Генератор электрического тока: виды устройств

Электрический генератор — аппарат, основная работа которого заключается в переработке механической энергии в электроэнергию. В роли источника энергии может быть пар, вода, двигатель внутреннего сгорания, ветер и др. Эта установка может пригодиться в местности, где порой происходит перебой питания, его также можно попросту взять с собой на природу.

Немного истории

Первым электрогенератором, который мог производить ток для промышленности, была динамо-машина. Ее работа основывалась на законах электрического магнетизма для переработки механической энергии в постоянный пульсирующий ток. Мощность вырабатывалась с помощью механического коммутатора. Автором аппарата стал Ипполит Пикси в ХIX веке.

Динамо-машина стала отправной точкой для изобретения таких приборов, как генератор переменного тока, двигатель постоянного тока, роторный преобразователь и др.

Виды генераторов

Как бы далеко человек ни находился от благ цивилизации, всегда можно пользоваться электричеством благодаря электрическим генераторам. Они бывают однофазными или трехфазными в зависимости от производимого тока. В однофазных выход напряжения стандартный — 220 B, частота — 50 Гц. Во втором варианте выход напряжения — 330 В, частота — аналогичная однофазному.

Частота и выход напряжения поспособствуют бесперебойной работе электрических бытовых приборов и инструментов. Сами генераторы в зависимости от источника энергии могут работать на бензине, дизеле, газе или же на солнечной, ветряной и водяной энергии.

Бензиновые генераторы

Бензиновый электрогенератор — топливное устройство, работающее автономно. Для его работы понадобится, как можно догадаться, бензин, расход которого составляет 500 мл для выработки одного киловатта в час. Конечно, этот показатель может меняться в зависимости от мощности прибора.

Работает аппарат просто: нужно залить топливо в бак, откуда оно попадет в камеру внутреннего сгорания. Искра зажигает смесь. Энергия, вырабатываемая при горении, преобразуется в электрический ток. Бензиновый генератор почти не используется в роли самостоятельного источника питания, так как ему попросту не хватает мощности. Его можно активно применять для освещения участка, различных площадок.

По способу перемещения бензиновые аппараты могут быть передвижными и стационарными. Что касается используемого топлива, то это могут быть такие марки бензина: АИ-92, АИ-95 с добавлением масла, АИ-76.

Дизельные устройства

В основном на рынке дизельных электрогенераторов продаются однофазные варианты мощностью 5 кВт, напряжением 220 В и частотой тока 50 Гц. Эти параметры стандартны для бытовых приборов. Если нужны более мощные генераторы, то существуют аппараты с мощностью 10 кВт.

Для поддержания стабильного напряжения и достаточного запаса мощности производители рекомендуют дизельный синхронный генератор с мощностью 5,5 кВт. Разброс показателей напряжения у такого устройства колеблется в пределах 5% от номинального. Это позволяет подключать приборы, чувствительные к скачкам напряжения. Использование асинхронного 6 кВт аппарата не позволяет присоединять чувствительные устройства, так как погрешность стабилизации здесь достигает 10%.

Газовые аппараты

Газовый электрогенератор — высокотехнологичный аппарат, предназначенный для выработки электрической энергии. Механизм работы заключается в следующем: путем сгорания топлива вырабатывается механическая энергия, которая затем замещается электрической. Основные достоинства:

• Безопасность для экологии. Итогом горения газа являются безвредные компоненты, не содержащие копоти и токсических отходов.
• Экономичность. Цена энергии, вырабатываемой генератором, ниже, чем при работе с бензиновым устройством.
• Автоматизированная подача топлива. Это значит, что нет необходимости постоянно доливать бензин или дизтопливо, достаточно подключиться к центральной магистрали газоснабжения.
• Автозапуск. Ничего не нужно подключать и отключать, потому что система снабжена автоматикой. Стоит обратить внимание на то, что генератор должен находиться только в теплом помещении, иначе зимой он не включится.

Существуют у газовых генераторов и недостатки, например, чтобы подключить аппарат к центральному газоснабжению, придется получить кучу разрешений и потратить немало финансов. Кроме того, для подключения нужны особые навыки, так как технология требует особых мер безопасности. Ведь газ может взорваться, а газовый электрогенератор непростой по своему устройству.

Правила выбора

В настоящее время создаются устройства, автоматизирующие некоторые пункты работы — это, например, устройства видеонаблюдения, контроля и управление процессом генерации. Эти средства анализируют качество тока на выходе.

Чтобы правильно подобрать аппарат, необходимо узнать и сложить используемые мощности всех одновременно включаемых устройств. Как и в бензиновом варианте, необходимо брать немного с запасом. Лучше всего подойдут генераторы с мощностью 5 кВт.

Приобретая аппарат, следует знать, что он не должен работать все время на максимальной мощности. Длительное время работы на пределе может заметно истощить моторесурс. Рекомендуемая нагрузка должна составлять 75% от максимума.

Бестопливный аппарат своими руками

В конце XIX века Никола Тесла изобрел систему переменного тока, которая применяется и сегодня. Задача ученого заключалась в конденсировании энергии, находящейся между Землей и верхним слоем атмосферы. Затем — получение электрического тока из полученной энергии.

Незамысловатый прибор можно собрать своими руками. Для этого необходимо найти пару катушек без сердечника. Первичная обмотка делается из 3−10 витков толстого провода. Вторичная обмотка включает в себя уже около 1 тыс. витков. При создании бестопливного генератора основная сложность заключается в создании первичной обмотки. Соорудить генератор электричества несложно, но затратно. Для начала нужно взять любой источник напряжения (не меньше 1,5 киловольт) и присоединить к конденсатору. Порядок работы:

• Соединить имеющийся источник на нужное напряжение к конденсатору.
• Далее необходимо создать диодный мост, потому что емкость конденсатора немалая.
• Подключить конструкцию через искровой промежуток к первичному слою обмотки.

Оголенные провода важно направить в одну сторону. Расстояние между ними нужно регулировать путем сгибания проволоки провода. В пиковом состоянии напряжение всегда выше начального, потому что ток переменный. Для создания второго слоя обмотки достаточно 150 витков. При корректном выполнении работ должен получиться разряд в один сантиметр (при сближении катушек). При разведении их врозь появится дуга. Расположенный снизу вывод катушки важно заземлить в обязательном порядке.

Из-за лимитизированной емкости конденсатора настройка схемы идет путем регулировки сопротивления первого слоя обмотки. При этом изменяется точка подключения. Если регулировка проведена успешно, то верхняя половина второго слоя обмотки будет иметь довольно-таки высокое напряжение.

Существует еще один способ создать генератор электрического тока. Для этого необходимы следующие элементы: фольга из алюминия, конденсатор с напряжением до 400 вольт, прут металлический, резистор, провода, лист ДСП. Процесс создания совсем несложный. Первым делом нужно забить прут в землю. Далее закрепить один конец провода к пруту, второй — к конденсатору. Закрепить фольгу к листу картона или ДСП и подсоединить к проводу, который идет к конденсатору. Запаять ограничительный резистор напрямую к конденсатору.

При самостоятельном изготовлении бестопливного генератора важно соблюдать технику безопасности.