Зміст:
- Електричні генератори
- Асинхронні генератори змінного струму
- Синхронні генератори змінного струму
- Обмотка змінного струму
- Подвозбудитель
- Діодний міст
- Допоміжне обладнання генераторів змінного струму
Особливо часто у вигляді генераторів використовують асинхронні двигуни. Це викликано наявністю залишкової намагніченості валу. Сам барабан під білячу клітку відлитий з легкого сплаву, але вісь являє собою чистої води феромагнітний матеріал. В результаті після зупинки електродвигуна вал часто залишається намагніченим. Нижче ми пояснимо, як перевірити генератор мультиметром, а також розповімо про способи запуску мотора, що дозволяють отримати електричний струм.
Електричні генератори
Більшість сучасних електричних генераторів працюють на основі закону Фарадея для ЕРС, який свідчить, що в провіднику виникає напруга, пропорційне площі і швидкості зміни магнітного потоку. Крім того ця величина множиться на кількість витків. І ми бачимо відразу способи підвищити вольтаж:
- За рахунок збільшення струму збудження ротора або більш сильних постійних магнітів.
- Шляхом підвищення швидкості обертання.
Електрогенератор
Якщо брати промислові генератори, то переважно застосовується перша методика. Це викликано жорсткими вимогами до частоти генерації. Що стосується площі котушки, то цей параметр заданий конструктивно, і змінити його досить проблематично. А тепер про те, навіщо наводяться ці найпростіші відомості: у мережі можна зустріти чимало прикладів, де електродвигуни намагаються запустити в якості генераторів. Деякі з цих спроб не дуже успішні, а автори наочно демонструють незнання найпростіших законів фізики. (Див. також: Як перевірити мультиметром діод)
Отже, перевага синхронних генераторів в сталості частоти. А це головна вимога в багатьох випадках. Від параметрів напруги безпосередньо залежать швидкість роботи двигунів, нормальна роботи ланцюгів фільтрації і багато іншого. Якщо вольтаж неправильний, перш за все, потрібно перевірити регулятор напруги генератора порівнянням з показаннями мультиметра. А тепер уявіть, що буде, якщо частота харчування зросте в два рази. Так, деякі типи асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором, а також і колекторні реагують переважно на амплітуду. А далі?
Примітка:
- Щоб перевірити напругу генератора мультиметром, оцініть різниця потенціалів вихідних (головних) гнізд (клем) без урахування лінії заземлення.
- Щоб перевірити зарядку генератора, проведіть вимірювання на гнізді постійного струму 12 Ст.
У загальному і цілому потрібно правильно вибирати для свого обладнання джерело живлення. А в нашому випадку ці знання важливі з тієї причини, що конструкція синхронних і асинхронних генераторів різна. Отже, і методики перевірки повинні враховувати цей факт. Коротко розглянемо, які бувають генератори змінного електричного струму.
Різні конструкції генераторів
Асинхронні генератори змінного струму
Асинхронними такі генератори називаються через те, що частота генерованого струму відрізняється від швидкості обертання вала (навіть з урахуванням кількості полюсів). Конструктивно така машина є звичайним двигуном з фазним або намагніченим ротором. Від синхронної намотування валу відрізняється відсутністю ділянки між полюсами. За рахунок цього плюс і мінус існують менш виражено. Отже, в залежності від типу конструкції асинхронного двигуна методика запуску його в режимі генератора розрізняється.
Для короткозамкненого ротора слід попередньо намагнітити вал. Це можна зробити за допомогою короткого, але сильного імпульсу струм. Від полярності буде залежати розташування полюсів. Зверніть увагу, що порівняно мале переріз вала не дозволить створити сильне магнітне поле. А значить, згідно зазначеного вище, ми приходимо до висновку, що великої напруги за допомогою такого генератора отримати не вдасться. Набагато вигідніше намагнітити фазний ротор з пластин шляхом подачі напруги на котушки. Зі статора буде зніматися напруга. Рушійною силою може бути що завгодно:
Електрика утворюється за рахунок зміни поля. Магніти можуть бути постійними (короткозамкнений ротор) або електричними (фазний ротор). Другий тип пристроїв потрібно живити струмом, наприклад, від акумулятора через струмознімач (кільце на валу). Згідно зазначеної конструкції вимальовуються способи перевірки генератора мультиметрів. У разі короткозамкненого ротора тестуємо тільки статор. Кількість висновків залежить від фазності харчування і деяких інших особливостей:
Генератор асинхронного типу
- Обмотки статора трифазного генератора об’єднані за схемою зірка. Це означає, що вони мають одну загальну крапку, а три протилежних кінця садять на фази А, В і С. В цьому випадку попарно слід мультиметром перевірити генератор на предмет величини опору. Відповідь у кожному випадку однаковий.
- Потім перевіряється ізоляція на корпус. Для цього буде потрібно спеціальне обладнання: формувач випробувального напруги 500 В і струмові кліщі (один з варіантів серед інших). Опір ізоляції зазвичай не повинно бути менше 20 МОм. Якщо є коротке замикання, то двигун може бути побудований за схемою з глухозаземленою нейтраллю, що є звичайною справою для напруги до 1 кВ. У цьому випадку конструкція уточнюється за технічними характеристиками. Найпростіше дані на асинхронний двигун знайти в мережі інтернет.
- Статор побутового асинхронного двигуна набагато більш складний. Зазвичай такі машини не використовуються в якості генераторів, але… ми покажемо, як можна перевірити працездатність. Найчастіше присутня дві обмотки, одна з яких живиться через конденсатор і є пусковий, або допоміжною. У нашому випадку з кожної з них можна знімати напругу. Опір допоміжної (або пусковий) обмотки зазвичай дещо більше, ніж у робочій. Це можна легко перевірити тестером. Потім вимірюється опір ізоляції на корпус генератора.
Ротор тестується разом зі своїми струмознімачами. Трифазні схеми можуть бути розраховані на роботу з ізольованою нейтраллю і, щоб перевірити обмотку генератора мультиметром, слід попарно виміряти опір між усіма трьома кільцями. Значення повинні вийти рівними. Іноді може спостерігатися замикання на корпус (схема з глухозаземленою нейтраллю). Знову ж таки, все впирається в конструктивні особливості двигунів (генераторів). При наявності одного або двох кілець робимо висновок про однофазному живленні. Прозвання котушку, перевіряємо ізоляції на корпус. (Див. також: Як перевірити резистор мультиметром)
Синхронні генератори змінного струму
Синхронні генератори працюють схожим чином, але витримується постійна частота обертання валу. За рахунок чого і параметри володіють більшою стабільністю. Ось кілька відмінностей, про який потрібно знати, щоб правильно перевірити генератор мультиметром.
Обмотка змінного струму
На статорі (іменованому якір) часто присутній обмотка змінного струму, яка і синхронізує обертання. Її роль важко переоцінити, а витки можуть знаходитися, наприклад, між обмотками основний котушки. Роль полюсів у цьому випадку синхронізуюча. Саме сюди подається напруга потрібної частоти, яке за рахунок взаємодії з індуктором (ротором) задає швидкість обертів. Зазвичай розміри цієї обмотки менше, ніж основний, опір вище.
Подвозбудитель
У великих синхронних генераторах є допоміжне обладнання – подвозбудитель. Це синхронна машина, вал якої оснащений постійними магнітами. Напруга, що виробляється цим генератором, зазвичай випрямляється і надалі використовується в якості струму для збудника. За рахунок цього економиться енергія. Постійні магніти крім цього зменшують число струмознімачів, що позитивно відображається на безвідмовності всієї системи в цілому. Подвозбудитель є, по суті, звичайним двигуном синхронного типу, обмотка статора продзвонюється тестером в звичайному порядку.
Діодний міст
У зв’язку зі сказаним вище іноді потрібно перевірити діодний міст генератора мультиметром. До речі, це актуально для автолюбителів, де часто для випрямлення струму використовується так звана схема Ларіонова. Діодний міст продзвонюється в залежності від його конструкції. У побуті найбільш поширені показані на малюнку. Перший з них є типовим рішенням для змінного струму однієї фази, а другий – той самий, Ларіонова.
Згідно наведеного малюнку показуємо, як продзвонити. Однофазний діодний міст без побоювання оцінюється на цілісність кожного діода окремо. Для цього на мультиметре виставляється відповідний режим, а потім безвідносно до положення катода і анода щупи представляються з одного боку, а потім з іншого. В результаті пряме включення має давати значення близько 500 – 700 Ом, а зворотне – обрив.
Популярні конструкції діодних мостів
Результат може бути іншою, якщо де-то в ланцюзі міст закорочений резисторами, але таке буває рідко, а номінал їх досить великий, щоб не впливати. Автомобільний міст Ларіонова продзвонюється аналогічно. Якщо є можливість, демонтуйте його з-під капота. Вхід кожної фази повинен звониться як плюсовий, так і мінусовий вихід. Значення опору – 1 кОм. Зворотне включення також легко перевірити. Для цього потрібно червоний щуп поставити на плюс і по черзі переконатися, що всі фази дають на чорний щуп нескінченно великий опір. Аналогічно перевіряється маса. Але тут вже чорний щуп йде по негативного виходу, а червоний – по фазах.
Допоміжне обладнання генераторів змінного струму
Генератори змінного струму, як і двигуни часто оснащуються термопредохранителями, тахометрами, датчиками Холу та іншим допоміжним обладнанням. Є і специфічні ступені, наприклад, реле захисту генератора від асинхронного режиму (що загрожує виходом з ладу обладнання). В загальному випадку потрібно враховувати, що у специфічному режимі часто запускаються звичайні двигуни. Отже, треба вміти максимально простим способом перевірити допоміжне обладнання:
Підсумуємо: кожен двигун можна запустити в режимі генератора. Про це, власне, прямо (між рядків, в середині тексту) написано у Вікіпедії. Як би те ні було, конструкція генераторів має свої особливості. Специфічні методи регулювання і захисту відрізняються від тих, що застосовуються для двигунів. Накладають свої обмеження результати зупинки: у разі виходу з ладу генератора наслідки набагато більш сумні. Вже через наявність таких особливостей ціна буде сильно відрізнятися.
На закінчення скажемо, що за неперевіреними даними у асинхронних генераторів менша уразливість до коротким замикань на стороні навантаження, а форма напруги краще. Крім того, відпадає необхідність у підтримці швидкості обертання вала, що буде великим плюсом для багатьох практиків. Що стосується організації ГЕС, то в них застосовуються виключно синхронні машину через очевидності вимог стандартів.