Генераторы электрического тока сообщение. Другие электрические генераторы, использующие вращение. История изобретения электрогенератора

Оставьте комментарий 6,950

Первый генератор как и современные генераторы переменного тока вырабатывают электроэнергию. Электричество является одной из основных составляющих круговорота энергии в природе. Для преобразования какой-либо энергии в электрическую предназначен генератор переменного тока, в переводе с латинского — производитель. Устройство, вырабатывая электроэнергию, преобразует механическую или энергию природы в электрическую. Чаще всего используется механическое движение парового, газотурбинного, гидравлического или дизельного двигателей.

Какие преимущества имеют инверторные генераторы?

Поэтому, если вы хотите использовать следующие устройства с генератором питания, или вы практически не обходитесь на инверторе, поскольку только они могут обеспечить безопасную поставку. Инверторный генератор работает на инверторной технологии. что Однако эти устройства работают с двигателем или двигателем, но частота вращения двигателя и выходное напряжение и частота независимы друг от друга и поэтому могут работать с разными частотами. Таким образом, не имеет значения, насколько быстро работает двигатель и какая частота он генерирует, потому что тогда это напряжение выпрямляется и, следовательно, стабильная частота генерируется электронным способом.

История изобретения электрогенератора

История изобретения электрогенератора показывает, что основы первого генератора были заложены изобретением батареи итальянцем Алессандро Вольта, генерацией магнитного поля от электрического тока датчанином Гансом Христианом Эрстедом и электромагнита британцем Уильямом Стёрдженем. Практически обнаружив и исследуя электромагнитную индукцию путем прокрутки медного диска между полюсами магнита Фарадей сгенерировал электрический ток в изменяющемся магнитном поле, таким образом, изготовив прообраз первого электрического генератора. С этого момента начали изготавливаться первые генераторы.

С бензином или нередко возникают колебания напряжения, что может даже привести к поломке управляемого устройства на определенной высоте. Существует много раз, когда электрическая сеть недоступна, и необходимо использовать электрическую энергию: во время отключения электроэнергии, в кемпинге или на рабочем месте.

Целью портативного электрогенератора является временное снабжение электроэнергией ископаемым топливом. Наиболее нормальные модели содержат следующие основные компоненты, которые закреплены на металлической структуре в простом устройстве: двигатель внутреннего сгорания, генератор переменного тока, устройства управления, панель управления с выходами питания, защитные устройства и топливный бак.

В 1833 году русский ученый немецкого происхождения Эмилий Христианович Ленц опубликовал статью о законе взаимности магнито-электрических явлений, то есть о взаимозаменяемости устройства вырабатывающего электроэнергию и двигателя. Первые генераторы, изобретенные в 19 веке вращали тяжелый постоянный магнит вблизи проволочных катушек постепенно улучшаясь и находя практическое применение. Постепенно мощность и потребительские свойства устройств уточнялись с течением времени. Сейчас без электроэнергии и её производителя не обойтись. Там где электроэнергию нельзя подключить от электростанции, предлагаются передвижные дизель электростанции путем аренда генератора .
Каких только производителей энергии нет в нынешнее время, ведь преобразование из одного вида в другой является основой жизни. Получение энергии от Солнца, ветра, Земли, движением воды, гидравлическим путем, атомных, приливных, геотермальных источников никого не удивишь.

Другие электрические генераторы, использующие вращение

Двигатель сжигает топливо и перемещает ось, которая вращает электромагнит, который находится внутри катушки. Эта система называется электрическим генератором. В отличие от стационарных систем, ноутбуки обычно не устанавливаются постоянно и могут быть легко транспортированы. Они могут быть полезны после отключения электроэнергии из-за шторма или любых других незапланированных обстоятельств. В Соединенных Штатах существует более десяти миллионов домов, в которых есть эти устройства, и, согласно Комиссии по безопасности потребительских товаров Соединенных Штатов, в год покупается около миллиона единиц.

Существуют даже генераторы получающие энергию без топлива и внешнего движения при помощи устройства путем использования магнитного поля Земли.

Таким образом, генератор преобразования энергии является той маленькой частью вечного процесса круговорота энергии образовавшуюся в результате Большого взрыва во Вселенной освободив энергию и связывая ее в процессе своего развития.
Существует теория основанная на генерации свободной энергетики зависящей от гравитации и времени, но данные исследования выходит за рамки материалистической физики и науки в целом.

Основные характеристики и характеристики портативного генератора

Домовладельцы - это те, кто больше всего использует электрические генераторы, которые мало весят, поэтому на них приходится примерно половина продаж электроприборов мощностью от 500 Вт до 17, 5 кВт. При выборе электрогенератора учитывайте следующие характеристики.

Производители часто рекламируют свои портативные электрогенераторы, указывая начальную мощность, а не рабочую мощность. Однофазные электрические генераторы обычно классифицируются по нагрузкам с коэффициентом мощности, равным 1, это для нагрузок, которые имеют одинаковые вольт-амперы в качестве ватт. В зависимости от модели двигатель электрогенератора может работать на бензине, дизельном топливе, коммерческом пропане, природном газе или биодизеле. Чтобы выбрать тип топлива, которое вы будете использовать, вам нужно знать, как использовать генератор и как часто. Есть несколько статей, написанных разными «экспертами», которые рекомендуют приобрести переносной газогенератор для подготовки в случае чрезвычайной ситуации. Фактически, модель бензина может быть хорошим вариантом на строительных площадках или в кемпингах, но она не предназначена для долгосрочных чрезвычайных ситуаций. Если вы ищете надежное устройство резервного питания для более высокого напряжения напряжения, главное, чтобы рассмотреть, как вы будете поддерживать свой источник энергии с топливом. Проблема с бензином - это его хранение. Их газы легко воспламеняются, что означает, что экономия большого количества газа небезопасна. Кроме того, необходимо учитывать, что бензин имеет срок действия около шести месяцев, хотя говорят, что некоторые стабилизаторы могут продлить его до 2 лет. Пропан, дизельное топливо и природный газ являются наилучшими вариантами для аварийного топлива. В отличие от бензина, большие количества дизельного топлива и пропана можно безопасно хранить в больших контейнерах. Кроме того, эти виды топлива значительно ухудшаются, чем бензин. Пропан практически имеет неограниченный срок действия и является единственным типом топлива, которое не требует повторного наполнения электричеством. Хотя мы в основном говорим о электрогенераторах, вы можете найти модели газа в Интернете. Дизель менее огнеопасен, чем бензин. Точно так же он может быть недоступен во время общего отключения электроэнергии, но его можно хранить в больших резервуарах. Дизельные электрогенераторы являются наиболее эффективными и надежными из всех, но они также наименее дороги. Дизельные электрогенераторы могут также работать с биодизелем. Существует также модель, которая работает с пищевыми, бумажными и пластмассовыми отходами. Природный газ обеспечивает практически неограниченное время, но используется главным образом в установленных фиксированных устройствах. Портативные генераторы природного газа редки, относительно дороги и требуют профессиональной установки топливной магистрали, что предотвращает транспортировку. Цена может быть основным фактором при выборе модели, которая не требуется в случае чрезвычайной ситуации. Таким образом, дешевый бензиновый электрогенератор может быть вашим первым выбором. Однако, чтобы подготовиться к чрезвычайной ситуации, основными соображениями, которые следует учитывать, должна быть способность к хранению топлива и доступность топлива в случае чрезвычайной ситуации. В этом случае было бы целесообразно рассмотреть модели дизеля и пропана. Вам нужен электрический генератор? В Энверде у нас самые лучшие цены в этом секторе. Специалисты в России. Проконсультируйтесь с нашими специалистами!

Некоторые модели могут использовать разные виды топлива.
Модели бензина, как правило, являются наименее дорогостоящими.
Однако это, вероятно, его единственное преимущество.

Если якорь вращается между двумя неподвижными магнитными полюсами, ток в якоре циркулирует в одном направлении в середине каждого оборота, а в другом направлении - в другой половине.

Электрический генератор - это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.

1 История
- 1.1 Динамо-машина Йедлика
- 1.2 Диск Фарадея
- 1.3 Динамо-машина
- 1.4 Другие электрические генераторы, использующие вращение
- 1.5 МГД генератор
2 Классификация
3 Электромеханические индукционные генераторы
- 3.1 Классификация электромеханических генераторов
4 См. также
5 Ссылки

История

Динамо-машина Йедлика

В 1827 венгр Аньош Иштван Йедлик начал экспериментировать с электромагнитными вращающимися устройствами, которые он называл электромагнитные самовращающиеся роторы. прототипе его униполярного электродвигателя (был завершен между 1853 и 1856) и стационарная и вращающаяся части были электромагнитные. Он сформулировал концепцию динамо-машины по меньшей мере за 6 лет до Сименса и Уитстона, но не запатентовал изобретение, потому что думал, что он не первый, кто это сделал. Суть его идеи состояла в использовании вместо постоянных магнитов двух противоположно расположенных электромагнитов, которые создавали магнитное поле вокруг ротора. Изобретение Йедлика на десятилетия опередило его время.

Натяжение, полученное снаружи через коллекторное кольцо и кисть на каждом конце петли, имеет синодальный характер. Соединяя концы катушки с изолированными друг от друга половинными проводниками, каждая кисть всегда будет контактировать с частью якоря, которая имеет определенную полярность.

Генератор с параллельным возбуждением Генератор с шунтирующим возбуждением подает электроэнергию при приблизительно постоянном напряжении, независимо от нагрузки, хотя и не такой постоянный, как в случае генератора с независимым возбуждением. Когда внешняя цепь разомкнута, машина имеет максимальное возбуждение, потому что весь произведенный ток предназначен для питания схемы возбуждения; поэтому максимальное напряжение на клеммах. Когда внешняя цепь закорочена, почти весь произведенный ток проходит через цепь якоря, а возбуждение минимально, напряжение быстро уменьшается и загрузка отменяется.

Диск Фарадея

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

Поэтому короткое замыкание в линии не ставит под угрозу работу машины, которая автоматически отключается, останавливая производство тока. Это преимущество перед независимым генератором возбуждения, когда короткое замыкание в линии может привести к серьезным сбоям в работе машины, так как этого автоматического эффекта девозбуждения не существует.

Генератор с составным возбуждением Генератор с составным возбуждением обладает тем свойством, что он может работать при практически постоянном напряжении, т.е. почти независимо от нагрузки, подключенной к сети, потому что под действием шунтовой обмотки ток возбуждения стремится к уменьшаются при увеличении нагрузки, в то время как действие обмотки серии противоположно, т.е. ток возбуждения имеет тенденцию к увеличению при увеличении нагрузки. Благодаря удобному выбору обеих обмоток можно добиться сбалансированности их эффектов, при этом совместное действие будет постоянным напряжением независимо от нагрузки.

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

Это может быть даже достигнуто путем надлежащего определения серийной обмотки, что напряжение на клеммах увеличивается, если увеличивается нагрузка, соединение, известное как гиперкомпьютер, которое компенсирует потери напряжения в сети, так что напряжение остается постоянным в точках потребление.

Однако следует предупредить, что эти машины «никогда не должны работать в коротких замыканиях», поскольку существует опасность их сжигания; это продолжается, как легко понять из независимости между индуцированной цепью и управляющей схемой. В принципе, генераторы с независимым возбуждением имеют два типичных приложения: один, как усилитель-множитель; а другой, как тахометр. Генераторы с серийным возбуждением больше не используются на электростанциях. Некоторое время назад они использовались для питания больших цепей.

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

Динамо-машина

Основная статья Динамо-машина

Динамо-машина стала первым электрическим генератором, способным вырабатывать мощность для промышленности. Работа динамо-машины основана на законах электромагнетизма для преобразования механической энергии в пульсирующий постоянный ток. Постоянный ток вырабатывался благодаря использованию механического коммутатора. Первую динамо-машину построил Ипполит Пикси в 1832.

Дуговые лампы, но эти лампы были заменены другими более современными типами, такими как, например, ксеноновые лампы. Генераторы с серийным возбуждением имеют применение в тех действиях, в которых требуется практически постоянная интенсивность, поскольку это может быть в сварочном оборудовании и в некоторых системах освещения. Составные генераторы имеют применение на электростанциях для электрического тяги, требующих постоянного напряжения, и во всех случаях, когда происходят резкие изменения нагрузки, как в случае цехов с мощными кранами, прокатными станами и т.д.; предполагая, что компенсирующие системы недоступны, и что для напряжения сборной шины требуется максимально возможное постоянство.

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

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

Генераторы со смешанным возбуждением используются в системе выработки электроэнергии постоянного тока в многомоторных самолетах, где имеется генератор для каждого двигателя, а параллельная муфта выполнена для удовлетворения всей необходимой электрической энергии.

Мы знаем, что электричество может быть получено, заставляя проводник пересекать магнитное поле. Это принцип текущего производства любого электрического генератора динамо. Элементарный генератор состоит из петли из проволоки, размещенной так, что она может вращаться в пределах фиксированного магнитного поля и создавать индуцированное напряжение в контуре. Полярные части представляют собой северный и южный полюса магнита, которые снабжают магнитное поле. Проволочная петля, которая вращается через магнитное поле, называется якорем или арматурой.

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

Обратимость электрических машин

Русский учёный Э. Х. Ленц ещё 1833 г. указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если её питать током, и может служить генератором электрического тока, если её ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. 1838 г. Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины.

Первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832 г. парижскими техниками братьями Пиксин. Этим генератором трудно было пользоваться, так как приходилось вращать тяжёлый постоянный магнит, чтобы в двух проволочных катушках, укрепленных неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток. Генератор был снабжен устройством для выпрямления тока. Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Одной из таких машин, построенной в 1843 г., был генератор Эмиля Штерера. У этой машины было три сильных подвижных магнита и шесть катушек, вращавшихся от рук вокруг вертикальной оси. Таким образом, на первом этапе развития электромагнитных генераторов тока (до 1851 г.) для получения магнитного поля применяли постоянные магниты. На втором этапе (1851-1867 гг.) создавались генераторы, у которых для увеличения мощности постоянные магниты были заменены электромагнитами. Их обмотка питалась током от самостоятельного небольшого генератора тока с постоянными магнитами. Подобная машина была создана англичанином Генри Уальдом в 1863 г.

При эксплуатации этой машины выяснилось, что генераторы, снабжая электроэнергией потребителя, могут одновременно питать током и собственные магниты. Оказалось, что сердечники электромагнитов сохраняют остаточный магнетизм после выключения тока. Благодаря этому генератор с самовозбуждением дает ток и тогда, когда его запускают из состояния покоя. 1866-1867 гг. ряд изобретателей получили патенты на машины с самовозбуждением.

В 1870 г. бельгиец Зеноб Грамм, работавший во Франции, создал генератор, получивший широкое применение в промышленности. своей динамо-машине он использовал принцип самовозбуждения и усовершенствовал кольцевой якорь, изобретённый ещё в 1860 г. А. Пачинотти.

В одной из первых машин Грамма кольцевой якорь, укрепленный на горизонтальном валу, вращался между полюсными наконечниками двух электромагнитов. Якорь приводился во вращение через приводной шкив, обмотки электромагнитов были включены последовательно с обмоткой якоря. Генератор Грамма давал постоянный ток, который отводится с помощью металлических щеток, скользивших по поверхности коллектора. На Венской международной выставке в 1873 г. демонстрировались две одинаковые машины Грамма, соединенные проводами длиной 1 км. Одна из машин приводилась в движение от двигателя внутреннего сгорания и служила генератором электрической энергии. Вторая машина получала электрическую энергию по проводам от первой и, работая как двигатель, приводила в движение насос. Это была эффектная демонстрация обратимости электрических машин, открытой Ленцем, и демонстрация принципа передачи энергии на расстояние.

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

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

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

Другие электрические генераторы, использующие вращение

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

МГД генератор

Магнитогидродинамический генератор напрямую вырабатывает электроэнергию из энергии движущейся через магнитное поле плазмы или другой подобной проводящей среды (например, жидкого электролита) без использования вращающихся частей. Разработка генераторов этого типа началась потому, что на его выходе получаются высокотемпературные продукты сгорания, которые можно использовать для нагрева пара в парогазовых электростанциях и таким образом повысить общий КПД. МГД генератор является обратимым устройством, то есть может быть использован и как двигатель.

Классификация

Электромеханические
- Индукционные
- Электрофорная машина
Термоэлектрические
- Термопары
- Термоэмиссионные преобразователи
Фотоэлементы
Магнитогидро (газо)динамические генераторы
Химические источники тока
- Гальванические элементы
- Топливные элементы
Биогенераторы

Электромеханические индукционные генераторы

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

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

Классификация электромеханических генераторов

По типу первичного двигателя:
- Турбогенератор - электрический генератор, приводимый в движение паровой турбиной или газотурбинным двигателем;
- Гидрогенератор - электрический генератор, приводимый в движение гидравлической турбиной;
- Дизель-генератор - электрический генератор, приводимый в движение дизельным двигателем;
- Ветрогенератор - электрический генератор, преобразующий в электричество кинетическую энергию ветра;
По виду выходного электрического тока
- Трёхфазный генератор
  - С включением обмоток звездой
  - С включением обмоток треугольником
По способу возбуждения
- С возбуждением постоянными магнитами
- С внешним возбуждением
- С самовозбуждением
  - С последовательным возбуждением
  - С параллельным возбуждением
  - Со смешанным возбуждением