Для питания обмотки ротора генератора переменного тока используют – Где в генераторе повляется ток в обмотке статора или ротора? и на какую обмотку подавать ток чтобы создалось магн. поле?

Для питания обмотки ротора генератора переменного тока

Термин «генерация» в электротехнику пришел из латинского языка. Он обозначает «рождение». Применительно к энергетике можно сказать, что генераторами называют технические устройства, занимающиеся выработкой электроэнергии.

При этом надо оговориться, что производить электрический ток можно за счет преобразования различных видов энергии, например:

тепловой и других.

Исторически сложилось так, что генераторами называют конструкции, которые преобразуют кинетическую энергию вращения в электричество.

По виду вырабатываемой электроэнергии генераторы бывают:

1. постоянного тока;

Принцип работы простейшего генератора

Физические законы, которые позволяют создавать современные электрические установки для выработки электроэнергии за счет преобразований механической энергии, открыты учеными Эрстедом и Фарадеем.

В конструкции любого генератора реализуется принцип электромагнитной индукции, когда происходит наводка электрического тока в замкнутой рамке за счет пересечения ее вращающимся магнитным полем, которое создается постоянными магнитами в упрощенных моделях бытового использования или обмотками возбуждения на промышленных изделиях повышенных мощностей.

При вращении рамки изменяется величина магнитного потока.

Электродвижущая сила, наводимая в витке, зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего рамку в замкнутом контуре S, и прямо пропорциональна его значению. Чем быстрее осуществляется вращение ротора, тем выше величина вырабатываемого напряжения.

Для того чтобы создать замкнутый контур и отвести с него электрический ток, потребовалось создать коллектор и щеточный узел, обеспечивающий постоянный контакт между вращающейся рамкой и стационарно расположенной частью схемы.

За счет конструкции подпружиненных щеток, прижимающихся к коллекторным пластинам, происходит передача электрического тока на выходные клеммы, а с них дальше он поступает в сеть потребителя.

Принцип работы простейшего генератора постоянного тока

При вращении рамки вокруг оси ее левая и правая половинки циклически проходят около южного или северного полюса магнитов. В них каждый раз происходит смена направлений токов на противоположное так, что у каждого полюса они протекают в одну сторону.

Для того чтобы в выходной цепи создавался постоянный ток, на коллекторном узле создано полукольцо для каждой половинки обмотки. Прилегающие к кольцу щетки снимают потенциал только своего знака: положительный или отрицательный.

Поскольку полукольцо вращающейся рамки разомкнуто, то в нем создаются моменты, когда ток достигает максимального значения или отсутствует. Чтобы поддерживать не только направление, но и постоянную величину вырабатываемого напряжения, рамку изготавливают по специально подготовленной технологии:

у нее используют не один виток, а несколько — в зависимости от величины запланированного напряжения;

число рамок не ограничивается одним экземпляром: их стараются сделать достаточным количеством для оптимального поддержания перепадов напряжения на одном уровне.

У генератора постоянного тока обмотки ротора располагают в пазах магнитопровода. Это позволяет сокращать потери наводимого электромагнитного поля.

Конструктивные особенности генераторов постоянного тока

Основными элементами устройства являются:

внешняя силовая рама;

коммутационный узел со щётками.

Корпус изготавливают из стальных сплавов или чугуна для придания механической прочности общей конструкции. Дополнительной задачей корпуса является передача магнитного потока между полюсами.

Полюса магнитов крепят к корпусу шпильками или болтами. На них монтируют обмотку.

Статор , называемый еще ярмом или остовом, изготавливают из ферромагнитных материалов. На нем размещают обмотку катушки возбуждения. Сердечник статора оснащен магнитными полюсами, образующими его магнитное силовое поле.

Ротор имеет синоним: якорь. Его магнитопровод состоит из шихтованных пластин, снижающих образование вихревых токов и повышающих КПД. В пазы сердечника заложены обмотки ротора и/или самовозбуждения.

Коммутационный узел со щетками может иметь разное количество полюсов, но оно всегда кратно двум. Материалом щеток обычно используют графит. Коллекторные пластины изготавливают из меди, как наиболее оптимального металла, подходящего по электрическим свойствам проводимости тока.

Благодаря использованию коммутатора на выходных клеммах генератора постоянного тока образуется сигнал пульсирующего вида.

Основные типы конструкций генераторов постоянного тока

По типу питания обмотки возбуждения различают устройства:

1. с самовозбуждением;

2. работающие на основе независимого включения.

Первые изделия могут:

использовать постоянные магниты;

или работать от внешних источников, например, аккумуляторных батарей, ветряной установки…

Генераторы с независимым включением работают от собственной обмотки, которая может быть подключена:

шунтами или параллельным возбуждением.

Один из вариантов подобного подключения показан на схеме.

Примером генератора постоянного тока может служить конструкция, которая раньше часто применялась на автомобильной технике. Ее устройство такое же, как у асинхронного двигателя.

Подобные коллекторные конструкции способны работать в режиме двигателя или генератора одновременно. За счет этого они получили распространение в существующих гибридных автомобилях.

Процесс образования якорной реакции

Она возникает в режиме холостого хода при неправильной настройке усилия прижатия щеток, создающее неоптимальный режим их трения. Это может привести к снижению магнитных полей или возникновению пожара из-за повышенного образования искр.

Способами ее снижения являются:

компенсации магнитных полей за счет подключения дополнительных полюсов;

настройка сдвига положения коллекторных щеток.

Преимущества генераторов постоянного тока

отсутствие потерь на гистерезис и образование вихревых токов;

работа в экстремальных условиях;

пониженный вес и маленькие габариты.

Принцип работы простейшего генератора переменного тока

Внутри этой конструкции используются все те же детали, что и у предыдущего аналога:

коллекторный узел со щетками для отвода тока.

Основное отличие заключается в устройстве коллекторного узла, который создан так, что при вращении рамки через щетки постоянно создается контакт со своей половинкой рамки без циклической смены их положения.

За счет этого ток, сменяющийся по законам гармоники в каждой половинке, полностью без изменений передается на щетки и далее через них в схему потребителя.

Естественно, что рамка создана намоткой не из одного витка, а рассчитанного их количества для достижения оптимального напряжения.

Таким образом, принцип работы генераторов постоянного и переменного тока общий, а отличия конструкции заключаются в изготовлении:

коллекторного узла вращающегося ротора;

конфигурации обмоток на роторе.

Конструктивные особенности промышленных генераторов переменного тока

Рассмотрим основные части промышленного индукционного генератора, у которого ротор получает вращательное движение от рядом расположенной турбины. В конструкцию статора включен электромагнит (хотя магнитное поле может создаваться набором постоянных магнитов) и обмотка ротора с определённым числом витков.

Внутри каждого витка индуктируется электродвижущая сила, которая последовательно складывается в каждом из них и образует на выходных зажимах суммарное значение напряжения, выдаваемого на схему питания подключенных потребителей.

Чтобы повысить на выходе генератора амплитуду ЭДС используют специальную конструкцию магнитной системы, выполненную из двух магнитопроводов за счет применения специальных сортов электротехнической стали в виде шихтованных пластин с пазами. Внутри их смонтированы обмотки.

В корпусе генератора расположен сердечник статора с пазами для размещения обмотки, создающей магнитное поле.

Вращающийся на подшипниках ротор тоже имеет магнитопровод с пазами, внутри которых смонтирована обмотка, получающая индуцируемую ЭДС. Обычно для размещения оси вращения выбирается горизонтальное направление, хотя, встречаются конструкции генераторов с вертикальным расположением и соответствующей конструкцией подшипников.

Между статором и ротором всегда создается зазор, необходимый для обеспечения вращения и исключения заклинивания. Но, в то же время в нем происходит потеря энергии магнитной индукции. Поэтому его стараются делать минимально возможным, оптимально учитывая оба этих требования.

Расположенный на одном валу с ротором возбудитель является электрогенератором постоянного тока, обладающим относительно небольшой мощностью. Его назначение: питать электроэнергией обмотки силового генератора в состоянии независимого возбуждения.

Подобные возбудители применяют чаще всего с конструкциями турбинных или гидравлических электрогенераторов при создании основного либо резервного способа возбуждения.

На картинке промышленного генератора показано расположение коллекторных колец и щеток для съема токов с конструкции вращающегося ротора. Этот узел при работе испытывает постоянные механические и электрические нагрузки. Для их преодоления создается сложная конструкция, которая при эксплуатации требует периодических осмотров и выполнения профилактических мероприятий.

Чтобы снизить создаваемые эксплуатационные затраты применяется другая, альтернативная технология, при которой тоже используется взаимодействие между вращающимися электромагнитными полями. Только на роторе располагают постоянные или электрические магниты, а напряжение снимают со стационарно расположенной обмотки.

При создании подобной схемы такую конструкцию могут называть термином «альтернатор». Она применяется в синхронных генераторах: высокочастотных, автомобильных, на тепловозах и судах, установках электрических станций энергетики для производства электроэнергии.

Особенности синхронных генераторов

Название и отличительный признак действия заключен в создании жесткой связи между частотой переменной электродвижущей силы, наводимой в статорной обмотке «f» и вращением ротора.

В статоре вмонтирована трехфазная обмотка, а на роторе — электромагнит с сердечником и обмоткой возбуждения, запитанной от цепей постоянного тока через щеточный коллекторный узел.

Ротор приводится во вращение от источника механической энергии — приводного двигателя с одинаковой скоростью. Его магнитное поле совершает такое же движение.

В обмотках статора наводятся одинаковые по величине, но сдвинутые на 120 градусов по направлению электродвижущие силы, создающие трехфазную симметричную систему.

При подключении на концы обмоток цепей потребителей в схеме начинают действовать токи фаз, которые образуют магнитное поле, вращающееся точно так же: синхронно.

Форма выходного сигнала наводимой ЭДС зависит только от закона распределения вектора магнитной индукции внутри зазора между полюсами ротора и пластинами статора. Поэтому добиваются создания такой конструкции, когда величина индукции меняется по синусоидальному закону.

Когда зазор имеет постоянную характеристику, то вектор магнитной индукции внутри зазора создается по форме трапеции, как показано на графике линий 1.

Если же форму краев на полюсах исправить на косоугольную с изменением зазора до максимального значения, то можно добиться синусоидальной формы распределения, как показано линией 2. Этим приемом и пользуются на практике.

Схемы возбуждения синхронных генераторов

Магнитодвижущая сила, возникающая на обмотке возбуждения «ОВ» ротора, создает его магнитное поле. Для этого существуют разные конструкции возбудителей постоянного тока, основанные на:

1. контактном методе;

2. бесконтактном способе.

В первом случае используется отдельный генератор, называемый возбудителем «В». Его обмотка возбуждения питается от дополнительного генератора по принципу параллельного возбуждения, именуемого подвозбудителем «ПВ».

Все роторы размещаются на общем валу. За счет этого они вращаются совершенно одинаково. Реостаты r1 и r2 служат для регулирования токов в схемах возбудителя и подвозбудителя.

При бесконтактном способе отсутствуют контактные кольца ротора. Прямо на нем монтируют трехфазную обмотку возбудителя. Она синхронно вращается с ротором и передает через совместно вращающийся выпрямитель электрический постоянный ток непосредственно на обмотку возбудителя «В».

Разновидностями бесконтактной схемы являются:

1. система самовозбуждения от собственной обмотки статора;

2. автоматизированная схема.

При первом методе напряжение от обмоток статора поступает на понижающий трансформатор, а затем — полупроводниковый выпрямитель «ПП», вырабатывающий постоянный ток.

У этого способа первоначальное возбуждение создается за счет явления остаточного магнетизма.

Автоматическая схема создания самовозбуждения включает использование:

трансформатора напряжения ТН;

автоматизированного регулятора возбуждения АВР;

трансформатора тока ТТ;

выпрямительного трансформатора ВТ;

тиристорного преобразователя ТП;

блока защиты БЗ.

Особенности асинхронных генераторов

Принципиальное отличие этих конструкций состоит в отсутствие жесткой связи между частотами вращения ротора (nr) и индуцируемой в обмотке ЭДС (n). Между ними всегда существует разница, которую называют «скольжением». Ее обозначают латинской буквой «S» и выражают формулой S=(n-nr)/n.

При подключении нагрузки на генератор создается тормозной момент для вращения ротора. Он влияет на частоту вырабатываемой ЭДС, создает отрицательное скольжение.

Конструкцию ротора у асинхронных генераторов изготавливают:

Асинхронные генераторы могут иметь:

1. независимое возбуждение;

В первом случае используется внешний источник переменного напряжения, а во втором — полупроводниковые преобразователи или конденсаторы в первичной, вторичной или обоих видах схем.

Таким образом, генераторы переменного и постоянного тока имеют много общих черт в принципах построения, но отличаются конструктивным исполнением определённых элементов.

Для питания электрическим током всех потребителей при работе двигателя и подзарядки аккумуляторной батареи, компенсируя ее расход энергии при пуске двигателя, служит генератор. На современных автомобилях устанавливаются генераторы, представляющие собой синхронные электрические машины переменного тока с электромагнитным возбуждением, с встроенным выпрямителем на кремниевых диодах и электронным регулятором напряжения. Ротор генератора приводится во вращение от шкива коленчатого вала двигателя ремнем.

Генератор переменного тока состоит из статора, ротора и выпрямительного устройства.

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. В отличие от ранее использовавшихся генераторов постоянного тока в настоящее время применяют, в основном, генераторы переменного тока как более надежные и меньшие по размерам и массе.

Поскольку частота вращения генератора зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, которая меняется в широких пределах, то для поддержания заданного напряжения генератора в нагрузке применяют регулятор напряжения. Название «генератор переменного тока» условно, поскольку в нем устанавливают блок полупроводниковых выпрямителей, благодаря которому потребителям поступает постоянный ток.

Основными элементами генератора Г-222 (рис.3) являются статор и ротор. Статор, к составным частям которого относятся сердечник (19)и неподвижная обмотка (20),установле

О генераторах переменного тока: устройство прибора, технические характеристики

Хорошо известный генератор тока (старое название –  «альтернатор») – это агрегат особой конструкции, обеспечивающий получение электрической энергии за счет механической работы, совершаемой при вращении вала. В качестве источника внешнего импульса могут использоваться любые бытовые приводные механизмы, включая традиционный дизель (смотрите расположенное ниже фото), гидравлический привод или ветряной двигатель.

Дизельный генератор

Дизельный генератор

Все основные конструктивные решения генераторов тока переменного направления и величины используют при своей работе один и тот же принцип действия. Он заключается в преобразовании механической работы в электрическую энергию. Рассмотрим особенности превращения энергии вращения в электрическую ЭДС более подробно.

Принцип работы

Для того чтобы понять, как работает генератор переменного тока, сначала следует разобраться с тем, в чем состоит принцип действия преобразователя вращательного движения в электричество. В основе такой трансформации лежит эффект взаимодействия полей вращающегося ротора и неподвижного статора. За счет воздействия создаваемого подвижным ротором поля на неподвижную статорную катушку в ней наводится собственная э/м ЭДС, под воздействием которой в подключенной к выходу нагрузке начинает течь переменный ток.

Суть или общий принцип работы генератора переменного тока удобнее всего пояснить на примере взаимодействия обычной рамки из электропроводящего материала с полем постоянного магнита (рисунок, представляющий простую рамку с током, приводится ниже по тексту). Ее можно рассматривать в качестве простейшего генератора переменного тока.

Рамка в поле магнита

Рамка в поле магнита

Отметим, что приведенная на этом рисунке схема может служить моделью генератора переменного тока. При вращении рамки с определенной скоростью внешний магнитный поток через ее площадь будет непрерывно меняться как по направлению, так и по величине. А это, согласно закону э\м индукции Фарадея, вызовет появление в ней гармонически меняющейся ЭДС.

Если соорудить на валу рамки что-то вроде токосъемника, изготовленного в виде колец с отводами, такое приспособление позволит снимать с нее наведенное напряжение, под действием которого в активной нагрузке потечет ток синусоидальной формы.

Обратите внимание! Этот пример использования эффекта э/м индукции можно несколько видоизменить, вращая постоянный магнит внутри неподвижной проволоки с током.

В этом случае рамка будет напоминать статор, а вращающийся магнит – высокоскоростной ротор генератора тока. Получаемый в результате этого электромагнитный эффект будет в этом случае тем же самым.

Виды и конструкция генераторов

Типы генераторов

Классический индукционный генератор переменного тока по характеру взаимодействия своей подвижной части и неподвижной статорной катушки подразделяется на следующие типы: синхронный или асинхронный.

Дополнительная информация. Этим агрегаты для получения электрической энергии напоминают такие широко распространенные в электротехнике устройства, какими являются известные каждому электродвигатели.

Напомним всем интересующимся этим вопросом, что при их конструировании применяется абсолютно та же схема, что и при разработке генераторов напряжения. Отличие состоит лишь в том, что в случае с генератором задействована обратная последовательность преобразования (используется принцип обратимости).

И те, и другие электрические машины представлены механизмами синхронного и асинхронного типа, которые, в свою очередь, отличаются отсутствием или наличием такого характерного для всех электрических машин явления, как скольжение ротора.

Основное отличие по этому признаку проявляется в том, что при вращении ротора в асинхронной системе он немного отстает от индуцируемого в катушке магнитного поля (как бы «скользит» вдоль нее).

В отличие от рассмотренного случая, синхронный двигатель при своей работе не обнаруживает эффекта скольжения, что объясняется особенностями конструктивного исполнения. В равной мере это касается и его аналога, представляющего синхронный генератор.

Особенности конструкции

Для того чтобы разобраться с тем, из чего состоит генератор, достаточно внимательно изучить его устройство, представленное на приведенной ниже фотографии.

Конструкция типового генератора

Конструкция типового генератора

Из размещенного выше рисунка видно, как устроен сам генератор, и что в его состав входят следующие узлы:

  • Корпус с передней и задней крышками и подшипниковой парой;
  • Статор и ротор электрогенератора;
  • Электронный регулятор с блоком выпрямительных диодов;
  • Набор контактных колец.

Основные части генератора (статор и ротор) монтируются в корпусе с обязательной их центровкой, исключающей возможность появления так называемых «биений».

Трехфазные генераторы

Во всех приведенных выше материалах рассматривался простейший однофазный генератор переменной ЭДС (точнее описывающая его работу модель). В реальной жизни в основном применяются генераторы трехфазного тока, характерным признаком которых является наличие в статоре трех отдельных обмоток, устанавливаемых с пространственным смещением на 120 градусов.

Применение такого способа их взаимного расположения приводит к определенному порядку чередования фаз. В этом случае при вращении ротора в обмотках катушек наводятся электрические сигналы, смещенные на те же 120 градусов, что соответствует стандарту трехфазного генератора.

Важно! Для подключения обмоток к внешней нагрузке, как правило, используется схема «звезда» (смотрите рисунок ниже).

Включение обмоток звездой и треугольником

Включение обмоток звездой и треугольником

В отдельных случаях, связанных с особенностями подключения потребителя, может применяться другая схема, известная как «треугольник». Независимо от выбранного способа включения обмоток, для передачи электроэнергии потребителю прокладываются три фазных провода и один нулевой.

Классический трехфазный генератор любого типа хорошо вписывается в системы энергообеспечения различных объектов с включенным в качестве нагрузки силовым электрооборудованием (как в электростанциях).

Автогенераторы

Устройство генератора переменного тока позволяет использовать его даже в тех случаях, когда к системе предъявляются достаточно жесткие требования. Так, он широко применяется в качестве автомобильного генератора, полная схема которого приводится на расположенном ниже рисунке.

Схема автогенератора

Схема автогенератора

Эти виды механизмов, как правило, содержат в своем составе следующие обязательные узлы:

  • Несущий корпус;
  • Обмотки статора и ротора;
  • Встроенный регулятор напряжения;
  • Модуль силовых (выпрямительных) диодов.

Устройство автомобильного генератора обеспечивает поддержание выходного напряжения, используемого для питания бортовой аппаратуры, на стабильном уровне. Его выпрямительный модуль гарантирует получение постоянного напряжения, поступающего не только для питания автомобильных приборов, но и для подзарядки аккумулятора.

Любой автогенератор начинает работать сразу же после запуска стартера и начала вращения вала двигателя. После срабатывания электронного реле-регулятора на него переключается вся сетевая нагрузка.

Таким образом, по своему устройству и принципу работы генераторы переменного тока для автомобиля, имеющие заданную электрическую мощность, во многом схожи с рассмотренными ранее преобразовательными устройствами. По техническим характеристикам и порядку обслуживания они ничем не отличаются от обычного индукционного генератора.

Единственным и очень важным их преимуществом, по сравнению с типовыми электрическими машинами, является возможность получения постоянного тока, выпрямляемого системой из нескольких диодов.

В заключительной части обзора следует сказать, что принцип работы генераторных устройств (взаимодействие э\м полей) широко применяется в самых различных сферах промышленного производства. В соответствии с ним, работают большинство специальных измерительных устройств и многие другие полезные приборы. Так что Максвелл сделал поистине «царский» подарок человечеству, открыв своевременно эффект электромагнитной индукции.

Если бы в мире не было генераторов переменного тока, человечество вряд ли добилось тех технических успехов, которыми оно без оглядки пользуется в настоящее время.

Видео

устройство и принцип действия генератора переменного тока

Принцип действия генератора переменного тока. Устройство генераторов переменного тока Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Переменную э. д. с. можно получить, если проволочную рамку вращать в постоянном магнитном поле. Такой же результат получится, если магнит вращать внутри проволочной рамки. Движение магнита в направлении, указанном сплошной стрелкой, равносильно движению проводника в направлении пунктирной стрелки. В большинстве случаев генераторы переменного тока устраиваются именно так: проводники, в которых индуктируется э. д. с, делаются неподвижными, а магнитное поле — вращающимся. Это дает возможность обойтись без трущегося контакта в цепи основного индуктированного тока. Генератор переменного тока с вращающимися магнитными полюсами изобрел в 1878 г. П. Н. Яблочков. Магнитное поле в генераторах переменного тока за очень редким исключением создается электромагнитами, обмотка которых (обмотка возбуждения) питается от вспомогательного генератора постоянного тока, называемого возбудителем. Устройство генератора переменного тока — это не дробилка для пластика, поэтому разберемся в нем детальнее. Он состоит из вращающейся части, называемой ротором, и неподвижной части — статора. Статор представляет собой чугунную «или стальную станину, внутри которой укреплен стальной сердечник с пазами. В пазах сердечника укладывается силовая обмотка, в которой индуктируется переменная э. д. с. Начало и конец статорной обмотки выводятся на щиток, расположенный на корпусе генератора. Сердечник набирается из тонких стальных пластин для уменьшения вихревых токов. Ротор служит для создания магнитного поля. Он состоит из стального сердечника и обмотки возбуждения. Выступы на сердечнике являются магнитными полюсами, на них располагается обмотка возбуждения. Обычно на роторе имеется несколько пар полюсов, причем северные и южные полюсы чередуются между собой. На одном валу с ротором генератора переменного тока обычно укрепляется якорь возбудителя. Ток от щеток возбудителя подводится к ротору генератора переменного тока через щетки и кольца. ­

Да, есть такое, и принцип тоже есть.

принцип работы генератора переменного тока

Ремень крутит шкив — ротор проворачивает в магнитном поле обмотки с током возбуждения — в статоре возникает ЭДС, преобразуемая диодным мостом в постоянный ток.. . Дальше неинтересно, нудно и долго.

вертится от шкива. . а по проводу ток передает. . другой провод на земле..

Если лень заглянуть в тырнет, то вот: Генератор переменного тока используется на современных автомобилях для заряда батареи аккумуляторов и для энергоснабжения автомобильной электрической системы. В генераторах переменного тока не используется коммутатор, это даёт большое преимущество над генераторами постоянного тока: они проще, легче и дешевле. Автомобильные генераторы переменного тока используют набор выпрямителей (диодный мост) для преобразования переменного тока в постоянный ток. Для производства постоянного тока с низкими пульсациями, автомобильные генераторы переменного тока имеют трёхфазную обмотку и трёхфазный выпрямитель. Современные автомобильные генераторы переменного тока имеют встроенный в них регулятор напряжения. Ранее устанавливались регуляторы напряжения только аналогового вида. На данный момент реле регуляторы перешли на цифровой канал так называемая CAN шина.

Электрическая машина, преобразующая механическую работу в электрическую энергию.

Статор создаёт магнитное поле из за подачи в него напряжения якорь пересикает своей обмоткой поле и получает ток в своей обмотки который течёт на калектор с которого снемается ток, на каждойн щётки то плюс то минус в зависимости положения якарая

На якорь через реле регулятор подается постоянный ток в виду его особой конструкции получаются несколько середующихся между собой могнитных постоянных полей, этот якорь вращаеясь в статоре — та часть что невращается. . Вызывает в ней переменное магнитное поле в свою очередь оно воздействует на катушки статора которые на выходе выдают переменное в данном случае трех фазное напряжение которое проходя через диодный мост образует переменное этот ток проходит через регулятор следящий за напряжением в сети при увеличении или уменьшении выдоваемого тока ввиду уменьшения обротов или увеличения нагрузки. . Усиливает силу магнитов якоря или уменьшает путем регулированя падачи напряжения на обмотку этого якоря. . Выход постоянного тока с моста уходит на на зарядку акумулятора и тд

Якорь-ротор вертится .на его обмотку возбуждения через щетки подается напряжение от замка зажигания через реле-регулятор. Вокруг обмотки возбуждения якоря при вращении присутствует магнитное поле, которое поочередно пересекает три обмотки (три фазы) в которых наводится ЭДС-переменный ток. Все обмотки соединены на выход через диодный мост, где происходит выпрямление его в постоянный, на АКБ. Реле-регулятор методом включения и выключения питания обмотки возбуждения в якоре контролирует напряжение в бортовой сети

Устройство и работа генераторов переменного тока.


Устройство и работа генератора переменного тока




Генератор автомобилей ВАЗ

Конструкция генератора 37.3701 переменного тока, устанавливаемого на многих автомобилях марки ВАЗ (-2105, -2106, -2108, -2109 и др.), представлена на рис. 1.

Подвижное магнитное поле создается вращающимся двенадцатиполюсным магнитом – ротором (рис. 2, а), который представляет собой стержень с надетыми на него стальными звездочками, каждая из которых имеет по шесть клювообразных полюсов.
В полости между звездочками ротора на стальном кольце размещена обмотка возбуждения, напряжение к которой подводится через медно-графитовые щетки и два изолированных контактных кольца, напрессованных на вал ротора.
Концы обмотки возбуждения выведены через отверстия и подсоединены к контактным кольцам.

На контактные кольца опираются медно-графитовые щетки, размещенные в щеткодержателях, расположенных в задней крышке генератора со стороны, противоположной приводу. Одна из щеток присоединена к корпусу генератора, а вторая – к изолированной клемме, к которой через регулятор напряжения подводится ток возбуждения от аккумуляторной батареи.
Регулятор напряжения встроен в шеткодержатель, образуя вместе с ним единый съемный блок.

Магнитное поле намагничивает клювообразные полюсы ротора, имеющие разную полярность. Ротор, вращаясь внутри цилиндрического статора, индуцирует ЭДС в фазных обмотках, навитых на набранном сердечнике статора.

Статор генератора (рис. 2, б) состоит из сердечника, представляющего собой набор изолированных друг от друга листов магнитопроводящей мягкой электротехнической стали. Внутренняя поверхность сердечника статора имеет равномерно расположенные по окружности зубцы с пазами между ними. Число пазов кратно трем.
В пазах между зубцами укладываются витки катушек обмотки статора. Для изоляции катушек от сердечника используется электротехнический картон. Статор в сборе пропитывается изоляционным лаком.
Каждая из трех фаз обмотки статора содержит одинаковое число последовательно соединенных катушек, число которых в статоре кратно трем. Обычно статоры современных генераторов содержат 18 катушек, последовательно соединенных в три группы (по шесть катушек на каждую фазу).

Обмотка возбуждения генератора получает питание или от генератора, или от аккумуляторной батареи. Небольшой силы ток, поступающий в обмотку возбуждения через щетки и контактные кольца, вызывает магнитный поток, который замкнуто циркулирует по металлическим деталям ротора, в том числе по полюсным наконечникам.
Так как полюсные наконечники левой и правой половин сердечника ротора смещены, происходит и смещение магнитно потока. Поэтому входя в один зубец статора, магнитный поток выходит через другой зубец, пересекая катушки статора.

При вращении ротора происходит постоянное чередование северного и южного полюсов ротора, что приводит к изменению пересекающего катушки статора магнитного потока по величине и направлению. В результате в фазных обмотках наводится переменная ЭДС.

Для обеспечения первоначального возбуждения генератора, после включения зажигания, к клемме «В» регулятора напряжения, подводится ток по двум цепям:

1. Плюсовая клемма аккумуляторной батареи — контакт «30» генератора — контакты «30/1» и «15» замка зажигания — контакт «86» и «85» обмотки реле зажигания – клемма «минус» аккумуляторной батареи.
После замыкания реле ток в обмотку возбуждения поступает по второй цепи.

2. Плюсовая клемма аккумуляторной батареи — контакт «30» генератора — контакты «30» и «87» реле зажигания — предохранитель №2 в блоке предохранителей — контакт «4» белого разъема в комбинации приборов — резистор 36 Ом в комбинации приборов — контрольная лампа зарядки аккумуляторной батареи — контакт «12» белого разъема в комбинации приборов — контакт «61» — вывод «В» регулятора напряжения — обмотка возбуждения — вывод «Ш» регулятора напряжения — выходной транзистор регулятора напряжения – минусовая клемма аккумуляторной батареи.

После пуска двигателя обмотка возбуждения питается с общего вывода трёх дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке, а напряжение в системе электрооборудования автомобиля контролируется светодиодом или лампой в комбинации приборов.
При исправно работающем генераторе после включения зажигания светодиод или лампа должны светиться, а после пуска двигателя — гаснуть, поскольку напряжение на контакте «30» и общем выводе «61» дополнительных диодов становится одинаковым, и ток через контрольную лампу не протекает.

Если светодиодная лампа продолжает гореть после пуска двигателя, то это означает, что генераторная установка неисправна, т. е. либо вообще не выдаёт напряжение, либо оно ниже напряжения аккумуляторной батареи. В этом случае напряжение на разъёме «61» будет ниже напряжения на контакте «30», поэтому в цепи между ними протекает ток, заставляя светиться светодиодную лампу, что свидетельствует о неисправности генератора.

***



Каждая фаза трехфазной обмотки генератора состоит из шести последовательно соединенных катушек. Фазные обмотки соединены между собой по схеме «звезда» или «двойная звезда».
Свободные концы каждой из трех фаз подключены к встроенному в корпус генератора выпрямителю, который состоит из трех моноблоков, соединенных в схему двухполупериодного выпрямителя. Моноблок состоит из оребренного корпуса (для эффективного охлаждения), контактной шайбы, полупроводниковой кремниевой шайбы, герметизирующей заливки и двух выводов.
В каждом моноблоке, являющемся одновременно радиатором и токопроводящим зажимом средней точки, установлено по две полупроводниковые кремниевые шайбы.

Три моноблока выпрямителя размещены на задней крышке генератора, со стороны противоположной приводу, и соединены между собой параллельно.
Обмотка каждой из фаз генератора соединена с соответствующим моноблоком выпрямителя так, чтобы переменный ток подводился между двумя полупроводниковыми шайбами.

Выводы всех моноблоков выпрямителя с одной стороны соединены с корпусом генератора («масса), а с другой – изолированной положительной клеммой генератора.

Схема подключения фазных обмоток генератора к двухполупериодному выпрямителю показана на рис. 4.

Вал ротора вращается на двух шариковых подшипниках, размещенных в крышках генератора. Между крышками зажимается статор с обмотками. На переднем конце вала ротора посредством шпоночного соединения устанавливается шкив ременной передачи для привода генератора.
Между передней крышкой и приводным шкивом на валу ротора размещен охлаждающий вентилятор.
В торцовых крышках генератора выполнены окна для прохода воздуха, который охлаждает детали генератора и выпрямительный блок.

***

Снятие и установка генератора

Для снятия генератора с автомобиля понадобятся ключи гаечные рожковые (или накидные) 8 мм, 10 мм, 17 мм и 19 мм, головка 13 мм, плоская отвертка (для снятия хомутов) и монтажная лопатка.

  • Отсоедините минусовый провод от клеммы аккумуляторной батареи (ключ 10 мм).
  • Аккуратно снимите пластмассовые ленточные хомуты с патрубка воздухозаборника и жгута проводов стартёра и генератора.
  • Разъедините штекерный разъём обмотки возбуждения генератора.
  • Отверните гайку с вывода «30» генератора (ключ 10 мм).
  • Отверните гайку крепления генератора к натяжной планке (ключ 17 мм).
  • С помощью монтажной лопатки подведите генератор к двигателю и снимите приводной ремень.
  • Отверните три болта защиты картера (головка 13 мм) и снимите её.
  • Снимите правый брызговик двигателя, отвернув пять самонарезных винтов (ключ 8 мм).
  • Отверните гайку с нижнего болта крепления генератора к кронштейну (ключ 19 мм).
  • Снимите генератор вместе с патрубком воздухозаборника, немного наклонив его так, чтобы он прошёл вниз между лонжероном и нижним кронштейном крепления генератора.

Установка генератора производится в обратной последовательности.

***

Регулятор напряжения



Где в генераторе повляется ток в обмотке статора или ротора? и на какую обмотку подавать ток чтобы создалось магн. поле?

С обмоток статора снимать ток, на обмотку ротора подавать ток, чтобы создалось поле (автовозбуждение).

Итак 3 обмотки статора. которые подключены к диодному мосту и есть выходные — сам генератор вырабатывает переменный ток. а вот кремниевые диоды преобразуют в постоянный с них и снимайте свои 80 А. Для возбуждения предназначена обмотка ротора. на нее подается напряжение с регулятора напряжения (таблетка на генераторе) . Чем больше тока (напряжения-прямая зависимость) необходимо. тем больше напряжения на обмотк возбуждения. Удачи

Принцип действия генератора В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется переменное электрическое напряжение. И наоборот, для образования магнитного потока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Таким образом, для получения переменного электрического тока требуются катушка, по которой протекает постоянный электрический ток, образуя магнитный поток, называемая обмоткой возбуждения и стальная полюсная система, назначение которой — подвести магнитный поток к катушкам, называемым обмоткой статора, в которых наводится переменное напряжение. Эти катушки помещены в пазы стальной конструкции, магнитопровода (пакета железа) статора. Обмотка статора с его магнитопроводом образует собственно статор генератора, его важнейшую неподвижную часть, в которой образуется электрический ток, а обмотка возбуждения с полюсной системой и некоторыми другими деталями (валом, контактными кольцами) — ротор, его важнейшую вращающуюся часть. Питание обмотки возбуждения может осуществляться от самого генератора. В этом случае генератор работает на самовозбуждении. При этом остаточный магнитный поток в генераторе, т. е. поток, который образуют стальные части магнитопровода при отсутствии тока в обмотке возбуждения, невелик и обеспечивает самовозбуждение генератора только на слишком высоких частотах вращения. Поэтому в схему генераторной установки, там где обмотки возбуждения не соединены с аккумуляторной батареей, вводят такое внешнее соединение, обычно через лампу контроля работоспособного состояния генераторной установки. Ток, поступающий через эту лампу в обмотку возбуждения после включения выключателя зажигания и обеспечивает первоначальное возбуждение генератора. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею, но и не слишком малой, т. к. в этом случае генератор возбуждается при слишком высоких частотах вращения, поэтому фирмы-изготовители оговаривают необходимую мощность контрольной лампы — обычно 2…3 Вт.

На щетки генератора подается ток возбуждения (штыревая клемма) , нагрузка подключается к выходу диодного моста (болтовая клемма) . При запуске двигателя ток возбуждения подается от внешнего источника (АКБ) через лампу зарядки, во время работы двигателя ток возбуждения снимается с обмоток статора через дополнительные диоды выпрямителя. И в первом и во втором случае ток подается на обмотку якоря через регулятор напряжения, который его ограничивает таким образом, чтобы выходное напряжение соответствовало уровню, заложенному в регулятор. Если быть совсем точным — происходит не ограничение тока в цепи якоря, а включение-выключение на определенные промежутки времени.

Как работает генератор переменного тока? Обьясните доступным языком..

Я -лАуреат по физике, придётся помочь в обьяснении: — велосипедная «динамка» — генератор переменного тока. Вращается магнит (якорь, рили ротор) , обмотка неподвижная (статор) . Вращение магнита = вращение магнитного поля наводит в неподвижной обмотке ЭДС (по-народному «напряжение». Если подключить лампочку к «динамке»- пойдёт ток, спираль накалится и БУДЕТ СВЕТ! К сожалению при больших оборотах напряжение и ток большие, а при движении по лужам и ямам на малой скорости …лампа будет еле -еле светить! ! ———————————— В автомобилях умнее сделано: -якорь имеет обмотку, ток на которую подводится через кольца и щётки. -статор имеет ТРИ ОБМОТКИ = ТРЁХФАЗНУЮ СИСТЕМУ ОБМОТОК. Статор через диодный выпрямитель ПИТАЕТ АККУМУЛЯТОР И БОРТОВУЮ СЕТЬ. Поэтому РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОР с умом питает обмотку возбуждения (якорь) и напряжение в бортсети автомобиля всегда нормальное: -и на холостом ходу вечером (фары!! ) и на макс. оборотах двигателя днём (фары потушены) . ——————— На электростанциях ещё более умно: — при включении телевизоров и лампочек вечером в домах.. . на электростанциях (например ТЭС) происходит: -напряжение в линиях снижается И СТАНЦИЯ УСКОРЯЕТ ПОДАЧУ УГЛЯ (и воздуха к нему) -возбуждение генератора тоже увеличивается -больше подаётся воды на котёл мощными ПЭНами (питающими электронасосами) . ЭТО Я ЭСКИЗНО СКАЗАЛ.. . множество параметров должны «в меру» работать на поддержание НОРМАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ И НАПРЯЖЕНИЯ В ЛИНИЯХ. Каждая домашняя лампа и телевизор «тормозит» вращение генераторов на элстанциях и снижает напряжение в линиях. Станция — её оборудование и люди борются, чтобы всё было в норме. =================== Аналогия: все мы кушаем и тратим пищу…. А ПОВАРА ЕЁ ГОТОВЯТ СКОЛЬКО НУЖНО И ВОВРЕМЯ. Генератор = столовая, а лампа или телевизор — это мы-кушатели столовой ВСЕМИРНОЙ!!!

железяка магнитная вращается в проволочной рамке и наводит ток

Доступным языком вряд ли получиться, нужно знать, как минимум, азы теоретических основ электротехники. Но, может быть я и ошибаюсь. Анатолий.

Генератор преобразовывает механическую энергию в электрическую энергию. Вращающуюся часть генератора переменного тока называют — ротор. В генераторе переменного тока — это электромагнит, который обеспечивает магнитное поле, передаваемое на статор. Напряжение передается через коллекторные (роторные) кольца и щетки. Коллекторные кольца это два медных (или стальных, что реже) кольца, которые расположены на задней части ротора. Они вращаются с ротором и коленчатым валом. Щетки — бронзографитовые, которые прижимаются пружинками к коллекторным кольцам. Щетки стоят на месте и поскольку они трутся поперек роторных колец, то щетки обеспечивают контакт и позволяют потоку быть переданным от стационарной части генератора к вращающейся части. Внешнюю часть генератора переменного тока называют статором. Статор состоит из трех катушек провода (электрически, они физически разделены) , которые окружают ротор. Как вращение ротора в статоре, магнитное поле, произведенное этим, также вращается. Поскольку это магнитное поле перемещается поперек катушек статора, это производит электрические потоки в них. Как раз тот поток, который заряжает батарею. Батарея, так же как и остальная часть электрической системы автомобиля — постоянный ток, и генератор переменного тока, поскольку его название подразумевает, обеспечивает переменный ток (изменение направления тока периодически) . Поэтому требуется преобразование переменного тока в постоянный ток. Для этого существует диодный мост, который расположен в задней части генератора. Диод — устройство с двумя контактами, которое позволяет электрическому потоку течь через него в одном направлении. На диодном мосте, как правило, расположено девять или одиннадцать диодов (из которых три дополнительных) . Если собрана схема на одиннадцати диодах, то к средней точке соединения обмоток (при соединении статорных обмоток звездой) подключены 2 силовых диода, что дает прибавку в мощности примерно 10% . Три вывода статора соединяются с основными диодами, которые выпрямляют напряжение для зарядки батареи и питания потребителей. Выводы статора также соединяются с тремя дополнительными диодами, которые дают напряжение регулятору напряжения и одной стороне лампы контроля зарядки. В этом пункте Вы могли бы задаться вопросом, где ограничивается напряжение, выдаваемое генератором. Это обеспечивается регулятором напряжения. Замер регулятором напряжения бортовой сети делается через дополнительные диоды диодного моста и используется эта информация, чтобы управлять полем ротора генератора переменного тока. Если напряжение бортовой сети становится слишком низким, регулятор увеличивает напряжение, который увеличивает силу магнитного поля, которое это производит и таким образом получается увеличение выходного напряжения генератора. Если напряжение бортовой сети слишком высоко, регулятор напряжения уменьшает напряжение, которое уменьшает силу его магнитного поля и выходное напряжение генератора. Теперь о лампе зарядки в приборной панели. Лампа генератору необходима не только ради контроля неисправности генератора (да и это она не всегда показывает) , а также она необходима для запуска генератора. Поэтому генератор без лампы на нормальных оборотах не запустится. Иногда железо сохраняет действительно магнитное поле, что позволяет генератору запуститься на больших оборотах. 470 Ом 1W резистор параллельно с лампой поможет генератору стабильно запускаться при неисправной лампе. Как только двигатель начинает вращаться, генератор переменного тока начинает работать. Основные диоды обеспечивают поток на батарею, а дополнительные дают напряжение регулятору напряжения. Так как лампа подключена между ними, то разница напряжения при исправном генераторе получается ~0 вольт и лампа не светится.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о