Sve o generatorima struje

Znati sve o električnim generatorima potrebno je ne samo za inženjere, voditelje proizvodnje i razne menadžere, kako se obično vjeruje. Poznavanje principa rada generatora električne struje osnovno je općekulturološko znanje suvremenog svijeta. Razumijevanje vrsta generatora, od čega se sastoje, kako odabrati uređaj, može značajno poboljšati vlastiti život i jamčiti udobnost čak i kod iznenadnog nestanka struje.

Nemoguće je točno reći koji su stručnjaci izumili generator električne energije - mnogi inženjeri i inženjeri elektrotehnike rade na tome desetljećima. Rad na takvoj tehnici nastavlja se čak iu 21. stoljeću, kada se, čini se, ne može ništa značajno dodati. Odlučan korak prema stvaranju generatora bilo je otkriće interakcije električnog polja i magnetske igle 1820. godine. Postupno je bilo moguće otkriti da se električna struja dobiva samo u pokretnom magnetskom polju ili kada se u njemu kreće vodič. Čast takvog otkrića dijele Anjos Yedlik (Austrija, 1827.) i Michael Faraday (Engleska, 1831.).

Iako je prvi bio mađarski znanstvenik, mnogo su poznatiji bili napori njegovog britanskog kolege. On je bio taj koji je temeljito i sveobuhvatno istražio elektromagnetsku indukciju, a ne samo pokušao stvoriti određeni mehanizam. Osim toga, Yedlik je tek 1850-ih mogao prijeći s prototipa na punopravni dinamo. Ali Michael Faraday stvorio je generator električne energije (iako još uvijek nesavršen) davne 1831. godine. Dinamo strojevi su povijesno bili prva vrsta, ali su zbog veličine i složenosti komutacije napustili scenu.

Ali arhaična kmetska ekonomija nije dopuštala iskorištavanje obećavajućih razvoja, a ubrzo je prioritet neopozivo pripao industrijski razvijenim državama. Do 1851. svi su generatori izrađivani samo s trajnim magnetima, a u sljedećih 16 godina bilo je moguće povećati snagu jednostavnim elektromagnetima. U godinama 1866-1867, nekoliko programera odjednom je predstavilo električne strojeve s samopobuđenim magnetima.

Generator belgijsko-francuskog izumitelja Zenoba Gramma, izgrađen 1870. godine, prvi se počeo široko koristiti u industrijske svrhe. Kada se pojavio dizelski motor, neidentificirani programer je shvatio kako ga koristiti kao pogon generatora. Već 1920-ih, dizelski generatori počeli su se aktivno koristiti u industriji. Istraživanja fizičara 1940-ih dovela su do stvaranja magnetohidrodinamičkih generatora. Ali takvi se sustavi mogu koristiti isključivo u velikim elektranama, nema izgleda za njihovu domaću uporabu.

Svaki električni generator pretvara mehanički impuls u električnu struju. Dobiva se uvijanjem svitka žice smještene u magnetsko polje. Zavojnica je podijeljena na dva glavna dijela: kruto fiksirani magnet i žičani okvir. Oba kraja zavojnice su mehanički spojena kliznim prstenom koji klizi po karbonskoj četkici. Ova četka provodi električnu struju.

Princip rada generatora također podrazumijeva da impuls koji generira rotirajući dio ide na unutarnji kontaktni prsten. To se događa točno u trenutku kada dio okvira prođe blizu sjevernog ruba magneta. Izvor izmjenične struje obično radi na principu generiranja takozvane jake struje.

Počinje djelovati kada se pokrene sustav paljenja. U ovom trenutku struja kroz klizne prstenove prelazi na sklop četkice i na sustav uzbude. Tamo stvara magnetsko polje. Rotor spojen na radilicu stvara elektromagnetske oscilacije. Na terminalu za premotavanje stvara se izmjenična inducirana struja. Frekvencija uvijanja samopobuđenog generatora raste do određene razine, a nakon toga se aktivira ispravljač.

Iako je osnovni princip stvaranja struje interakcija magnetskog polja, rotora i statora, različiti izvori mehaničke energije mogu rotirati pokretni dio. Oni mogu biti:

• tekuća voda;

• vruća para;

• vjetar;

• motori s unutarnjim izgaranjem.

Sinkroni tip generatora razlikuje se po podudarnosti torzijskih frekvencija statora i rotora. Kao rotor koristi se trajni magnet. Kada se uređaj pokrene, rotor počinje stvarati slabo polje. Čim se broj okretaja poveća, počinje se stvarati velika električna sila. Impuls prolazi kroz regulator napona i šalje se u električnu mrežu.

Asinkroni modeli kontinuirano rade u režimu usporavanja. Rotor se okreće prije vremena, a njegova orijentacija se podudara s orijentacijom magnetskog polja koje stvara stator. Rotori mogu biti fazna ili kavezna verzija.

Magnetno polje u asinkronim uređajima ne može se podesiti. Stoga se frekvencija i amperaža struje izravno određuju brojem zavoja aparata. Posljednjih desetljeća značajnu ulogu imaju elektrokemijski generatori koji generiraju struju na bazi vodika. Pokušavaju se koristiti u automobilima, međutim, do sada nije bilo moguće istisnuti motor s unutarnjim izgaranjem. Druga verzija generatora - solarna baterija radi pomoću fotoelektričnog efekta.

Iznimno autonomni tip su ručne elektrane. U njima se mehaničko kretanje dobiva zbog mišićne snage operatera. Naravno, ne treba računati na visoku produktivnost i dugotrajan rad. Ali možete pouzdano dobiti struju u svakoj situaciji kada ne možete koristiti ni gorivo ni energiju vjetra ili vode. Stoga se takvi generatori mogu uključiti u komplete za hitne slučajeve na zrakoplovima, koristiti u hitnim slučajevima od strane ekspedicija, vojske i tako dalje. Uvjetno autonomni elektromagnetski uređaji - na benzinski pogon.

Postoje jednofazni i trofazni uređaji. U kućama i stanovima rijetko je potrebno trofazno napajanje. Iznimka su stari motori, grijači za saunu i slična oprema.

Jednostavno pravilo kaže: ako mreža troši 20 kW ili manje, nema smisla u tri faze.

Glavni uređaji koji se koriste dizajnirani su za kontinuirani rad. Obično rade na dizel gorivo, iako postoje iznimke. Takva oprema može osigurati 24-satno napajanje, a ona je ugrađena u velike elektrane i termoelektrane. Modeli generatora u stanju pripravnosti dizajnirani su za hitne slučajeve (kada je napajanje iznenada prekinuto).I rad se ponekad odvija bez prekida, ali samo nekoliko sati.

Generatori za kućanstvo predstavljeni su u širokom rasponu. Gotovo svi oni osiguravaju jednofaznu struju. Normalne vrijednosti su 220 V, 50 Hz. Najsnažniji uređaji za kućanstvo koriste se čak i za zavarivanje, kao i za napajanje malih radionica i autoservisa.

Za potrebe proizvodnje potrebni su snažni stacionarni električni generatori. Također se koriste za:

• veliki građevinski projekti;

• mikropodručja;

• čvrsta vikend naselja;

• luke;

• željezničke stanice;

• bolnice;

• obrazovne ustanove;

• uredski centri.

Sustavi koje pokreće vjetar ili tekuća voda nalaze se samo u manje-više velikim elektranama. Nije ih tako jednostavno koristiti u terenskim (pješačkim) uvjetima, pa čak i samo kod kuće. To se posebno odnosi na hidrogeneratore. Što se tiče termoelektrana za privatnu upotrebu, one gotovo uvijek rade na benzin i daju ograničenu snagu, rijetko se mogu naći uređaji jači od 20 kW. Obično koriste benzin AI-92, upotreba AI-76 i AI-95 moguća je samo povremeno, a ni tada se ne preporučuje.

Instalacije koje rade na dizel gorivo ponekad proizvode i do 3 MW struje. Oni će osigurati energiju čak i za veliko turističko naselje s garažama i sličnom infrastrukturom.

Čak i relativno slabi modeli prikladni su za opskrbu strujom strojevima za zavarivanje.

Moderni električni generatori proizvedeni u Rusiji samouvjereno izazivaju strane proizvode. Najpopularnije marke su:

• "Svarog";

• "Kalibar";

• Energomash;

• Energo.

Raspon ruskih dobavljača uključuje i inačice za kućanstvo snage 1000-2000 W i ozbiljne poluindustrijske uzorke snage do 5000 W. Konačno, postoje još znatno snažniji modeli koji će pomoći graditeljima i organizatorima proizvodnje. Brojni generatori proizvedeni u Ruskoj Federaciji opremljeni su naprednom upravljačkom i nadzornom elektronikom koja prati tehničke parametre. No, postoje i jednostavnije verzije – koje su puno stabilnije u teškim uvjetima. Konačno, proizvodi ruskih tvrtki sigurno će biti dostupni potrošačima.

Najveća snaga doseže 2200 vata. Radni napon - očekivano 220 V.

Izvrsne generatore isporučuje i francuska tvrtka SDMO. Općenito, jedan je od svjetskih lidera u proizvodnji električnih agregata različitih tipova i kapaciteta. Lako možete pronaći SDMO benzinsku elektranu koja može riješiti gotovo svaki zamislivi zadatak. Nude atraktivne performanse. Asortiman francuskog koncerna uključuje modele s posebnim okvirima koji prigušuju vibracije. Opremljen odličnim elektroničkim komponentama.

Model K10M skreće pažnju na sebe. Pruža napon od 230 V i upravlja se daljinskim upravljačem. Osiguran je prekidač napajanja, mogućnost rada na - 30 stupnjeva. Na okvir je ugrađen antivibracijski sustav. Tu je i 12V generator za punjenje.

Konkurentska tvrtka Caiman ušla je na rusko tržište relativno nedavno. No, već je uspjela što uvjerljivije pokazati prednosti svojih proizvoda. Njegovi su modeli dizajnirani za minimalnu buku, a mogu se sigurno instalirati čak i unutar kuće. Svi generatori ove marke zadovoljavaju najviše ekološke standarde.Naravno, asortiman Caiman uključuje uređaje različitih kapaciteta i veličina.

Filter osigurava pokretanje generatora čak i na vrlo prašnjavim mjestima. Automatizacija će osigurati da start bez ulja nije moguć. Također je vrijedno napomenuti:

• par utičnica zaštićenih od vlage;

• jamstvo trajanja baterije do 210 minuta;

• promišljena rashladna oprema;

• izvrstan sustav bez četkica koji ne zahtijeva sofisticirano održavanje.

Njemački proizvođač Endress zauzima vrlo dobru poziciju na tržištu. U samoj Njemačkoj, što već puno govori, njezini su uređaji iznimno popularni. Tvrtka aktivno koristi napredna složena rješenja. Kao i kod prethodnih dobavljača, asortiman uključuje cijeli niz opcija napajanja. Snaga glavnog dijela modela varira od 1500 do 9000 W. Gotovo svi Endress uređaji mogu isporučiti 220 i 380 V.

Dobar primjer je ESE 404 YS Diesel. Ova verzija je cijenjena zbog svoje pouzdanosti i niske potrošnje goriva. Snaga uređaja doseže 3,9 kVA. Nazivni napon monofaznog generatora je 230 V. Električna zaštita je IP23.

Kad smo već kod njemačkih dobavljača, bilo bi glupo zanemariti još jednu popularnu marku – Fubag. Njegovi generatori energije nisu lošiji u kvaliteti barem poznatijoj opremi za zavarivanje. Fubag stručnjaci ne brinu samo o tehničkim karakteristikama, već i o originalnom dizajnu, što olakšava servisiranje. Generatori ove marke formalno spadaju u profesionalnu kategoriju. Međutim, ništa manje uspješno se koriste u privatnom sektoru.

Dizajneri su se pobrinuli za zaštitu od preopterećenja, razina električnog otpora je IP23. Četverocilindrična instalacija osigurava struju od 54 A. Pri opterećenju od 75% uređaj će raditi do 10 sati.

Ruski potrošači dugo su cijenili prednosti generatora električne energije marke Resanta. Pohvaljeni su za:

• detalji visoke tehnologije;

• jednostavnost usluge;

• izvrstan omjer težine i snage;

• stabilnost izlaznog napona.

U asortimanu se ističe model BG 4000 R koji radi na benzin. Snaga - 3 kW, razred goriva - AI-92. Sinkroni sustav četkanja radi besprijekorno, informacije korisniku donosi zaslon. Ključ za svjećice, gumb uključeni su u komplet. Zapravo, proizvodnja se odvija u Kini.

Među kineskim tvrtkama, marka ELITECH povoljno se ističe. Kod nas je poznat od 2008. godine. Takvi generatori nisu samo visoke kvalitete, već su i nepretenciozni i svestrani. ELITECH proizvodi koriste najnovije tehnologije, pa je tvrtka uspjela potisnuti mnoge bivše lidere na tržištu. Plinski generatori ove tvrtke odlikuju se kombiniranim startom, mogu se napraviti u stacionarnom ili mobilnom obliku.

Primjer jednostavnog kućnog generatora je BES 950 R. Uz kapacitet spremnika od 4,4 litre, osigurava struju od 2,8 A. Start se odvija u ručnom načinu rada. Automatizacija prati razinu ulja i po potrebi isključuje uređaj. Dvotaktni motor s gornjim ventilom ima jedan zračno hlađeni cilindar. Jačina zvuka doseže 56 dBA. Norveški generatori električne energije ne zaslužuju posebno spominjanje, za razliku od marki:

• Makita;

• Hitachi;

• Hyundai;

• Kipor;

• Ranger.

Kupnja "samo tihog" uređaja nije sasvim razumna. Kao i najmoćniji uređaj. Prije svega, trebali biste odlučiti u koju svrhu će se generator koristiti:

• u sezonskom opskrbi električnom energijom;

• kao rezervna sigurnosna mreža;

• kao hitno rješenje;

• kao stalni izvor energije.

Za turiste, lovce, ribare i dio komercijalnih potrošača ispravnije je odabrati mobilni generator.Također će odgovarati ljetnim stanovnicima. Ali snaga uređaja je kritična. Mora biti uravnotežena: slaba tehnika neće "izvući" zadatak, a pretjerano jaka će trošiti resurse.

Broj faza je također vrlo relevantan. Iz jednofaznog generatora mogu se napajati samo jednofazni uređaji. Međutim, za kućnu i prigradsku upotrebu to nije previše važno. Za opremanje gradilišta, industrijskih poduzeća i njihovih pojedinačnih radionica moraju se uzeti trofazni modeli. Važno: ne daju više od 1/3 snage po fazi.

Drugi važan aspekt je gorivo koje se koristi. Benzinski model omogućit će vam opskrbu strujom u kuću u slučaju povremenih kvarova. Ovi uređaji su kompaktni, relativno lagani i imaju malo buke. Aktivno ih koriste male komercijalne tvrtke - i proizvodnja i trgovina. Dizelske modifikacije su skupe, stvaraju veliku buku, ali daju puno struje i mogu raditi dugo vremena bez prekida. Modeli su vrijedni tamo gdje električne mreže nedostaju kao klasa.

Ukapljeni plin u balonu znatno je jeftiniji od benzina. Ovaj način rada je još povoljniji kada je spojen na autocestu. Asinkroni uređaji dizajnirani su za napajanje na otvorenom, a također se trebaju koristiti za posebno vlažne prostorije.

No, problem je što generatori bez četkica ne znaju isporučiti besprijekorno kvalitetnu struju s optimalnim sinusnim valom. Kućanske aparate i računala najbolje je napajati sinkronim uređajima. Čak i osjetljivost na oštećenja od prašine opravdana je stabilnim parametrima i visokim strujnim karakteristikama. Bakreni alternator je skuplji, ali puno bolje provodi toplinu i ima izvrsnu izlaznu snagu. Osim toga, trebate obratiti pažnju na:

• prisutnost AVR sustava (bez njega, udari struje mogu slomiti telefone, tablete i prijenosna računala);

• ručni ili električni tip startera;

• prisutnost opcije automatskog pokretanja (a ponekad i zaustavljanja);

• zatvoreno ili otvoreno kućište (prva opcija je stabilnija i pouzdanija, ali se može pregrijati);

• odbrojavanje sati motora (omogućuje pravovremeno održavanje);

• Potrošnja goriva;

• recenzije;

• uslužne mogućnosti dobavljača.

Koji generator odabrati, pogledajte u nastavku.

Pregled generatora HUTER DY6500LXA, pogledajte dolje.