешевле вторых, но, к сожалению, обладают меньшим ресурсом эксплуатации. Средний срок работы бензинового двигателя составляет от 500 до 1500 часов, дизельного – 3000-7000 моточасов. Дизельные установки, оснащенные системой жидкостного охлаждения и двигателем на 1500 об/мин, способны проработать без ремонта до 40000 часов. На бензиновые установки мощностью до 1 кВа ставят, как правило, 2-х тактные двигатели, на генераторы свыше 1000 ВА устанавливаются 4-х тактные двигатели. Станции с бензиновым двигателем весят легче по сравнению с дизельными двигателями. Но у дизельных электростанций есть несколько плюсов: более высокий КПД, меньший расход топлива, больший крутящий момент, они лучше переносят частое подключение техники с большими пусковыми токами. Среди недостатков – высокий уровень шума, сложность запуска в морозы и бОльшая стоимость ремонта. Дизельный генератор должен работать с нагрузкой минимум 40% от своей мощности, в противном случае произойдёт закоксованность цилиндра.

По типу охлаждения генераторы разделяют на две группы: с охлаждением воздухом и жидкостью, при этом первые распространены гораздо больше. Маломощные генераторы до 12-20 кВа имеют воздушное охлаждение, что накладывает на них ограничение по времени непрерывной эксплуатации. Агрегаты с воздушным охлаждением можно непрерывно эксплуатировать не более 6-8 часов, потом станцию нужно остановить и дать остыть мотору, и не имеет значения, какой тип двигателя, бензиновый или дизельный установлен на генераторе.

Электрогенераторы с жидкостным охлаждением снабжены исключительно дизельными двигателями, данный тип генераторов называют ДГУ (дизельная генераторная установка). Наименьшая электрическая мощность станций с данным типом охлаждения начинается с 6 кВа, но, как правило, это генераторы с минимальной мощностью в 12-15 кВа. ДГУ можно эксплуатировать в непрерывном режиме, останавливая генератор, только на ТО и на дозаправку топливом.

Заявленная электрическая мощность генераторов выражена в ВА, цифры в наименовании станции обозначают Вольт-Амперы, чтобы перевести мощность в Ватты, их нужно умножить на cos φ. У современных станций cos φ равен 1, чаще распространены генераторы с cos φ равным 0,9 или 0,8. Цифры в модели электрогенератора обозначают максимальную мощность, превышающую показатели обычной работы. Под максимальной нагрузкой Р агрегат сможет проработать лишь 20-30 минут, после чего произойдет перегрев. Следовательно, нельзя нагружать генератор на полную (максимальную) мощность, и данный запас мощности нужен для поглощения пусковых токов.

Генераторная установка состоит из двух основных компонентов: мотор и альтернатор (генератор) — устройство, которое вырабатывает переменное напряжение. Альтернаторы бывают синхронные и асинхронные, щёточные и бесщёточные, однофазные (220 Вольт) и трёхфазные (380 Вольт). Самыми современными альтернаторами являются синхронные бесщёточные. У них длительный ресурс работы, они хорошо выдерживают пусковые токи, вырабатывают выходное напряжение высокого качества благодаря системе AVR. Автоматический регулятор выходного напряжения или, как он ещё называет AVR, предназначен для стабилизации напряжения генератора при изменении оборотов работы двигателя.

Покупать однофазный или трёхфазный генератор выбирает сам потребитель в зависимости от того, есть у него трёхфазные потребители электрического тока или нет. К трёхфазной станции можно подключить как однофазные приборы в 220 вольт, так и трёхфазные, потребляющие 380 вольт. Но нужно понимать, покупая, например, трёхфазный генератор на 6 кВт, на одну фазу данный агрегат выдаст только 2 кВт, то есть к трёхфазному генератору мощностью в 6 кВт нельзя подключить даже электрический чайник, потребляющий 2.2 кВт. Заявленную мощность в 6 кВт трёхфазная станция выдаёт для трёхфазного потребителя. Следовательно, если у вас нет трёхфазных потребителей в доме, то нет никакого смысла покупать трёхфазный генератор, а вот если у вас есть, например, трёхфазный станок, то вам требуется только трёхфазный генератор. Очень распространенно одно заблуждение — если к дому подведено трёхфазное напряжение, то и генератор нужно покупать трёхфазный. Да к дому подведено три фазы, но в доме-то проводка везде однофазная, есть естественно и исключения, и в доме может находиться трёхфазная розетка, например для электрической плиты, но, как правило, везде в розетках 220 вольт. По сути, подведённая трёхфазная сеть, это три линии электропередач по 220 вольт, подключённых к одному дому. Так вот, даже если у вас к дому подведено три фазы, но нет трёхфазных потребителей, устанавливайте однофазный генератор. Электрик при подключении сможет дать напряжение от однофазной станции на все три линии, или можно проложить по дому одну резервную линию, к которой будут подсоединены электроприборы, которые должны будут работать от генератора.

Нагрузка подсоединяется к генераторам через обычные розетки. Есть два типа розеток на 16 Ампер и на 32 Ампера. Как правило, у генератора, начиная от мощности 6 кВа, есть несколько розеток на 16 Ампер, и одна на 32 Ампера. Точное количество розеток каждого вида можно уточнить непосредственно во время покупки.

Запуск агрегата, в зависимости от модели, может осуществляется двумя способами: тросиком вручную или электростартером, работающим от аккумулятора. При этом все генераторы с воздушным охлаждением, оснащенные электростартером, снабжены тросом для ручного запуска двигателя. Существуют электрогенераторы, позволяющие установить систему автозапуска АВР (автоматический ввод резерва). Данная система при понижении входного напряжения сети ниже определённого значения отключает внешнюю сеть и запускает в работу двигатель генератора, когда восстанавливается подача напряжения из электрической сети, двигатель глушится и в дом начинает подаваться сетевое электричество.

Электрические генераторы могут поставляться с дополнительными опциями, такими как:

• шумозащитный кожух;
• увеличенный по ёмкости топливный бак;
• вольтметр и амперметр;
• встроенная система АВР;
• электростартер;
• ручки и колёса для транспортировки;
• шумопоглощающий глушитель.

Выходная форма напряжения от обыкновенного генератора с воздушным охлаждением отличается от синусоидальной волны и наблюдается некоторый разброс параметров напряжения. Если технике, которую вы будете подключать к генератору, требуется напряжение повышенного качества, то есть инверторные генераторы. На выходе у них наблюдается чистый синус, напряжение значением в 220 вольт, частота переменного тока равна 50 Гц. По сравнению с обыкновенными генераторами инверторные более компактные, менее шумные, у них понижен уровень выброса вредных веществ, есть режим переключения на экономичный режим работы. 

Вопросы, на которые стоит ответить, прежде чем купить электрогенератор:

• Генератор — это основной или временный источник электроснабжения?
• Как часто и насколько интенсивно будет использоваться генератор?
• Известной и проверенной фирмы будет техника или китайский производитель?
• Нужен однофазный или трёхфазный альтернатор?
• Какая выходная мощность необходима? (Ответом будет значение суммы мощностей пусковых токов всех планируемых потребителей).
• Будет работать на бензине или дизельном топливе?
• Какая нужна ёмкость топливного бака? Она будет определять время автономной работы.
• Генератор нужен с системой автозапуска или без неё?
• Какие электроприборы будут подключаться к электростанции?

В связи с большим распространением энергозависимых котлов отопления, у потребителя часто возникает вопрос — можно ли использовать для электроснабжения котла отопления генератор? Многим котлам требуется выраженная фаза и нейтраль, у генератора нет выраженных фазы и нуля, там две полуфазы по 115 вольт. Чтобы получить ноль, нужно заземлить одну из полуфаз. Многим газовым котлам отопления требуется синусоидальное напряжение значением в 220 вольт, данную форму напряжения могут выдать только инверторные генераторы. Плюс нужно учесть тот факт, что при отключении света, кто-то должен завести генератор, а если это произойдёт ночью или когда все на работе?

Бензиновый или дизельный электрогенератор, по сути, является конструктором. Берётся двигатель, к нему подсоединяется соответствующий по мощности альтернатор, сваривается рама и топливный бак, устанавливается AVR, ставятся розетки, и различные индикаторы. Всё, генератор готов. Если на всех генераторах устанавливается одни и те же агрегаты, то зачем переплачивать и покупать генераторы известных и именитых марок? Важное кроется в мелочах. По своей сути, любая автомашина, это тоже набор запасных частей и агрегатов, произведённых специализированными заводами и собранных в конечное изделие на каком-то заводе. Но вопрос как собранно и из чего? Поэтому многие покупатели предпочитают приобретать европейские, японские или американские машины известных фирм, потому что они уверенны в качестве конечного продукта — автомобиля. Тоже самое касается и генераторов, нужно очень ответственно подходить к выбору генератора и приобретать известные и проверенные марки. Есть мировые лидеры в производстве двигателей общего назначения, которые устанавливаются на генераторы, есть мировые лидеры в производстве альтернаторов, систем автоматики. У двигателей и альтернаторов, разные ресурсы, есть только заявленные параметры, а есть заявленные и соответствующие действительности значения. У деталей и компонентов могут быть разные сплавы, разные материалы, степень и качество обработки поверхностей. Даже такой банальный пример, как качество сварки и покраски рамы электрогенератора. В итоге всё влияет на качество, долговечность и на то заведётся ли генератор, когда это потребуется или нет.

Как работает газовый генератор?

О том, что газ является одним из самых дешевых источников тепла, знают все. Эта характеристика лежит в основе все возрастающей популярности газовых генераторов в быту, на строительстве и в промышленности.

Газовая мини-электростанция – принцип работы

Последовательность процессов получения электроэнергии, преобразуя для этого тепловую – аналогична протекающим в дизельных и бензиновых электрогенераторах. Превращение тепла, выделяемого при сгорании газа, в механическую энергию происходит в рабочей камере двигателя внутреннего сгорания. Выработка электричества совершается в генераторе.

Востребованным типом генераторной установки на газовом топливе является ее модификация с автозапуском. Автоматическое включение мини-электростанции происходит без вмешательства оператора при разрыве цепи в центральной системе энергоснабжения.

Оборудование может использоваться:

• в качестве резервного источника электроснабжения;
• как основной поставщик энергии;
• для сезонного включения на даче, летнем загородном доме.

Основное достоинство данного типа генератора – в возможности работать как когенерационная установка, т. е. одновременно производить как электричество, так и тепло.

Два способа как запитать электрогенератор на газу

Многофункциональную генераторную установку можно подключить к газовой магистрали, а также заправлять из баллона со сжиженным газом.

Первый способ – более сложный и займет много времени. Проведение процедуры включает разработку проекта, сбор всей необходимой документации и согласование проекта подключения. Но в результате потребитель будет иметь полную энергонезависимость, при этом вырабатываемая электроэнергия будет гораздо дешевле, чем при использовании бензо- или дизель-генераторов.

При отсутствии возможности магистрального подключения запитать электрогенератор можно баллонным газом. Соединение генератора с баллоном производится посредством использования гибкого газопроводного шланга без перегибов. Напрямую, без газового редуктора соединение не допускается.

Газ является взрывоопасным веществом. При эксплуатации газового электрогенератора необходимо соблюдать все меры безопасности, следить за соблюдением герметичности в местах сопряжения шланга, не допуская утечки газа.

Передвижные компрессоры — Атлас Копко Россия

Поиск по вики-сайту о сжатом воздухе

Большая часть компрессоров, о которых идет речь, – это стационарные компрессоры. Но в продаже имеются и передвижные компрессоры. Они используются во многих областях, начиная от строительства и ремонта дорог и заканчивая спасательными работами. Почти все они работают от дизельных двигателей.

Что такое передвижные компрессоры, и где они используются?

Уровень шума и выбросов в атмосферу

Эксплуатационная гибкость передвижных компрессоров

В то время как стационарные промышленные компрессоры встраиваются в общую систему распределения сжатого воздуха и обслуживают строго определенные участки производства, современные передвижные компрессоры должны быть универсальными, т. е. должны работать в самых разных областях и различных условиях окружающей среды (температура, влажность, высота над уровнем моря, давление и график нагрузки). Прочие требования к передвижным компрессорам включают высокую эксплуатационную надежность, хорошие рабочие характеристики, незначительное влияние на окружающую среду в результате низкого уровня шума и регулируемых уровней токсичности выхлопа, компактные размеры и небольшой общий вес.

Эксплуатация в климатических условиях с высокой влажностью, в особенности если рабочий цикл включает работу под нагрузкой с высоким давлением или длительные периоды работы без нагрузки, может привести к тому, что содержащаяся в воздухе вода будет конденсироваться в контуре компрессорного масла. Это плохо влияет на смазываемые компоненты компрессора, а также на само масло. Всего 1% воды в масле сокращает срок службы подшипников на 40%. Самые современные передвижные компрессоры оснащаются электронной системой регулирования температуры масла для защиты деталей в течение всего срока службы компрессора.

Другие статьи по этой теме

Сопутствующая продукция

Определение: Электрический генератор | Информация об открытой энергии

Устройство для преобразования механической энергии в электрическую. Примечание: EIA определяет «электрический генератор» как объект, а не как устройство; согласно определению EIA, примеры включают электроэнергетические компании и независимых производителей энергии. ^{[1] [2]}

Определение Википедии

В производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую для использования во внешней цепи.Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электроэнергии, и часто можно использовать ручные генераторы.В производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую энергию для использования во внешней цепи. Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего.Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электроэнергии, и часто можно использовать ручные генераторы. Все, что я должен сказать, это СКУЧНО! Неудачники HAHA, если вы действительно находите эти интересные шутки на вас, (Эта статья о генерации электромагнитной энергии. Для электростатических генераторов, таких как машина Ван де Граафа, см. Электростатический генератор. Для устройств для преобразования фотонов в электричество см. Фотоэлектрическую панель.) В электричестве. Генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую для использования во внешней цепи.Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электроэнергии, и часто можно использовать ручные генераторы., Прежде чем читать подробно, почему бы и нет; Посмотрите на пример хорошо зарекомендовавшей себя британской компании, предоставляющей дизельные генераторы или генераторы в аренду, продажу, запчасти и обслуживание. Ведущий пример поставщика и экспертной фирмы: (Эта статья посвящена производству электромагнитной энергии. Для электростатических генераторов, таких как машина Ван де Граафа, см. Электростатический генератор. Информацию об устройствах для преобразования фотонов в электричество см. В фотоэлектрической панели.)

В электричестве Генератор — это устройство, преобразующее движущую силу (механическую энергию) в электрическую для использования во внешней цепи.Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электроэнергии, и часто можно использовать ручные генераторы., https://en.m.wikipedia.org/wiki/Electric_generator# Отличный пример, приведенный выше, новых и старых генераторов. (Эта статья посвящена производству электромагнитной энергии. Для электростатических генераторов, таких как машина Ван де Граафа, см. Электростатический генератор. устройства для преобразования фотонов в электричество, см. фотоэлектрическую панель.) В производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую энергию для использования во внешней цепи. Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы.Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электричества и часто делают приемлемые ручные генераторы. При производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую для использования во внешней цепи.Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. являются примером гендерного поставщика услуг по аренде и продажам в Великобритании с подразделениями, обслуживающими многие секторы бизнеса по всей Великобритании. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего.Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электричества и часто делают приемлемые ручные генераторы. При производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую для использования во внешней цепи. Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем.Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электричества и часто делают приемлемые ручные генераторы. Идея, используемая в этом устройстве — теорема «левой руки Флеминга». При производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую. мощность для использования во внешней цепи.Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут приводиться в действие механическим способом для выработки электроэнергии, и чаще всего они представляют собой приемлемые ручные генераторы.В производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую энергию для использования во внешней цепи. Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего.Многие двигатели могут приводиться в действие механически для выработки электричества, часто они делают приемлемые ручные генераторы. При производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую для использования во внешней цепи. Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем.Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут иметь механический привод для выработки электроэнергии; часто они делают приемлемые ручные генераторы., краткое описание Устройство, которое преобразует другую энергию в электрическую энергию Электростатические генераторы, такие как машина Ван де Граафа, генерирующие электромагнитную энергию и электромагнитный генератор — устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую энергию для использования во внешней электрической цепи.Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы (механизмы). Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут иметь механический привод для выработки электроэнергии; часто они делают приемлемые ручные генераторы., Устройство, которое преобразует другую энергию в электрическую энергию. Об электростатических генераторах электромагнитной энергии, таких как машина Ван де Граафа, Устройства электростатического генератора для преобразования фотонов в электричество. Фотоэлектрическая панель. движущая сила (механическая энергия) в электрическую мощность для использования во внешней электрической цепи. Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы (механизмы).Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея, был изобретен в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут иметь механический привод для выработки электроэнергии; часто они делают приемлемые ручные генераторы. При производстве электроэнергии генератор — это устройство, которое преобразует движущую силу (механическую энергию) в электрическую для использования во внешней цепи.Источники механической энергии включают паровые турбины, газовые турбины, водяные турбины, двигатели внутреннего сгорания, ветряные турбины и даже ручные кривошипы. Первый электромагнитный генератор, [диск Адай]], был изобретен в 1831 году британским ученым. нераторы обеспечивают почти полную мощность для. Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут иметь механический привод для выработки электроэнергии; часто они делают приемлемые ручные генераторы.

Также известен как

Генератор

Связанные термины

Электроэнергетика, Энергетика

Список литературы

1. ↑ http://www1.eere.energy.gov/site_administration/glossary.html
2. ↑ http://205.254.135.24/tools/glossary/index.cfm?id=E

| Домашняя вики | Фэндом

Наличие генератора позволяет вам иметь питание, когда другие источники недоступны. Генераторы могут использовать батареи или топливо, например бензин, для производства электроэнергии.

генератор

Генераторы могут потребоваться в местах, где электросеть ненадежна, где членам семьи требуется электричество для медицинских или вспомогательных технологий. Например, может потребоваться охлаждение лекарств или использование инвалидного кресла с электроприводом.

Можете ли вы добавить информацию о том, как решить, какой генератор подходит для конкретной ситуации?

Соображения []

• здоровье или другие потребности в постоянном источнике питания
• размер
• количество произведенной энергии
• источник питания
• стоимость
• частота отключений электроэнергии
• расположение и вид дома (сельский дом или городская квартира)

Потребность []

Если кому-то в доме требуется электричество по состоянию здоровья, например, для питания генератора кислорода, инвалидного кресла или для особых нужд в обогреве или охлаждении, отключение электричества может быть опасным для жизни.В этих случаях важно иметь надежный альтернативный источник энергии. И даже там, где это не опасно для жизни, некоторые люди с большей вероятностью пострадают от серьезных последствий при отсутствии электричества — например, семье с ребенком может потребоваться электричество для хранения молока и его надлежащего подогрева. Младенцы, пожилые люди, люди с ограниченными физическими возможностями или люди с более слабым здоровьем также могут быть более уязвимы для теплового удара или переохлаждения.

Электрик на генераторе

Частота []

В местах, где электроснабжение от коммунальных предприятий менее надежно, тип генератора или резервного решения может отличаться от того, где потребность возникает только изредка.Если электричество выходит из строя регулярно, вы, вероятно, захотите что-то, что работало бы с меньшим вмешательством — которое включается автоматически, может работать дольше и может удовлетворить больше общих потребностей домашнего хозяйства. если электричество отключается только время от времени, возможно, вам просто понадобится что-нибудь подешевле, в котором можно будет поддерживать пару приборов, например, холодильник.

Стоимость []

Простой резервный аккумулятор может стоить всего несколько сотен долларов, но система полного резервного питания может стоить десятки тысяч долларов для жилой системы.

Связанные []

Ссылки []

Бренды []

Этот листинг не подразумевает никакого подтверждения. Не стесняйтесь добавлять другие коммерческие или фирменные сайты.

Мир электрических генераторов — Физика

Короче говоря, в присутствии электромагнитного поля ток может перемещать провод, а движение провода может генерировать ток.

Этот обратный принцип (закон индукции Фарадея) был открыт в 1831 году Майклом Фарадеем и фактически открыл принцип действия электромагнитных генераторов.
Фарадей построил первый электромагнитный генератор, названный диском Фарадея, тип униполярного генератора, используя медный диск (вместо провода), вращающийся между полюсами подковообразного магнита. Когда диск вращался ручкой, устройство создавало небольшое постоянное напряжение между его ступицей и ободом.

(http://www.juliantrubin.com/bigten/electric_motor_generator.html)

При производстве электроэнергии генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую для использования во внешней цепи.Источник механической энергии может широко варьироваться от ручного кривошипа до двигателя внутреннего сгорания. Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей.

Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем, а двигатели и генераторы имеют много общего. Многие двигатели могут иметь механический привод для выработки электричества и часто являются приемлемыми генераторами.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_generator)

Как это работает?

Объяснение принципа работы электрогенератора и двигателя:

https: // www.youtube.com/watch?v=NSqu_u7nYU0

Типы генераторов

Есть много разных типов генераторов, потому что генераторы используются в различных процессах для преобразования механической энергии в электрическую. Наиболее распространенные типы генераторов:

• Постоянный ток

• униполярный генератор

• Генератор MDH

• Переменный ток

Эквивалентная схема

Эквивалентная схема генератора и нагрузки показано на схеме ниже.Генератор представляет собой абстрактный генератор, состоящий из идеального источника напряжения и внутреннего сопротивления. Параметры генератора Vg и Rg можно определить путем измерения сопротивления обмотки, а также измерения напряжения холостого хода и нагрузки для определенной токовой нагрузки.

Рисунок 1: Эквивалентная схема генератора

Вы используете их в процессе преобразования различных форм энергии в электрическую.Практически каждая электростанция имеет генератор для преобразования формы энергии.

Многие попытки использования возобновляемых источников энергии стремятся использовать естественные источники механической энергии (ветер, приливы и т. Д.) Для производства электроэнергии. Проблема с некоторыми возобновляемыми источниками энергии заключается в том, что они не слишком эффективны, например энергия ветра или, по крайней мере, современные методы сбора энергии.

Типичные варианты использования:

• Дорожная техника

• Велосипеды (динамо)

• Солнечная батарея

• Генератор

• Механические измерения

Пример использования

Механическое измерение

Динамо-машина является примером электрического генератора.И этот принцип используется на велосипедах для света. Таким образом, динамо-машина превращает энергию колеса (механическую энергию) в электрическую энергию
для света для велосипеда. И когда колесо перестает вращаться, в динамо первых типов перестает гореть свет.

Как упоминалось ранее, генераторам для производства электроэнергии требуется энергия. Эта энергия может поступать из нескольких разных источников. Говоря о производстве электроэнергии на электростанциях,
энергоресурса можно условно разделить на следующие категории: возобновляемые источники энергии, ископаемое топливо и источники ядерной энергии.Из этих вариантов ископаемое топливо обеспечивает человечество максимально
первичной энергии, однако, поскольку ископаемое топливо не является бесконечным ресурсом, а ядерная энергия производит опасные отходы, в настоящее время в центре внимания находятся возобновляемые источники энергии.

Возобновляемые ресурсы

Энергия ветра

Энергия ветра — это форма солнечной энергии. Ветры вызваны неравномерным нагревом атмосферы солнцем, неровностями поверхности земного шара и вращением земного шара.Ветровой поток,
или энергия движения, можно использовать для выработки электричества (или механической энергии также) с помощью современных ветряных турбин. Поскольку наше внимание сосредоточено на электрогенераторах и производстве электроэнергии,
мы не будем заниматься другим использованием, кроме производства электроэнергии.

Ветровые турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую энергию, которую можно использовать для конкретных задач (например, перекачивание воды), или генератор может преобразовывать ее в электричество. Проще говоря,
ветряная турбина — это противоположность вентилятора.Вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для производства электричества. Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, который соединяет
с генератором и вырабатывает электричество. Все просто.

Рисунок 2: Базовая конструкция ветряной турбины

Как регулируется выходная мощность ветряной мельницы?

Ветровая энергия отличается от традиционного производства электроэнергии из-за временных изменений. Производство ветровой электроэнергии меняется ежедневно и ежечасно в зависимости от скорости ветра.Из-за этой изменчивости в производстве ветровой электроэнергии стабильность электрической сети должна регулироваться другими производственными предприятиями.

В странах Северной Европы конечная мощность ветряных мельниц контролируется с помощью гидроэнергии, но изменчивость производства ветровой энергии также может быть устранена путем регулирования мощности других
электростанций в энергосистеме. Когда дует сильный ветер, воду можно накапливать в резервуарах и использовать ее для выработки электричества при слабом ветре.Регулирование выходной мощности ветряных турбин
происходит также путем продажи и покупки электроэнергии из-за границы.

Рисунок 3: Генеральная схема электросети: как электростанции подключены к электросети.

Понимание значения света:

Свет взаимодействует с материей четырьмя способами: излучением, поглощением, пропусканием и отражением или рассеянием. Взаимодействие между светом и материей определяет внешний вид всего, что нас окружает.

Свет — это волна электрического и магнитного поля, в которой электроны и ионы создают электрические поля. Эти электромагнитные волны взаимодействуют с веществом, которое содержит заряды (электроны), и их толкает и притягивает колеблющееся электрическое поле. Это движение может поглотить или рассеять электромагнитную волну.

Рисунок 4: Как свет и материя взаимодействуют в базовом динамо-генераторе

Солнечная энергия и свет

Хорошим примером того, как свет и материя взаимодействуют в нашем случае, является солнечный генератор энергии.Солнечные (или фотоэлектрические) элементы преобразуют солнечную энергию в электричество. Украшают ли они ваш калькулятор или вращают вокруг нашей планеты с помощью спутников, они полагаются на фотоэлектрический эффект: способность материи испускать электроны, когда на нее попадает свет.

Кремний — это так называемый полупроводник, что означает, что он разделяет некоторые свойства металлов и некоторые свойства электрического изолятора, что делает его ключевым ингредиентом солнечных элементов. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит, когда солнце попадает на солнечную батарею.

Солнечный свет состоит из крошечных частиц, называемых фотонами, которые излучаются солнцем. Когда они попадают в атомы кремния солнечного элемента, они передают свою энергию свободным электронам, выбивая их из атомов. Фотоны можно сравнить с белым шаром в игре в бильярд, который передает свою энергию цветным шарам, по которым ударяется.

Однако высвобождение электронов — это только половина работы солнечного элемента: затем ему необходимо преобразовать эти паразитные электроны в электрический ток.Это включает в себя создание электрического дисбаланса внутри ячейки, который действует как наклон, по которому электроны будут течь в том же направлении.

Создание этого дисбаланса стало возможным благодаря внутренней организации кремния. Атомы кремния образуют прочно связанную структуру. Путем втискивания небольших количеств других элементов в эту структуру создаются два разных типа кремния: n-тип, у которого есть запасные электроны, и p-тип, у которого отсутствуют электроны, оставляя на их месте «дырки».

Когда эти два материала помещаются бок о бок внутри солнечного элемента, запасные электроны кремния n-типа перепрыгивают, чтобы заполнить промежутки в кремнии p-типа. Это означает, что кремний n-типа становится положительно заряженным, а кремний p-типа заряжается отрицательно, создавая электрическое поле поперек элемента. Поскольку кремний является полупроводником, он может действовать как изолятор, поддерживая этот дисбаланс.

Когда фотоны отталкивают электроны от атомов кремния, это поле упорядоченно движет их вперед, обеспечивая электрический ток для силовых вычислителей, спутников и всего, что между ними.

Электромагнитная индукция

Законы Фарадея

Фотоэлектрический эффект

Авторы: Нико Пухакка и Матти Лево TU12H

Ссылки

Майкл Фарадей: изобретение электродвигателя и электрического генератора. 2014. Майкл Фарадей: Изобретение электродвигателя и электрогенератора. [ONLINE] Доступно по адресу: http://www.juliantrubin.com/bigten/electric_motor_generator.html. [Доступ 12 ноября 2014 г.]

Электрический генератор — Википедия, бесплатная энциклопедия.2014. Электрогенератор — Википедия, бесплатная энциклопедия. [ONLINE] Доступно по адресу: http: //en.wikipedia.org/wiki/Electric_generator. [Доступ 12 ноября 2014 г.]

Kimitoön — Kemiönsaari. 2014. Kimitoön — Kemiönsaari. [ОНЛАЙН] Доступно по адресу: http://www.kemionsaari.fi/asuminen-ja-rakentaminen/tuulivoima/taustatietoa/. [Доступ 12 ноября 2014 г.]

Tuulivoima | Energiateollisuus. 2014. Tuulivoima | Energiateollisuus. [ONLINE] Доступно по адресу: http://energia.fi/energia-ja-ymparisto/energialahteet/tuulivoima.[Доступ 12 ноября 2014 г.]

Основы ветроэнергетики. 2014. Основы ветроэнергетики. [ONLINE] Доступно по адресу: http://windeis.anl.gov/guide/basics/. [Доступ 13 ноября 2014 г.].

фотоэлектрический эффект (физика) — Британская энциклопедия. 2014. Фотоэлектрический эффект (физика) — Британская энциклопедия. [ONLINE] Доступно по адресу: http://global.britannica.com/EBchecked/topic/457841/photoelectric-effect . [Доступ 3 декабря 2014 г.].

Как работают солнечные элементы? | Исследуйте | физика.орг. 2014. Как работают солнечные батареи? | Исследуйте | Physics.org. [ONLINE] Доступно по адресу: http://www.physics.org/article-questions.asp?id=51 . [Доступ 3 декабря 2014 г.

Изображение 1: http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_generator#mediaviewer/File:Generator-model.svg

Изображение 2:

http: //en.wikipedia .org / wiki / Wind_turbine # mediaviewer / Файл: EERE_illust_large_turbine.gif

Изображение 3:

http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_grid#mediaviewer/File:Electricity_Grid_Schematic_English.svg

Войдите, чтобы комментировать.

Электродвигатель — Википедия, бесплатная энциклопедия

Из Википедии, свободной энциклопедии

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическое движение. Обратная задача — преобразование механического движения в электрическую энергию — выполняется генератором или динамо-машиной.Во многих случаях два устройства различаются только своим применением и незначительными деталями конструкции, а некоторые приложения используют одно устройство для выполнения обеих ролей. Например, тяговые двигатели, используемые на локомотивах, часто выполняют обе задачи, если локомотив оборудован динамическими тормозами.

Операция

Большинство электродвигателей работают за счет электромагнетизма, но также существуют двигатели, основанные на других электромеханических явлениях, таких как электростатические силы и пьезоэлектрический эффект. Фундаментальный принцип, на котором основаны электромагнитные двигатели, заключается в том, что на любой провод действует механическая сила, когда он проводит электричество, находясь в магнитном поле.Сила описывается законом силы Лоренца и перпендикулярна как проводу, так и магнитному полю. Большинство магнитных двигателей являются вращающимися, но существуют и линейные типы. В роторном двигателе вращающаяся часть (обычно внутри) называется ротором, а неподвижная часть — статором. Ротор вращается, потому что провода и магнитное поле расположены так, что вокруг оси ротора создается крутящий момент. Двигатель содержит электромагниты, намотанные на раму. Хотя эту раму часто называют арматурой, этот термин часто используют ошибочно.Правильно, якорь — это та часть двигателя, на которую подается входное напряжение. В зависимости от конструкции машины в качестве якоря может выступать либо ротор, либо статор.

Двигатели постоянного тока

Один из первых электромагнитных роторных двигателей был изобретен Майклом Фарадеем в 1821 году и состоял из свободно висящего провода, погруженного в бассейн с ртутью. Постоянный магнит был помещен в середину ртутной ванны. Когда через провод пропускался ток, он вращался вокруг магнита, показывая, что ток порождал круговое магнитное поле вокруг провода.Этот мотор часто демонстрируется на школьных уроках физики, но иногда вместо токсичной ртути используется рассол (соленая вода). Это простейшая форма класса электродвигателей, называемых униполярными двигателями. Более поздняя доработка — Колесо Барлоу.

В другой ранней конструкции электродвигателя использовался поршень возвратно-поступательного действия внутри переключаемого соленоида; концептуально его можно рассматривать как электромагнитную версию двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

Современный двигатель постоянного тока был изобретен случайно в 1873 году, когда Зеноб Грамм соединил вращающуюся динамо-машину со вторым аналогичным устройством, приведя его в действие как двигатель.

Классический двигатель постоянного тока имеет вращающийся якорь в виде электромагнита. Поворотный переключатель, называемый коммутатором, меняет направление электрического тока дважды за цикл, чтобы он протекал через якорь, так что полюса электромагнита толкаются и притягиваются к постоянным магнитам на внешней стороне двигателя. Когда полюса электромагнита якоря проходят через полюса постоянных магнитов, коммутатор меняет полярность электромагнита якоря. В момент переключения полярности инерция поддерживает классический двигатель в нужном направлении.(См. Схемы ниже.)

Электродвигатель постоянного тока с возбуждением от возбуждения

Постоянные магниты на внешней стороне (статоре) двигателя постоянного тока могут быть заменены электромагнитами.Изменяя ток возбуждения, можно изменять соотношение скорость / крутящий момент двигателя. Обычно обмотка возбуждения размещается последовательно (последовательно намотанная) с обмоткой якоря для получения низкоскоростного двигателя с высоким крутящим моментом, параллельно (параллельная обмотка) с якорем для получения высокоскоростного двигателя с низким крутящим моментом или для частичной обмотки. параллельно и частично последовательно (составная намотка) для баланса, обеспечивающего стабильную скорость в диапазоне нагрузок. Дальнейшее уменьшение тока возбуждения возможно для получения еще более высокой скорости, но, соответственно, более низкого крутящего момента, что называется режимом «слабого поля».

Регулятор скорости

Вообще говоря, скорость вращения двигателя постоянного тока пропорциональна приложенному к нему напряжению, а крутящий момент пропорционален току. Регулировка скорости может быть достигнута с помощью регулируемых выводов аккумуляторной батареи, переменного напряжения питания, резисторов или электронного управления. Направление двигателя постоянного тока с обмоткой возбуждения можно изменить, поменяв местами подключения возбуждения или якоря, но не то и другое вместе, это обычно делается с помощью специального набора контакторов (контакторов направления).

Эффективное напряжение можно изменять, вставляя последовательный резистор или с помощью переключающего устройства с электронным управлением, состоящего из тиристоров, транзисторов или, исторически, ртутных дуговых выпрямителей. В цепи, известной как прерыватель, среднее напряжение, приложенное к двигателю, изменяется путем очень быстрого переключения напряжения питания. Поскольку отношение «включено» к «выключено» изменяется для изменения среднего приложенного напряжения, скорость двигателя изменяется. Быстрое переключение потребляет меньше энергии, чем последовательные резисторы.Выходные фильтры сглаживают среднее напряжение, подаваемое на двигатель, и снижают шум двигателя.

Поскольку двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой развивает максимальный крутящий момент на низкой скорости, он часто используется в тяговых устройствах, таких как электровозы и трамваи. Другое применение — стартеры для бензиновых и небольших дизельных двигателей. Серийные двигатели никогда не должны использоваться в приложениях, где привод может выйти из строя (например, ременные передачи). По мере ускорения двигателя ток якоря (и, следовательно, возбуждения) уменьшается.Уменьшение поля заставляет двигатель ускоряться (см. «Слабое поле» в последнем разделе). Как следствие, скорость двигателя стремится к бесконечности, но двигатель самоуничтожится, прежде чем начнет так быстро вращаться.

Одним из интересных методов управления скоростью двигателя постоянного тока был Ward-Leonard Control. Это метод управления двигателем постоянного тока (обычно с шунтирующей или составной обмоткой) и был разработан как метод обеспечения двигателя с регулируемой скоростью от источника переменного тока, хотя он имел свои преимущества в схемах постоянного тока.Источник переменного тока используется для привода двигателя переменного тока, обычно асинхронного двигателя, который приводит в действие генератор постоянного тока или динамо-машину. Выход постоянного тока от якоря напрямую подключен к якорю двигателя постоянного тока (обычно идентичной конструкции). Шунтирующие обмотки возбуждения обеих машин постоянного тока возбуждаются через переменный резистор от якоря генератора. Этот переменный резистор обеспечивает исключительно хорошее управление скоростью от состояния покоя до полной скорости и постоянный крутящий момент. Этот метод управления был фактически методом с момента его разработки до тех пор, пока его не вытеснили твердотельные тиристорные системы.Она нашла применение практически в любой среде, где требовалось хорошее управление скоростью, от пассажирских лифтов до обмотки головок большой шахты и даже промышленного технологического оборудования и электрических кранов. Его принципиальным недостатком было то, что для реализации схемы требовалось 3 машины (5 в очень больших установках, поскольку машины постоянного тока часто дублировались и управлялись тандемным переменным резистором). Во многих случаях установка двигатель-генератор часто оставалась постоянно работающей, чтобы избежать задержек, которые в противном случае были бы вызваны ее запуском по мере необходимости.На момент написания (май 2006 г.) существует множество устаревших установок Ward-Leonard.

Универсальные двигатели

Вариантом электродвигателя постоянного тока является универсальный электродвигатель . Название происходит от того факта, что он может использовать переменный или постоянный ток питания, хотя на практике они почти всегда используются с источниками переменного тока. Принцип заключается в том, что в двигателе постоянного тока с обмоткой поля ток как в поле, так и в якоре (и, следовательно, результирующие магнитные поля) будут чередоваться (обратная полярность) в одно и то же время, и, следовательно, генерируемая механическая сила всегда в одном и том же направлении. .На практике двигатель должен быть специально спроектирован для работы с переменным током (необходимо учитывать импеданс, а также пульсирующую силу), и получаемый в результате двигатель обычно менее эффективен, чем эквивалентный чистый двигатель DC . При работе на нормальных частотах линии электропередачи максимальная мощность универсальных двигателей ограничена, а двигатели мощностью более одного киловатта встречаются редко. Но универсальные двигатели также составляют основу традиционного железнодорожного тягового двигателя. В этом приложении, чтобы сохранить высокий электрический КПД, они работали от источников переменного тока с очень низкой частотой с частотой 25 Гц и 16 2/3 Гц.Поскольку это универсальные двигатели, локомотивы, использующие эту конструкцию, также обычно могли работать от третьего рельса с питанием от постоянного тока.

Преимущество универсального двигателя заключается в том, что источники питания переменного тока могут использоваться на двигателях, которые имеют типичные характеристики двигателей постоянного тока, в частности, высокий пусковой момент и очень компактную конструкцию, если используются высокие скорости вращения. Отрицательный аспект — проблемы с обслуживанием и коротким сроком службы, вызванные коммутатором. В результате такие двигатели обычно используются в устройствах переменного тока, таких как миксеры для пищевых продуктов и электроинструменты, которые используются только с перерывами.Непрерывное управление скоростью универсального двигателя, работающего от переменного тока, очень легко достигается с помощью тиристорной схемы, в то время как ступенчатое регулирование скорости может выполняться с использованием нескольких отводов на катушке возбуждения. Бытовые блендеры, рекламирующие много скоростей, часто сочетают в себе катушку возбуждения с несколькими ответвлениями и диод, который можно вставить последовательно с двигателем (в результате чего двигатель работает на полуволновом постоянном токе с половиной среднеквадратичного напряжения линии питания переменного тока).

В отличие от двигателей переменного тока, универсальные двигатели могут легко превысить один оборот за цикл сетевого тока.Это делает их полезными для таких приборов, как блендеры, пылесосы и фены, где требуется высокая скорость работы. Моторы многих пылесосов и триммеров для сорняков превышают 10 000 об / мин, Dremel и другие подобные миниатюрные шлифовальные машины часто превышают 30 000 об / мин. Теоретический универсальный двигатель, которому разрешено работать без механической нагрузки, будет превышать скорость, что может привести к его повреждению. В реальной жизни, однако, различное трение подшипников, «парусность» якоря и нагрузка любого встроенного охлаждающего вентилятора — все это предотвращает превышение скорости.

Из-за очень низкой стоимости полупроводниковых выпрямителей в некоторых приложениях, в которых раньше использовался универсальный двигатель, теперь используется чистый двигатель постоянного тока, обычно с полем постоянного магнита. Это особенно верно, если полупроводниковая схема также используется для регулирования скорости.

Преимущества универсального двигателя и распределения переменного тока сделали установку низкочастотной системы распределения тягового тока экономичной для некоторых железнодорожных установок. На достаточно низких частотах характеристики двигателя примерно такие же, как если бы двигатель работал от постоянного тока.Использовались частоты всего 16 2/3 Гц.

Двигатели переменного тока

Типичный двигатель переменного тока состоит из двух частей:

1. Внешний неподвижный статор с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и;
2. Внутренний ротор, прикрепленный к выходному валу, которому крутящий момент создает крутящий момент.

Существует два основных типа двигателей переменного тока в зависимости от типа используемого ротора:

• Синхронный двигатель, который вращается точно с частотой питающей сети или долей частоты питающей сети, и;
• Асинхронный двигатель, который вращается немного медленнее и обычно (хотя и не всегда) имеет форму двигателя с короткозамкнутым ротором.

Принцип вращающегося магнитного поля, который обычно приписывают Николе Тесле в 1882 году или около того, использовался такими учеными, как Майкл Фарадей в 1820-х годах, а затем Джеймс Клерк Максвелл. Тесла, однако, использовал этот принцип для разработки уникального двухфазного асинхронного двигателя в 1883 году. Михаэль фон Доливо-Добровльски изобрел первый современный трехфазный «ротор с клеткой» в 1890 году. Введение двигателя с 1888 года и далее положило начало тому, что известно. как Вторая промышленная революция, сделавшая возможным эффективное производство и распределение электроэнергии на большие расстояния с использованием системы передачи переменного тока, также изобретение Теслы (1888 г.) [1].Первая успешная коммерческая трехфазная система генерации и передачи на большие расстояния была спроектирована Альмерианом Декером в Милл-Крик № 1 [2] в Редлендс, Калифорния. [3]

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Там, где имеется многофазный источник питания, обычно используется трехфазный (или многофазный) асинхронный двигатель переменного тока, особенно для двигателей большей мощности.Разность фаз между тремя фазами многофазного источника питания создает вращающееся электромагнитное поле в двигателе.

Благодаря электромагнитной индукции вращающееся магнитное поле индуцирует ток в проводниках в роторе, который, в свою очередь, создает уравновешивающее магнитное поле, которое заставляет ротор вращаться в направлении вращения поля. Ротор всегда должен вращаться медленнее, чем вращающееся магнитное поле, создаваемое многофазным источником питания; в противном случае в роторе не будет создаваться уравновешивающее поле.

являются «рабочими лошадками» промышленности, и двигатели мощностью до 500 кВт производятся в строго стандартизированных типоразмерах, что делает их практически полностью взаимозаменяемыми между производителями (хотя стандартные размеры в Европе и Северной Америке различаются). Очень большие синхронные двигатели могут иметь выходную мощность в десятки тысяч кВт для трубопроводных компрессоров и приводов в аэродинамической трубе.

В асинхронных двигателях используются два типа роторов.

Роторы с короткозамкнутым ротором: В большинстве двигателей переменного тока используется ротор с короткозамкнутым ротором, который можно найти практически во всех бытовых и легких промышленных двигателях переменного тока.Беличья клетка получила свое название от своей формы — кольца на обоих концах ротора, с перемычками, соединяющими кольца по длине ротора. Обычно это литой алюминий или медь, залитые между железными пластинами ротора, и обычно видны только концевые кольца. Подавляющее большинство токов ротора будет проходить через стержни, а не через ламинаты с более высоким сопротивлением и обычно покрытые лаком. Очень низкие напряжения при очень высоких токах типичны для шин и концевых колец; В двигателях с высоким КПД часто используется литая медь для уменьшения сопротивления ротора.

В работе двигатель с короткозамкнутым ротором можно рассматривать как трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой — когда ротор не вращается синхронно с магнитным полем, индуцируются большие токи ротора; большие токи ротора намагничивают ротор и взаимодействуют с магнитными полями статора, чтобы синхронизировать ротор с полем статора. Двигатель с короткозамкнутым ротором без нагрузки при синхронной скорости будет потреблять электроэнергию только для поддержания скорости ротора с учетом потерь на трение и сопротивление; по мере увеличения механической нагрузки будет увеличиваться и электрическая нагрузка — электрическая нагрузка по своей природе связана с механической нагрузкой.Это похоже на трансформатор, где электрическая нагрузка первичной обмотки связана с электрической нагрузкой вторичной обмотки.

Вот почему, например, электродвигатель вентилятора с короткозамкнутым ротором может приводить к затемнению света в доме при запуске, но не приглушает свет, когда его вентиляторный ремень (и, следовательно, механическая нагрузка) снимается. Кроме того, остановившийся двигатель с короткозамкнутым ротором (перегруженный или с заклинившим валом) будет потреблять ток, ограниченный только сопротивлением цепи, при попытке запуска. Если что-то еще не ограничивает ток (или не отключает его полностью), вероятным результатом является перегрев и разрушение изоляции обмотки.

Практически каждая стиральная машина, посудомоечная машина, отдельный вентилятор, проигрыватель и т. Д. Использует какой-либо вариант двигателя с короткозамкнутым ротором.

Ротор с обмоткой: Альтернативная конструкция, называемая ротором с обмоткой, используется, когда требуется регулировка скорости. В этом случае ротор имеет такое же количество полюсов, что и статор, а обмотки выполнены из проволоки, соединенной с контактными кольцами на валу. Угольные щетки подключают контактные кольца к внешнему контроллеру, например, к переменному резистору, который позволяет изменять скорость скольжения двигателя.В некоторых мощных приводах с регулируемой скоростью вращения ротора энергия скольжения улавливается, выпрямляется и возвращается в источник питания через инвертор.

По сравнению с роторами с короткозамкнутым ротором, двигатели с фазным ротором дороги и требуют обслуживания контактных колец и щеток, но они были стандартной формой для регулирования скорости до появления компактных силовых электронных устройств. Транзисторные инверторы с частотно-регулируемым приводом теперь могут использоваться для управления скоростью, а двигатели с фазным ротором становятся все реже.(Транзисторные инверторные приводы также позволяют использовать более эффективные трехфазные двигатели, когда доступен только однофазный сетевой ток, но это никогда не используется в бытовых приборах, потому что это может вызвать электрические помехи и из-за высоких требований к мощности. )

Используются несколько способов запуска многофазного двигателя. Там, где допустимы большой пусковой ток и высокий пусковой момент, двигатель можно запустить через линию, подав полное линейное напряжение на клеммы.Если необходимо ограничить пусковой пусковой ток (если мощность двигателя больше, чем у источника питания при коротком замыкании), используется пуск с пониженным напряжением с использованием последовательных катушек индуктивности, автотрансформатора, тиристоров или других устройств. Иногда используется метод пуска со звезды на треугольник, когда катушки двигателя сначала соединяются звездой для ускорения нагрузки, а затем переключаются на треугольник, когда нагрузка достигает скорости. Этот метод более распространен в Европе, чем в Северной Америке.Транзисторные приводы могут напрямую изменять приложенное напряжение в зависимости от пусковых характеристик двигателя и нагрузки.

Этот тип двигателя становится все более распространенным в тяговых приложениях, таких как локомотивы, где он известен как асинхронный тяговый двигатель.

Скорость двигателя переменного тока определяется в первую очередь частотой сети переменного тока и количеством полюсов в обмотке статора в соответствии с соотношением:

N _с = 120 F / p

где

N _s = Синхронная скорость, в оборотах в минуту

F = частота переменного тока

p = Количество полюсов на фазную обмотку

Фактическая частота вращения асинхронного двигателя будет меньше этой расчетной синхронной скорости на величину, известную как скольжение , которая увеличивается с создаваемым крутящим моментом.Без нагрузки скорость будет очень близка к синхронной. При нагрузке стандартные двигатели имеют скольжение 2-3%, специальные двигатели могут иметь скольжение до 7%, а класс двигателей, известный как моментные двигатели , рассчитан на работу при 100% скольжении (0 об / мин / полный останов).

Скольжение двигателя переменного тока рассчитывается по:

S = ( N _s — N r ) / N _s

где

N _r = Скорость вращения в оборотах в минуту.

S = нормализованное скольжение, от 0 до 1.

В качестве примера типичный четырехполюсный двигатель, работающий на частоте 60 Гц, может иметь номинальную мощность на паспортной табличке 1725 об / мин при полной нагрузке, в то время как его расчетная скорость составляет 1800.

Скорость в этом типе двигателя традиционно изменялась за счет наличия дополнительных наборов катушек или полюсов в двигателе, которые можно включать и выключать для изменения скорости вращения магнитного поля. Однако развитие силовой электроники означает, что частота источника питания теперь также может быть изменена, чтобы обеспечить более плавное управление скоростью двигателя.

Трехфазные синхронные двигатели переменного тока

Если соединения с обмотками ротора трехфазного двигателя сняты на контактных кольцах и пропустить отдельный ток возбуждения для создания непрерывного магнитного поля (или если ротор состоит из постоянного магнита), результат называется синхронным. двигатель, потому что ротор будет вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем, создаваемым многофазным источником питания.

Синхронный двигатель также может использоваться в качестве генератора переменного тока.

В настоящее время синхронные двигатели часто приводятся в действие транзисторными частотно-регулируемыми приводами. Это значительно облегчает запуск массивного ротора большого синхронного двигателя. Они также могут запускаться как асинхронные двигатели с использованием обмотки с короткозамкнутым ротором, которая имеет общий ротор: как только двигатель достигает синхронной скорости, в обмотке с короткозамкнутым ротором не индуцируется ток, поэтому он мало влияет на синхронную работу двигателя. помимо стабилизации скорости двигателя при изменении нагрузки.

Синхронные двигатели иногда используются в качестве тяговых двигателей; TGV может быть самым известным примером такого использования.

Однофазные асинхронные двигатели переменного тока

Трехфазные двигатели по своей природе создают вращающееся магнитное поле. Однако, когда доступна только однофазная мощность, вращающееся магнитное поле должно создаваться другими способами. Обычно используются несколько методов.

Обычным однофазным двигателем является двигатель с расщепленными полюсами, который используется в устройствах, требующих низкого крутящего момента, таких как электрические вентиляторы или другие небольшие бытовые приборы.В этом двигателе небольшие одновитковые медные «затеняющие катушки» создают движущееся магнитное поле. Часть каждого полюса окружена медной катушкой или лентой; индуцированный ток в перемычке противодействует изменению потока через катушку (закон Ленца), так что максимальная напряженность поля перемещается через поверхность полюса в каждом цикле, создавая необходимое вращающееся магнитное поле.

Другим распространенным однофазным электродвигателем переменного тока является асинхронный электродвигатель с расщепленной фазой , который обычно используется в основных бытовых приборах, таких как стиральные машины и сушилки для одежды.По сравнению с двигателями с экранированными полюсами эти двигатели обычно могут обеспечивать гораздо больший пусковой крутящий момент за счет использования специальной пусковой обмотки в сочетании с центробежным переключателем.

В электродвигателях с расщепленной фазой пусковая обмотка спроектирована с более высоким сопротивлением, чем рабочая обмотка. Это создает цепь LR, которая немного сдвигает фазу тока в пусковой обмотке. Когда двигатель запускается, пусковая обмотка подключается к источнику питания через набор подпружиненных контактов, на которые нажимает еще не вращающийся центробежный переключатель.Пусковая обмотка намотана с меньшим количеством витков провода меньшего диаметра, чем основная обмотка, поэтому она имеет меньшую индуктивность (L) и более высокое сопротивление (R). Более низкое отношение L / R создает небольшой фазовый сдвиг, не более примерно 30 градусов, между потоком, обусловленным основной обмоткой, и потоком пусковой обмотки. Начальное направление вращения можно изменить на обратное, просто поменяв местами соединения пусковой обмотки относительно рабочей обмотки.

Фаза магнитного поля в этой пусковой обмотке смещена от фазы сетевого питания, что позволяет создать движущееся магнитное поле, которое запускает двигатель.Когда двигатель достигает скорости, близкой к расчетной, срабатывает центробежный выключатель, размыкая контакты и отсоединяя пусковую обмотку от источника питания. В этом случае двигатель работает только на ходовой обмотке. Пусковую обмотку необходимо отключить, так как это приведет к увеличению потерь в двигателе.

В конденсаторном пусковом двигателе пусковой конденсатор вставлен последовательно с пусковой обмоткой, создавая LC-цепь, способную к гораздо большему фазовому сдвигу (и, следовательно, гораздо большему пусковому крутящему моменту).Конденсатор, естественно, увеличивает стоимость таких двигателей.

Другой вариант — двигатель с постоянным разделенным конденсатором (PSC) (также известный как конденсаторный двигатель запуска и запуска). Этот двигатель работает аналогично двигателю с конденсаторным пуском, описанному выше, но отсутствует центробежный пусковой выключатель, а вторая обмотка постоянно подключена к источнику питания. Двигатели PSC часто используются в кондиционерах, вентиляторах и воздуходувках, а также в других случаях, когда требуется регулируемая скорость. Изменяя ответвления на ходовой обмотке, но сохраняя постоянную нагрузку, двигатель можно заставить работать с разными скоростями.Также при условии, что все 6 соединений обмоток доступны по отдельности, трехфазный двигатель может быть преобразован в двигатель для запуска и запуска конденсатора путем объединения двух обмоток и подключения третьей через конденсатор для работы в качестве пусковой обмотки.

Отталкивающие двигатели — это однофазные двигатели переменного тока с фазным ротором, аналогичные универсальным двигателям. В отталкивающем двигателе щетки якоря закорочены вместе, а не соединены последовательно с полем. Было изготовлено несколько типов отталкивающих двигателей, но наиболее часто использовался асинхронный двигатель с отталкивающим пуском, (RS-IR).Двигатель RS-IR оснащен центробежным переключателем, который замыкает все сегменты коммутатора, так что двигатель работает как асинхронный двигатель после разгона до полной скорости. Двигатели RS-IR используются для обеспечения высокого пускового момента на ампер в условиях низких рабочих температур и плохого регулирования напряжения источника. По состоянию на 2006 год продано немного отталкивающих двигателей любого типа.

Однофазные синхронные двигатели переменного тока

Небольшие однофазные двигатели переменного тока также могут быть спроектированы с намагниченными роторами (или несколькими вариантами этой идеи).Роторы в этих двигателях не требуют индуцированного тока, поэтому они не скользят назад против частоты сети. Вместо этого они вращаются синхронно с частотой сети. Из-за высокой точности скорости такие двигатели обычно используются для питания механических часов, проигрывателей виниловых дисков и ленточных накопителей; раньше они также широко использовались в приборах точного времени, таких как ленточные самописцы или механизмы привода телескопов. Синхронный двигатель с расщепленными полюсами — это одна из версий.

Поскольку инерция затрудняет мгновенный разгон ротора с остановленной до синхронной скорости, этим двигателям обычно требуется какая-то особая функция для запуска.В различных конструкциях используется небольшой асинхронный двигатель (который может использовать те же катушки возбуждения и ротор, что и синхронный двигатель) или очень легкий ротор с односторонним механизмом (чтобы гарантировать, что ротор запускается в «прямом» направлении).

Моментные двигатели

Моментный двигатель — это особый вид асинхронного двигателя, который может работать неограниченное время при остановке (с заблокированным от вращения ротором) без повреждений. В этом режиме двигатель будет прикладывать постоянный крутящий момент к нагрузке (отсюда и название).Обычное применение моментного двигателя — это двигатели подающей и приемной катушек в ленточном накопителе. В этом применении, приводимые в действие от низкого напряжения, характеристики этих двигателей позволяют приложить относительно постоянное легкое натяжение к ленте, независимо от того, протягивает ли ведущая лента мимо головок ленты. Управляемые более высоким напряжением (и, следовательно, обеспечивающие более высокий крутящий момент), моментные двигатели также могут работать в режиме быстрой перемотки вперед и назад, не требуя каких-либо дополнительных механизмов, таких как шестерни или муфты.

Шаговые двигатели

Основная статья: Шаговый двигатель

По конструкции тесно связаны с трехфазными синхронными двигателями переменного тока шаговые двигатели, в которых внутренний ротор, содержащий постоянные магниты или большой железный сердечник с выступающими полюсами, управляется набором внешних магнитов, которые переключаются электронно. Шаговый двигатель также можно рассматривать как нечто среднее между электродвигателем постоянного тока и соленоидом. Поскольку каждая катушка поочередно получает питание, ротор выравнивается с магнитным полем, создаваемым обмоткой возбуждения под напряжением.В отличие от синхронного двигателя, в его применении двигатель не может вращаться непрерывно; вместо этого он «шагает» от одного положения к другому, когда обмотки возбуждения последовательно включаются и отключаются. В зависимости от последовательности ротор может вращаться вперед или назад.

Простые драйверы шаговых двигателей полностью включают или полностью обесточивают обмотки возбуждения, приводя ротор к «зубчатой ​​передаче» в ограниченное количество положений; более сложные драйверы могут пропорционально управлять мощностью обмоток возбуждения, позволяя роторам располагаться «между» точками «зубчатых колес» и, таким образом, вращаться чрезвычайно плавно.Шаговые двигатели с компьютерным управлением — одна из самых универсальных форм систем позиционирования, особенно когда они являются частью цифровой системы с сервоуправлением.

можно легко поворачивать на определенный угол, и, следовательно, шаговые двигатели используются в дисководах компьютеров, где высокая точность, которую они предлагают, необходима для правильного функционирования, например, жесткого диска или привода компакт-дисков.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Основная статья: Бесщеточный электродвигатель постоянного тока

Многие ограничения классического коллекторного двигателя постоянного тока связаны с необходимостью прижимания щеток к коммутатору.Это создает трение. На более высоких скоростях щеткам становится все труднее поддерживать контакт. Щетки могут отскакивать от неровностей поверхности коллектора, создавая искры. Это ограничивает максимальную скорость машины. Плотность тока на единицу площади щеток ограничивает мощность двигателя. Неидеальный электрический контакт также вызывает электрические помехи. Щетки со временем изнашиваются и требуют замены, а сам коллектор подлежит износу и техническому обслуживанию. Сборка коммутатора на большой машине — дорогостоящий элемент, требующий точной сборки многих деталей.

Эти проблемы устранены в бесщеточном двигателе. В этом двигателе механический «вращающийся переключатель» или узел коммутатора / щеточного устройства заменен внешним электронным переключателем, синхронизированным с положением двигателя. Бесщеточные двигатели обычно имеют КПД 85-90%, тогда как двигатели постоянного тока с щеткой обычно имеют КПД 75-80%.

На полпути между обычными двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями лежит область бесщеточных двигателей постоянного тока. Построенные аналогично шаговым двигателям, они часто используют внешний ротор с постоянным магнитом , три фазы управляющих катушек, одно или несколько устройств на эффекте Холла для определения положения ротора и соответствующую приводную электронику.Катушки активируются, одна фаза за другой, электроникой привода в соответствии с сигналами датчиков Холла. По сути, они действуют как трехфазные синхронные двигатели, содержащие собственную электронику частотно-регулируемого привода. В специализированном классе контроллеров бесщеточных двигателей постоянного тока для определения положения и скорости используется обратная связь по ЭДС через основные фазовые соединения вместо датчиков Холла. Эти двигатели широко используются в электромобилях с радиоуправлением.