Евгения Зыкова
январь 2019.
50037

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.

30
-3

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.

31
-5

Генератор переменного тока нуждается в генераторе постоянного тока (((а вот генератор постоянного тока сам возбуждается !!!

+1
Ответить

@mr-duplet-2020, Или на оборот, один нуждается в питании а другой нет .

+1
Ответить

@mr-duplet-2020, Не факт. Вопрос упирается в систему возбуждения. Самовозбуждение на основе остаточной намагниченности или использование постоянных магнитов? Так же импульс на возбуждение может идти с постороннего источника постоянного тока.

0
Ответить
Ещё 1 комментарий

@Михаил Лощинский, У генератора переменного тока синусоидальная форма выходного напряжения, у генератора постоянного тока импульсная одной полярности. Генератор переменного тока устроен следующим образом: В подвижной части (роторе) под воздействием тока (ток возбуждения) возникает магнитное поле, которое вращается вместе с ротором. Магнитное поле проходя через обмотки неподвижной части (статор) возбуждает в них переменный ток. Генератор постоянного тока устроен наоборот. Статор создает магнитное поле, а ток снимается с коллектора ротора. В из за того, что щетки коллектора неподвижны с каждой обмотки по очереди снимается ток одной полярности (механический выпрямитель) и на выходе с такого генератора мы получаем постоянный ток. Примером простейшего генератора может являться любой коллекторный электродвигатель.

+1
Ответить

@mr-duplet-2020, далеко не всегда, на тепловозах для возбуждения главного генератора они на всех советских тепловозах постояники, всегда есть еще один генератор, называется возбудитель, при выходе из строя этого возбудителя всё "приплыли" тепловоз сразу обездвиживается, то есть главный ген. сам не возбуждается

0
Ответить
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.

27
-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.. :)

4
-2
Прокомментировать
Читать ещё 3 ответа
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью