Как изменить частоту тока генератора

В бензиновой электростанции и дизельной  электростанции  регулировка частоты вращения (об/мин) двигателя и частоты (Гц) переменного тока непосредственно связаны. Частота вращения бензиновых  двигателей электрогенераторов  для резервного электроснабжения в нормальном режиме составляет 3000 … 3500 об/мин, для постоянного электроснабжения, дизельные агрегаты с оборотами 1500 об/мин, это сделано для сохранения частоты питания ваших электроприборов.

 В идеале частота должна соответствовать 50 Гц. Электрогенератор не может обеспечить частоту, которая точно равна 50 Гц из за изменений частоты вращения двигателя. 

По причинам. 

Так например, забитый воздушный фильтр может повлиять на то, что двигатель не будет вращаться с частотой 3000 об/мин или же из-за ухудшения подачи топлива мощность двигателя будет снижаться. При подаче большой нагрузки кратковременно, обороты могут понижаться, что отразится и на частоте Гц.

 Одним из решений является установка Источника Бесперебойного Питания ON-LINE (двойного преобразования) ЧТО ЭТО? 

Если у вас есть подозрения в неточности выдаваемой частоты, то конечно лучше обратиться в сервисный центр по обслуживанию электростанций вашей марки.

    Но Если вы не имеете такой возможности или желания). То можете ознакомиться  с рекомендацией по самостоятельной регулировке.

 Вам потребуется тахометр, лучше всего использовать тахометр (предназначенный для небольших двигателей) и частотомер, входящий в состав мультиметров среднего и высокого класса.

Примечание: винт регулятора оборотов можно определить по желтой маркировке и пружине, охватывающей резьбу винта, в целях предотвращения изменения настройки.

1. На карбюраторных бензиновых двигателях, есть регулировочный винт оборотов двигателя расположенный непосредственно на карбюраторе, винт регулятора оборотов можно определить по желтой маркировке и пружине, охватывающей резьбу винта, в целях предотвращения изменения настройки. Вращая его можно регулировать обороты работы мотора. Для точной настройки подсоедините тахометр и отрегулируйте обороты на 3000 об/мин.
2. С помощью частотомера можно отрегулировать обороты, чтобы установить частоту в оптимальном диапазоне: 50 Гц. Вы можете подключить к генератору нагрузку, которую вы обычно используете, а затем выполнить регулировку винтом частоты в пределах 50 Гц. При повышенной частоте тока частота вращения двигателя повышается, что может вызвать повреждение деталей внутри двигателя. Двигатель имеет механический регулятор, который обеспечивает требуемую частоту вращения при стандартной установке частоты. Не пытайтесь выполнять регулировку винтом без надлежащих инструментов. Вам не удастся сделать это на слух!

Если ваша электростанция находится на гарантии, помните что ваши действия могут повлечь снятие оборудования с гарантии.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Всем снова здравствуйте!
Вчера, в этой теме(www.drive2.ru/c/633039422719274868/) я поднимал тему подключения холодильника через частотник с целью снижения пускового тока компрессора. Мнения в комментариях разделились, впрочем лично для себя я сделал вывод, что в целом — можно. Но как в анекдоте, «есть ньюанс»))

*сама суть этой записи и вопрос в последнем абзаце, кому лень читать

В комментариях мне попался здравый совет, что дабы генератор не проваливался от свалившегося на него пускового тока холодильника, надо сам генератор предварительно «подгружать» немного. Сегодня проверил — действительно работает.

Заводим генератор, даём ему прогрева минут на 4-5(пишут, что и 2х достаточно, но я решил что для спокойствия лишних пускай грамм 20 бензина мне не жаль), подключаем нагрузку(в моем случае — мясорубка на 400W) и после, через полминуты, дав оборотам стабилизироваться, подключаем холодильник. Раньше на этом холодильнике у меня генератор сразу глох, теперь же даже и не чувствует практически(но тут важно упомянуть, что я и сам ХХ генератора ещё настроил правильней)). Тянет спокойно подключение ещё 2 холодильника, третий пока не проверял.

Но и тут не все так гладко. Проблема мерцающей лампы в одном из холодильников не ушла. Пришлось погрузиться в следующий для себя мир — форму волны. Выяснил для себя, что проблема кроется именно в ней, частота генератора нормальная, а вот форма волны, как правило(касается всех неинверторных генераторов) далека от той, которую мы получаем из государственной розетки —

Соответственно возникает вопрос — можно ли, а в случае если да, — как нормализовать форму волны? Возможно кто-то уже сталкивался с подобным, возможно есть какие то схемы/готовые решения?
Ибо брать инверторный стабилизатор напряжения, после которого будет в т.ч. нормальная форма волны — не вариант, а с частотником, как писал выше, «есть ньюанс», если говорить про подключение к холодильным компрессорам, да и цена равна стоимости покупки на Али инвертора с чистым синусом на 3-4квт.
Заранее благодарю всех, кто напишет коммент по делу.

P.S. благодарю так же всех тех, кто откликнулся на вчерашний вопрос и само сообщество с его создателями!

Регулирование напряжения и частоты синхронного генератора.

Изменяя
величину тока в обмотке возбуждения
генератора, регулируют его выходное
напряжение на статорных обмотках.
Регулируя ток в независимой обмотке
двигателя, изменяют его скорость
вращения, следовательно изменяется
частота тока в трёхфазной магистрали.

Напряжение и
частоту регулируют электронные блоки
БУП и БРЧ воздействующие на тиристоры
Тт1, Тт2.

В
систему регулирования входит так же
выпрямитель Д8-Д12.

И1-И2-Тт1

1.
Фаза С2-Д9-Д12- H1-H2-Тт2
-Д10-ФазаС1

И1-И2-Тт1

2.
Фаза С3-Д11-Д12- H1-H2-Тт2
– Д8-ФазаС2

3.
Фаза С1 заперта диодом Д10 в этот момент
запирается Тт1 и Тт2, а обмотки И1-И2 и
Н1-Н2 под действием ЭДС самоиндукции
замыкаются через обратные диоды Д5 и
Д7.

Время
открытия тиристоров определяют блоки
БУП и БРЧ. Его изменения меняет ширину
импульсов напряжения, а следовательно,
среднее значение токов подаваемых в
обмотки возбуждения И1-И2; Н1-Н2.

При
пуске преобразователя предусмотрено
первоначальное подмагничивание обмотки
И1-И2 от батареи.

Одновременно
с включением контактора КП поступает
питание на вход «регулятор» блока БУП.
Это обеспечивает подачу сигналов на
управляющий электрод тиристора Тт1. По
мере увеличения оборотов преобразователя
растет напряжение генератора и питание
обмотки И1-И2 осуществляется от генератора
через Тт1. Включаются контакторы БК и
КГ отключая цепь первоначального
возбуждения.

При
пуске двигатель преобразователя имеет
последовательное возбуждение. При
наборе оборотов блок БРЧ начинает
управлять тиристором Тт2, и появляется
ток, а следовательно и магнитный поток
в независимой обмотке возбуждения
Н1-Н2.

Для
защиты элементов схемы регулирования
от перенапряжений, возникающих на
обмотке Н1-Н2 в переходных режимах, служит
тиристорный ограничитель (тиристор
Тт3, резистор R21,
стабилитроны ПП2-ПП4). При наведении в
обмотке напряжения более нормы открываются
стабилитроны и тиристор Тт3, что приводит
к шунтированию обмотки Н1-Н2 и ограничению
напряжения.

Защитные
резисторы R15,
R12
и конденсаторы С4 иС10 снимают коммутационные
перенапряжения с тиристоров Тт1 и Тт2 и
моста Д8-Д12. Стабилизирующий трансформатор
ТрС (в минусовой цепи двигателя
преобразователя) образует обратную
связь, устраняя автоколебания возможные
в системе регулирования.

Управление компрессорами.

Компрессора
находятся под прицепными и головными
вагонами и включаются под контролем
регуляторов давления находящихся в
головной и хвостовой кабинах.

Для пуска трехфазного
асинхронного двигателя используется
трехфазный контактор «К» подключающий
переменное напряжение 220В к двигателю
компрессора по проводам 81, 82, 83.

Цепь включения
контактора компрессора:

Реле РЗП1 блокировкой
27-27А не дает включится компрессорам,
если началось электрическое торможение
с независимым возбуждением. Собственный
контакт К (27-27Б) шунтирует блокировку
РЗП1, и катушка К встает на самоподхват.
Если компрессор работает до начала
торможения, то он будет продолжать
работать. Блокировка ПКП позволяет
включить компрессор только после
окончания пуска преобразователя.

Все
фазы защищены тепловыми реле Тр5 и Тр6,
а так же предохранителями Пр15 и Пр16.
Предохранитель в третьей фазе не
устанавливается так, как в случае КЗ в
любых фазах один из предохранителей
обязательно попадет в аварийный контур
(т.к. соединение
обмоток статора выполнено по схеме
«звездой» КЗ возможно только между
любыми двумя фазами).
Между проводами 81 и 83 через Д19 и Д20
резисторы R10
и R9
включено реле РНК (реле напряжения
компрессора). Реле включается в
однополупериодную схему и контролирует
предохранители Пр15 и Пр16. При их
перегорании, срабатывании теплового
реле и других неисправностях в магистрали
переменного тока РНК отключится.

Ввиду
большого пускового тока в момент
включения компрессора происходит
значительный провал напряжения
генератора. Трансформатор ТрК уменьшает
это явление. В одну из фаз двигателя
заведена первичная обмотка трансформатора,
в которой за счет броска пускового тока
наводится ЭДС. При этом ЭДС вторичной
обмотки выпрямляется мостом Д61-Д64. И
дополнительно прикладывается к обмотке
возбуждения ротора генератора. Благодаря
быстрому росту тока возбуждения провал
напряжения снижается.

Схема управления
тягой.

Включение
БВ и КЗ.

В
головном вагоне при нажатии на кнопку
“Возврат защиты” подается напряжение
на 7-ой провод. С 7-ого провода в моторных
вагонах получают питание катушки РКЗ-1.

С
головного (прицепного) вагонов через
блокировку ПРУ получает питание 20-ый
секционный провод, по которому в моторных
вагонах срабатывает цепь:

Через блокировку
РКЗ-1 (20А-20И) получает питание катушка
БВ-В и одновременно блокировка РКЗ-1
(700-704) подает сигнал на блок БУКЗ.
Включается КЗ и замыкается его блокировка
(30Ю-30) при этом через Пр21 по 20-му проводу
через блокировку КЗ получает питание
катушка БВ-У.

Подвижная система
БВ уже сработала и за счет магнитного
потока удерживающей катушки БВ-У
останется в притянутом состоянии, а
включающая катушка теряет питание после
снятия напряжения с 7-ого провода (т.е.
РКЗ-1), при этом силовые контакты БВ
замыкаются.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Главная — Полезные статьи-Регулировка частоты бензогенератора, устранение неполадок с напряжением

Регулировка частоты бензогенератора, устранение неполадок с напряжением

1. Со временем выходит из строя даже самая надежная техника, бензогенератор не исключение. Если случились неполадки, не стоит паниковать и сразу искать аренду бензогенератора. Многие неисправности, а в том числе и регулировку частоты, можно удалить самостоятельно без помощи специалистов.

В бензиновых, дизельных генераторах частота генератора и частота вращения двигателя связаны. Если частота вращения оборотов двигателя станции в нормальном режиме равняется 3000 – 3500 оборотам в минуту, то частота генератора должна составлять 50 – 52 Гц. Если она не соответствует этой цифре, то возможно залито плохое топливо, засорен воздушный фильтр.

Ухудшение подачи топлива снижает этот показатель и ведет к износу двигателя.

Чтобы отрегулировать частоту, подключите генератор к дому, включите стандартную нагрузку для станции и настройте генератор на частоту 50ГЦ.

2. Если станция не выдает нужное напряжение, то возможно у генератора:

•        Слабая компрессия.

•        Свечи слабо затянуты.

•        Стопорит шток поршня.

•        Износился цилиндр, поршневые кольца или сам поршень.

•        Вышли из строя прокладки у головки цилиндра.

Все проблемы можно решить путем замены деталей. Иногда нужно просто крепко затянуть болты.

Неполадки в зажигании

•        Для устранения поломки надо поменять свечу зажигания или катушку.

•        Отрегулировать зазор между маховиком и катушкой согласно стандартным размерам.

•        Заменить магнето, если оно размагнитилось.

Проблемы в топливной системе

•        Прочистить карбюратор.

•        Тщательно проверить все соединения топливной магистрали и отрегулировать их.

•        Прочистить топливный фильтр, шланг.

Плохо поступает воздух

•        Засорился воздушный фильтр. Его необходимо промыть или продуть. Если эти манипуляции не помогли, значит, эту деталь уже пора заменить.

•        Топливная заслонка. Иногда затрудняет поступление воздуха поломка топливной заслонки. Необходимо ее отремонтировать или заменить эту деталь.

Способы увеличения частоты тока

Наиболее популярным на сегодняшний день методом увеличения (или уменьшения) частоты тока является применение частотного преобразователя. Частотные преобразователи позволяют получить из однофазного или трехфазного переменного тока промышленной частоты (50 или 60 Гц) ток требуемой частоты, например от 1 до 800 Гц, для питания однофазных или трехфазных двигателей.

Наряду с электронными частотными преобразователями, с целью увеличения частоты тока, применяют и электроиндукционные частотные преобразователи, в которых например асинхронный двигатель с фазным ротором работает частично в режиме генератора. Еще есть умформеры — двигатели-генераторы, о которых также будет рассказано в данной статье.

Электронные преобразователи частоты

Электронные преобразователи частоты позволяют плавно регулировать скорость синхронных и асинхронных двигателей благодаря плавному повышению частоты на выходе преобразователя до заданного значения. Наиболее простой подход обеспечивается заданием постоянной характеристики V/f, а более прогрессивные решения используют векторное управление.

Частотные преобразователи, обычно, включают в себя выпрямитель, который преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный; после выпрямителя стоит инвертор, в простейшем виде — на базе ШИМ, который преобразует постоянное напряжение в переменный ток нагрузки, причем частота и амплитуда задаются уже пользователем, и эти параметры могут отличаться от сетевых параметров на входе в большую или в меньшую сторону.

Выходной блок электронного преобразователя частоты чаще всего представляет собой тиристорный или транзисторный мост, состоящий из четырех или из шести ключей, которые и формируют требуемый ток для питания нагрузки, в частности — электродвигателя. Для сглаживания помех в выходном напряжении, на выходе добавляют EMC-фильтр.

Как говорилось выше, электронный преобразователь частоты использует для своей работы в качестве ключей тиристоры или транзисторы. Для управления ключами применяется микропроцессорный модуль, служащий контроллером, и одновременно выполняющий ряд диагностических и защитных функций.

Между тем, частотные преобразователи бывают все таки двух классов: с непосредственной связью, и с промежуточным звеном постоянного тока. При выборе между этими двумя классами взвешивают достоинства и недостатки того и другого, и определяют целесообразность того или иного для решения насущной задачи.

С непосредственной связью

Преобразователи с непосредственной связью отличаются тем, что в них используется управляемый выпрямитель, в котором группы тиристоров поочередно отпираясь коммутируют нагрузку, например обмотки двигателя, прямо к питающей сети.

В результате на выходе получаются кусочки синусоид сетевого напряжения, а эквивалентная частота на выходе (для двигателя) становится меньше сетевой, в пределах 60% от нее, то есть от 0 до 36 Гц для 60 Гц входа.

Такие характеристики не позволяют в широких пределах варьировать параметры оборудования в промышленности, от того и спрос на данные решения низок. Кроме этого незапираемые тиристоры сложно управляются, стоимость схем становится выше, да и помех на выходе много, требуются компенсаторы, и как следствие габариты высокие, а КПД низкий.

С звеном постоянного тока

Гораздо лучше в этом отношении частотные преобразователи с ярко выраженным звеном постоянного тока, где сначала переменный сетевой ток выпрямляется, фильтруется, а затем снова схемой на электронных ключах преобразуется в переменный ток нужной частоты и амплитуды. Здесь частота может быть значительно выше. Безусловно, двойное преобразование несколько снижает КПД, зато выходные параметры по частоте как раз соответствуют требованиям потребителя.

Чтобы на обмотках двигателя получить чистый синус, используют схему инвертора, в котором напряжение нужной формы получается благодаря широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Электронными ключами здесь служат запираемые тиристоры или IGBT-транзисторы.

Тиристоры выдерживают большие импульсные токи, по сравнению с транзисторами, поэтому все чаще прибегают именно к тиристорным схемам, как в преобразователях с непосредственной связью, так и в преобразователях с промежуточным звеном постоянного тока, КПД получается до 98%.

Справедливости ради отметим, что электронные преобразователи частоты для питающей сети являются нелинейной нагрузкой, и порождают в ней высшие гармоники, это ухудшает качество электроэнергии.

С целью преобразования электроэнергии из одной ее формы в другую, в частности — для повышения частоты тока без необходимости прибегать к электронным решениям, применяют так называемые умформеры — двигатели-генераторы. Такие машины функционируют подобно проводнику электроэнергии, однако на самом деле прямого преобразования электроэнергии, как например в трансформаторе или в электронном частотном преобразователе, как такового не происходит.

Здесь доступны следующие возможности:

постоянный ток может быть преобразован в переменный более высокого напряжения и требуемой частоты;

постоянный ток может быть получен из переменного;

прямое механическое преобразование частоты с повышением или понижением оной;

получение трехфазного тока требуемой частоты из однофазного тока сетевой частоты.

В каноническом виде мотор-генератор представляет собой электродвигатель, вал которого напрямую соединен с генератором. На выходе генератора устанавливают стабилизирующее устройство для улучшения частотных и амплитудных параметров получаемой электроэнергии.

В некоторых моделях умформеров якорь содержит обмотки и моторные и генераторные, которые гальванически развязаны, и выводы которых соединены соответственно с коллектором и с выходными контактными кольцами.

В других вариантах встречаются общие обмотки для обоих токов, например для преобразования числа фаз коллектора с контактными кольцами нет, а просто от обмотки статора делаются отводы для каждой из выходных фаз. Так асинхронная машина преобразует однофазный ток в трехфазный (тождественно в принципе увеличению частоты).

Итак, мотор-генератор позволяет преобразовать род тока, напряжение, частоту, количество фаз. До 70-х годов в военной технике СССР использовались преобразователи данного типа, где они питали, в частности, устройства на лампах. Однофазные и трехфазные преобразователи питались постоянным напряжением 27 вольт, а на выходе получалось переменное напряжение 127 вольт 50 герц однофазное или 36 вольт 400 герц трехфазное.

Мощность таких умформеров достигала 4,5 кВА. Подобные машины использовались и в электровозах, где постоянное напряжение 50 вольт преобразовывалось в переменное 220 вольт частотой до 425 герц для питания люминесцентных ламп, и 127 вольт 50 герц для питания бритв пассажиров. Первые ЭВМ часто использовали для своего питания умформеры.

По сей день кое-где еще можно встретить умформеры: на троллейбусах, в трамваях, в электропоездах, где их устанавливали с целью получения низкого напряжения для питания цепей управления. Но нынче они уже вытеснены почти полностью полупроводниковыми решениями (на тиристорах и транзисторах).

Преобразователи типа мотор-генератор ценны рядом достоинств. Во-первых это надежная гальваническая развязка выходной и входной силовых цепей. Во-вторых, на выходе получается чистейший синус без помех, без шумов. Устройство очень просто по своей конструкции, от того и обслуживание довольно бесхитростно.

Это легкий способ получения трехфазного напряжения. Инерция ротора сглаживает броски тока при резком изменении параметров нагрузки. И конечно, здесь очень просто осуществлять рекуперацию электроэнергии.

Не обошлось и без недостатков. Умформеры имеют движущиеся части, от того и ресурс их ограничен. Масса, вес, обилие материалов, и как следствие — высокая стоимость. Шумная работа, вибрации. Необходимость в частой смазке подшипников, чистке коллекторов, замене щеток. КПД в пределах 70%.

Несмотря на недостатки, механические моторы-генераторы по сей день применяются в электроэнергетической отрасли для преобразования больших мощностей. В перспективе моторы-генераторы вполне могут помочь согласованию сетей с частотами 60 и 50 Гц, либо для обеспечения сетей с повышенными требованиями по качеству электроэнергии. Питание обмоток ротора машины в данном случае возможно от твердотельного преобразователя частоты небольшой мощности.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Как трансформатором изменить частоту

Рейтинг 1.8/5 (59 голосов)

Трансформаторы для преобразования частоты

С использованием трансформаторов выполняют схемы для удвоения и утроения частоты питающего напряжения.

Удвоение частоты осуществляют с помощью трансформатора, магнитная система которого состоит из двух независимых магнитопроводов α и β (рис. 1). Первичная обмотка, имеющая число витков w₁ и включаемая в сеть с частотой f₁ охватывает оба магнитопровода. Магнитопроводы α и β обмоткой О, состоящей из двух частей, подмагничиваются таким образом, что усиливается поток магнитопровода α и ослабляется поток магнитопровода β (рис. 1). В каждом магнитопроводе МДС, создаваемая этой обмоткой, равна F. В правом квадранте на рис. 2 построены магнитные характеристики Ф_α=f(i₁) и Ф_β=f(i₁) магнитопроводов с учетом действия МДС F. Там же показана зависимость суммарного магнитного потока Ф_α+ Ф_β от тока первичной обмотки i₁. Магнитный поток Ф_α+Ф_β=Ф сцеплен с первичной обмоткой и наводит в ней ЭДС e₁ (эта ЭДС практически равна и направлена противоположно приложенному напряжению u₁).

Вторичная обмотка с числом витков w₂ состоит из двух частей, расположенных на разных магнитопроводах. Эти части обмотки включены встречно, поэтому результирующее потокосцепление вторичной обмотки пропорционально разности магнитных потоков (Ф_α — Ф_β). Зависимость (Ф_α — Ф_β) = f(i₁) также показана на рис. 2.

Если к первичной обмотке приложить синусоидальное напряжение u₁, то магнитный поток Ф = Ф_α+Ф_β будет практически синусоидальным и изменяться во времени с частотой f₁ (левый квадрант на рис. 2). Изменение во времени магнитного потока, сцепленного со вторичной обмоткой (Ф_α — Ф_β), можно получить построением по точкам 1-2-3-4. Эта зависимость имеет пульсирующий характер с частотой пульсаций, равной 2f₁. Индуктируемая во вторичной обмотке ЭДС e₂ будет пропорциональна d(Ф_α — Ф_β)/dt и иметь частоту 2f₁.

Для снижения падения напряжения в цепи вторичной обмотки при нагрузке последовательно с этой обмоткой включают конденсатор С, компенсирующий индуктивность обмотки. Регулирование напряжения производится изменением тока в подмагничивающей обмотке.

Утроение частоты с помощью трансформаторов можно осуществить, используя схему, показанную на рис. 3.

Первичные обмотки трех однофазных трансформаторов соединяются звездой и подключаются к трехфазной сети с частотой f₁. Вторичные обмотки этих трансформаторов соединяются между собой последовательно. В магнитопроводе каждой фазы трехфазной группы однофазных трансформаторов, первичные обмотки которых соединены звездой, при насыщении магнитной цепи возникают значительные третьи гармонические составляющие магнитного потока. Эти составляющие потока наводят во вторичных обмотках ЭДС тройной частоты е₃. При последовательном соединении вторичных обмоток ЭДС тройной частоты арифметически складываются, а сумма первых гармоник ЭДС равна нулю. Таким образом, на выводах вторичной обмотки будет действовать напряжение U₃≈3E₃ с частотой 3f₁. Емкость С, включенная в цепь вторичной обмотки, служит для уменьшения падения напряжения при нагрузке.

Источник

Устройство и принцип работы трансформаторов

Как работает трансформатор

Трансформатор работает за счет взаимоиндукции. Для начала разберем, что такое индукция.

Что такое индукция

Если по проводу пустить электрический ток, то возникнет магнитное поле.

Магнитное поле — неотъемлемая часть электрического. И в магнитном поле сохраняется энергия электрического.

У постоянных магнитов наличие магнитного поля объясняется направлением «доменов в одну сторону». Т.е. у каждого отдельно взятого атома есть свое маленькое магнитное поле. У постоянных магнитов эти маленькие магнитные поля направлены в одну сторону. Поэтому у постоянного магнита такое сильное магнитное поле.

И другие материалы можно намагнитить, т.е. сделать так, чтобы магнитные поля были направлены в одну сторону. Так получится «искусственно созданный» магнит.

Кстати, среди ремонтников очень популярен магнит, который намагничивает и размагничивает отвертки. Таким отвертками удобно пользоваться, поскольку маленькие болтики и винтики останутся на отвертке и не упадут в случае неосторожного движения.

А индуктивность — это способность материала накапливать магнитное поле, когда по этому материалу течет электрический ток.

Чем больше материал может создать магнитное поле, тем выше его индуктивность.

Магнитное поле можно увеличить, если сделать катушку.

Достаточно взять проволоку, намотать ее на каркас. И магнитные поля витков будут складываться.

Это и есть катушка индуктивности.

Провод в катушке индуктивности должен быть изолирован. Потому, что если хотя бы один виток будет в коротком замыкании с другим, то магнитное поле будет неравномерным. Будет межвитковое замыкание, из-за которого магнитное поле потеряет свою равномерность.

Если мы подаем на катушку постоянный ток, то и магнитное поле будет постоянным. Оно не будет меняться. А что если отключить катушку от источника? Тогда наступит явление самоиндукции. Так как ток уменьшается, то магнитное поле больше нечем поддерживать. И вся так энергия, которая была в магнитном поле, переходит в электрическую.

Изменение магнитного поля создает электрическое поле.

Увеличение индуктивности сердечником

А как увеличить индуктивность? Только с помощью количества витков и диаметром провода? На индуктивность еще влияет окружающая среда. Воздух — не самый лучший материал для накопления или передачи магнитного поля. У него низкая магнитная проницаемость. Тем более, при изменении плотности и температуры воздуха, это значение меняется. Поэтому, для увеличения индуктивности используют ферромагнетики. К ним относят железо, никель, кобальт и др.

Если сделать сердечник в центре катушки из таких материалов, то можно многократно повысить индуктивность катушки.

Из ферромагнетиков делают сердечники (магнитопроводы). В основном используют электротехническую сталь, которую специально делают для этих целей.

Кстати, теперь намного проще регулировать индуктивность с сердечником. Достаточно плавно передвигать сердечник внутри катушки, и индуктивность будет плавно меняться. Это удобнее, чем двигать витки друг от друга.

Взаимоиндукция и принцип передачи тока

Раз можно накопить энергию в катушке за счет магнитного поля, то можно передать эту энергию в другую катушку.

Допустим, есть две одинаковые катушки индуктивности. Одна подключена к питанию, другая нет.

При подключении питания, у первой катушки возникнет магнитное поле. И если приблизить вторую катушку к первой, у второй катушки индуцируется ЭДС за счет магнитного поля первой.

Но ЭДС второй катушки будет не долгим явлением. Если на первую катушку подается постоянное напряжение, то и магнитное поле будет постоянным.

А электрический ток возникает только при переменном магнитное поле. Поэтому, ток во второй катушке сразу исчезнет, как только стабилизируется магнитное поле.

Если поменяем полярность на первой катушке, то и изменится ее магнитное поле. А это значит, что оно будет изменяться и во второй катушке. Это снова индуцирует ток во второй катушке, но не надолго.

Чтобы непрерывно можно было передать ток от первой катушки ко второй, нужен переменный источник тока. Переменный ток создает переменное магнитное поле. А переменное магнитное поле проницая проводник создает в нем переменный наведенный ток.

И поэтому, если на первую катушку будет подано переменное напряжение, то возникнет и переменное магнитное поле. Это магнитное поле индуцирует во второй катушке электромагнитное поле, и ток будет во второй катушке.

Такое явление называют взаимоиндукцией. Когда за счет индуктивности ток из одной части цепи можно передать в другую используя электромагнитное поле.

Многие путают электромагнитную индукцию и взаимоиндукцию. Но это разные явления, хоть и принцип действия во многом схож.

Кроме переменного тока можно использовать и импульсный ток, в котором плюс и минус не меняются местами. Главное выполнять правило — ток должен менять свое значение. И тогда будет переменное магнитное поле.

Кстати, когда работают блоки питания и светильники, издаваемый гул от них — это звук от катушек или их сердечников. Это из-за индукции. Магнитное поле из-за разного направления в катушках частично сдвигает витки и сердечники, отсюда и появляется тот самый звон. Это касается и электродвигателей. Поэтому такие детали заливают смолой или компаундом, чтобы уменьшить издаваемый звук.

Устройство трансформатора

А если катушки будут разными? Тогда можно преобразовать напряжение из одной величины в другую. Так и работает трансформатор. Трансформатор преобразует напряжение с первичной обмотки в напряжение другой величины на вторичной обмотке.

Трансформатор работает только с переменным, импульсным или любым другим током, у которого изменяется значение со временем.

Трансформатор преобразует ток и напряжение, но он не позволяет увеличить мощность. Даже наоборот, из-за нагрева он немного забирает мощность. И не смотря на это, его КПД может доходить вплоть до 99%.

Классический трансформатор

Разберем устройство классического трансформатора.

Основная его функция — это снижение или повышение напряжения для блока питания. Работает за счет сетевого напряжения и низкой частоты (от 50 Гц). Частота переменного тока важна для расчетов.

Классический трансформатор состоит из первичной и вторичной обмотки, а также сердечника (магнитопровода).

На первичную обмотку подается то напряжение, которое нужно преобразовать. А со вторичной обмотки снимают то напряжение, которое получилось за счет взаимоиндукции. Сердечник увеличивает магнитный поток.

Как же происходит преобразование? Все просто. Можно рассчитать индуктивность первичной и вторичной обмотки. Если нужно низкое напряжение, то вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная. Раз первичная работает за счет сетевого напряжения, то и рассчитывается на 220 В с небольшим запасом из-за колебаний сети.

Напряжение на вторичной обмотке сдвинуто по фазе относительно первичной. Это связано с явлением взаимоиндукции. На графике показана примерная разница по синусоиде.

Трансформаторы могут быть источниками фазовых искажений. Они изменяют сигналы по фазе из-за индуктивности, как показано на графике выше.

На принципиальных схемах классический трансформатор обозначается двумя катушками с сердечником.

Соответственно, если у трансформатора несколько вторичных обмоток, то и количество катушек на схеме будет другим.

Количество обмоток на трансформаторе может быть любым. Могут быть и несколько первичных и вторичных обмоток. А еще есть трансформаторы с общей точкой для двуполярного питания.

Кстати, если вы думаете, что у трансформатора нет сторон, как у диодов или транзисторов, то вы ошибаетесь. У трансформатора тоже есть начало обмотки и конец обмотки. На принципиальных схемах обозначение начала обмотки обозначается точкой и цифрами.

Зачем это надо? Дело в том, что магнитная индукция имеет свое направление, и на этом заложен весь принцип работы схемы. Если подключить обмотку не так, как показано на схеме, то вся схема перестанет работать как изначально задумывалось. Еще как пример можно привести трёхфазные электродвигатели. У них и вовсе для правильной работы важно знать начало и конец обмотки.

Коэффициент трансформации

У трансформаторов есть такое понятие, как коэффициент трансформации. Это отношение его входных и выходных характеристик (отношение количества витков первичной обмотки к вторичной).

Например, если трансформатор понижающий, с 220 В до 12 В, то его коэффициент больше единицы, то есть К 1. У разделительного коэффициент равен 1.

От чего зависит мощность трансформатора

При расчете учитываются следующие параметры:

• Размеры магнитопровода (сердечника);
• Количество витков;
• Сечение провода;
• Количество обмоток;
• Частота работы.

И все эти значения меняются в зависимости от расчетной мощности и требуемых параметров.

Типы классических трансформаторов

Классические трансформаторы по типу магнитопровода и расположению катушек разделяются на три основных вида:

Броневые чаще всего состоят из Е-пластин (или Ш, как многие называют), которые изолируются друг от друга лаком. В этом типе катушки заключены внутри сердечника как под броней. Поэтому они так и называются.

А еще сердечник может быть ленточным, но расположение катушек от этого не меняется.

Однако в плане эффективности преобразования мощности — это не самый лучший вариант. Магнитный поток получается неравномерным. Да и броневой трансформатор более уязвим к наводкам и помехам извне. Но зато у такого типа есть неоспоримое преимущество. Катушка наматывается достаточно просто, а сборка магнитопровода не составляет особого труда.

Такие трансформаторы чаще всего применяются в мелкогабаритной бытовой технике. Например, их можно часто встретить в мощных звуковых колонках от компьютеров.

Стержневые отличаются особенностями расположения катушек и конструкцией магнитопровода. Такой тип трансформаторов еще называют П-образным. Это связано с тем, что конструктивно сердечник такого трансформатора ленточный, и он собирается из узкой ленты электротехнической стали. И чтобы установить катушки в сердечник, его делают из двух форм в виде буквы П.

После установки двух катушек на первую часть сердечника, вторая часть замыкает ее при окончательной сборке.

Этот тип противоположность броневому. У такого трансформатора обмотки находятся снаружи, а у броневого наоборот, внутри.

Тороидальные трансформаторы являются самыми эффективными, и в тоже время самыми сложными в изготовлении. Сложности изготовления заключаются в том, что сердечник имеет форму тора. Он замкнут, и поместить катушки в сердечник так просто как в стержневых и броневых не получится.

Можно и разъединить трансформаторное железо на две полукруглые части (как П-образный трансформатор), но обмотку не получится намотать. Она будет не такая плотная и ровная.

Поэтому наматывают витки сразу на сердечник. А это намного дольше, да и автоматизировать такой процесс сложнее. Соответственно, и цена на такой трансформатор будет выше.

Режимы работы трансформаторов

Есть три основных режима:
1. Режим холостого хода. Первичная обмотка подключена к сети, но вторичная обмотка не подключена к нагрузке.

2. Режим нагрузки. Это рабочий режим. Первичная обмотка преобразует сетевое напряжение, а вторичная принимает его и подает в нагрузку.

3. Режим короткого замыкания. Вторичная обмотка находится в коротком замыкании. Это аварийный режим для большинства трансформаторов. В этой ситуации он может быстро нагреться и выйти из строя.

Все режимы и их критические параметры также зависят и от типа трансформатора. Например, для трансформатора тока, холостой режим является аварийным.

Импульсные трансформаторы

У импульсных трансформаторов другой тип действия. Они преобразуют напряжение до высоких частот с помощью схемы управления. Конечно из-за этого усложняется схема работы, но это позволяет накапливать большое количество энергии в катушках. Большое преимущество перед классическим трансформаторов — это компактность. Если классический трансформатор на 100 Вт будет большим, то импульсный в десятки раз меньше.

Из недостатков импульсных блоков питания — это наличие импульсных помех. Но и эти помехи удается сглаживать. Поэтому, все блоки питания в компьютерах, ноутбуках и зарядных устройствах чаще всего сделаны на импульсных трансформаторах.

Еще импульсные трансформаторы питают лампы подсветки в мониторах, которые подсвечивают матрицу. Это касается TFT мониторов.

Отличия импульсных трансформаторов от классических

Тезисно можно выделить несколько различий:

• Частота работы;
• Состав сердечника;
• Размеры;
• Схема работы;
• Стоимость.

А еще, как правило, у импульсных трансформаторов больше обмоток, чем у классических.

Почему сердечник не делают сплошным

Сердечники (магнитопроводы) делают из железных пластин потому, что во время работы появляются токи Фуко. Их называют еще вихревыми токами. Эти токи появляются от наводок обмоток в сердечнике. В итоге сердечник может перегреться, и даже расплавить катушки.

Поэтому, для трансформаторов низкой частоты делают сердечники из изолированных друг от друга пластин.

Пластины могут быть покрыты лаком, или изолированы бумагой между собой. Это уменьшает короткие замыкания в пластинах.

А можно ли сделать сердечник сплошным? Да, так можно сделать. И у импульсных трансформаторов сердечники сделаны из ферромагнитного порошка, у которого частицы друг от друга изолированы. Он называется ферродиэлектрическим сердечником. Но это возможно только на высоких частотах, на которых работает импульсный трансформатор.

Что делает трансформатор

У трансформатора много полезных и важных функций:

• Передает электричество на расстояние. Он способен повышать переменное напряжение. Это помогает передавать переменный ток на большие расстояния. Так как у проводов тоже есть сопротивление, от источника тока требуется высокое напряжение, чтобы преодолеть сопротивление проводов. Поэтому, трансформаторы незаменимы в электросетях, где они повышают напряжение до десятки тысяч вольт. Еще возле электростанций, которые вырабатывают электрический ток, стоят распределительные трансформаторы. Они повышают напряжение для передачи их потребителям. А возле потребителей стоит понижающий трансформатор, который уменьшает напряжение до 220 В 50 Гц.

• Питает электронику. Трансформатор — это часть блока питания. Он понижает входное сетевое напряжение, которое затем выпрямляется диодным мостом, фильтруется и подается на плату. По сути, он используется практически в любом блоке питания и преобразователе.

• Питает радиолампы и электронно-лучевые трубки. Для радиоламп нужен большой спектр напряжений. Это и 12 В и 300 В и др.

• Для этих целей и делают трансформаторы, которые понижают и повышают сетевое напряжение. Это делается за счет разных обмоток на одном сердечнике. Разновидностью ламп являются электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). Они используются в электронных микроскопах, где с помощью пучка электронов можно получить детальные изображения микроскопических поверхностей. Для них нужны высокие напряжения, порядка нескольких десятков тысяч киловольт. Это нужно для того, чтобы в вакуумной трубке можно было разогнать пучок электронов до больших скоростей. Электрон в вакууме может повышать скорость своего передвижения за счет повышения напряжения. И здесь, кстати, используется импульсный трансформатор. Он повышает напряжение за счет работы ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Такие трансформаторы называются строчными (или развертки).

Это название неспроста, так как такой трансформатор выполняет функцию строчной развертки. По сути кинескоп — это и есть электронно-лучевая трубка. Поэтому, для работы телевизоров, где используется кинескоп, нужен строчный трансформатор.

• Согласует сопротивления. В усилителях звука согласование источника и потребителя играет важную роль. Поэтому, есть согласующие трансформаторы, которые позволяют передать максимум мощности в нагрузку. Если бы не было такого трансформатора, то лаповые усилители, которые были рассчитаны на 100 Вт, выдавали бы менее 50 Вт в нагрузку.

Например, выход усилителя 2 кОм, а трансформатор согласует сопротивление и понижает напряжение для щадящей работы динамиков. А на его вторичной обмотке сопротивление всего несколько десятков Ом.

• Для безопасности. Трансформатор создает гальваническую развязку между сетью и блоком питания. Это последний рубеж безопасности в блоке питания, если что-то пойдет не так. Будет время для срабатывания предохранителя. Или же катушки и магнитопровод расплавятся, но потребителю не дадут сетевую нагрузку. Он физически не связан с сетью 220 В. Связь есть только с помощью магнитного поля (взаимоиндукции). И если трансформатор рассчитан на 100 Вт, то он сможет выдать только 100 Вт.

Поэтому, потребитель будет защищен от опасных высоких токов. Именно из-за этого бестрансформаторные блоки питания считаются опасными.

• Деталь оружия. В электрошокерах используются высокие напряжения. И их помогает форматировать высоковольтный трансформатор. А еще он используется в некоторых схемах Гаусс пушки.

Вопросы об устройстве трансформатора

-Почему зазор между катушками делается минимальным?
Это делается для лучшего контакта магнитных полей. Если зазор будет большим — то и эффективность трансформатора будет низкая.

-А можно ли сделать трансформатор без сердечника аналогичный мощности с сердечником?
Да, но тогда придется увеличивать количество витков, чтобы увеличить магнитный поток. Например, с сердечником у обмоток витки могут быть по несколько тысяч. А без сердечника придется увеличивать магнитный поток за счет витков. И количество витков будет по несколько десяток тысяч. Это не только увеличивает размеры катушек, но и снижает их эффективность и увеличивает шансы перегрева.

-Можно ли подключить понижающий трансформатор как повышающий?
Если у вас есть трансформатор, который понижает сетевое напряжение с 220 В в 12 В, то его можно подключить как повышающий. То есть, вы можете подать на него переменное напряжение 12 В на вторичную обмотку и получить повышенное на первичной 220 В.

-А что будет, если на вторичную обмотку понижающего трансфоратора подать сетевое напряжение?
Тогда обмотка сгорит. Её сопротивление, количество витков и сечение провода не рассчитаны на такие напряжения.

-Можно ли сделать трансформатор самостоятельно своими руками в домашних условия?
Да, это вполне реально. И многие радиолюбители и электронщики этим занимаются. А некоторые еще и зарабатывают. продавая готовую продукцию. Но стоит помнить о том, что это долгий, сложный и не простой труд. Нужны качественные материалы. Это трансформаторное железо, эмалированные медные провода различного сечения, изоляционные материалы.

Все материалы должны быть высокого качества. Если медный провод будет с плохой изоляцией, то возможно межвитковое замыкание, которое неминуемо приведет к перегреву. А для начала нужно рассчитать все параметры будущего трансформатора. Это можно сделать с помощью различных программ, которые доступны в сети.

Далее, это долгие часы сборки. Особенно если вы решили намотать тороидальные трансформатор.

Нужно плотно и равномерно наматывать витки, записывать каждый десяток, чтобы не запутаться и не изменить характеристики будущего преобразователя или блока питания.

-Что будет, если включить трансформатор без сердечника?
Так как трансформатор рассчитывался изначально с сердечником, то и преобразовать полностью напряжение он не сможет. То есть, на вторичке что-то будет, но явно не те параметры. Да и если подключите нагрузку к обмоткам без сердечника, они быстро нагреются и сгорят.

Неисправности трансформаторов

К основным неисправностям трансформаторов можно отнести:

• Коррозия и наличие ржавчины на сердечнике;
• Перегрев и нарушение изоляции;
• Межвитковое короткое замыкание;
• Деформация корпуса, обмоток и сердечника
• Попадание воды в обмотку.

Как проверить на целостность

Трансформатор можно проверить обычным мультиметром. Установите прибор в режим измерения сопротивления и проверьте обмотки.

Они не должны быть в обрыве, никогда. Если нигде обрывов нет, то можно найти первичную и вторичную обмотки при помощи измерения сопротивления. У первичной обмотки понижающего трансформатора сопротивление будет выше, чем у вторичной. Это все из-за количества витков. Чем больше витков и чем меньше диаметр провода — тем больше сопротивление обмотки.

Так же вы можете найти паспорт на свой трансформатор. В нем указываются сопротивления обмоток, и их параметры, которые нужно будет проверить мультиметром.

Безопасная проверка работы трансформатора

Если вы решили намотать свой трансформатор или проверить старый, то обязательно подключайте лампочку в разрыв цепи (последовательно!). Если что-то не так произойдет то, лампочка загорится и заберет ток на себя и сможет спасти неисправный трансформатор.

Трансформаторы много где используются. Их конструкция разная и для каждой задачи она по-своему уникальна.

Интересные факты про трансформаторы

Трансформатор — это самый эффективный преобразователь. Его КПД (коэффициент полезного действия) может доходить до 99% (силовые трансформаторы). А вот у ДВС (двигатель внутреннего сгорания), КПД обычно не выше 30%.

Самый эффективный, но в тоже время и самый сложный в изготовлении — это тороидальный трансформатор. Он эффективен благодаря расположению катушек и магнитопроводу. Это усложняет процесс изготовления, особенно в промышленных масштабах.

Источник

Как отрегулировать частоту(ГЦ) на бензогенераторе?

В бензиновой, дизельной электростанции регулировка частоты вращения двигателя (об/мин) и регулировка частоты генератора (Гц) переменного тока непосредственно связаны.

Частота вращения двигателей электрогенераторов для резервного электроснабжения в нормальном режиме

составляет 3000 … 3500 об/мин, при таких оборотах двигателя частота  генератора — 50..52 Гц .

В идеале частота должна быть 50 Гц. По тем простым причинам, что  электрогенератор не может обеспечить частоту, которая точно будет равна 50 Гц из за изменений частоты вращения двигателя.  

К примеру, некачественое топливо, забитый воздушный фильтр — все эти факторы могут влиять на то, что двигатель не будет вращаться с частотой 3000 об/мин или же из-за ухудшения подачи 

топлива, будет обеспечен износ двигателя, мощность которого будет снижаться. 

При подключении и отключении большой нагрузки кратковременно, обороты могут плвавать , что обязательно отразится и на частоте Гц.

Даже  производитель настраивает бензогенераторы так, чтобы частота при холостых оборотах была 52ГЦ, при полной нагрузке 49ГЦ. В дизельных же  двигателях частота более стабильная .

Перейдем собственно к самой  регулировке частоты бензогенератора. 

Что на может понадобиться в таком деле? 

1.Тестер,  который замеряет частоту(ГЦ),

2. Длинная крестовая отвертка.

В большинстве бензиновых генераторов винт регулировки находится вверху двигателя как на фото винт с пружинкой .

Итак, действия:

Подключаем тестер к розетке смотрим на значение и крутим винт до нужного значения (производители выставляют на новых двигателях) 52-53ГЦ без нагрузки и при полной нагрузке 48-49ГЦ .

Зачастую владельцы генераторов не нагружают на полную мощность генератор и при подключении

к сети дома зачастую на потребители приходит 51-52ГЦ . 

Большинство техники переносит этот процесс безболезненно,  исключение состававляют газаовые котлы, ко

торые выдают ошибку, плохое напряжение. 

Для того чтобы исправить рекомендуем подключить генератор к дому, включить стандартную нагрузку, которую всегда, подключаете и уже  при такой нагрузке настроить генератор на 50ГЦ.