Евгения Зыкова
январь 2019.
43527

Чем отличается генератор постоянного от генератора переменного тока?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
2
8 ответов
Поделиться

В обоих генераторах применяется постоянный магнит, с помощью которого создаётся магнитный поток. Также в обоих генераторах мы найдём обмотка медного провода, которая благодаря вращению (строго говоря всё равно что мы вращаем обмотку или магнит) занимает различное положение в магнитном поле. В проводниках обмотки возникает наведённая ЭДС. Удобнее представить себе обмотку в виде прямоугольной рамки. Магнитный поток направим вертикально. И начальное положение рамки тоже возьмём вертикальное. Нижний край рамки назовём A, а верхний — B.

Если вращение рамки будет застигнуто в этот самый момент, то проводник А пересекает магнитный поток в одном направлении (по направлению к нам), а B — в противоположном (от нас). ЭДС в этот момент максимальна. К моменту когда рамка займёт горизонтальное положение ЭДС уменьшится до нуля, а потом опять будет расти. Но при дальнейшем вращении проводники A и B поменяются местами: А окажется сверху. Всё то же самое, но с точностью до знака. Если к этому витку подключить какой-нибудь потребитель, то ток потечёт в обратном направлении. Так направление тока будет меняться на противоположное 2 раза за 1 оборот. Стрелка прибора на этом рисунке будет качаться от центрального нулевого положения то в одну, то в другую сторону.

Если на втором полуобороте мы как-нибудь мгновенно переключим потребителя тока поменяв полярность, а на первом обратно быстро переключим обратно, то вместо переменного тока меняющего знак (то есть направление), он потребитель будет получать пульсирующий ток, но уже не знакопеременный.

В этом и есть конструктивное отличие генератора постоянного тока. Ток снимается с обмотки через специальный коллектор, позволяющий быстро, 2 раза за оборот поменять полярность подключения. Коммутация должна происходить в тот самый момент, когда ЭДС минимальна.

Теперь, при горизонтальном положении рамки щётки коллектора пересоединяются, меняются полукольцами. Стрелка амперметра будет по-прежнему делать два дрыга за 1 оборот, но уже не в разные стороны, а в одну и ту же.

UPD: (Тут выяснилось, что вопрос был про автомобильный генератор)

Ну, да, в автомобильном генераторе всё чуть-чуть сложнее, но сути это не меняет. Роль постоянного магнита там играет обмотка возбуждения, которая находится в роторе. Но давайте по порядку:

1) Автомобильный генератор — это генератор переменного тока, снабжённый диодным мостом, который "выпрямляет" переменный ток. На положительном полупериоде синусоиды ток идёт через один диод, а на отрицательном — через другой, встречный. По сути диодный мост выполняет ту же самую работу, что и коллектор в генераторе постоянного тока, но только без механического переключения, искр и механического износа.
2) Ток снимается с обмоток статора, расположенных в корпусе генератора. Т.е. условная вышеупомянутая рамка не вращается, а вращается всё остальное. Для уменьшения пульсации тока этих обмоток сделано не одна, а три. Когда максимум ЭДС на одной уже только прошёл, то на второй он только начинается. Выходы всех трёх обмоток подключены к парам диодов. В таком генераторе мы найдём шесть диодов.
3) Ну а вращается ротор, и, как справедливо замечено в комментарии, там нет постоянного магнита, однако там есть обмотка с током, которая превращается в магнит во время работы генератора. Она называется возбуждающей, и её ток — током возбуждения. Этот ток берётся с самого же генератора. Все три обмотки статора через еще три диода и регулятор напряжения питают обмотку ротора.

29
-2

это школьный курс...а без постоянных магнитов работают автомобильные генераторы, практически все.

+13
Ответить

Добавил в ответ про автомобильный генератор. Отсутствие постоянного магнита принципиально ничего не значит. Просто магнитный поток для возбуждения ЭДС в обмотке создаётся электромагнитом.

+1
Ответить
Ещё 1 комментарий

@Naeel Maqsudov, воовбще-то модуляция магнитного потока выполняется за счет особенностей конструкции ротора. Например, у жигулевских генераторов т.н. ротора с когтеобразными полюсами. Т.е. нет возбуждающих обмоток на роторе, и, соответственно, коллектора.

+1
Ответить

Чаще всего, и в генераторах постоянного тока и переменного тока для создания основного магнитного потока используют электромагнитное возбуждение, т.е. магнитодвижущая сила возникает за счёт постоянного тока, который протекает по обмотке возбуждения, причём в машинах постоянного тока она располагается на неподвижной части - статоре, а в машинах переменного тока - на роторе

-2
Ответить

@Андрей Волков, гм... как инженер-электромеханик заявляю, что бывают ротора генераторов и без катушек воздуждения. Да, постарайтесь правильно использовать термины.

0
Ответить

В автомобильном генераторе мы запитываем обмотку ротора, сам ротор имеет постоянные магниты. А выходное напряжение снимаеи с обмоток статора, их там три. полученное переменное напряжение выпрямляется с помощью диодного моста и подаётся в схему автомобиля. Выходное напряжение регулируется путём изменения магнитного потока в цепи якоря, для этих же целей служит реле-регулятор.

-2
Ответить

@Джафдет, уважаемый, что-то вы путаете... Если есть ПОСТОЯННЫЕ магниты на роторе - обмотки возбуждения просто не нужны. То, сколько обмоток на статоре - определяется тем, какоая система напряжений нам нужна - число фаз, грубо говоря. Приходилось общаться с генератором, у которого было ну ОЧЕНЬ многофазная обмотка статора - не было тогда диодов, у кого максимальный ток был более... ммм... 25 ампер, если не стеклорезю. Да, кстати, у генераторов принятой обмоткой якоря называть ту медь, что лежит в статорных пазах. Да, кстати, системы регулировния в таком случае завязаны на обмотки возбуждения, но они могут быть расположены НЕПОДВИЖНО, это определяется так скажем,

+1
Ответить
Ещё 9 комментариев

@Vladimir B, Для синхронных машин 3-х фазная статорная обмотка называется якорной. Для машин постоянного тока нормального исполнения якорная обмотка расположена в пазах ротора, который собственно и называют якорем.

0
Ответить

@Андрей Волков, уважаемый, для ЛЮБОГО типа генератора обмотка на статоре будет называться якорной. И термин "реакция якоря" например, характерна именно для ГЕНЕРАТОРОВ. Да, и от типа - снхронные, асинхронные, однофазные, 15-ти фазные - это будет так. Прошу учесть, я по юности как раз проектирование генераторов и занимался. А вот на роторе как раз никах обмоток может и не быть.

0
Ответить

@Vladimir B, Не верно, у синхронных машин и асинхронных машин статорные обмотки(имеется ввиду обычное исполнение) конструктивно совершенно одинаковые, но у первых они называются якорными, а у вторых - либо 3-х(2-х, однофазная) обмотка статора или первичная обмотка.

-1
Ответить

@Андрей Волков, Конструктивно??? в принципе за исключением ЭТОГО термина - возможно. Ибо бывают СГ с обмотками статора ОЧЕНЬ и очень своеобразными.

0
Ответить

@Vladimir B, Реакция якоря существует во всех типах машин, как у двигателей, так и у генераторов постоянного и переменного тока. Например, реакция якоря двигателя постоянного тока,например, с независимой обмоткой возбуждения, изменяет частоту вращения, причём в зависимости от её характера -размагничивающая или намагничивающая, частота будет либо увеличиваться или уменьшаться при одной и той же нагрузке. А у синхронных машин вообще очень интересно действует.

0
Ответить

@Андрей Волков, реакция якоря создает поле, направленное ПРОТИВ поля возбуждения. У синхронных машин с магнитами на роторе - при ошибках в проектировании можно и вообще потерять МДС. А что, клакссический букварь Сергеева уже т.либерасты изьяли из учебников электомеханических специальностей? О себе - выпуск 81 г. политех, кафедра ЭМ, потом - десяток лет в разработчиках(точнее - больше испытатель), и отдел ведущих (но тож со стендов не слазил). Только потом меня программирование сманило...

0
Ответить

@Vladimir B, Уже не помню контекст дискуссии, но замечу, что реакция якоря не обязательно направлена ПРОТИВ поля возбуждения, например, продольная реакция якоря МПТ может быть и намагничивающей, т. е. действовать согласно с основным полем возбуждения. Привет выпускнику 81 г. от выпускника 77.

0
Ответить

@Vladimir B, у автомобильного генератора обмотка ротора намотана между полюсами магнитов. А напряжение сни мают со статора. Вот как-то так. Изменяя ток в обмотке ротора, изменяют поток и напряжение в обмотке статора.

0
Ответить

@Джафдет, например, у жигулевского генератора с когтеобразными полюсами обмотор на роторе НЕТ. Она есть, но неподвижная. Магниты там не нужны, только регулировочную характеристику ухудшают. Использовать вращающуюся обмотку - значит значительно ухудшать надежность устройства.

0
Ответить
Ещё 4 комментария

вопрос был " чем отличается генераторы" - где раскрытие вопроса ? а писать отрывки из книги ремонта ВАЗ 2101 как то не существенно.

0
Ответить

@Сергей Малышев, http://electricalschool.info/spravochnik/maschiny/1706-kak-ustroeny-generatory-postojannogo-i.html, читатйте...

-1
Ответить
Ещё 1 комментарий

@Джафдет, я про заголовок статьи

0
Ответить

было полезно!

0
Ответить
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Генератор переменного тока, синхронная электрическая машина. А постоянного, коллекторная. Да и обмотки возбуждения у коллекторной
в статоре, у синхронной в роторе.

26
-5
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

И тот и другой генератор вырабатывает электрическую энергию посредством вращения ротора внутри статора. Физический результат для электрических машин постоянного и переменного тока отличается только формой функции ЭДС от времени.

Конструктивно генератор постоянного и переменного тока практически ничем не отличается. И один, и другой вид электрической машины включает в себя статор и ротор. Основным отличием машины постоянного тока является полукольцо, которое предназначено для смены направления движения, что и обеспечивает протекание электрического тока в одном направлении, в отличии от генератора переменного тока, где ЭДС меняет свое направление движения от фазы к нулю и от нуля к фазе 100 раз за секунду.

Технически постоянный ток на выходе с генератора также представляет собой пульсирующую кривую, которая изменяется в пространстве и времени. Однако за счет кучности ЭДС, вырабатываемых реальными генераторами, кривая имеет структуру близкую к непрерывной линии, за счет чего на выходе получается постоянный ток. В генераторах переменного тока присутствуют три различных обмотки, которые представляют собой три фазы, смещенные друг относительно друга и не соединенные электрически. Поэтому в электрических машинах переменного тока происходит плавное изменение ЭДС во времени по всем трем фазам.

20
-4
Прокомментировать

Генератор переменного тока генерирует ток переменного направления (то туда, то сюда).

А генератор постоянного тока генерирует ток одного направления, только "туда". Вообще говоря, ток пульсирующий.

А если уж совсем по-взрослому, генераторы "тока" генерируют не ток, а Э.Д.С. Ну и всё выше написанное относится к Э.Д.С.

12
-1

Это понятно, но как отличается сама конструкция?

+1
Ответить

если взять автомобильный генератор,  то изначально он выдает переменный ток, а добавленный в его конструкцию диодный мост выпрямляет переменный ток в постоянный.

+1
Ответить

@Евгения Зыкова, КАРДИНАЛЬНО. Вкратце - примерно так.

Генератор постоянного тока - коллекторная машина, представляет в основе кусок толстой стальной трубы, к внутренним стенкам которой привинчены две или четыре толстые стальные же щеки - полюсные башмаки (то есть, одна или две пары), на них надеты обмотки возбуждения. С торцев эта конструкция закрыта крышками, в которых на подшипниках вращается якорь - довольно сложный узел с коллектором - механическим выпрямителем - с одной стороны. Обмотка якоря и есть источник тока, который снимается с пластин коллектора с помощью скользящих контактов - щеток. Неподвижная обмотка возбуждения питается через реле-регулятор, который содержит два или три релейных элемента, ограничивающих отдаваемый генератором ток, кстати, весьма небольшой - обычно до 25-30 ампер.

Генератор переменного тока меньше аналогичного по мощности "постоянника" раза в три, настолько же легче, при несколько меньших размерах реальные генераторы переменного тока кратно мощнее "постоянников". Единственная причина распространения "постоянников" раньше - отсутствие в природе подходящих выпрямителей для "переменников", там, где можно было обходиться переменным током - катера, мотоциклы - переменники "прописались" гораздо раньше. ГПТ - синхронная машина, имеет ротор с единственной кольцевой обмоткой, по бокам закрытой полюсными крышками с клювовидными полюсами, при вращении ротора эти полюса перемещаются мимо фазных обмоток статора, а с них снимается ток. То есть, возбуждается неподвижная обмотка, стало быть, в цепи питания потребителей нет коллектора, обеспечивающего приличные потери и требующего повышенного внимания и постоянного ухода. Однако, ГПТ вырабатывает переменный ток, трехфазный, чтобы питать им цепи постоянного тока, используется выпрямитель - шести- или восьмидиодный. Реле-регулятор содержит единственный элемент - регулятор напряжения, как правило, электронный, это не ящичек 160х90х110, а кусок пластмассы со спичечный коробок, а то и меньше. Так как магнитная система статора работает с полем переменного тока, она не цельная, а набрана из множества тонких пластин, электрически изолированных одна от другой и называемых пакетом.

полюсных наконечников у статора не четыре пары, а гораздо больше, считая грубо - минимум по паре на фазу (на самом деле, минимум столько на фазу, сколько пар полюсов у ротора) х 3 фазы, каждый из них набран из подштамповок на пластинах.

0
Ответить

"А генератор постоянного тока генерирует ток одного направления, только "туда".

Неправда! " Он может "генерировать ток" и только "сюда"!!!

0
Ответить
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

У генератора переменного, на выходе переменная полярность "тока", а у простоянного полярность постоянная. В остальном разницы никакой..

У обоих "ток" пульсирующий.. Оба "пускают" волны.. :)

3
-1
Прокомментировать
Читать ещё 3 ответа
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью