Пристрій постійного і змінного генератора струму

Сьогодні тематика електропостачання цікава багатьом користувачам. Намагаючись розібратися в особливостях сучасних систем електропостачання, людина стикається з питанням - як працює і влаштований генератор струму. Насправді, в цьому пристрої немає нічого надзвичайно складного і в його особливостях може розібратися будь-який бажаючий.

Конструктивні та експлуатаційні особливості генераторів струму

Генератором струму називають пристрій, що перетворює механічну енергію в електрику. Сучасні генератори здатні виробляти як змінний, так і постійний електричний струм. Найпростішим прикладом використання генераторів є автомобілі. До середини минулого століття в автотранспорті встановлювали генератори постійного струму, які згодом були замінені компактними, функціональними та сучасними генераторами змінного струму з напівпровідниковими діодами.

Принцип роботи генератора

Генератори струму перетворюють механічну енергію в електричну, за рахунок обертання дротяної котушки в магнітному полі - закон електромагнітної індукції Фарадея. Як приклад можна розглянути конструкцію і принцип роботи простого генератора змінного струму, що складається з дротяної рамки, яка обертається між полюсами нерухомого магнітного елемента. Кінці дротяної рамки з`єднуються з контактним кільцем, що ковзає по електропровідною щітці. В цьому випадку індукований струм буде протікати до внутрішнього контактному кільцю при проходженні з`єднаної половини рамки повз північного магнітного полюса. І навпаки, якщо інша половина рамки буде проходити повз північного полюса магніту, електрострум буде рухатися до зовнішнього контактному кільцю.

Генератори трифазні відмінно підходять для вироблення потужного змінного струму з мінімальними витратами. Робота таких пристроїв заснована на використанні одного магніту, який обертається щодо кількох обмоток. Стандартні трифазні генератори володіють трьома котушками, розташованими на однаковій відстані від осі магніту. У цьому випадку кожна котушка генератора буде виробляти електричний змінний струм при проходженні поруч з полюсом магніту.

Синхронні та асинхронні генератори струму

За принципом роботи всі генератори електричного струму поділяються на синхронні і асинхронні.

Асинхронні пристрої відрізняються низькою вартістю і простотою, вони мають високу стійкість до перевантажень і коротких замикань. Такі прилади найчастіше використовуються для харчування активного навантаження - електричних нагрівачів, електропобутових приладів, ламп розжарювання і т.д. Слід зазначити, що потужні перевантаження можуть вивести з ладу навіть якісний асинхронний генератор, тому при підключенні деяких електричних споживачів, наприклад, електродвигунів або електричних інструментів, запас потужності у генератора повинен бути трьох- або чотириразовим.

Синхронні генератори підходять для індуктивних споживачів електрики, що володіють високими значеннями струмів при пуску. Такі пристрої здатні витримувати короткочасні перевантаження без будь-яких негативних наслідків.

Пристрій трифазного автомобільного генератора

Щоб краще розібратися в тому, як працює і влаштований генератор струму, можна детально розглянути конструкцію автомобільного генератора. Такий пристрій складається з корпусу і двох кришок, оснащених вентиляційними отворами. Ротор (електромагніт з декількома обмотками) генератора приводиться в рух за допомогою шківа і обертається в 2-х підшипниках. Струм на обмотку ротора надходить від двох мідних кілець і графітових щіток, з`єднаних з електронним реле. Реле в генераторі необхідно для підтримки напруги на допустимих значеннях. У різних автомобільних генераторах реле бувають вбудованими в корпус пристрою і розташованими за межами корпусу.

Статор включає в себе три мідні обмотки, з`єднані в трикутник між собою. До точкам з`єднання обмоток підключається випрямний міст, що включає в себе 6 напівпровідникових діодів, що перетворюють електричний струм з змінного в постійний.