Устройство и принцип работы
Любой электрогенератор превращает механический импульс в электрический ток. Его получение происходит за счет кручения катушки из проволоки, помещаемой в магнитное поле. Катушка делится на две главные части: жестко зафиксированный магнит и рамка из проволоки. Оба наконечника катушки связываются механически за счет контактного кольца, скользящего по угольной щетке. Эта щетка проводит электрический ток.
Принцип действия генератора подразумевает также то, что импульс, который вырабатывает вращающая часть, поступает на кольцо внутреннего контакта. Происходит это точно в момент прохождения части рамки около северного края магнита. Источник переменного тока работает обычно по принципу так называемой сильной выработки тока.
Действовать он начинает при запуске системы зажигания. В этот момент ток через контактные кольца движется на щеточный узел и на систему возбуждения. Там он вырабатывает магнитное поле. Ротор, присоединенный к коленвалу, вырабатывает электромагнитные колебания. Переменный наведенный ток образуется на выводе перемотки. Частота кручения самовозбуждающегося генератора растет вплоть до определенного уровня, а после этого срабатывает выпрямитель.
Хотя основной принцип выработки тока состоит во взаимодействии магнитного поля, ротора и статора, вращать движущуюся часть могут различные источники механической энергии. Ими могут быть:
-
текучая вода;
-
горячий пар;
-
ветер;
-
моторы внутреннего сгорания.
Синхронный тип генератора отличается совпадением частот кручения статоров и роторов. В качестве ротора применяется постоянный магнит. Когда устройство запускают, ротор начинает вырабатывать слабое поле. Как только растут обороты, начинает вырабатываться большая электрическая сила. Импульс проходит через регулятор напряжения и выдается в электрическую сеть.
Асинхронные модели непрерывно работают в тормозящем режиме. Ротор крутится с опережением, а его ориентация совпадает с ориентацией магнитного поля, создаваемого статором. Роторы могут относиться к фазному либо короткозамкнутому варианту.
Магнитное поле в асинхронных устройствах не подлежит регулировке. Потому частота и ампераж тока определяются непосредственно числом витков аппарата. В последние десятилетия заметную роль играют электрохимические генераторы, которые вырабатывают ток на основе водорода. Их пытаются использовать в автомобилях, однако, пока вытеснить ДВС не получается. Еще один вариант генератора — солнечная батарея работает за счет фотоэффекта.
Сообщества › Сделай Сам › Блог › “преобразователь однофазного тока в трёх фазный”.
Всем привет !Очередная моя самоделка, которую я с успехом использую много лет.Не знаю как точно, по научному его назвать, но думаю “преобразователь однофазного тока в трёх фазный” подойдёт.Сказать честно, да и многие знают, какие мучения доставляют асинхронные эл. двигатели, при работе в однофазной сети, особенно при максимальной нагрузке.Однажды от папы услышал, что электрики както делают такие генераторы, но тогда ещё интернета не было спросить не укого, а те у кого спрашивал, не давали ответа (видимо не у тех спрашивал))) ).Вот тут то и начались эксерименты, а то, что из них вышло ниже на фото:
Зачем нужен трехфазный ток
Однофазный и трехфазный переменный ток широко применяются в промышленной и бытовой сфере. Однако в последнее время все больше потребителей предпочитают отказываться от первого и склоняются к последнему.
Вам это будет интересно Проверка конденсатора мультиметром
И дело даже не в увеличении мощности и включении большего количества электрического оборудования. Порой разница между силовой нагрузкой даже не заметна, а при определенных параметрах сети входная мощность для обоих цепей может быть одинаковой.
Основным потребителем является трехфазное оборудование. В эту группу входит:
- асинхронные электроприводы;
- нагревательные установки;
- промышленное оборудование.
Наиболее частым потребителем трехфазного тока является асинхронный двигатель. Именно в составе этой сети они показывают наилучшие рабочие параметры, высокое КПД при относительно низких энергозатратах.
Асинхронный двигатель
К тому же, приводы, обогреватели, котлы, электрические печи, обогреватели не перекашивают фазы. Для чувствительного оборудования такое проседание — тема очень щекотливая.
Обратите внимание! В реальности обеспечить одинаковую нагрузку на всех трех фазах невозможно. Соответственно, напряжение всегда будет неодинаковым
Поскольку в помещении присутствует еще несколько потребителей, необходима дополнительная система, которая сможет распределять нагрузку равномерно по всем приемникам. Для этого нужна трехкабельная цепь. Включение нагрузки в сеть трехфазного тока происходит к той цепи, на которую приходится меньше всего потребителей.
Схема подключения трехфазного тока
Однако распределительные системы для цепей трехфазного тока получаются очень громоздкими и занимают много места. Оно требует дополнительных систем безопасности, так как напряжение таких сетей составляет 380 В. При коротком замыкании ток будет в разы больше, чем при привычных нам 220 В.
Что это такое
При капитальном строительстве времен СССР, например в хрущевках, т.е. в большей части жилых помещений эксплуатируемых и по сей день, еще на этапе проектирования разрешенная мощность составляла до 1,5 кВт на 1 квартиру.
Позже установленная норма электроэнергии выросла до 3 кВт, поскольку возникла необходимость её увеличить в связи с возросшей «прожорливостью» потребителей. Практика показывает, что в электрощитах и счетчиках обычно устанавливались пробки по 10-16 Ампер, так чтобы максимальный ток потребляемой квартирой был ограничен общей мощностью электроэнергии в 3 кВт для квартир с газовой плитой. Для квартир, где установлена электроплита, выделяется 7 кВт. В новостройках выделенная мощность может доходить и до 15 кВт. Такой разброс вызван тем, что во времена строительства старых домов (60-е, 70-е) просто не было таких мощных потребителей и такого количества бытовой техники как сейчас.
Выделенная мощность – это максимальное количество потребляемой электроэнергии в один момент времени.
Кроме того, чтобы войти в установленный лимит, иногда нужно сделать ввод не 1 фазы, как зачастую и бывает, а целых 3 фазы. Это необходимо для подключения современной бытовой техники, например мощных элетрокотлов и электроплит. Особенно актуально это в коммерческих помещениях и производствах любого масштаба, где нужно много электроэнергии (до 30 кВт и выше).
Пример. Для отопления загородного дома не оборудованого газовым оборудованием устанавливают твердотопливные и электрокотлы, последние безопаснее и удобнее. Для отопления дома площадью в 100 кв.м. нужен котел мощностью около 7-10 кВт, электроплита потребляет еще порядка 3-5 кВт. Итого необходимо увеличить установленный предел электроэнергии до 15 кВт минимум и ввод электроэнергии по трём фазам.
Чтобы узнать выделенную мощность на частный дом или квартиру, нужно обратиться в эксплуатирующую организацию (в Москве и области – это ОАО «Мосэнергосбыт»). Справка содержит информацию о выделенной и средней потребляемой мощности электроэнергии. Она будет нужна, если вы оформляете документы на увеличение, об этом будет подробно ниже.
Когда подключат свет
Итак, у вас на руках есть договор и ТУ. В условиях перечислены меры, выполнив которые вы приведете участок в соответствии с требованиями сетевой компании. Обычно их интересует узел учета и автоматы, отключающие провода в аварийной ситуации. Как правило, ящик со счетчиком устанавливается на столбе (трубостойке) с наружной стороны участка.
На видео ниже показан пример выполнения ТУ
Обратите внимание на бюджетную трубостойку. Ее можно установить самостоятельно. https://www.youtube.com/embed/-zAdaFCritI
В зимнее время подключение возможно в том случае, если столб и провода расположены вблизи от узла учета. Когда требуется установить дополнительные опоры для проводов, время на выполнение работ со стороны сетевой компании может быть увеличено до одного года. Сроки выполнения обязательств сторонами указываются в договоре.
Простой способ организации автопереключения
Чтобы не переключать вручную рубильник каждый раз при отсутствии подачи электричества от основной линии электропитания домовладения, можно сделать довольно несложную схему, позволяющую после пуска бензогенератора на автомате перейти с внешней сети к автономной.
Для монтажа схемы автопереключения понадобятся два пусковых устройства (контактора), имеющих перекрёстное подключение. При их работе будут задействованы силовые, а также нормально замкнутые контакты. К этому набору, если нужно обеспечить генератору некоторый интервал времени на прогревание, стоит приобрести ещё и реле времени.
Когда создаётся напряжение в домашней электрической сети от внешней линии, катушка контактора основного ввода будет удерживать в замкнутом состоянии силовые контакты, а нормально замкнутые, наоборот, в разомкнутом.
При исчезновении напряжения в магистрали электропередач силовые контакты разомкнутся, а нормально замкнутые, соответственно, перейдут в замкнутое состояние, что позволит через промежуток времени, заданный временным реле, после запуска генератора подать напряжение на катушку контактора резервного входа. В результате произойдёт замыкание силовых контактов на резервном пускателе, а в домашнюю сеть пойдёт электрический ток от бензогенератора.
Вам это будет интересно Особенности программы электрик
При возобновлении централизованной подачи напряжения к сети частного дома сработает катушка основного пускателя, что приведёт к замыканию силовых контактов этого контактора и к автоматическому отключению питания от бензогенератора. Владельцу дома остаётся только не забыть остановить работу двигателя устройства для автономной генерации электроэнергии.
Принцип работы
Главная задача генератора заключается в выработке электрической энергии посредством энергии механической:
- ветровой;
- гидравлической;
- внутренней, преобразованной в механическую.
Когда ротор начинает вращаться, в его контуре образуются магнитные силовые линии. Они проходят через обмотки, предусмотренные в статоре, в результате чего возникает электродвижущая сила. Именно она является ответственной за появление тока в цепях. Происходит это за счет подключения к устройству активных нагрузок.
Важный момент, который следует учитывать для организации бесперебойной работы, заключается в отслеживании скорости вращения вала. Она должна быть больше по сравнению с частотой, с которой образуется переменный ток. Последний показатель задают полюса статора. Если говорить проще, то в процессе выработки электроэнергии требуется обеспечить несовпадение частот. Они должны отставать на величину скольжения ротора.
При вращении вала под воздействием внешнего импульса, полученного в результате задействования механической энергии, и остаточного магнетизма возникает собственная ЭДС устройства. В итоге оба поля – подвижное и неподвижное – взаимодействуют друг с другом в динамическом режиме.
Ток, полученный в АГ, имеет небольшие значения. Для повышения выходной мощности потребуется увеличение магнитной индукции.
Документы на увеличение мощности электроэнергии
Перечень документов на увеличение мощности не отличается от перечня документов на новое присоединение к электросетям.
Для юридических лиц к заявке прилагаются следующие документы:
- план расположения энергопринимающих устройств;
- копия документа на право собственности;
- выписка из ЕГРЮЛ;
- уставные документы.
п.11, 861 ПП РФ: «Сетевая организация не вправе требовать представления сведений и документов, не предусмотренных настоящими Правилами, а заявитель не обязан представлять сведения и документы, не предусмотренные настоящими Правилами».
Если интересы заявителя представляет третье лицо, предоставляется доверенность, некоторые регионы требуют нотариально заверенную доверенность.
Для нежилых помещений, находящихся в жилом доме, необходима копия документа, подтверждающего согласие организации, осуществляющей управление многоквартирным домом.
Для физ. лиц, согласно 861 ППРФ, п. 10. к заявке прилагаются следующие документы:
- копия документа подтверждающего право собственности;
- паспорт;
- план расположения энергопринимающих устройств;
- уведомление об отсутствии энергопринимающих устройств, которые могут быть присоединены к устройствам противоаварийной автоматики.
Виды
Сегодня производители выпускают несколько видов синхронных генераторов. Среди существующих классификаций особого внимания заслуживают несколько. В первую очередь стоит рассмотреть деление агрегатов по конструктивному устройству. Генераторы бывают двух видов.
Бесщеточный. Конструкция электрогенератора подразумевает использование обмоток статора. Они размещены так, чтобы сердечники элементов совпадали с направлением либо магнитных полюсов, либо сердечников, которые предусмотрены на катушке. Максимальное количество зубьев магнита не должно превышать 6 штук.
Следующая классификация подразумевает деление мобильных станций на отдельные виды.
Гидрогенераторы. Отличительная черта устройства – ротор с выраженными полюсами. Такие агрегаты используют для производства электроэнергии там, где нет необходимости в обеспечении большого количества оборотов устройства.
Выделяют несколько распространенных моделей подобных устройств.
Шаговые. Их используют для обеспечения работоспособности приводов, установленных в механизмах, которые имеют цикл работы старт-стоп.
Безредукторные. В основном используются в автономных системах.
Первые представляют собой устройства, в которых четко просматриваются полюса. Они отличаются небольшой скоростью вращения ротора. Вторая категория имеет в своей конструкции цилиндрический ротор, у которого отсутствуют выступающие полюса.
Шаг 1. Тип генератора
Производители выпускают четыре типа генераторов по виду топлива: бензиновые, дизельные, газовые и комбинированные модели. Нельзя однозначно сказать, какой из них лучше для дома. Проанализируем, чем они отличаются друг от друга.
Бензиновые электрогенераторы
Генераторы, работающие на бензине, отличаются невысокой ценой, относительно тихой работой и компактными размерами. Они просты в транспортировке, поэтому их можно подключать не только для электроснабжения домов на постоянной основе, но и просто вывозить на дачу в летний сезон. Среди недостатков — высокая стоимость бензина, расход которого достаточно высок.
Например, ручная модель синхронного типа Huter DY6500L, рассчитанная на бензин марки АИ-92, потребляет до 374 г на 1 кВт. Топливный запас генератора — 22 литра, а максимальная мощность — до 5.5 кВт. То есть, при максимальном потреблении полный бак обеспечивает около 11 часов непрерывной работы. В комплектацию также входят глушитель шума и вольтметр.
В бензиновой линейке также есть отдельная группа инверторных генераторов. Они хорошо подходят для питания высокочувствительной электронной техники. Их стоимость выше, чем у обычных моделей, но за счет экономичного расхода топлива она быстро окупается.
Пример такого генератора — малогабаритная модель PATRIOT 2000i, занявшая одно из первых мест в рейтинге отзывов. Это ручная электростанция, рассчитанная на 4 часа непрерывной работы.
Объем бака составляет 3.6 л при общем весе устройства 19 кг вместе с кожухом звукоизоляции. Ее максимальная мощность составляет 1.8 кВт, а уровень шума всего 58 дБ. Одна розетка обеспечивает питание 220 В, а вторая — 12 В.
Дизельные электрогенераторы
Генераторы на дизельном топливе отличаются экономичным расходом солярки, надежной безотказной работой, а также возможностью длительной бесперебойной подачи энергии (в некоторых моделях).
Недостатками можно назвать высокую цену, повышенный в сравнении с бензиновыми моделями уровень шума, а также чувствительность к низким температурам. В морозы рекомендуется регулярно проверять топливный бак — при показаниях термометра от -5С и ниже происходит загустение топлива.
Один из лидеров рейтинга — мощная универсальная дизельная модель Hyundai DHY-6000 LE-3. Он оснащена 14-литровым баком для топлива, мощным двигателем на 10 лошадиных сил с рабочим ресурсом 1500 часов. Генерируемая мощность составляет 5-5.5 кВт при силе тока 13.7 А. Это позволяет обеспечить питание розеток на 220 В, 380 В и 12 В. В дополнительное оснащение входят вольтметр, система защиты от перегрузки, счетчик моточасов, шумовая защита и колесная ось для перемещения прибора. Такой генератор рекомендуют выбирать для стационарного использования.
Газовые электрогенераторы
Генераторы на газовом топливе отличаются экономичностью, тихой работой и простотой в обслуживании. При всех плюсах, хорошим выбором такие модели станут только для газифицированных участках. При отсутствии централизованного газопровода нужно организовывать подвоз топлива в баллонах. Минусы газовых электростанций — высокая цена и необходимость вызова специалистов, чтобы подключить к газовой сети.
Типичный представитель категории — газовый генератор Russian Engineering Group GG7200-А, оснащенный тремя выходами: 2х220 В и 1х12 В. За счет двигателя объемом 420 см3 на выходе устройства обеспечивается устойчивая мощность 5.5-6 кВт при силе тока 24.8 А. Среди преимуществ модели: полная комплектация измерителей (вольтметр, счетчик моточасов), встроенная защита от перегрузки, а также шумовая защита и колеса для перемещения устройства весом 91 кг.
Комбинированные электрогенераторы
Двухтопливные электростанции относятся к универсальным моделям, поставляющим бесперебойное электропитание в режимах подключения к газовой магистрали (баллону) или в автономном (на жидком топливе). При смене топлива подача электричества не прерывается. Различают газово-бензиновые и дизельно-газовые модификации. Диапазон цен двухтопливной категории ориентировочно тот же, что у газовых моделей.
Газово-бензиновый генератор российского производства ЗУБР ЗЭСГ-5500 оснащен двигателем на 389 см3, предназначенным для работы от двух видов топлива. Бензиновый бак рассчитан на 25 л АИ-92, которого хватает на 9 часов автономного электроснабжения (мощность 5-5.5 кВт). Кроме двух выходов на 22 В модель имеет дополнительную розетку 12 В. Устройство отличается надежной защитой от сетевых перегрузок.
АСИНХРОННЫЙ АЛЬТЕРНАТОР: ПЛЮСЫ
Бесщеточный альтернатор не имеет обмотки на подвижной части, да и сама подвижная часть смахивает на маховик. Таким образом, и в щетках нет необходимости. Для работы генератору достаточно магнитного поля и конденсаторов. Технически конструкция у асинхронного альтернатора проще, а значит, долговечнее и надежнее, техническое обслуживание (замена щеток) вообще отсутствует. Обмотки медной нет, перегрева быть не может и охлаждение не требуется. Конструкция бесщеточного генератора такова, что пыль, влага и грязь не затягиваются вовнутрь. Благодаря этому повышается класс защиты. Бесщеточные генераторы обладают самым высоким уровнем защиты. Защищены от струй воды, падающих под любым углом, проникновения мелких пылинок и касаний. Вес и размеры асинхронного генератора намного меньше, ведь у него нет медной обмотки и вентилятора для охлаждения. То есть, получаем такие плюсы отсутствия щеток и обмотки:
Хорошая защита от пыли и грязи.
Небольшой вес и размеры.
Низкая цена.
Не нужно менять щетки.
И самый главный плюс — бесщеточный альтернатор невосприимчив к коротким замыканиям, что особенно важно при подключении к электростанции сварочных аппаратов.
Домашний генератор на 220в с системой автозапуска
Система резервного энергоснабжения загородного дома. Подключение генератора с автозапуском.
Многие из нас задумывались как обеспечить свой дом электроэнергией при аварийном отключении. О том как это сделать с минимальными затратами читайте дальше.
Если в вашем загородном доме электроэнергия поступает с перебоями то в качестве резервного источника электроэнергии можно использовать бензиновый, дизельный или газовый генератор электроэнергии.
Включать генератор параллельно городской сети напрямую нельзя, это приведет к серьезным повреждениям генератора или другим печальным последствиям. Для этих целей существуют щиты автоматического или ручного переключения на резерв АВР
(автоматический ввод резерва), так называемые сильноточные коммутаторы нагрузки или еще как их называют – Automatic Transfer Switch или сокращенно ATS (внимание,не путать с AVR – Automatic Voltage Requlator или автоматический регулятор напряжения генератора). В щит АВР
В щит АВР
приходят два силовых кабеля, один от основной сети, другой от резервной сети а отходит к потребителям всего один силовой кабель.
В зависимости от алгоритма щит АВР подключает потребителей либо к основной сети либо к альтернативному резервному источнику напряжения.
Как работает автоматический запуск генератора
Схема работы щита АВР представлена на рисунке 1.
Получается, что при пропадании напряжения на основном вводе и при наличии напряжения на резервном вводе щит АВР переключит потребителей к резервному вводу. Вроде все хорошо, но есть одна проблема – нужно завести генератор, ведь генератор не умеет заводится самостоятельно .
Обычно генератор стоит на улице или в подвале и до него еще нужно дойти. А если дело происходит поздно вечером – будем заводить его в полной темноте.
Давайте автоматизируем процесс запуска генератора!
Установите на свой генератор Блок Автоматического Запуска Генератора БАЗГ-10 который сам, при необходимости запустит двигатель генератора. Блок автоматического запуска генератора имеет небольшие габаритные размеры и может устанавливаться непосредственно на генератор или в щит АВР (автоматический ввод резерва).
Небольшая доработка Вашего генератора и вуаля! У генератора появляется функция автоматического запуска! Теперь подключение генератора с автозапуском к вашей электросети выглядит простой процедурой.
Для бензиновых генераторов необходимо приобрести электропривод управления дроссельной заслонкой, необходимый для уверенного запуска двигателя. Мы предлагаем два типа электроприводов под разные карбюраторы.
Поскольку без управления дроссельной заслонкой генератора («подсосом») запуск генератора будет затруднен, а в некоторых случаях вообще невозможен, перед запуском блок автозапуска генератора автоматически закроет дроссельную заслонку а по мере прогрева двигателя откроет ее. Механизм привода дроссельной заслонкой (рис 3 ) можно устанавливать на любой тип карбюраторов.
Примечание: для газовых генераторов REG ( Russian Engineering Group ) и дизельных генераторов привод заслонки не требуется.
Теперь предположим что генератор простоял без работы несколько дней. Аккумулятор генератора разрядится и в нужный момент может подвести. Как быть в этой ситуации? Ответ прост – поддерживать аккумулятор генератора в боевой готовности с помощью зарядного устройства! Причем нам понадобится автоматическое зарядное устройство с функцией сохранения заряда, то есть аккумулятор заряжается до определенного уровня и зарядное устройство отключается. При снижении заряда ниже определенного уровня зарядное устройство снова включается и процесс заряда аккумулятора снова повторяется. Эта функция присутствует в недорогом зарядном устройстве «СОНАР».
Как работает генератор 380 Вольт собственного изготовления
При вращении ротора, в статоре возникает магнитное поле, формирующее ЭДС. Привод устроен так, что, если подсоединить к концам обмоток конденсатор, то по виткам начинает идти ток. Емкость конденсаторной батареи должна быть выше критического номинала, чтобы генератор был пригоден для активной нагрузки и выдавал симметричные трехфазные вольтажи.
Кроме этого показателя, на мощность электрогенератора влияет и двигатель, создающий крутящий момент, его конструкция и мощность.
Для продуцирования электричества 380 Вольт со стандартной частотой 50 Гц, скорость вращения якоря привода должна поддерживаться на определенном уровне. Магнитные силовые линии возникнут только при условии, что скорость выше асинхронной составляющей на коэффициент скольжения S (равен 2÷10 процентов) и соответствовать уровню синхронной частоты. В противном случае правильной синусоиды тока добиться невозможно, а ее искривление (скачки частоты) недопустимы, если подключаем к электростанции 380 Вольт приборы, оснащенные электрическими двигателями (дрели, перфораторы, болгарки, пилы). Если мотора нет, а только нагревательный ТЭН или лампа накаливания, то значение частоты и синусоида тока не настолько имеют значение.
Существует также вариант использования генераторов на 220 Вольт для оборотов электродвигателя. В этом случае, мы получаем самодельный трехфазный генератор из однофазного. Передача вращательного момента идет на якорь асинхронного трехфазного привода, в результате чего получается трехфазная сеть.
