Меню

Номинальная мощность для генераторов постоянного тока

Самостоятельный расчет мощности генератора

Свершилось. Оплата покупок через Pay

  • 25.04.2021 08:00:00
  • Отзывов: 0
  • Просмотров: 1
  • График работы 8 Марта.

    График работы 8 Марта.

    • 05.03.2021 13:19:25
    • Отзывов: 0
    • Просмотров: 103
    • График работы в праздничные дни.

      График работы в праздничные дни.

      • 19.02.2021 10:13:14
      • Отзывов: 0
      • Просмотров: 690
      • Купить в кредит больше не проблема.

        Купить в кредит больше не проблема.

        • 23.01.2021 11:51:00
        • Отзывов: 0
        • Просмотров: 61
        • Кредит Тинькофф

          Книга жалоб

          Покупая электрогенератор, мы, конечно же, хотим решить определенные задачи. А точнее – навсегда устранить из нашей повседневной жизни такие проблемы, как отсутствие тепла, света и других благ цивилизации, ввиду невозможности работы нашей бытовой техники.

          Причина банальная – опять «пропала» электроэнергия, в голове вопрос: когда же всё это закончится? Бесконечные проблемы на линии ЦЭС в конце концов надоедают большинству дачников или владельцам загородных коттеджей и побуждают принимать уже твердое решение: приобрести мини электростанцию!

          И тут, к сожалению, начинается самое интересное… По статистике более 30% покупателей признаются, что «первый блин выходит всегда комом», то есть покупка первой электростанции, как правило, не оправдывает надежд.

          Одной из главных причин неудачного выбора, наряду с незнанием важных характеристик и ошибочному доверию сомнительным, хотя и «дешевым» производителям является – неправильный расчет мощности генератора.

          Запомните для себя золотую формулировку, и Вы точно не ошибетесь!

          Грамотный расчет мощности

          Проверенный временем бренд

          Качественная электроэнергия без проблем и лишних затрат нервов. При этом в любое время: и днем, и посреди ночи!

          Заверяем Вас, что грамотно произвести расчет мощности генератора можно самостоятельно, для этого не нужно иметь специальное образование «технаря». Важно лишь знать некоторые азы. Итак, давайте приступим…

          Все существующие потребители электроэнергии делятся между собой на такие категории, как:

          АКТИВНЫЕ (омические) , т.е. с активным сопротивлением;

          — и РЕКТИВНЫЕ (др. названия: индуктивные или катушечные).

          А теперь немного подробней, но коротко…

          Активные (омические) – это приборы, у которых вся используемая электроэнергия преобразуется в яркий свет или тепло (обычные утюги, фены, тостеры, всевозможные модели электроплит, кофеварки, лампы накаливания и т.д.).

          Их рабочее напряжение всегда одинаково с пусковым (или стартовым) напряжением. Поэтому, для того чтобы рассчитать их общую мощность нужно всего лишь сложить их показатели, каждого по отдельности.

          Совет: данную информацию можно легко найти в Интернете или в технических паспортах изделий (в том случае, если Вы их ещё не успели выкинуть). Для Вашего максимального удобства мы предлагаем таблицу (см. ниже)

          Реактивные (индуктивные/катушечные) – это приборы, у которых уже не вся без остатка электроэнергия преобразуется в тепло, и весомая часть её активно используется, к примеру, для образования магнитных полей.

          К данной категории следует отнести: практически все виды электроинструмента, компрессоры, насосы, настенные котлы, сварочные аппараты, холодильники, компьютеры и многие другие виды техники, включая садово-огородную, функционирующую на электричестве.

          В данном случае, обязательно нужно помнить, что пусковые токи всегда будут превышать номинальные показатели в несколько раз. Поэтому, во время расчета нужной им мощности следует умножать рекомендуемую производителем характеристику на цифры, как правило, от 1 до 3,5, а то 5-7 (т.е. на, условно выражаясь, коэффициент пускового тока). И уже, только потом – суммировать те значения, которые получились после, так сказать, математических операций по умножению.

          Таким образом, получается формула:

          МЭ = (К х НМЭп х К пуск) + (К х НМЭп х К пуск) + … х 1,1

          МЭ – мощность нужной мини электростанции;

          К – количество одинаковых по мощности электроприборов;

          НМЭп – номинальная мощность электроприборов;

          К пуск – так называемый, коэффициент пускового тока;

          х 1,1 – обязательный резерв мощности (10%).

          А теперь, пошагово:

          1. В техническом паспорте изделия или же, пользуясь данными, в представленной ниже таблице, смотрим значение номинальной мощности электроприбора.

          2. Вычисляем значения мощности для каждого изделия с учетом коэффициента пускового тока.

          3. Полученные нами результаты – суммируем.

          4. Обязательно добавляем резерв мощности – 10%, умножая полученную сумму на коэффициент 1,1.

          ПРИМЕР:

          Допустим, в ближайшее время нам нужна миниэлектростанция для того чтобы обеспечить аварийное/резервное энергоснабжение дачи/коттеджа на случаи частых, однако непродолжительных отключений. От генератора должны нормально работать холодильник (500 Вт), микроволновая печь (750 Вт), телевизор (300 Вт) и 10 ламп освещения (60 Вт х 10 = 600 Вт).

          Используем формулу:

          (1 х 500 х 3,0) + (1 х 750 х 1,5) + (1 х 300 х 1,6) + (10 х 60 х 1,0) = 1500 + 1125 + 480 + 600 = 3705

          3705 х 1,1 (обязательный резерв мощности 10%) = 4075 Вт

          Итак, получается, что нам нужна станция мощностью не менее 4 кВт. Как видите, всё достаточно просто!

          В заключение…

          Напоследок, мы предлагаем Вам пару советов.

          1. В том случае если Вы приобретаете электростанцию для автономного энергоснабжения, обязательно учитывайте пополнение Вашего арсенала бытовой техники, как в ближайшем, так и далеком будущем (приблизительно на 2-3 года вперед). Желательно рассчитать и учитывать мощность этих изделий заранее, чтобы не покупать потом новую станцию, и упорно искать: кому же продать старую?

          2. Никогда не выбирайте модель генератора на основании показателя его максимальной мощности, так как практически все мировые бренды, указывая в характеристиках данную величину, подразумевают интенсивную эксплуатацию генераторной установки не более 5-10 минут. Далее, в лучшем случае произойдет аварийное отключение, в худшем – дело закончится дорогим ремонтом. Именно поэтому так важен запас мощности, о котором упоминалось выше.

          Теперь Вы знаете, что Вам следует делать для грамотного расчета мощности генератора. Если у Вас есть дополнительные вопросы, то за советами Вы можете обратиться к нашим квалифицированным специалистам – профессиональным менеджерам. Звоните, пишите – мы обязательно Вам поможем!

          Таблица

          Потребители электроэнергии

          Источник

          Мощность генератора: какая бывает и как правильно подобрать?

          1. Какая мощность бывает у разных типов генераторов?
            • У бытовых
            • У промышленных
          2. Общие правила расчета нагрузки
            • Активная нагрузка
            • Реактивная
          3. Номинальная и максимальная мощность электрогенератора
          4. Что допустимо подключать к маломощным приборам?
          5. Пример расчета

          Проблема веерных или эпизодических отключений электричества в некоторых регионах никуда не делась, даже несмотря на XXI век за окном, а тем временем современный человек без электроприборов себя уже не мыслит. Решением проблемы может стать приобретение собственного генератора, который в случае чего подстрахует своего владельца.

          При этом выбирать его надо не только по цене, но и по здравому смыслу – чтобы, не переплачивая, быть уверенным в способности агрегата выполнять поставленные задачи. Для этого следует обратить внимание на мощность генератора.

          Какая мощность бывает у разных типов генераторов?

          Вне зависимости от используемого топлива абсолютно все генераторы делятся на бытовые и промышленные. Грань между ними весьма условная, однако такая классификация позволяет новичку в данном вопросе сразу отбросить значительную часть моделей, которые точно не будут интересны.

          У бытовых

          Чаще всего покупают бытовые генераторы – технику, задачей которой будет подстраховка на случай отключения от электропитания одного домохозяйства. Верхним пределом мощности для такого оборудования обычно называют 5-7 кВт, но тут надо понимать, что потребности домовладений в электричестве могут быть совершенно разными. В продаже можно найти даже очень скромные модели до 3-4 кВт – они будут актуальными на даче, представляющей собой миниатюрное однокомнатное помещение с электрическими приборами, которые можно сосчитать по пальцам одной руки. Дом может быть двухэтажным и большим, с пристроенным гаражом и комфортной беседкой – там не то что 6-8 кВт не хватит, а даже при 10-12 кВт, возможно, уже придется экономить!

          Людям, никогда не вникавшим в характеристики электроприборов, следует обратить внимание, что мощность, измеряемую в Ваттах и киловаттах, не надо путать с напряжением, измеряемым в Вольтах.

          Показатели в 220 или 230 вольт характерны для однофазного оборудования, а 380 или 400 В – для трехфазного, но это не тот показатель, который мы рассматриваем в данной статье, и он никак не связан с мощностью персональной мини-электростанции.

          У промышленных

          Из названия категории очевидно, что техника такого типа уже нужна для обслуживания определенных промышленных предприятий. Другое дело, что предприятие может быть маленьким и использовать сравнительно мало оборудования – даже сопоставимо с обыкновенным жилым домом. При этом фабрика или мастерская не может позволить себе простои, потому нуждается в оборудовании с хорошим запасом мощности. Маломощные промышленные генераторы обычно выделяют в категорию полупромышленных – они стартуют примерно с 15 кВт и заканчиваются где-то на отметке в 20-25 кВт.

          Все, что серьезнее 30 кВт, уже можно считать полноценным промышленным оборудованием – по крайней мере, сложно представить себе домашнее хозяйство, нуждающееся в таком количестве энергии. При этом о верхнем потолке мощности рассуждать сложно – уточним лишь, что существуют модели и на 100, и даже на 200 кВт.

          Общие правила расчета нагрузки

          На первый взгляд, рассчитать потенциальную нагрузку на генератор для частного дома не так уж сложно, но есть несколько тонкостей, на которых погорели (в прямом и переносном смыслах) многие домашние электростанции у многих хозяев. Рассмотрим же, в чем подвох.

          Активная нагрузка

          Многие из читателей, возможно, догадались, что самый простой способ найти нагрузку на генератор – посчитать суммарную мощность всех электроприборов в здании. Этот подход правилен лишь частично – он показывает только активную нагрузку. Активная нагрузка – это та мощность, которая тратится без задействования электрического мотора и не предполагает вращения крупных деталей или серьезного сопротивления.

          Например, у электрического чайника, обогревателя, компьютера и обыкновенной лампочки совершенно вся их мощность включается в активную нагрузку. Все эти приборы, а также другие, подобные им, всегда потребляют примерно одинаковое количество энергии, которое где-нибудь на коробке или в инструкции значится как мощность.

          Однако подвох кроется в том, что существует еще и реактивная нагрузка, которую часто забывают учесть.

          Реактивная

          Электрические приборы, оснащенные полноценными моторами, в момент включения имеют свойство потреблять значительно (иногда – в несколько раз) больше энергии, чем в процессе работы. Поддерживать работу двигателя всегда проще, чем его разгонять, потому в момент своего включения такая техника запросто может вырубить свет во всем доме – вы могли наблюдать нечто подобное в сельской местности при попытке включить насос, сварочный аппарат, строительную технику вроде перфоратора или шлифмашины, ту же электропилу. Между прочим, точно по такому же принципу работает и холодильник. При этом много энергии надо только для реактивного старта, буквально на секунду или две, а в дальнейшем устройство будет создавать лишь сравнительно небольшую активную нагрузку.

          Другое дело, что покупатель, ошибочно учтя только активную мощность, рискует остаться без света в момент запуска реактивной техники, и хорошо еще, если генератор после такого фокуса будет в рабочем состоянии. В погоне за потребителем, который заинтересован в покупке экономного агрегата, производитель на самом видном месте может указать именно активную мощность, и тогда домашняя электростанция, купленная с расчетом только на активную нагрузку, не спасет. В инструкции к каждому реактивному прибору следует поискать показатель, известный как cos Ф, он же коэффициент мощности. Значение там будет меньше единицы – оно показывает долю активной нагрузки в общем потреблении. Отыскав значение последней, разделяем ее на cos Ф – и получаем реактивную нагрузку.

          Но и это не все – есть еще такое понятие, как пусковые токи. Именно они у реактивных приборов создают максимальную нагрузку в момент включения. Рассчитывать их надо по коэффициентам, которые в среднем можно отыскать в интернете для каждого типа устройств. Потом на этот коэффициент надо умножить наши показатели нагрузки. У условного телевизора значение коэффициента пусковых токов предсказуемо равняется единице – это не реактивный прибор, потому дополнительной нагрузки при запуске не будет. Зато у дрели такой коэффициент – 1,5, у болгарки, компьютера и микроволновки – 2, у перфоратора и стиралки – 3, а у холодильника и кондиционер – все 5! Таким образом, охлаждающая техника в момент включения, пусть и на секунду, сама по себе потребляет мощность в несколько киловатт!

          Источник

          

          Расчет генератора постоянного тока с параллельным возбуждением

          Для расчета генератора постоянного тока с параллельным возбуждением необходимо:

          усвоить устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока; знать формулы, выражающие взаимосвязь между электрическими величинами, характеризующими данный тип электрической машины.

          — отчетливо представлять связь между напряжением U на зажимах машины, ЭДС Е и падением напряжения IRв обмотке якоря генератора и двигателя.

          Для генератора Е =U+ IЯ· ∑R, для двигателя U = Е + IЯ· ∑R

          В этих формулах ∑R= RЯ+RДП +RКО +RС +RЩ — сумма сопротивлений всех участков цепи якоря: RЯ — обмотки якоря;

          RДП — обмотки добавочных полюсов; RКО — компенсационной обмотки;

          RЩ — переходного щеточного контакта; RСпоследовательной обмотки возбуж­дения.

          При отсутствии в машине (это зависит от её типа и предложен­ной задачи) каких-либо из указанных обмоток в формулу, определяю­щую ∑R, не входят соответствующие слагаемые. Полезный вращающий момент М на валу двигателя определяется по формуле

          M = Н·м,

          гдеР2— полезная механическая мощность,Вт. n — об/мин. – частота вращения вала двигателя.

          Пример

          Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением ра­ботает в номинальном режиме.

          Его технические данные:

          РНОМ =16000Вт — номинальная мощность; Uном =230 В — номинальное напряжение;

          RЯ=0,13 Ом — сопротивление обмотки якоря; RВ=164 Ом — сопротивление обмотки возбуждения;

          ηНОМ= 90,1 % номинальный коэффициент полезного действия.

          Определить:

          Iном — ток нагрузки, I B — ток возбуждения, I Я — ток якоря,

          РЯ— потери мощности в якоре, РВ— потери мощности в обмотке возбуждения,

          РЩ — потери мощности в щеточном контакте,

          РХ = РСТМЕХ — потери холостого хода, состоящие из по­терь в стали и механических потерь. РДОБ— добавочные потери,

          ∑P— суммарные потери мощности, Е — ЭДС генератора.

          Решение

          I. Ток нагрузки Iном = Рном/ Uном =16000 Вт / 230 В = 69,6 А

          2. Ток возбуждения IB = U H M / R B = 230 В / I64 Ом = 1,4 А.

          3. Ток якоря = Iном + Iв =69,6 А + 1,4 А = 71 А

          4. Потери мощности в обмотке якоря Ря = I 2 я · Rя =71 2 А 2 ·0,13 Ом = 655 Вт.

          5. Потери мощности в обмотке воз­буждения

          РВ = I 2 В · RВ =1,4 2 А 2 · 164 Ом = 321 Вт.

          6. Потери мощности в щеточном контакте Рщ =UЩ · Iя=2 В • 71 А= 1428 Вт.

          Здесь ∆ UЩ = 2 В падение напряжения на электрографитированных щетках.

          7. Добавочные потери мощности РДОБ = 0,01·РНОМ = 0,01 • 16000 Вт = 160 Вт.

          8.Мощность, потребляемая генератором от первичного двигателя

          Р1 = Рном / ηНОМ= 16000 Вт / 0,901 = 17758 Вт

          9. Суммарные потери мощности в генераторе ∑Р = Р1 Рном = 17758 Вт –16000 Вт = 1758 Вт

          10. Потери холостого хода, состоящие из потерь в стали и механических потерь

          Рх = ∑Р– (РЯ+РВ +РЩ+РДОБ)= 1758 Вт – (655+321+142+160) Вт = 480 Вт

          11. ЭДС генератора, без учета потерь в щеточном контакте

          Е = U+ IЯ · Rя = 230 В + 71 А · 0,13 Ом = 239,23 В

          С учетом потерь в щеточном контакте

          Е =U+ IЯ · (Rя + Rщ)= U +(Iя · Rя +∆ UЩ) =230 В+(71 0,13 Ом +2 В) = 241,23 В

          7. Расчет двигателя посто­янного тока со смешанным возбуждением

          Электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением рассчитан на:

          Р2ном = 2000 Вт-номинальная мощность на валу двигателя;

          UНОМ = 27 В — номинальное напряжение, подведенное к двигателю;

          IНОМ = 100 Аток, потребляемый двигателем из сети;

          пНОМ= 8000 об/минчастота вращения якоря вала двигателя;

          ∑R= RЯ+RДП +RС =0,01443 Ом суммарное сопротивление,

          гдеR Я сопротивление обмотки якоря;

          РДП сопротивление обмотки добавочных полюсов;

          RС сопротивление последовательной /сериесной/ обмотки возбуждения;

          RШ =6,75 Ом сопротивление параллельной /шунтовой/ обмотки воз­буждения

          ПР –пусковой реостат;РР –регулировочный реостат;

          ОВШ параллельная (шунтовая) обмотка возбуждения;

          ОВС –последовательная (сериесная) обмотка возбуждения; ОДП – обмотка добавочных полюсов.

          Определить:

          P1— мощность,потребляемую двигателем из сети; η ном номинальный коэффициент полезного действия;

          М вращающий (полезный) момент на валу двигателя;

          IЯ— ток в обмотке якоря (он же протекает через обмотку добавочных полюсов и последовательную обмотку воз­буждения);

          Е противо-ЭДС в обмотке якоря; ∑P суммарные потери мощности в двигателе;

          РЭ== РЯ+РДП +РС +РЩ+РШэлектрические потери мощности в обмотке якоря;

          Рдп— электрические потери мощности в обмотке дополнитель­ных полюсов;

          РС— электрические потери мощности в последовательной обмотке возбуждения;

          PШ электрические потери мощности в параллельной обмот­ке возбуждения;

          Рщ электрические потери мощности в переходном контакте щеток коллектора, приняв ∆U =2В

          РДОБ добавочные потери мощности;

          Рх потери холостого хода, состоящие из потерь в стали и механических потерь.

          Решение

          1. Мощность, потребляемая двигателем из сети Р1 = Uном · IНОМ =27 В ·100 А = 2700 Вт

          2. КПД двигателя равен ηНОМ= 100 % = =74%

          3. Полезный вращающий момент на валу двигателя М= = =2,38 Н·м

          4. Ток параллельной обмотки возбуждения Iш=Uном / RШ = 27 В / 6,75 Ом = 4 А

          5. Ток, протекающий через обмотку якоря, обмотку добавочных полюсов, последовательную обмотку возбуждения (все эти обмотки соединены последовательно) Iя =Iном – IШ =100 А – 4 А = 96 А

          6. Противо-ЭДС в обмотке якоря Е=Uном – Iя(RЯ+RДП +RС)–∆UЩ =27–96 · 0, 01443 –2 =23,61В

          Здесь∆UЩ потери напряжения в переходном контакте щеток на коллекторе.

          7. Суммарные потери мощности в двигателе∑P =Р1 – Р2НОМ =2700 ВТ – 2000 Вт = 700 Вт

          8. Электрические потери мощности в двигателеРЭ= РЯ+РДП +РС +РЩ+РШ, где РЯ= I 2 я · RЯ – потери мощности в якоре

          Рдп= I 2 я · RДП – электрические потери мощности в обмотке дополнитель­ных полюсов;

          РС= I 2 я · RС – электрические потери мощности в последовательной обмотке возбуждения;

          Рщ = ∆UЩ ·Iя электрические потери мощности в переходном контакте щеток коллектора.

          РШ=UНОМ · IШ илиРШ = I 2 Ш · RШ или PШ = U 2 НОМ / RШ электрические потери мощности в параллельной обмот­ке возбуждения;

          Тогда получаем: РЭ =I 2 я(RЯ+RДП +RС)+∆UЩ · Iя +Uном · IШ =96 2 · 0,01443 + 2· 96 +27· 4=433Вт

          9.Добавочные потери мощности, возникающие в обмотке якоря, вызванные искажением магнитного поля реакцией якоря и полями, возникающими вокруг секций, в которых происходит коммутация РДОБ = 0,01· Р2НОМ = 0,01 · 2000 = 20 Вт

          10.Потери холостого хода, состоящие из потерь в стали и механических потерь

          Рх =Рст +Рмех, т. к. ∑Р =Рэ +Рх +Р доб, то Рх =∑Р – (Рэ + Р доб) =700 – (433 + 20)=247 Вт.

          Схемы двигателя постоянного тока смешанным возбуждением

          Источник

          Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы, классификация

          На заре электрификации генератор постоянного тока оставался безальтернативным источником электрической энергии. Довольно быстро эти альтернаторы были вытеснены более совершенными и надёжными трехфазными генераторами переменного тока. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал быть востребованным, поэтому устройства для его генерации совершенствовались и развивались.

          Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, актуальность генераторов постоянного электротока не потерялась. Например, они используются для питания силовых линий на городском электротранспорте, используемых трамваями и троллейбусами. Такие генераторы по-прежнему используют в технике электросвязи в качестве источников постоянного электротока в низковольтных цепях.

          Устройство и принцип работы

          В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.

          Принцип действия генератора постоянного тока

          Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока

          По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом.

          Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e1 = Blvsinw t; e2 = -Blvsinw t; , где B магнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, t время, w t – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.

          При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinw t, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону.

          Строго говоря, данная конструкция обеспечивает только полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график сгенерированного тока имеет вид, как показано на рис.2.

          График тока, выработанного примитивным генератором

          Рисунок 2. График тока, выработанного примитивным генератором

          Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.

          Ротор генератора

          Рис. 3. Ротор генератора

          Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь.

          С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются – обмотки контура или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а полученный переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

          И напоследок: если на коллектор подать постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

          Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 4. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

          Классификация

          Различают два вида генераторов постоянного тока:

          • с независимым возбуждением обмоток;
          • с самовозбуждением.

          Для самовозбуждения генераторов используют электричество, вырабатываемое самим устройством. По принципу соединения обмоток якоря самовозбуждающиеся альтернаторы с делятся на типы:

          • устройства с параллельным возбуждением;
          • альтернаторы с последовательным возбуждением;
          • устройства смешанного типа (компудные генераторы).

          Рассмотрим более подробно особенности каждого типа соединения якорных обмоток.

          С параллельным возбуждением

          Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

          Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

          Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

          Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

          Достоинство: на генераторы с параллельным возбуждением слабо влияют токи при КЗ.

          С независимым возбуждением

          В качестве источника питания для обмоток возбуждения часто используют аккумуляторы или другие внешние устройства. В моделях маломощных машин используют постоянные магниты, которые обеспечивают наличие основного магнитного потока.

          На валу мощных генераторов расположен генератор-возбудитель, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря. Для возбуждения достаточно 1 – 3% номинального тока якоря и не зависит от него. Изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

          Преимущество независимого возбуждения состоит в том, что на возбуждающий ток никак не влияет напряжение на зажимах. А это обеспечивает хорошие внешние характеристики альтернатора.

          С последовательным возбуждением

          Последовательные обмотки вырабатывают ток, равен току генератора. Поскольку на холостом ходе нагрузка равна нулю, то и возбуждение нулевое. Это значит, что характеристику холостого хода невозможно снять, то есть регулировочные характеристики отсутствуют.

          В генераторах с последовательным возбуждением практически отсутствует ток, при вращении ротора на холостых оборотах. Для запуска процесса возбуждения необходимо к зажимам генератора подключить внешнюю нагрузку. Такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток. Такие устройства можно использовать только для питания электроприборов с постоянной нагрузкой.

          Со смешанным возбуждением

          Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

          Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

          Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

          Технические характеристики генератора постоянного тока

          Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

          • зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
          • характеристики внешних параметров;
          • регулировочные величины.

          Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

          Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5). Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

          Внешняя характеристика ГПТ

          Рис. 5. Внешняя характеристика ГПТ

          В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена (см. рис. 6). Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

          Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

          Рис. 6. Характеристика ГПТ с параллельным возбуждением

          Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. (см. верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

          Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

          Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

          Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

          В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

          В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

          Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

          Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

          Рис. 8. Внешняя характеристика ГПТ со смешанным возбуждением

          Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

          В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

          Реакция якоря

          Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

          Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

          Среднее значение электродвижущей силы пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая указанные параметры можно управлять величиной ЭДС, а значит и напряжением. Проще всего, желаемого результата можно достичь путём регулировки частоты вращения якоря.

          Мощность

          Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EIa. Отдаваемая в цепь полезная мощность P1 = UI.

          Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом ηe. Тогда: ηe=P1/P.

          На холостом ходе ηe = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

          Применение

          До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

          На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

          Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

          Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

          Видео по теме

          Источник

Читайте также:  Выходные параметры тока блока питания

Номинальная мощность для генераторов постоянного тока

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Номинальная мощность — генератор

Номинальная мощность генератора определяется величиной нагрузки, создаваемой одновременно включаемыми и работающими в течение длительного времени потребителями. Такими потребителями являются система батарейного зажигания, фары, задние фонари, освещение щитка приборов, габаритные фонари. В зависимости от условий эксплуатации к потребителям, работающим в течение длительного времени, иногда должны быть также отнесены вспомогательные фары для движения в условиях тумана, автомобильные радиоприемники, стеклоочистители, вентиляторы и обогреватели ветрового стекла. Потребители, работающие лишь в течение короткого времени ( звуковой сигнал, указатели поворотов, сигнал торможения, свечи накаливания для облегчения пуска дизелей, электроприкуриватели), принимать во внимание не следует. [1]

Номинальная мощность генераторов при номинальном коэффициенте мощности ( для всех турбогенераторов мощностью 30 МВт и более и всех турбогенераторов газотурбинных и парогазовых установок, также длительная максимальная мощность при установленных значениях коэффициента мощности и параметров охлаждения) и номинальная мощность синхронных компенсаторов должны сохраняться при одновременных отклонениях напряжения до 5 % и частоты 2 5 % номинальных значений при условии, что при работе с повышенным напряжением и пониженной частотой сумма абсолютных значений отклонений напряжения и частоты не превышает 6 %, если в стандартах на отдельные типы машин не оговорены иные условия по отклонению напряжения и частоты. [2]

Номинальная мощность генератора определяется как длительно допустимая нагрузка при определенной расчетной температуре охлаждающего вещества ( газа или жидкости) и длительно допустимой температуре нагрева обмотки и стали статора и обмотки ротора. [3]

Номинальная мощность генераторов при номинальном коэффициенте мощности ( для всех турбогенераторов мощностью 30 МВт и более и всех турбогенераторов газотурбинных и парогазовых установок также длительная максимальная мощность при установленных значениях коэффициента мощности и параметров охлаждения) и номинальная мощность синхронных компенсаторов должны сохраняться при одновременных отклонениях напряжения до 5 % и частоты до 2 596 номинальных значений при условии, что при работе с повышенным напряжением и пониженной частотой сумма абсолютных значений отклонений напряжения и частоты не превышает 6 %, если в стандартах на отдельные типы машин не оговорены иные условия по отклонению напряжения и частоты. [4]

Номинальная мощность генератора определяется как длительно допустимая нагрузка при определенной расчетной температуре охлаждающего вещества ( газа или жидкости) и длительно допустимой температуре нагрева обмотки и стали статора и обмотки ротора. [5]

Номинальная мощность генератора постоянного тока определяется на зажимах машины и выражается в вт, кет или мгвт. [6]

Номинальная мощность генератора переменного тока определяется на зажимах машины и выражается в ва ( вольтамперах), ква или мгва. Номинальная мощность электродвигателя определяется на его валу и выражается в ет или кет. [7]

Номинальная мощность генератора постоянного тока представляет собой полезную электрическую мощность на выводах машины, выраженную в ваттах, киловаттах или меговаттах. [9]

Номинальной мощностью генератора называется полная мощность его в киловольт-амперах, которую генератор может развивать при номинальной нагрузке неограниченно долгое время, не перегреваясь выше допустимой температуры. [11]

Номинальной мощностью генератора называется полная мощность его в киловольт-амперах, которую генератор может развивать при номинальной нагрузке неограниченно долгое время, не перегреваясь выше допустимой температуры. [13]

Читайте также:  Единица измерения плоскости тока

Номинальной мощностью генератора постоянного тока называется полезная электрическая мощность машины, выраженная в ваттах или в киловаттах. [14]

Значения номинальной мощности генератора , коэффициента трансформации трансформаторов тока и выдержек времени защит обратной последовательности трансформаторов приведены в табл. 8.13. См. [15]

Источник



Мощность генератора

Выбор топливного электрогенератора — это сложный процесс, который требует определенных технических знаний и опыта. Электрические станции отличаются по множеству параметров и характеристик имеющих большое значение. В первую очередь пользователи обращают внимание на следующие параметры:

  • Мощность;
  • Производитель;
  • Тип топлива;
  • Исполнение;
  • Рабочее напряжение;
  • Тип запуска;
  • Наличие блока АВР;
  • Наличие функции сварки.

Также важную роль играет стоимость оборудования, его габариты, масса, моторесурс и другие особенности. Главным параметром всегда считалась именно мощность. Это первое, на что следует обращать внимание при выборе оптимальной модели электрического генератора.

Слишком маломощный агрегат будет перегружаться и перегреваться, что снизит его рабочий ресурс и может привести к аварийным ситуациям. Топливные генераторы не стоит использовать на пределе возможностей, оптимальный уровень нагрузки составляет 75%.

При слишком высокой производительности генератора он будет потреблять лишнее топливо, что повысит эксплуатационные расходы.

В этой статье подобраны основные правила по расчету мощности электрических станций.

Первые правила

Как осуществить расчет параметров, не допустить перегрузок и замыканий, а также не переплачивать за топливо? Это главный вопрос при выборе надежного электрического генератора для дома, дачи или другого объекта. В первую очередь необходимо проверить всю электрическую технику в помещении, записать энергопотребление каждого устройства и рассчитать сумму. Скорее всего полученная сумма будет достаточно высокой, а еще следует помнить о коэффициентах пусковых токов и обязательном запасе мощности.

Для того чтобы не устанавливать крупный генератор на 20 кВт и расходом топлива 7 л/ч, необходимо отобрать только те электроприборы, которые будут вам необходимы при отключениях электричества и запуске аварийной системы питания. Осветительная система, холодильники, сигнализация и подобные устройства должны быть обязательно подключены к сети. Также важно запустить отопительное оборудование с электрической системой управления. Утюги, фены, пылесосы и стиральные машинки могут подождать до стабилизации состояния городского электроснабжения. Следует посчитать, какие потребители энергии будут работать всё время в безостановочном режиме, а какие Вы будете подключать к сети периодически. К примеру Вы можете не запускать одновременно микроволновую печь и электрочайник чтобы не создавать высокую нагрузку. Можно выключать освещение на время использования компьютера или телевизора, и так далее. Учитывая все эти факторы можно приблизительно рассчитать необходимую эффективность работы электрического генератора.

Номинальная и максимальная мощность

Всё оборудование, которое предназначено для выработки электрической энергии имеет номинальные и максимальные показатели:

  • Номинальная — это показатель, при котором генератор может работать в стандартном режиме длительное время при этом без вреда для его рабочего ресурса и системы защиты;
  • Работа при максимальной эффективности заставляет станцию перегреваться, поэтому в таком режиме устройство может функционировать только короткий период времени.

Если Вы рассчитали, что для одновременного питания необходимой Вам бытовой техники понадобится электрогенератор на 4 кВт, то его максимальная мощность будет составлять 4,4 кВт. Иногда возникают случаи, когда производители указывают на генераторе только максимальные значения, мы рекомендуем отказаться от покупки данной модели оборудования, так как в большинстве случаев этот товар оказывается некачественным.

Читайте также:  Магнитные полюса катушки с током не переменятся если ответ

Желательно всегда приобретать электрические станции от известных мировых торговых марок, на которых указаны и максимальные и номинальные параметры, кроме того, многие производители указывают еще и коэффициент эффективности работы для самостоятельного расчета.

Запас мощности

Во время расчета параметров бензинового, дизельного или газового генератора необходимо учесть энергопотребление всей подключаемой техники. Однако, помимо этого нужно прибавить еще около 30% к полученному числу. Таким образом у Вас останется запас мощности.

Этот резерв нужен по многим причинам. Оптимальная нагрузка для того чтобы генератор работал длительное время — 70-80%.

Также для расчета подходящей эффективности нужно обязательно учитывать каким образом вы будете использовать станцию, как основной источник питания или в качестве резервной установки. Резервные станции подвергаются меньшим нагрузкам и они не нуждаются в большом запасе эффективности, в отличие от основных генераторах, которые работают в интенсивном режиме.

Если Вы неверно подберете запас мощности, то под нагрузкой ваша электростанция будет регулярно отключаться из за срабатывания системы защиты. Поэтому к данному параметру необходимо отнестись внимательно.

Коэффициент пускового тока

Существует еще один важный нюанс, который необходимо обязательно учитывать — это коэффициент пускового тока. Во время запуска большинства электрических приборов, на первые несколько миллисекунд их энергопотребление повышается. К примеру стандартная микроволновая печь на 800 Вт имеет коэффициент пускового тока — 2, соответственно в первую секунду ее энергопотребление будет составлять 1600 Вт. В большинстве случаев эти коэффициенты распределяются следующим образом:

  • Все нагревающие электроприборы которые не выполняют больше никаких функций (электрочайники, кипятильники, лампы накаливания, утюги, обогреватели и прочее имеют коэффициент — 1, то есть они не потребляют больше энергии в момент запуска;
  • Телевизоры, компьютеры, ноутбуки и подобная техника имеет минимальный коэффициент пускового тока на уровне 1,1.
  • Большинство электроинструментов (электролобзики, дрели, шуруповерты, болгарки, промышленные фены и подобные устройства) работают с коэффициентом на уровне 1,3-1,4.
  • Самый большой коэффициент (3-4) у холодильников, бетономешалок, пылесосов, насосов для воды и кондиционеров.

Таким образом можно рассчитать, что если при отключении электричества в вашем дома горит 3 лампы накаливания по 100 Вт, запущен компьютер 400 Вт, холодильник 600 Вт и вы решили сделать уборку пылесосом на 1800 Вт (коэффициент пускового тока 2,5) то Вам нужен дизель-генератор или бензогенератор на 5,8 кВт, при этом желательно оставить некий запас и установить электростанцию на 7 кВт. Если Вы попробуете проделать эти операции с электрогенератором, мощность которого составляет 4 кВт то возникнут нежелательные перегрузки и сработает система защиты. Поэтом расчеты оптимальной производительности домашней станции имеют большое значение.

Другие параметры

Несмотря на то, что мощность генератора имеет ключевое значение, существуют и другие важные параметры, которые необходимо учитывать:

  • Бензогенераторы отличаются компактностью и простотой. Они имеют удобную систему управления и способны работать при низкой температуре воздуха. Такие агрегаты чаще всего применяются в качестве аварийного источника электроэнергии так как не способны работать в безостановочном режиме.
  • Массивные ДГУ (дизельные генераторные установки) пользуются большой популярностью на российском энергетическом рынке. Они имеют большой моторесурс, стабильные рабочие параметры и длительный эксплуатационный период. С их помощью можно создать основную систему электроснабжения.
  • Газовые генераторы работают практически бесшумно и экономно потребляют топливо. Еще одним преимуществом станций данного типа является возможность подключения напрямую к городской газовой магистрали, что исключает необходимость постоянно заправлять баллоны или баки.
  • Напряжение. Существуют агрегаты которые используются в однофазных бытовых сетях с напряжением 220В и промышленные устройства, где напряжение можно переключать с 220В на 380В.
  • Ручной. Самый простой и надежный стартер. Включение электрической станции производится за счет применения физической силы.
  • Электрический. Более удобная и дорогостоящая система, позволяющая включить агрегат нажатием одной кнопки. Также возможно использование дистанционного пульта или компьютерного управления;
  • Также Вы можете приобрести дизельный электрический генератор с предустановленным блоком автоматического ввода резерва. Это специальное устройство, которое предназначено для автоматического запуска аварийной станции в случае перебоев или отключения городской сети. Блок АВР позволяет перевести систему питания объекта полностью в автономный режим.
Читайте также:  Выходные параметры тока блока питания

Это полезно, когда в здании установлено оборудование, которое нуждается в безостановочной подаче электроэнергии, например системы видеонаблюдения, морозильные камеры, компьютеризированное управление, электропечи и прочее. Достаточно часто электрогенераторы с блоками автоматического резерва устанавливаются в сочетании с крупными источниками бесперебойного питания, которые поддерживают функционирование техники на объекте на время автоматического запуска двигателя станции.

  • Открытое. Это стандартные установки, которые имеют самую выгодную стоимость. В большинстве случаев они монтируются в специальных технических помещениях с системой отопления, выхлопа и звукоизоляцией. Открытые станции отличаются простотой технического обслуживания.
  • В кожухе. Агрегаты с низким уровнем шума двигателя. Также они имеют защиту от влаги и пыли, что позволяет размещать генераторы под открытым небом.
  • В контейнере. Прочный металлический корпус позволяет размещать оборудование в сложных погодно-климатических зонах и гарантирует защиту от механических воздействий.

В последнее время большим спросом начали пользоваться электростанции инверторного типа. Они имеют низкий уровень шума и экономно потреболяют топливо по сравнению с аналогичным оборудованием. Главным преимуществом инверторных установок является высокая стабильность эксплуатационных параметров, которая достигается благодаря преобразованию тока из постоянного в переменный. У инверторных станций есть и недостатки, например они дороже чем аналогичная техника стандартного типа, кроме того, практически все устройства имеют жесткие ограничения по мощности.

Для полевых работ часто применяются сварочные генераторы. Это специальные агрегаты, которые совмещают в себе функцию сварочного аппарата и автономного источника электрической энергии. Использовать оборудование данного типа гораздо удобнее, безопаснее и экономичнее чем отдельный топливный электрогенератор и сварочный аппарат.

Заключение

Основываясь на информации, полученной в этой статье, Вы сможете подобрать подходящий по мощности для вашего дома, участка или предприятия топливный электрический генератор, определить энергопотребление объекта, рассчитать запас эффективности и коэффициент пускового тока для различного оборудования. Если Вы правильно воспользуетесь всеми советами, от подберете себе генератор, который будет полностью соответствовать требованиям здания и иметь длительный эксплуатационный период.

Источник