Penjana Elektrik (52 Foto): Prinsip Operasi Penjana Arus Elektrik, Jenis, Jenisnya Dan Cara Memilihnya

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 05:52

Mengetahui segala-galanya mengenai penjana elektrik adalah mustahak bukan hanya untuk jurutera, penganjur pengeluaran dan pelbagai pengurus, seperti yang biasanya mereka percayai. Pengetahuan mengenai prinsip operasi penjana arus elektrik adalah pengetahuan budaya umum asas mengenai dunia moden. Memahami jenis penjana, jenisnya, cara memilih peranti, dapat meningkatkan kehidupan anda dengan ketara dan menjamin keselesaan walaupun dengan pemadaman kuasa secara tiba-tiba.

Sejarah penciptaan

Mustahil untuk mengatakan dengan tepat pakar mana yang mencipta penjana elektrik - banyak jurutera dan jurutera elektrik telah mengusahakannya selama beberapa dekad. Pengerjaan teknik seperti itu berterusan walaupun pada abad ke-21, ketika, nampaknya, tidak ada yang penting yang dapat ditambahkan . Langkah menentukan penciptaan generator adalah penemuan interaksi medan elektrik dan jarum magnet pada tahun 1820. Secara beransur-ansur, mungkin untuk mengetahui bahawa arus elektrik diperoleh hanya di medan magnet yang bergerak atau ketika konduktor bergerak di dalamnya. Kehormatan penemuan seperti itu dikongsi oleh Anjos Yedlik (Austria, 1827) dan Michael Faraday (England, 1831).

Walaupun yang pertama adalah saintis Hungary, usaha rakannya dari Britain lebih terkenal . Dialah yang menyelidiki induksi elektromagnetik secara menyeluruh dan komprehensif, dan tidak hanya berusaha membuat mekanisme tertentu. Di samping itu, Yedlik hanya dapat berpindah dari prototaip ke mesin dinamo yang lengkap hanya pada tahun 1850-an. Tetapi Michael Faraday mencipta penjana elektrik (walaupun masih tidak sempurna) pada tahun 1831. Mesin Dynamo secara historis adalah jenis pertama, tetapi kerana ukuran dan kerumitan perjalanan mereka meninggalkan tempat kejadian.

Tahun penemuan mesin elektrik pertama di Rusia adalah tahun 1833. Pada masa yang sama, Emmanuel Lenz menemui kebolehbalikan sistem - satu alat boleh digunakan baik untuk generasi dan sebagai motor elektrik.

Tetapi wilayah kuno tidak memungkinkan untuk memanfaatkan perkembangan yang menjanjikan, dan tidak lama kemudian, keutamaan tidak dapat ditarik balik ke negeri maju industri . Sehingga tahun 1851, semua penjana dibuat hanya dengan magnet kekal; dalam 16 tahun ke depan, mungkin untuk meningkatkan daya kerana elektromagnet sederhana. Pada tahun 1866-1867, beberapa pemaju sekaligus menghadiahkan mesin elektrik dengan magnet teruja.

Penjana pencipta Belgia-Perancis Zenob Gramm, yang dibina pada tahun 1870, pertama kali digunakan secara meluas untuk tujuan industri . Sebaik sahaja enjin diesel disertakan, pemaju yang tidak dikenali mengetahui cara menggunakannya sebagai pemacu penjana. Sudah pada tahun 1920-an, penjana diesel mula digunakan secara aktif dalam industri. Penyelidikan oleh ahli fizik pada tahun 1940-an menyebabkan penciptaan generator magnetohidrodinamik. Tetapi sistem seperti itu dapat digunakan secara eksklusif di pembangkit listrik besar, tidak ada prospek untuk penggunaan domestik mereka.

Peranti dan prinsip operasi

Mana-mana penjana elektrik menukar impuls mekanikal menjadi arus elektrik. Ia diperoleh dengan memutar gegelung wayar yang diletakkan di medan magnet. Gegelung dibahagikan kepada dua bahagian utama: magnet yang tetap dan rangka dawai. Kedua-dua hujung gegelung disambungkan secara mekanikal dengan gelang gelongsor yang tergelincir pada berus karbon. Berus ini mengalirkan arus elektrik.

Prinsip operasi penjana juga menunjukkan bahawa nadi yang dihasilkan oleh bahagian berputar menuju ke gelang kenalan dalam . Ini berlaku tepat pada masa ini bahagian kerangka melintas dekat pinggir utara magnet. Sumber arus ulang-alik biasanya berfungsi berdasarkan prinsip generasi arus kuat yang disebut.

Ia hanya mempunyai satu magnet, namun ia bergerak di sekitar beberapa belitan. Perlu diingat bahawa penjana kereta disusun agak berbeza.

Ia mula bertindak apabila sistem pencucuhan dimulakan . Pada masa ini, arus melalui gelincir gelincir bergerak ke pemasangan berus dan ke sistem pengujaan. Di sana dia menghasilkan medan magnet. Rotor yang disambungkan ke poros engkol menghasilkan ayunan elektromagnetik. Arus berselang seli dihasilkan di terminal rewind. Kekerapan putaran penjana bersemangat meningkat sehingga tahap tertentu, dan selepas itu penerus dipicu.

Walaupun prinsip asas generasi semasa adalah interaksi medan magnet, rotor dan stator, pelbagai sumber tenaga mekanik dapat memutarkan bahagian yang bergerak. Mereka boleh jadi:

• air yang mengalir;
• wap panas;
• angin;
• enjin pembakaran dalaman.

Jenis penjana segerak dibezakan oleh kebetulan frekuensi kilasan statik dan pemutar. Magnet kekal digunakan sebagai pemutar. Semasa peranti dimulakan, rotor mula menghasilkan medan yang lemah. Sebaik sahaja revolusi meningkat, daya elektrik yang besar mula dihasilkan. Nadi melewati pengatur voltan dan dihantar ke rangkaian elektrik.

Litar segerak membolehkan parameter arus yang dipancarkan stabil. Walau bagaimanapun, terdapat kemungkinan beban elektrik yang tinggi. Di samping itu, pemasangan sikat mesti diservis, dan ini segera meningkatkan kos pengguna.

Model tak segerak terus berjalan dalam mod penurunan. Rotor berputar lebih awal, dan orientasinya bertepatan dengan orientasi medan magnet yang dihasilkan oleh stator. Rotor boleh berupa versi kandang fasa atau tupai.

Medan magnet dalam peranti tak segerak tidak dapat disesuaikan . Oleh itu, frekuensi dan arus arus ditentukan secara langsung oleh bilangan putaran radas. Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, penjana elektrokimia, yang menghasilkan arus berasaskan hidrogen, telah memainkan peranan penting. Mereka cuba digunakan di dalam kereta, namun, sejauh ini tidak mungkin untuk mengganti mesin pembakaran dalaman. Versi penjana lain - bateri solar berfungsi dengan menggunakan kesan fotolistrik.

Pandangan

Dengan autonomi

Jenis yang sangat autonomi - ini adalah loji kuasa manual. Di dalamnya, pergerakan mekanikal diperoleh kerana kekuatan otot pengendali. Pasti, tidak perlu bergantung pada produktiviti tinggi dan operasi jangka panjang . Tetapi dengan yakin anda dapat memperoleh arus dalam situasi apa pun ketika anda tidak dapat menggunakan bahan bakar atau angin atau tenaga air. Oleh itu, generator seperti itu boleh dimasukkan ke dalam kit kecemasan di pesawat, digunakan dalam kes kecemasan oleh ekspedisi, tentera, dan sebagainya. Peranti elektromagnetik autonomi bersyarat - pada pemacu petrol.

Dengan bilangan fasa

Terdapat peranti fasa tunggal dan tiga fasa. Di rumah dan pangsapuri, bekalan elektrik tiga fasa jarang diperlukan. Pengecualian adalah enjin lama, elemen pemanasan untuk sauna dan peralatan serupa.

Sambungan pengguna fasa tunggal ke penjana tiga fasa harus dilakukan mengikut peraturan pengedaran seragam.

Satu peraturan ringkas mengatakan: jika rangkaian menggunakan 20 kW atau kurang, ada tiga akal dalam tiga fasa.

Mengikut kaedah operasi

Peranti utama yang digunakan direka untuk beroperasi secara berterusan. Mereka biasanya menggunakan bahan bakar diesel, walaupun ada pengecualian. Peralatan seperti itu dapat menyediakan bekalan kuasa sepanjang masa, dan hanya dipasang di loji janakuasa besar dan loji kuasa termal . Model penjana siap sedia direka untuk keadaan kecemasan (apabila bekalan kuasa tiba-tiba terputus). Kerja juga kadang-kadang berjalan tanpa gangguan, tetapi hanya untuk beberapa jam.

Mengikut bidang permohonan

Penjana untuk kegunaan isi rumah disajikan dalam pelbagai jenis. Hampir semuanya menyediakan arus fasa tunggal. Nilai normal ialah 220 V, 50 Hz. Peranti rumah tangga yang paling kuat bahkan digunakan untuk mengimpal, dan juga untuk menggerakkan bengkel kecil dan perkhidmatan kereta.

Penting: kemungkinan penggunaan untuk pengelasan mesti dinyatakan dalam dokumentasi - jika tidak, risikonya sangat tinggi.

Untuk tujuan pengeluaran, penjana elektrik pegun yang kuat diperlukan. Mereka juga digunakan untuk:

• projek pembinaan besar;
• daerah mikro;
• penempatan pondok yang kukuh;
• pelabuhan;
• stesen keretapi;
• hospital;
• institusi pendidikan;
• pusat pejabat.

Klasifikasi perkakas rumah

Petrol

Sistem yang didorong oleh angin atau air yang mengalir hanya terdapat di loji janakuasa yang lebih kurang. Tidak begitu mudah menggunakannya dalam keadaan padang (mendaki) dan juga hanya di rumah. Perkara ini berlaku terutamanya bagi penjana hidro. Bagi loji tenaga termal untuk kegunaan peribadi, mereka hampir selalu menggunakan petrol dan mengeluarkan tenaga yang terhad, peranti yang lebih berkuasa daripada 20 kW jarang dijumpai . Biasanya mereka menggunakan petrol AI-92, penggunaan AI-76 dan AI-95 hanya mungkin sekali-sekala, dan walaupun itu tidak digalakkan.

Diesel

Pemasangan yang menggunakan bahan api diesel kadangkala menghasilkan arus sehingga 3 MW. Mereka akan memberikan tenaga walaupun untuk sebuah kampung percutian yang besar dengan garaj dan infrastruktur yang serupa.

Penjana diesel boleh didapati dalam reka bentuk mudah alih atau pegun. Rangkaian produk tersebut sangat besar dan jelas memenuhi keperluan.

Malah model yang agak lemah sesuai untuk membekalkan arus ke mesin kimpalan.

Pengilang

Penjana elektrik moden buatan Rusia dengan yakin mencabar produk asing. Jenama yang paling popular adalah:

• "Svarog";
• "Berkaliber";
• Energomash;
• Energo.

Rangkaian pembekal Rusia merangkumi kedua-dua versi isi rumah dengan kekuatan 1000-2000 W, dan sampel separa industri serius dengan kekuatan hingga 5000 W . Akhirnya, terdapat model yang lebih hebat lagi yang dapat membantu pembangun dan penganjur pengeluaran. Sejumlah penjana yang dihasilkan di Persekutuan Rusia dilengkapi dengan elektronik kawalan dan pemantauan canggih yang memantau parameter teknikal. Walau bagaimanapun, terdapat juga versi yang lebih mudah - yang jauh lebih stabil dalam keadaan sukar. Akhirnya, produk firma Rusia pasti akan tersedia untuk pengguna.

Segmen isi rumah diwakili, misalnya, oleh model EG-87220. Ia mempunyai jaminan hak milik selama 14 bulan. Tangki bahan bakar dengan isipadu 15 liter mencukupi dalam kebanyakan kes, tetapi autostart tidak disediakan.

Kuasa tertinggi mencapai 2200 watt. Voltan operasi - dijangka 220 V.

Penjana yang sangat baik juga dibekalkan oleh syarikat Perancis SDMO . Secara umum, ia adalah salah satu peneraju dunia dalam pengeluaran penjana elektrik dari pelbagai jenis dan kapasiti. Anda dapat dengan mudah mencari loji kuasa petrol SDMO yang dapat menyelesaikan hampir semua tugas yang mungkin difikirkan. Mereka menawarkan persembahan yang menarik. Rangkaian keprihatinan Perancis merangkumi model dengan bingkai khas yang meredam getaran. Dilengkapi dengan komponen elektronik yang sangat baik.

Perhatian diberikan kepada model K10M . Ia memberikan voltan 230 V dan dikawal dari alat kawalan jauh. Pemutus litar kuasa disediakan, keupayaan untuk bekerja pada - 30 darjah. Sistem anti getaran dipasang pada bingkai. Terdapat juga penjana pengecasan 12V.

Syarikat bersaing Caiman memasuki pasaran Rusia baru-baru ini . Namun, dia sudah dapat menunjukkan kelebihan produknya semaksimum mungkin. Modelnya direka untuk kebisingan minimum, dan ia dapat dipasang dengan selamat walaupun di dalam rumah. Semua penjana jenama ini memenuhi standard persekitaran tertinggi. Sudah tentu, rangkaian Caiman merangkumi peranti dengan pelbagai kapasiti dan saiz.

Jenama ini boleh membanggakan model Expert 3010X. Ia mempunyai pilihan penyejukan udara yang maju. Camshaft menggunakan pemacu rantai yang lebih baik.

Penapis memastikan bahawa penjana dapat dinyalakan walaupun di tempat yang sangat berdebu. Automasi akan memastikan bahawa memulakan tanpa minyak tidak mungkin dilakukan. Ia juga perlu diperhatikan:

• sepasang outlet yang dilindungi dari kelembapan;
• jaminan jangka hayat bateri sehingga 210 minit;
• peralatan penyejukan yang teliti;
• sistem tanpa berus yang sangat baik yang tidak memerlukan penyelenggaraan yang canggih.

Pengilang Jerman Endress menempati kedudukan yang sangat baik di pasaran. Di Jerman sendiri, yang sudah banyak mengatakan, perantinya sangat popular. Syarikat ini secara aktif menggunakan penyelesaian kompleks yang maju. Seperti pembekal sebelumnya, rangkaian ini merangkumi keseluruhan pilihan bekalan kuasa. Kekuatan bahagian utama model berbeza dari 1500 hingga 9000 W. Hampir semua peranti Endress mampu memberikan 220 dan 380 V.

Contoh yang baik ialah ESE 404 YS Diesel . Versi ini dihargai kerana kebolehpercayaan dan penggunaan bahan api yang rendah. Kekuatan peranti mencapai 3, 9 kVA. Peringkat voltan penjana fasa tunggal ialah 230 V. Perlindungan elektrik adalah IP23.

Bercakap mengenai pembekal Jerman, adalah bodoh untuk mengabaikan jenama popular lain - Fubag . Penjana kuasanya mempunyai kualiti yang sama dengan sekurang-kurangnya peralatan kimpalan yang lebih terkenal. Pakar Fubag tidak hanya mementingkan ciri teknikal, tetapi juga reka bentuk asalnya, yang memudahkan perkhidmatan. Penjana jenama ini secara rasmi tergolong dalam kategori profesional. Walau bagaimanapun, mereka tidak kurang berjaya digunakan di sektor swasta.

Loji kuasa fasa tunggal DS 16 A ES terbuka memberikan arus sehingga 13.6 kVA menggunakan tangki 51 liter. Pemanasan udara disediakan.

Pereka menjaga perlindungan beban berlebihan, tahap ketahanan elektrik adalah IP23. Pemasangan empat silinder memberikan arus 54 A. Dengan beban 75%, peranti akan berfungsi sehingga 10 jam.

Pengguna Rusia telah lama menghargai kelebihan penjana kuasa jenama Resanta. Mereka dipuji kerana:

• perincian berteknologi tinggi;
• kemudahan perkhidmatan;
• nisbah berat-ke-kuasa yang sangat baik;
• kestabilan voltan keluaran.

Dalam pelbagai jenis, model BG 4000 R, yang menggunakan petrol, menonjol. Peringkat kuasa - 3 kW, gred bahan bakar - AI-92. Sistem menyikat segerak berfungsi dengan sempurna, maklumat dibawa kepada pengguna melalui paparan. Spark plug wrench, knob disertakan dalam kit. Sebenarnya, pengeluaran dijalankan di China.

Di antara syarikat China, jenama ELITECH menonjol . Di negara kita, dia dikenali sejak 2008. Penjana sedemikian bukan sahaja berkualiti tinggi, tetapi juga bersahaja dan serba boleh. Produk ELITECH menggunakan teknologi terkini, dan oleh itu syarikat berjaya menolak banyak bekas pemimpin pasaran. Penjana gas syarikat ini dibezakan dengan gabungan awal, ia boleh dibuat dalam bentuk pegun atau bergerak.

Contoh penjana rumah yang sederhana ialah BES 950 R . Dengan tangki berkapasiti 4, 4 liter, ia memberikan kekuatan arus 2, 8 A. Mula berlaku dalam mod manual. Automasi memantau tahap minyak dan mematikan peranti mengikut keperluan. Enjin dua lejang injap overhead mempunyai satu silinder berpendingin udara. Kelantangan suara mencapai 56 dBA. Penjana kuasa Norway tidak layak disebut, tidak seperti jenama:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• Renjer.

Bagaimana memilih?

Membeli peranti "hanya senyap" tidak wajar. Serta peranti yang paling berkuasa. Pertama sekali, anda harus memutuskan untuk tujuan apa generator akan digunakan:

• dalam bekalan kuasa bermusim;
• sebagai jaring keselamatan sandaran;
• sebagai penyelesaian kecemasan;
• sebagai sumber tenaga kekal.

Bagi pelancong, pemburu, nelayan dan sebahagian pengguna komersil, lebih tepat memilih penjana mudah alih. Dia juga akan sesuai dengan penduduk musim panas. Tetapi kekuatan peranti sangat penting. Ia mesti seimbang: teknik yang lemah tidak akan "menarik" tugas, dan teknik yang terlalu kuat akan membuang sumber daya.

Menentukan indikator yang diperlukan membantu mengambil kira pekali arus permulaan, serta membahagikan peranti menjadi penting dan tidak terlalu penting (pembersih vakum, mesin basuh, seterika, ketuhar gelombang mikro tidak perlu ditambahkan).

Bilangan fasa juga sangat relevan. Hanya peralatan fasa tunggal yang boleh dihidupkan dari penjana fasa tunggal. Walau bagaimanapun, untuk kegunaan domestik dan pinggir bandar, ini tidak terlalu penting. Model tiga fasa mesti diambil untuk melengkapkan tapak bangunan, perusahaan perindustrian dan bengkel masing-masing. Penting: mereka memberikan tidak lebih daripada 1/3 kuasa per fasa.

Aspek penting lain adalah bahan bakar yang digunakan . Model petrol akan membolehkan anda membekalkan arus ke rumah sekiranya berlaku kerosakan berkala. Peranti ini ringkas, agak ringan dan sedikit bising. Mereka digunakan secara aktif oleh firma komersial kecil - baik pengeluaran dan perdagangan. Pengubahsuaian diesel mahal, membuat banyak bunyi, tetapi mengeluarkan banyak arus dan dapat berfungsi untuk waktu yang lama tanpa gangguan. Model berharga di mana grid kuasa kurang sebagai kelas.

Versi dwi-bahan bakar akan lebih menjimatkan dan lebih serba boleh daripada yang lain. Mereka biasanya menggunakan petrol dan gas, dan menukarnya mudah.

Gas cecair belon jauh lebih murah daripada petrol . Mod ini lebih menguntungkan apabila disambungkan ke lebuh raya. Peranti tak segerak dirancang untuk bekalan kuasa di udara terbuka, ia juga harus digunakan untuk bilik yang lembap.

Walau bagaimanapun, masalahnya ialah penjana tanpa berus tidak tahu bagaimana menyampaikan arus berkualiti tinggi dengan gelombang sinus yang optimum. Peralatan rumah dan komputer dikuasakan dengan baik oleh peranti segerak. Malah kerentanan terhadap kerosakan habuk dibenarkan oleh parameter stabil dan ciri arus tinggi. Alternator luka tembaga lebih mahal, tetapi ia menghasilkan haba jauh lebih baik dan mempunyai output kuasa yang sangat baik. Selain itu, anda harus memberi perhatian kepada:

• kehadiran sistem AVR (tanpanya, lonjakan kuasa dapat mematahkan telefon, tablet dan komputer riba);
• manual atau elektrik jenis starter;
• kehadiran pilihan untuk memulakan secara automatik (dan kadang-kadang berhenti);
• sarung tertutup atau terbuka (pilihan pertama lebih stabil dan boleh dipercayai, tetapi boleh terlalu panas);
• undur waktu mesin (membenarkan penyelenggaraan tepat pada masanya);
• penggunaan bahan api;
• ulasan;
• keupayaan perkhidmatan pembekal.