ژنراتور الکتریکی (52 عکس): اصل عملکرد ژنراتور جریان الکتریکی ، انواع ، آنچه از آن تشکیل شده است و نحوه انتخاب

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-07 13:50

دانستن همه چیز در مورد ژنراتورهای الکتریکی نه تنها برای مهندسان ، سازمان دهندگان تولید و مدیران مختلف ضروری است ، همانطور که آنها معمولاً معتقدند. آگاهی از اصل عملکرد ژنراتور جریان الکتریکی یک دانش عمومی فرهنگی عمومی در دنیای مدرن است. درک انواع ژنراتورها ، نحوه تشکیل آنها ، نحوه انتخاب دستگاه ، می تواند زندگی شما را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و راحتی را حتی با قطع ناگهانی برق تضمین کند.

تاریخ آفرینش

نمی توان دقیقاً گفت که کدام متخصصان مولد برق را اختراع کرده اند - بسیاری از مهندسان و مهندسان برق دهه ها روی آن کار کرده اند. کار بر روی چنین تکنیکی حتی در قرن 21 ادامه دارد ، زمانی که به نظر می رسد هیچ چیز قابل توجهی نمی تواند اضافه شود . گام تعیین کننده در جهت ایجاد ژنراتور کشف تعامل میدان الکتریکی و سوزن مغناطیسی در سال 1820 بود. به تدریج می توان دریافت که جریان الکتریکی فقط در یک میدان مغناطیسی متحرک یا هنگامی که یک هادی در آن حرکت می کند به دست می آید. آنجوس یدلیک (اتریش ، 1827) و مایکل فارادی (انگلستان ، 1831) افتخار چنین کشفی را دارند.

اگرچه اولین دانشمند مجارستانی بود ، اما تلاش های همکار بریتانیایی وی بسیار مشهورتر بود . این او بود که القاء الکترومغناطیسی را به طور کامل و جامع مورد بررسی قرار داد و نه تنها سعی در ایجاد مکانیسم خاصی نداشت. علاوه بر این ، یدلیک تنها در دهه 1850 توانست از نمونه های اولیه به یک دستگاه دینامو کامل حرکت کند. اما مایکل فارادی یک ژنراتور برق (هر چند هنوز ناقص) در سال 1831 ایجاد کرد. ماشین های دینامو از نظر تاریخی اولین نوع بودند ، اما به دلیل اندازه و پیچیدگی رفت و آمد آنها صحنه را ترک کردند.

سال اختراع اولین ماشین برقی در روسیه 1833 است. در همان زمان ، امانوئل لنز برگشت پذیری سیستم ها را کشف کرد - از یک دستگاه می توان هم برای تولید و هم به عنوان موتور الکتریکی استفاده کرد.

ولی برده داری کهن اجازه نمی دهد از پیشرفتهای امیدوارکننده استفاده کنند و به زودی اولویت برگشت ناپذیر به کشورهای توسعه یافته صنعتی رسید .تا سال 1851 ، تمام ژنراتورها فقط با آهن ربای دائمی ساخته می شدند ؛ در 16 سال آینده ، به دلیل الکترومغناطیس ساده ، امکان افزایش قدرت وجود داشت. در سالهای 1866-1867 ، چندین توسعه دهنده به طور همزمان ماشینهای الکتریکی را با آهنرباهای خود برانگیخته ارائه کردند.

ژنراتور مخترع بلژیکی-فرانسوی زنوب گرام ، ساخته شده در سال 1870 ، برای اولین بار برای اهداف صنعتی استفاده شد . به محض ورود موتور دیزل ، یک توسعه دهنده ناشناس نحوه استفاده از آن را به عنوان محرک ژنراتور پیدا کرد. در 1920s ، ژنراتورهای دیزلی شروع به استفاده فعال در صنعت کردند. تحقیقات فیزیکدانان در دهه 1940 منجر به ایجاد ژنراتورهای مغناطید هیدرودینامیکی شد. اما چنین سیستم هایی را می توان منحصراً در نیروگاه های بزرگ استفاده کرد ، هیچ چشم اندازی برای استفاده داخلی آنها وجود ندارد.

دستگاه و اصل عملکرد

هر ژنراتور الکتریکی یک ضربه مکانیکی را به جریان الکتریکی تبدیل می کند. با چرخاندن سیم پیچ سیم که در میدان مغناطیسی قرار گرفته است به دست می آید. سیم پیچ به دو قسمت اصلی تقسیم می شود: آهنربای محکم ثابت و قاب سیم. هر دو انتهای سیم پیچ به صورت مکانیکی توسط یک حلقه لغزش روی برس کربنی متصل می شوند. این برس جریان الکتریکی را هدایت می کند.

اصل عملکرد ژنراتور همچنین نشان می دهد که پالس تولید شده توسط قسمت چرخان به حلقه تماس داخلی می رود . این دقیقاً در لحظه ای رخ می دهد که قسمتی از قاب از لبه شمالی آهن ربا عبور می کند.منبع جریان متناوب معمولاً بر اساس اصطلاح نسل فعلی قوی کار می کند.

تنها یک آهنربا دارد ، با این حال ، در اطراف چند سیم پیچ حرکت می کند. شایان ذکر است که ژنراتور خودرو تا حدودی متفاوت مرتب شده است.

وقتی سیستم جرقه زنی شروع به کار می کند شروع به کار می کند .در این لحظه ، جریان حلقه های لغزش به مجموعه برس و به سیستم تحریک حرکت می کند. در آنجا او میدان مغناطیسی ایجاد می کند. روتور متصل به میل لنگ نوسانات الکترومغناطیسی ایجاد می کند. یک جریان القایی متناوب در ترمینال عقب ایجاد می شود. فرکانس چرخش ژنراتور خود تحریک شده تا سطح خاصی افزایش می یابد و پس از آن یکسو کننده فعال می شود.

اگرچه اصل اساسی تولید فعلی برهم کنش میدان مغناطیسی ، روتور و استاتور است ، منابع مختلف انرژی مکانیکی می توانند یک قسمت متحرک را بچرخانند. اونها می تونند … باشند:

• آب جاری؛
• بخار گرم ؛
• باد ؛
• موتورهای احتراق داخلی

نوع همزمان ژنراتور با همزمانی فرکانس های پیچشی استاتورها و روتورها متمایز می شود. از آهنربای دائمی به عنوان روتور استفاده می شود. هنگامی که دستگاه راه اندازی می شود ، روتور شروع به ایجاد یک میدان ضعیف می کند. به محض افزایش دورها ، نیروی الکتریکی زیادی شروع به تولید می کند. پالس از طریق تنظیم کننده ولتاژ عبور می کند و به شبکه برق ارسال می شود.

مدار سنکرون اجازه می دهد تا پارامترهای جریان ساطع شده تثبیت شوند. با این حال ، احتمال زیاد اضافه بار الکتریکی وجود دارد. علاوه بر این ، مجموعه برس باید سرویس شود و این بلافاصله هزینه مصرف کننده را افزایش می دهد.

مدلهای ناهمزمان به طور مداوم در حالت کند کننده در حال اجرا هستند. روتور زودتر از موعد می چرخد و جهت گیری آن با جهت گیری میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط استاتور همزمان می شود. روتورها می توانند به صورت فاز یا نسخه قفس سنجابی باشند.

میدان مغناطیسی در دستگاههای ناهمزمان قابل تنظیم نیست .بنابراین ، فرکانس و آمپر جریان مستقیماً توسط تعداد دور دستگاه تعیین می شود. در دهه های اخیر ، ژنراتورهای الکتروشیمیایی ، که جریان مبتنی بر هیدروژن را تولید می کنند ، نقش مهمی ایفا کرده اند. آنها سعی می کنند در خودروها استفاده شوند ، با این حال ، تا کنون امکان جابجایی موتور احتراق داخلی وجود نداشته است. نسخه دیگری از ژنراتور - باتری خورشیدی با استفاده از اثر فوتوالکتریک کار می کند.

بازدیدها

با خودمختاری

نوع بسیار مستقل - اینها نیروگاههای دستی هستند. در آنها ، حرکت مکانیکی به دلیل قدرت عضلانی اپراتور به دست می آید. مطمئن، نیازی به حساب روی بهره وری بالا و عملکرد طولانی مدت نیست . اما وقتی نمی توانید از سوخت یا باد یا آب استفاده کنید ، می توانید با اطمینان در هر شرایطی جریان پیدا کنید. بنابراین ، چنین ژنراتورهایی را می توان در کیت های اضطراری هواپیماها قرار داد ، که در موارد اضطراری توسط اعزامی ، نظامی و غیره استفاده می شود. دستگاههای الکترومغناطیسی مستقل - در محرک بنزین.

با توجه به تعداد مراحل

دستگاه های تک فاز و سه فاز وجود دارد. در خانه ها و آپارتمان ها به ندرت به منبع تغذیه سه فاز نیاز است. استثنا موتورهای قدیمی ، عناصر گرمایش برای سونا و تجهیزات مشابه است.

اتصال مصرف کنندگان تک فاز به ژنراتور سه فاز باید طبق قاعده توزیع یکنواخت انجام شود.

یک قانون ساده کلی می گوید: اگر شبکه 20 کیلو وات یا کمتر مصرف کند ، در سه مرحله حس کمی وجود دارد.

بر اساس نحوه عملکرد

دستگاههای اصلی مورد استفاده برای کار مداوم طراحی شده اند. آنها معمولاً با سوخت دیزل کار می کنند ، اگرچه استثناهایی نیز وجود دارد. چنین تجهیزاتی می تواند منبع تغذیه شبانه روزی را تأمین کند و این است که در نیروگاه های بزرگ و نیروگاه های حرارتی نصب می شود . مدلهای ژنراتور آماده به کار برای موارد اضطراری (هنگامی که منبع تغذیه ناگهان قطع می شود) طراحی شده اند. کار نیز گاهی اوقات بدون وقفه ادامه می یابد ، اما فقط برای چند ساعت.

بر اساس حوزه کاربرد

ژنراتورها برای مصارف خانگی در طیف گسترده ای ارائه شده اند. تقریباً همه آنها جریان تک فاز را ارائه می دهند. مقادیر معمولی 220 ولت ، 50 هرتز است. قدرتمندترین دستگاه های خانگی حتی برای جوشکاری و همچنین برق رسانی به کارگاه های کوچک و خدمات خودرو استفاده می شود.

مهم: امکان استفاده برای جوشکاری باید در اسناد مشخص شود - در غیر این صورت خطر بسیار زیاد است.

برای اهداف تولید ، ژنراتورهای الکتریکی ثابت قوی مورد نیاز است. آنها همچنین برای موارد زیر استفاده می شوند:

• پروژه های عمرانی بزرگ ؛
• مناطق خرد ؛
• شهرک های کلبه ای جامد ؛
• بنادر ؛
• ایستگاه راه آهن؛
• بیمارستان ها ؛
• موسسات آموزشی ؛
• مراکز اداری

طبقه بندی لوازم خانگی

گازوئیل

سیستم هایی که توسط باد یا جریان آب هدایت می شوند فقط در نیروگاه های کم و بیش بزرگ یافت می شوند. استفاده از آنها در شرایط صحرایی (پیاده روی) و حتی فقط در خانه چندان آسان نیست. این امر به ویژه در مورد ژنراتورهای آبی صادق است. در مورد نیروگاههای حرارتی برای استفاده خصوصی ، آنها تقریباً همیشه با بنزین کار می کنند و قدرت محدودی دارند ، دستگاههایی با قدرت بیشتر از 20 کیلو وات به ندرت یافت می شوند . معمولاً از بنزین AI-92 استفاده می کنند ، استفاده از AI-76 و AI-95 فقط گاهی ممکن است ، و حتی در آن صورت توصیه نمی شود.

دیزل

تأسیساتی که با سوخت دیزل کار می کنند گاهی تا 3 مگاوات جریان تولید می کنند. آنها حتی برای یک روستای بزرگ تعطیلات با گاراژها و زیرساخت های مشابه انرژی را تأمین می کنند.

دیزل ژنراتورها به صورت متحرک یا ثابت در دسترس هستند. دامنه چنین محصولاتی بسیار زیاد است و بدیهی است که هر گونه نیاز را پوشش می دهد.

حتی مدلهای نسبتاً ضعیف برای تامین جریان ماشین های جوشکاری مناسب هستند.

تولیدکنندگان

ژنراتورهای برقی مدرن ساخت روسیه با اطمینان محصولات خارجی را به چالش می کشند. معروف ترین مارک ها عبارتند از:

• "Svarog" ؛
• "کالیبر" ؛
• Energomash ؛
• انرژی

طیف تامین کنندگان روسی شامل نسخه های خانگی با قدرت 1000-2000 وات و نمونه های نیمه صنعتی جدی با قدرت حداکثر 5000 وات است . سرانجام ، حتی مدلهای قدرتمندتری نیز وجود دارند که به سازندگان و سازمان دهندگان تولید کمک خواهند کرد. تعدادی از ژنراتورهای تولید شده در فدراسیون روسیه مجهز به وسایل الکترونیکی کنترل و نظارت پیشرفته هستند که پارامترهای فنی را کنترل می کنند. با این حال ، نسخه های ساده تری نیز وجود دارد - که در شرایط سخت بسیار پایدارتر هستند. در نهایت ، محصولات شرکت های روسی قطعاً در دسترس مصرف کنندگان قرار خواهد گرفت.

به عنوان مثال ، بخش خانگی با مدل EG-87220 نشان داده شده است. دارای 14 ماه ضمانت اختصاصی می باشد. مخزن سوخت با حجم 15 لیتر در بیشتر موارد کافی است ، اما خودکار راه اندازی ارائه نمی شود.

بالاترین قدرت به 2200 وات می رسد. ولتاژ کار - پیش بینی 220 ولت

ژنراتورهای عالی نیز توسط شرکت فرانسوی SDMO عرضه می شوند .به طور کلی ، یکی از رهبران جهان در تولید ژنراتورهای الکتریکی در انواع و ظرفیت های مختلف است. به راحتی می توانید یک نیروگاه بنزینی SDMO پیدا کنید که تقریباً هر کار قابل تصوری را حل می کند. آنها عملکرد جذابی را ارائه می دهند. محدوده نگرانی فرانسوی شامل مدل هایی با فریم های خاص است که ارتعاش را کاهش می دهد. مجهز به قطعات الکترونیکی عالی.

توجه به مدل K10M جلب می شود . ولتاژ 230 ولت را تأمین می کند و از طریق کنترل از راه دور کنترل می شود. یک قطع کننده مدار قدرت ارائه شده است ، توانایی کار در - 30 درجه. یک سیستم ضد ارتعاش روی قاب نصب شده است. همچنین یک ژنراتور شارژ 12 ولت وجود دارد.

شرکت رقیب Caiman نسبتاً اخیراً وارد بازار روسیه شد . با این حال ، او قبلاً توانسته است مزایای محصولات خود را تا حد ممکن متقاعد کننده نشان دهد. مدلهای آن برای حداقل سر و صدا طراحی شده اند و می توانند با خیال راحت حتی در داخل خانه نیز نصب شوند. همه ژنراتورهای این نام تجاری دارای بالاترین استانداردهای زیست محیطی هستند. البته محدوده Caiman شامل دستگاه هایی با ظرفیت ها و اندازه های مختلف است.

این نام تجاری می تواند از مدل Expert 3010X برخوردار باشد. دارای گزینه پیشرفته خنک کننده هوا است. میل بادامک از درایو زنجیره ای بهبود یافته استفاده می کند.

فیلتر اطمینان می دهد که ژنراتور حتی در مکانهای بسیار گرد و غبار روشن می شود.اتوماسیون اطمینان می دهد که شروع بدون روغن امکان پذیر نیست. همچنین شایان ذکر است:

• یک جفت خروجی محافظت شده از رطوبت ؛
• تضمین عمر باتری تا 210 دقیقه ؛
• تجهیزات خنک کننده متفکرانه ؛
• یک سیستم عالی بدون برس که نیازی به تعمیر و نگهداری پیچیده ندارد.

تولید کننده آلمانی Endress موقعیت بسیار خوبی در بازار دارد. در خود آلمان ، که قبلاً چیزهای زیادی می گوید ، دستگاه های آن بسیار محبوب هستند. این شرکت به طور فعال از راه حل های پیچیده پیشرفته استفاده می کند. مانند تأمین کنندگان قبلی ، طیف وسیعی از گزینه های منبع تغذیه را شامل می شود. قدرت قسمت اصلی مدلها از 1500 تا 9000 وات متغیر است. تقریباً همه دستگاه های Endress قادر به انتقال 220 و 380 ولت هستند.

مثال خوب ESE 404 YS Diesel است . این نسخه به دلیل قابلیت اطمینان و مصرف سوخت پایین مورد استقبال قرار گرفته است. قدرت دستگاه به 3 ، 9 کیلو ولت آمپر می رسد. درجه ولتاژ ژنراتور تک فاز 230 ولت است. حفاظت الکتریکی IP23 است.

صحبت از تأمین کنندگان آلمانی ، نادیده گرفتن نام تجاری محبوب دیگر - Fubag ، احمقانه خواهد بود . ژنراتورهای قدرت آن از همان کیفیت حداقل تجهیزات جوشکاری معروف تر برخوردار هستند. متخصصان Fubag نه تنها به ویژگی های فنی ، بلکه به طراحی اصلی نیز اهمیت می دهند که خدمات را آسان تر می کند. ژنراتورهای این نام تجاری به طور رسمی متعلق به گروه حرفه ای هستند. با این حال ، آنها کمتر در بخش خصوصی استفاده می شوند.

نیروگاه تک فاز باز DS 16 A ES با استفاده از مخزن 51 لیتری تا 13.6 کیلو ولت آمپر جریان می دهد. پیش گرمایش هوا ارائه می شود.

طراحان از حفاظت از اضافه بار مراقبت کردند ، سطح مقاومت الکتریکی IP23 است. نصب چهار سیلندر جریان 54 A را تأمین می کند و در بار 75، ، دستگاه تا 10 ساعت کار می کند.

مصرف کنندگان روسی مدتهاست که از مزایای ژنراتورهای قدرت نام تجاری Resanta قدردانی می کنند. آنها مورد ستایش قرار می گیرند:

• جزئیات با تکنولوژی بالا ؛
• سهولت خدمات ؛
• نسبت وزن به قدرت عالی ؛
• پایداری ولتاژ خروجی

در مجموعه ، مدل BG 4000 R ، که با بنزین کار می کند ، برجسته است. قدرت - 3 کیلو وات ، درجه سوخت - AI -92. سیستم مسواک زدن همزمان بدون نقص کار می کند ، اطلاعات توسط صفحه نمایش به کاربر منتقل می شود. آچار شمع ، دستگیره در کیت موجود است. در واقع ، تولید در چین انجام می شود.

در میان شرکت های چینی ، نام تجاری ELITECH مطلوب است .در کشور ما ، او از سال 2008 شناخته شده است. چنین ژنراتورهایی نه تنها از کیفیت بالایی برخوردارند ، بلکه بی تکلف و همه کاره نیز هستند. محصولات ELITECH از جدیدترین فناوری ها استفاده می کنند و بنابراین این شرکت توانست بسیاری از رهبران سابق بازار را کنار بگذارد. تولید کنندگان گاز این شرکت با شروع ترکیبی متمایز می شوند ، می توان آنها را به صورت ثابت یا متحرک ساخت.

نمونه ای از یک ژنراتور ساده خانگی BES 950 R است . با ظرفیت مخزن 4 ، 4 لیتر ، قدرت فعلی 2 ، 8 A. را فراهم می کند شروع در حالت دستی رخ می دهد. اتوماسیون سطح روغن را کنترل می کند و دستگاه را در صورت نیاز خاموش می کند. موتور دو زمانه سوپاپ سقفی دارای یک سیلندر خنک کننده با هوا است. میزان صدا به 56 دسی بل می رسد. برخلاف مارک ها ، تولیدکنندگان برق نروژی شایسته ذکر خاصی نیستند:

• ماکیتا ؛
• هیتاچی ؛
• هیوندای ؛
• کیپور ؛
• تکاور.

چگونه انتخاب کنیم؟

خرید یک دستگاه "فقط بی صدا" کاملاً منطقی نیست. و همچنین قوی ترین دستگاه. اول از همه ، شما باید تصمیم بگیرید که ژنراتور به چه منظور استفاده می شود:

• در منبع تغذیه فصلی ؛
• به عنوان یک شبکه ایمنی پشتیبان ؛
• به عنوان راه حل اضطراری ؛
• به عنوان منبع دائمی انرژی

برای گردشگران ، شکارچیان ، ماهیگیران و بخشی از مصرف کنندگان تجاری ، انتخاب ژنراتور تلفن همراه صحیح تر است. او همچنین مناسب ساکنان تابستانی خواهد بود. اما قدرت دستگاه بسیار مهم است. باید متعادل باشد: یک تکنیک ضعیف کار را "بیرون نمی کشد" و یک تکنیک بیش از حد قوی منابع را هدر می دهد.

تعیین شاخص مورد نیاز به در نظر گرفتن ضریب جریان اولیه و همچنین تقسیم دستگاهها به مهم و بسیار مهم کمک می کند (جاروبرقی ، ماشین لباسشویی ، اتو ، اجاق مایکروویو برای افزودن ضروری نیست).

تعداد مراحل نیز بسیار مرتبط است.فقط وسایل تک فاز را می توان از ژنراتور تک فاز تغذیه کرد. با این حال ، برای استفاده داخلی و حومه ، این خیلی مهم نیست. مدلهای سه فاز برای تجهیز سایتهای ساختمانی ، شرکتهای صنعتی و کارگاههای انفرادی آنها باید در نظر گرفته شود. مهم: آنها بیش از 1/3 قدرت در هر فاز را ارائه نمی دهند.

جنبه مهم دیگر سوخت مورد استفاده است .مدل بنزین به شما امکان می دهد در صورت خرابی های دوره ای جریان برق را به خانه برسانید. این دستگاه ها جمع و جور ، نسبتاً سبک هستند و سر و صدای کمی دارند. آنها به طور فعال توسط شرکت های تجاری کوچک - تولید و تجارت - مورد استفاده قرار می گیرند. تغییرات دیزلی گران هستند ، سر و صدای زیادی ایجاد می کنند ، اما جریان زیادی از خود نشان می دهند و می توانند برای مدت طولانی بدون وقفه کار کنند. مدلها در جاهایی که شبکه های برق به عنوان یک کلاس وجود ندارد ، ارزشمند هستند.

نسخه های دوگانه سوز مقرون به صرفه تر و متنوع تر از بقیه خواهند بود. آنها معمولاً با بنزین و گاز کار می کنند و تعویض آنها آسان است.

گاز مایع بالون به طور قابل توجهی ارزان تر از بنزین است .هنگام اتصال به بزرگراه ، این حالت حتی مفیدتر است. دستگاههای ناهمزمان برای منبع تغذیه در فضای باز طراحی شده اند ، همچنین باید برای اتاقهای مخصوص مرطوب استفاده شوند.

با این حال ، مشکل این است که ژنراتورهای بدون برس نمی دانند چگونه جریان بی عیب و نقص را با موج سینوسی مطلوب ارائه دهند. لوازم خانگی و رایانه به بهترین وجه از دستگاه های همزمان تغذیه می کنند. حتی حساسیت به آسیب گرد و غبار با پارامترهای پایدار و ویژگی های جریان زیاد توجیه می شود. یک دینام مسی دارای هزینه بالاتری است ، اما گرما را بسیار بهتر هدایت می کند و دارای قدرت خروجی عالی است. علاوه بر این ، باید به موارد زیر توجه کنید:

• وجود یک سیستم AVR (بدون آن ، افزایش قدرت می تواند تلفن ، رایانه لوحی و لپ تاپ را خراب کند) ؛
• استارت دستی یا برقی ؛
• وجود گزینه ای برای شروع خودکار (و گاهی توقف) ؛
• مورد بسته یا باز (اولین گزینه پایدارتر و قابل اطمینان تر است ، اما می تواند بیش از حد گرم شود) ؛
• شمارش معکوس ساعت موتور (امکان تعمیر و نگهداری به موقع) ؛
• مصرف سوخت؛
• بررسی ها ؛
• قابلیت های سرویس دهنده