Ini adalah sejenis mesin elektrik yang membantu menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Operasi penjana semasa adalah berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet: daya gerak elektrik (EMF) teraruh dalam wayar yang bergerak dalam medan magnet.

Menghasilkan penjana arus Bukan sahaja boleh mengarahkan, tetapi juga arus ulang-alik. Dalam bahasa Latin, perkataan penjana bermaksud pengeluar.

Pembekal penjana yang paling terkenal di pasaran dunia ialah syarikat berikut: General Electric (GE), ABB, Siemens AG, Mecc Alte.

Penjana DC.

Untuk masa yang lama, satu-satunya jenis sumber untuk menjana elektrik ialah penjana elektrik.

Arus ulang alik diaruhkan dalam belitan angker penjana arus terus, kemudian ia ditukar kepada arus terus oleh pengumpul penerus elektromekanikal. Terutamanya pada kelajuan putaran tinggi angker penjana, proses pembetulan arus oleh komutator dikaitkan dengan pemakaian berus dan komutator yang sangat kerap.

pelbagaikan Penjana DC dengan sifat pengujaan mereka, mereka teruja sendiri dan pengujaan bebas. Penggulungan pengujaan yang terletak pada kutub utama disambungkan kepada sumber kuasa bebas dalam penjana dengan pengujaan elektromagnet.

Magnet kekal, dari mana tiang mesin dibuat, merangsang penjana dengan pengujaan magnetoelektrik. Penjana DC digunakan terutamanya dalam industri di mana DC lebih disukai dalam keadaan pengeluaran (industri elektrolisis dan metalurgi, kapal, pengangkutan, dll.). Penjana DC digunakan dalam loji kuasa sebagai sumber arus terus dan penguja penjana segerak.

Boleh mencecah sehingga 10 Megawatt kuasa penjana semasa.

Pada voltan yang cukup tinggi, arus besar boleh diperolehi alternator. Beberapa jenis penjana aruhan kini dibezakan.

Ia terdiri daripada magnet kekal atau elektromagnet yang mencipta medan magnet dan belitan di mana ggl berselang-seli teraruh. Oleh kerana EMF teraruh dalam lilitan bersambung siri ditambah, amplitud EMF dalam bingkai aruhan akan berkadar dengan bilangan lilitan di dalamnya. Ia juga berkadar melalui setiap pusingan kepada amplitud fluks magnet berselang-seli. DALAM penjana semasa Untuk mendapatkan fluks magnet yang besar, sistem magnet khas digunakan, yang terdiri daripada dua teras yang diperbuat daripada keluli elektrik. Dalam alur salah satu teras terdapat belitan yang mencipta medan magnet, dan dalam alur kedua terdapat belitan di mana EMF diinduksi. Salah satu teras dipanggil rotor, kerana ia berputar mengelilingi paksi menegak atau mendatar, bersama-sama dengan penggulungannya.

Teras yang lain dipanggil stator - ini adalah teras pegun dengan penggulungannya. Jurang antara teras rotor dan stator dibuat sekecil mungkin; nilai terbesar fluks aruhan magnet dipastikan oleh ini. Elektromagnet, yang merupakan pemutar, berputar dengan besar penjana industri, dan belitan yang diletakkan dalam slot stator dan di mana EMF teraruh kekal pegun.

Menggunakan sesentuh gelongsor, adalah perlu untuk membekalkan arus ke pemutar ke dalam litar luaran atau mengeluarkannya dari penggulungan pemutar. Untuk tujuan ini, pemutar dilengkapi dengan cincin kenalan yang dipasang pada hujung penggulungannya. Plat berus tetap ditekan pada gelang; ia berkomunikasi dengan litar luar belitan rotor. Dalam belitan elektromagnet yang mencipta medan magnet, kekuatan semasa adalah jauh lebih rendah daripada kekuatan semasa yang dibekalkan oleh penjana semasa ke litar luaran. Oleh itu, adalah lebih mudah untuk mengeluarkan arus yang dijana daripada belitan pegun, dan untuk membekalkan arus yang agak lemah melalui sesentuh gelongsor kepada elektromagnet berputar. Arus ini dijana oleh yang berasingan penjana DC(agen penyebab). Magnet berputar mencipta medan magnet dalam penjana arus kuasa rendah; dalam kes ini, berus dan gelang tidak diperlukan sama sekali.

Terdapat dua jenis belitan pengujaan penjana segerak: dengan pemutar kutub menonjol dan kutub tidak menonjol. Belitan pengujaan pembawa terkeluar daripada induktor dalam penjana dengan pemutar kutub yang menonjol. Penjana jenis ini direka bentuk untuk kelajuan putaran yang agak rendah; ia digunakan untuk beroperasi dengan pemacu daripada enjin stim omboh, turbin hidraulik, dan enjin diesel. Untuk pemanduan penjana segerak Turbin gas dan wap digunakan dengan pemutar kutub tidak menonjol. Penempaan keluli dengan alur membujur giling untuk lilitan belitan medan, yang biasanya dibuat dalam bentuk plat tembaga, adalah pemutar penjana sedemikian. Pusingan dipasang pada alur, dan untuk mengurangkan kehilangan kuasa dan tahap hingar yang berkaitan dengan rintangan udara, permukaan pemutar dikisar dan kemudian digilap.

Untuk sebahagian besar, mereka dibuat tiga fasa belitan penjana arus. Gabungan bahagian bergerak sedemikian, yang mampu menghasilkan tenaga juga secara ekonomi dan berterusan, jarang berlaku dalam mekanik.

Penjana arus moden adalah struktur yang mengagumkan yang terdiri daripada wayar kuprum, struktur keluli dan bahan penebat. Bahagian penjana yang paling penting, yang mengukur saiz beberapa meter, dihasilkan dengan ketepatan 1 milimeter.

Arus ulang alik adalah penggerak di sebalik banyak industri dan pengangkutan, terutamanya kereta. Terdapat kedua-dua model kecil sebesar penumbuk, dan peranti gergasi setinggi beberapa meter.

Penjana adalah sistem teknikal yang sama yang menukar tenaga mekanikal (kinetik) kepada tenaga elektrik. Bagaimanakah penjana berfungsi?

Tidak kira bagaimana penjana direka, operasinya adalah berdasarkan proses aruhan elektromagnet– kemunculan arus elektrik dalam litar tertutup di bawah pengaruh fluks magnet yang berubah.

Penjana secara konvensional dibahagikan kepada 2 bahagian: induktor dan angker.

Induktor ialah bahagian peranti di mana medan magnet dicipta, dan angker ialah separuh di mana daya gerak elektrik atau arus dijana.

Struktur teknikalnya kekal malar: penggulungan wayar dan magnet.

Daya gerak elektrik dijana dalam belitan di bawah pengaruh medan magnet. Ini adalah asas untuk penjana. Tetapi arus ulang-alik yang kuat tidak boleh diperoleh daripada reka bentuk primitif sedemikian. Penukaran memerlukan fluks magnet yang kuat.

Untuk melakukan ini, 2 teras keluli ditambah pada penggulungan wayar, yang menentukan tujuan dan reka bentuk penjana arus ulang-alik. Ini adalah stator dan rotor. Penggulungan yang mencipta medan magnet diletakkan di dalam alur satu teras - ini ialah stator, atau induktor. Ia kekal pegun, tidak seperti rotor. Stator dikuasakan oleh arus terus. Mereka boleh menjadi bipolar atau multipolar.

Rotor, atau juga angker, berputar secara aktif dengan bantuan galas dan menghasilkan daya gerak elektrik atau arus ulang alik. Ia terdiri daripada teras dalaman dengan penggulungan dawai tembaga.

Penjana mempunyai bekas logam tahan lama dengan beberapa output, yang bergantung pada tujuan peranti yang dimaksudkan. Bilangan kili luka dawai berbeza-beza.

Kami memahami ciri pengendalian unit

Sekarang mari kita ketahui apa prinsip operasi penjana arus ulang-alik berdasarkan. Skim operasi agak mudah dan boleh difahami. Dengan syarat kelajuan rotor adalah malar, arus elektrik akan dihasilkan dalam satu aliran.

Putaran pemutar menimbulkan perubahan dalam fluks magnet. Sebaliknya, medan elektrik menimbulkan kemunculan arus elektrik. Melalui sentuhan dengan cincin di hujungnya, arus dari pemutar mengalir ke litar elektrik peranti. Cincin mempunyai sifat gelongsor yang baik. Mereka bersentuhan kuat dengan berus, yang merupakan konduktor pegun kekal di antara litar elektrik dan penggulungan wayar tembaga pemutar.

Terdapat arus dalam penggulungan kuprum di sekeliling magnet, tetapi ia sangat lemah berbanding dengan kekuatan arus elektrik yang meninggalkan pemutar melalui litar ke dalam peranti.

Atas sebab ini, hanya arus lemah yang dibekalkan melalui sesentuh gelongsor digunakan untuk memutarkan rotor.

Apabila memasang alternator, adalah sangat penting untuk mengekalkan perkadaran bahagian, saiz, saiz jurang, dan ketebalan helai wayar.
Anda boleh memasang penjana arus ulang alik jika anda mempunyai semua bahagian yang diperlukan dan jumlah wayar tembaga yang mencukupi di rumah anda. Membuat unit kecil agak mungkin. Atau terdapat arahan terperinci untuk digunakan.

Reka bentuk dan prinsip operasi penjana arus ulang alik pada video

Penjana arus ulang alik atau penjana arus terus ialah peranti untuk menjana elektrik dengan menukar tenaga mekanikal.

Apakah rupa alternator?

Bagaimanakah alternator berfungsi? Arus dijana dalam konduktor di bawah pengaruh medan magnet. Ia adalah mudah untuk menjana arus dengan memutarkan bingkai konduktif elektrik segi empat tepat dalam medan pegun atau magnet kekal di dalamnya.

Apabila ia berputar mengelilingi paksi medan magnet yang tercipta di dalam bingkai dengan halaju sudut ω, sisi menegak gelung akan aktif, kerana ia bersilang oleh garis magnet. Tiada kesan pada sisi mendatar yang bertepatan dengan arah medan magnet. Oleh itu, tiada arus teraruh di dalamnya.

Apakah rupa penjana dengan pemutar magnetik?

EMF dalam bingkai ialah:

e = 2 Bmax lv dosa ωt,

Bmax– aruhan maksimum, T;

l– ketinggian bingkai, m;

v– kelajuan bingkai, m/s;

t – masa, s.

Oleh itu, emf berselang-seli teraruh dalam konduktor daripada tindakan medan magnet yang berubah-ubah.

Untuk bilangan pusingan yang banyak w, menyatakan formula dari segi aliran maksimum Fm, kita mendapat ungkapan berikut:

e = wF m dosa ω t.

Prinsip pengendalian satu lagi jenis penjana arus ulang alik adalah berdasarkan putaran kerangka pembawa arus antara dua magnet kekal dengan kutub bertentangan. Contoh paling mudah ditunjukkan dalam rajah di bawah. Voltan yang muncul di dalamnya dikeluarkan oleh gelang gelincir.

Penjana Arus Magnet Kekal

Penggunaan peranti ini tidak begitu biasa disebabkan oleh beban pada sesentuh yang bergerak dengan arus besar yang melalui rotor. Reka bentuk pilihan pertama yang diberikan juga mengandungi mereka, tetapi lebih kurang arus terus dibekalkan melaluinya melalui selekoh elektromagnet berputar, dan kuasa utama dikeluarkan dari belitan stator pegun.

Penjana segerak

Ciri khas peranti ialah kesamaan antara frekuensi f teraruh dalam stator oleh EMF dan kelajuan rotor ω :

ω = 60∙f/ hlm rpm,

di mana hlm– bilangan pasangan kutub dalam belitan stator.

Penjana segerak mencipta EMF dalam belitan stator, nilai serta-merta yang ditentukan daripada ungkapan:

e = 2π B max lwDn dosaω t,

di mana l Dan D– panjang dan diameter dalaman teras pemegun.

Penjana segerak menghasilkan voltan dengan ciri sinusoidal. Apabila pengguna disambungkan ke terminalnya C 1, C 2, C 3, arus satu atau tiga fasa mengalir melalui litar, rajah di bawah.

Litar penjana segerak tiga fasa

Tindakan perubahan beban elektrik juga mengubah beban mekanikal. Pada masa yang sama, kelajuan putaran meningkat atau berkurangan, akibatnya voltan dan frekuensi berubah. Untuk mengelakkan perubahan sedemikian daripada berlaku, ciri elektrik dikekalkan secara automatik pada tahap tertentu melalui maklum balas voltan dan arus pada belitan rotor. Jika pemutar penjana diperbuat daripada magnet kekal, ia mempunyai keupayaan terhad untuk menstabilkan parameter elektrik.

Rotor dipaksa ke putaran. Arus aruhan dibekalkan kepada belitannya. Dalam stator, medan magnet rotor, berputar pada kelajuan yang sama, mendorong 3 emf berselang-seli dengan anjakan fasa.

Fluks magnet utama penjana dicipta oleh tindakan arus terus yang melalui belitan rotor. Kuasa mungkin datang dari sumber lain. Juga biasa ialah kaedah pengujaan diri, apabila sebahagian kecil arus ulang alik diambil dari belitan stator dan melalui belitan pemutar selepas pembetulan awal. Proses ini berdasarkan kemagnetan sisa, yang mencukupi untuk memulakan penjana.

Peranti utama yang menjana hampir semua tenaga elektrik di dunia ialah penjana hidro segerak atau turbo.

Penjana tak segerak

Peranti penjana arus ulang alik jenis tak segerak dibezakan oleh perbezaan dalam kekerapan putaran EMF ω dan rotor ω r. Ia dinyatakan melalui pekali yang dipanggil slip:

s = (ω - ω r)/ ω.

Dalam mod pengendalian, medan magnet memperlahankan putaran angker dan frekuensinya lebih rendah.

Motor tak segerak boleh beroperasi dalam mod penjana jika ω r >ω, apabila arus berubah arah dan tenaga diberikan semula kepada rangkaian. Di sini tork elektromagnet menjadi brek. Penggunaan harta ini adalah perkara biasa apabila menurunkan beban atau pada kenderaan elektrik.

Penjana tak segerak dipilih apabila keperluan untuk parameter elektrik tidak begitu tinggi. Dengan adanya bebanan permulaan, penjana segerak adalah lebih baik.

Reka bentuk penjana kereta tidak berbeza dengan yang konvensional yang menghasilkan arus elektrik. Ia menghasilkan arus ulang alik, yang kemudiannya diperbetulkan.

Apakah rupa penjana kereta?

Reka bentuk ini terdiri daripada pemutar elektromagnet yang berputar dalam dua galas yang digerakkan melalui takal. Ia hanya mempunyai satu belitan, dengan arus terus dibekalkan melalui 2 gelang tembaga dan berus grafit.

Pengawal selia geganti elektronik mengekalkan voltan stabil 12V, bebas daripada kelajuan putaran.

Litar penjana kereta

Arus dari bateri dibekalkan kepada penggulungan rotor melalui pengatur voltan. Tork putaran dihantar kepadanya melalui takal dan EMF diinduksi dalam lilitan belitan stator. Arus tiga fasa yang dihasilkan dibetulkan oleh diod. Voltan keluaran malar dikekalkan oleh pengawal selia yang mengawal arus pengujaan.

Apabila enjin dipercepatkan, arus medan berkurangan, membantu mengekalkan voltan keluaran malar.

Penjana klasik

Reka bentuk ini mengandungi enjin yang beroperasi pada bahan api cecair yang memutarkan penjana. Kelajuan pemutar mestilah stabil, jika tidak kualiti penjanaan elektrik berkurangan. Apabila penjana haus, kelajuan putaran menjadi lebih rendah, yang merupakan kelemahan ketara peranti.

Jika beban pada penjana adalah di bawah nominal, ia akan melahu sebahagiannya, memakan lebihan bahan api.

Oleh itu, apabila membelinya, adalah penting untuk membuat pengiraan yang tepat bagi kuasa yang diperlukan supaya ia dimuatkan dengan betul. Beban di bawah 25% adalah dilarang kerana ini menjejaskan ketahanannya. Pasport menunjukkan semua kemungkinan mod operasi yang mesti dipatuhi.

Banyak jenis model klasik mempunyai harga yang berpatutan, kebolehpercayaan yang tinggi dan julat kuasa yang luas. Adalah penting untuk memuatkannya dengan betul dan menjalankan pemeriksaan teknikal tepat pada masanya. Rajah di bawah menunjukkan model penjana petrol dan diesel.

Penjana klasik: a) – penjana petrol, b) – penjana diesel

Penjana diesel

Penjana kuasa enjin, yang berjalan pada bahan api diesel. Enjin pembakaran dalaman terdiri daripada bahagian mekanikal, panel kawalan, sistem bekalan bahan api, penyejukan dan pelinciran. Kuasa penjana bergantung kepada kuasa enjin pembakaran dalaman. Jika ia diperlukan dalam kuantiti yang kecil, sebagai contoh, untuk peralatan rumah tangga, adalah dinasihatkan untuk menggunakan penjana petrol. Penjana diesel digunakan di mana lebih banyak kuasa diperlukan.

ICE kebanyakannya digunakan dengan injap atas. Ia lebih padat, lebih dipercayai, mudah dibaiki dan kurang mengeluarkan sisa toksik.

Mereka lebih suka memilih penjana dengan badan logam, kerana plastik kurang tahan lama. Peranti tanpa berus lebih tahan lama, dan voltan yang dihasilkan lebih stabil.

Kapasiti tangki bahan api memastikan operasi pada satu isian selama tidak lebih daripada 7 jam. Dalam pemasangan pegun, tangki luaran dengan jumlah yang besar digunakan.

Penjana petrol

Sumber tenaga mekanikal yang paling biasa ialah enjin karburetor empat lejang. Untuk sebahagian besar, model dari 1 hingga 6 kW digunakan. Terdapat peranti sehingga 10 kW yang boleh membekalkan rumah desa pada tahap tertentu. Harga penjana petrol adalah berpatutan, dan sumbernya cukup mencukupi, walaupun kurang daripada harga diesel.

Penjana dipilih bergantung pada beban.

Untuk arus permulaan yang tinggi dan penggunaan kimpalan elektrik yang kerap, lebih baik menggunakan penjana segerak. Jika anda mengambil penjana tak segerak yang lebih berkuasa, ia akan mengatasi arus permulaan. Walau bagaimanapun, adalah penting di sini bahawa ia dimuatkan, jika tidak petrol akan dibazirkan.

Penjana penyongsang

Mesin-mesin digunakan di mana tenaga elektrik berkualiti tinggi diperlukan. Mereka boleh bekerja secara berterusan atau berselang-seli. Objek penggunaan tenaga di sini adalah institusi di mana lonjakan kuasa tidak dibenarkan.

Asas penjana penyongsang adalah unit elektronik, yang terdiri daripada penerus, mikropemproses dan penukar.

Gambar rajah blok penjana penyongsang

Penjanaan elektrik bermula dengan cara yang sama seperti dalam model klasik. Pertama, arus ulang-alik dijana, yang kemudiannya diperbetulkan dan dibekalkan kepada penyongsang, di mana ia sekali lagi ditukar kepada arus ulang-alik, dengan parameter yang diperlukan.

Jenis penjana penyongsang berbeza dalam sifat voltan keluaran:

• segi empat tepat - yang paling murah, mampu menjanakan hanya alat kuasa;
• nadi trapezoid - sesuai untuk banyak peranti, kecuali peralatan sensitif (kategori pertengahan harga);
• voltan sinusoidal – ciri stabil, sesuai untuk semua peralatan elektrik (harga tertinggi).

Kelebihan penjana penyongsang:

• dimensi dan berat kecil;
• penggunaan bahan api yang rendah dengan mengawal selia pengeluaran jumlah elektrik yang diperlukan oleh pengguna pada masa ini;
• Kemungkinan operasi jangka pendek dengan beban berlebihan.

Kelemahannya ialah harga yang tinggi, kepekaan terhadap perubahan suhu di bahagian elektronik, dan kuasa yang rendah. Di samping itu, membaiki unit elektronik adalah mahal.

Model penyongsang dipilih dalam kes berikut:

• peranti itu dibeli hanya dalam kes di mana penjana konvensional tidak sesuai, kerana harganya tinggi;
Nilaikan artikel ini:

Penjana elektrik– salah satu unsur konstituen loji kuasa autonomi, serta banyak lagi. Malah, ia adalah elemen yang paling penting, tanpanya penjanaan tenaga elektrik adalah mustahil. Penjana elektrik menukarkan tenaga mekanikal putaran kepada tenaga elektrik. Prinsip operasinya adalah berdasarkan fenomena yang dipanggil induksi diri, apabila daya gerak elektrik (EMF) timbul dalam konduktor (gegelung) yang bergerak dalam garis medan magnet, yang boleh (untuk pemahaman yang lebih baik tentang isu itu) dipanggil voltan elektrik (walaupun ini bukan perkara yang sama).

Komponen penjana elektrik ialah sistem magnetik (terutamanya elektromagnet digunakan) dan sistem konduktor (gegelung). Yang pertama mencipta medan magnet, dan yang kedua, berputar di dalamnya, menukarnya menjadi satu elektrik. Selain itu, penjana juga mempunyai sistem penyingkiran voltan (commutator dan berus, menyambungkan gegelung dengan cara tertentu). Ia sebenarnya menghubungkan penjana dengan pengguna elektrik.

Anda boleh mendapatkan elektrik sendiri dengan menjalankan eksperimen yang paling mudah. Untuk melakukan ini, anda perlu mengambil dua magnet kekutuban yang berbeza atau memutar dua magnet dengan kutub yang berbeza antara satu sama lain, dan letakkan konduktor logam dalam bentuk bingkai di antara mereka. Sambungkan mentol kecil (kuasa rendah) ke hujungnya. Jika anda mula memutarkan bingkai ke satu arah atau yang lain, mentol lampu akan mula bersinar, iaitu, voltan elektrik muncul di hujung bingkai, dan arus elektrik mengalir melalui lingkarannya. Perkara yang sama berlaku dalam penjana elektrik, satu-satunya perbezaan ialah penjana elektrik mempunyai sistem elektromagnet yang lebih kompleks dan gegelung konduktor yang lebih kompleks, biasanya tembaga.

Penjana elektrik berbeza dalam kedua-dua jenis pemacu dan dalam jenis voltan keluaran. Mengikut jenis pemacu yang menggerakkannya:

• Turbogenerator – digerakkan oleh turbin stim atau enjin turbin gas. Terutamanya digunakan dalam loji kuasa besar (perindustrian).
• Hydrogenerator – digerakkan oleh turbin hidraulik. Ia juga digunakan dalam loji kuasa besar yang beroperasi melalui pergerakan air sungai dan laut.
• Penjana angin – dipacu oleh tenaga angin. Ia digunakan dalam kedua-dua loji kuasa angin kecil (swasta) dan dalam loji industri besar.
• Penjana diesel dan penjana petrol didorong oleh enjin diesel dan petrol, masing-masing.

Mengikut jenis arus elektrik keluaran:

• Penjana DC - output adalah arus terus.
• Penjana arus ulang-alik. Terdapat fasa tunggal dan tiga fasa, dengan output AC fasa tunggal dan tiga fasa masing-masing.

Jenis penjana yang berbeza mempunyai ciri reka bentuk mereka sendiri dan komponen yang hampir tidak serasi. Mereka disatukan hanya dengan prinsip umum untuk mencipta medan elektromagnet dengan putaran bersama satu sistem gegelung berbanding dengan yang lain atau relatif kepada magnet kekal. Disebabkan oleh ciri ini, hanya pakar yang berkelayakan boleh membaiki penjana atau komponen individunya.

Peralatan elektrik mana-mana kereta termasuk penjana- peranti yang menukar tenaga mekanikal yang diterima daripada enjin kepada tenaga elektrik. Bersama-sama dengan pengatur voltan, ia dipanggil set penjana. Kereta moden dilengkapi dengan penjana arus ulang alik. Mereka memenuhi keperluan terbaik.

Keperluan untuk penjana:

• parameter output penjana mestilah sedemikian rupa sehingga pelepasan progresif bateri tidak berlaku dalam mana-mana mod pemanduan kenderaan;
• voltan dalam rangkaian on-board kenderaan, yang dikuasakan oleh penjana, mestilah stabil pada julat luas kelajuan putaran dan beban.

Keperluan terakhir adalah disebabkan oleh fakta bahawa bateri sangat sensitif terhadap tahap kestabilan voltan. Voltan yang terlalu rendah menyebabkan bateri kurang dicas dan, akibatnya, kesukaran menghidupkan enjin; voltan yang terlalu tinggi membawa kepada pengecasan berlebihan bateri dan kegagalan dipercepatkan.

Prinsip operasi penjana dan reka bentuk asasnya adalah sama untuk semua kereta, hanya berbeza dalam kualiti pembuatan, dimensi dan lokasi unit penyambung.

Bahagian utama penjana:

1. Takal– berfungsi untuk menghantar tenaga mekanikal dari enjin ke aci penjana melalui tali pinggang;
2. Perumahan penjana terdiri daripada dua penutup: hadapan (dari sisi takal) dan belakang (dari sisi gelang gelincir), direka untuk mengikat stator, memasang penjana pada enjin dan meletakkan galas pemutar (penyokong). Penutup belakang mengandungi penerus, pemasangan berus, pengatur voltan (jika terbina dalam) dan terminal luaran untuk menyambung ke sistem peralatan elektrik;
3. pemutar- aci keluli dengan dua sesendal keluli berbentuk tombol terletak di atasnya. Di antara mereka terdapat penggulungan pengujaan, terminal yang disambungkan ke gelang gelincir. Penjana dilengkapi terutamanya dengan gelang gelincir tembaga silinder;
4. Stator- bungkusan yang diperbuat daripada kepingan keluli dan berbentuk seperti paip. Dalam slotnya terdapat penggulungan tiga fasa di mana kuasa penjana dijana;
5. Pemasangan dengan diod penerus- menggabungkan enam diod berkuasa, tiga ditekan ke dalam sink haba positif dan negatif;
6. Pengatur voltan- peranti yang mengekalkan voltan rangkaian on-board kenderaan dalam had yang ditetapkan apabila beban elektrik, kelajuan pemutar penjana dan suhu ambien berubah;
7. Unit berus– reka bentuk plastik boleh tanggal. Ia mengandungi berus pegas yang bersentuhan dengan gelang pemutar;
8. Penutup pelindung modul diod.

Mari kita pertimbangkan litar elektrik untuk menyambungkan elemen penjana.


Gambarajah skematik set penjana:
1. Suis pencucuhan;
2. Kapasitor penekan hingar;
3. Bateri boleh dicas semula;
4. Lampu yang menunjukkan kesihatan penjana;
5. Diod positif penerus kuasa;
6. Diod negatif penerus kuasa;
7. Diod penggulungan pengujaan;
8. Penggulungan tiga fasa pemegun;
9. Penggulungan pengujaan (rotor);
10. Unit berus;
11. Pengatur voltan;
B+ Penjana output "+";
B- "Ground" penjana;
D+ Bekalan kuasa untuk penggulungan medan, voltan rujukan untuk pengatur voltan.

Operasi penjana adalah berdasarkan kesan aruhan elektromagnet. Jika gegelung, sebagai contoh, diperbuat daripada wayar kuprum, ditembusi oleh fluks magnet, maka apabila ia berubah, voltan elektrik muncul pada terminal gegelung, berkadar dengan kadar perubahan fluks magnet. Sebaliknya, untuk menjana fluks magnet, ia cukup untuk menghantar arus elektrik melalui gegelung. Oleh itu, untuk mendapatkan arus elektrik berselang-seli, sumber medan magnet berselang-seli dan gegelung dari mana voltan ulang-alik akan dikeluarkan terus diperlukan.

Penggulungan medan dengan sistem kutub, aci dan gelang gelincir terbentuk pemutar, bahagian berputarnya yang paling penting, yang merupakan sumber medan magnet berselang-seli.

Pemutar penjana 1. aci pemutar;
2. tiang pemutar;
3. penggulungan medan;
4. cincin slip.
Sistem kutub rotor mempunyai sisa fluks magnet yang hadir walaupun tiada arus dalam belitan medan. Walau bagaimanapun, nilainya adalah kecil dan mampu memastikan pengujaan diri penjana hanya pada kelajuan putaran yang terlalu tinggi. Oleh itu, untuk mengmagnetkan pemutar pada mulanya, arus kecil dari bateri dialirkan melalui penggulungannya, biasanya melalui lampu prestasi penjana. Kekuatan arus ini tidak boleh terlalu tinggi supaya tidak melepaskan bateri, tetapi tidak terlalu rendah supaya penjana boleh teruja sudah pada kelajuan terbiar enjin. Berdasarkan pertimbangan ini, kuasa lampu kawalan biasanya 2...3 W. Selepas voltan pada belitan stator mencapai nilai operasi, lampu padam, dan belitan pengujaan dikuasakan dari penjana itu sendiri. Dalam kes ini, penjana beroperasi pada pengujaan diri.

Voltan keluaran dikeluarkan dari belitan stator. Apabila pemutar berputar bertentangan dengan gegelung penggulungan pemegun, kutub "utara" dan "selatan" pemutar muncul secara berselang-seli, iaitu, arah fluks magnet yang melalui gegelung pemegun berubah, yang menyebabkan kemunculan voltan berselang-seli di dalamnya. . Kekerapan voltan ini bergantung kepada kelajuan putaran pemutar penjana dan bilangan pasangan kutubnya.

Pemegun penjana
1. belitan stator;
2. terminal penggulungan;
3. litar magnetik.
Penggulungan stator adalah tiga fasa. Ia terdiri daripada tiga belitan berasingan, dipanggil belitan fasa atau hanya fasa, luka menggunakan teknologi tertentu pada litar magnetik. Voltan dan arus dalam belitan dialihkan relatif kepada satu sama lain oleh satu pertiga daripada tempoh, i.e. pada 120 darjah elektrik, seperti yang ditunjukkan dalam rajah.

Osilogram voltan fasa belitan
U 1, U 2, U 3 - voltan penggulungan;
T - tempoh isyarat (360 darjah);
F – fasa anjakan (120 darjah).
Belitan fasa boleh disambungkan dalam bintang atau delta.


Jenis sambungan belitan
1. "bintang";
2. "segi tiga".
Apabila disambungkan dalam "segi tiga", arus dalam setiap belitan adalah 1.7 kali kurang daripada arus yang dibekalkan oleh penjana. Ini bermakna bahawa dengan arus yang sama yang dibekalkan oleh penjana, arus dalam belitan apabila disambungkan dalam "delta" adalah jauh lebih rendah daripada "bintang". Oleh itu, dalam penjana kuasa tinggi, sambungan delta sering digunakan, kerana pada arus yang lebih rendah belitan boleh dililit dengan wayar yang lebih nipis, yang lebih maju dari segi teknologi. Wayar yang lebih nipis juga boleh digunakan untuk sambungan bintang. Dalam kes ini, belitan dibuat daripada dua belitan selari, setiap satunya disambungkan dalam "bintang", iaitu, "bintang berganda" diperolehi.

Rangkaian on-board kenderaan memerlukan voltan malar untuk dibekalkan kepadanya. Oleh itu, belitan stator menjanakan rangkaian on-board kenderaan melalui penerus yang dibina ke dalam penjana. Penerus untuk sistem tiga fasa ia mengandungi enam diod semikonduktor kuasa, tiga daripadanya disambungkan ke terminal "+" penjana, dan tiga lagi ke terminal "-" (tanah). Diod semikonduktor berada dalam keadaan terbuka dan tidak memberikan rintangan yang ketara kepada laluan arus apabila voltan dikenakan pada mereka dalam arah hadapan dan praktikalnya tidak membenarkan arus mengalir apabila voltan diterbalikkan. Perlu diingatkan bahawa istilah "diod penerus" tidak selalu menyembunyikan reka bentuk biasa yang mempunyai perumah, petunjuk, dan lain-lain. Kadang-kadang ia hanya persimpangan silikon semikonduktor yang dimeterai pada sink haba.

Pemasangan dengan diod penerus
1. diod kuasa;
2. diod tambahan;
3. sink haba.
Banyak pengeluar, untuk melindungi komponen elektronik kenderaan daripada lonjakan voltan, menggantikan diod jambatan kuasa dengan diod zener. Perbezaan antara diod zener dan diod penerus ialah apabila voltan dikenakan padanya dalam arah yang bertentangan, ia tidak menghantar arus hanya sehingga nilai tertentu voltan ini, dipanggil voltan penstabilan. Biasanya, dalam diod zener kuasa voltan penstabilan ialah 25... 30 V. Apabila voltan ini dicapai, diod zener "memecah masuk," iaitu, ia mula mengalirkan arus ke arah yang bertentangan, dan dalam had perubahan tertentu. dalam kekuatan arus ini, voltan pada diod zener, dan, akibatnya, dan pada output "+" penjana kekal tidak berubah, tidak mencapai nilai berbahaya untuk komponen elektronik. Sifat diod zener untuk mengekalkan voltan malar pada terminalnya selepas "pecahan" juga digunakan dalam pengawal selia voltan.

Seperti yang dinyatakan di atas, voltan pada belitan berbeza-beza di sepanjang lengkung berhampiran sinusoid dan pada masa tertentu ia positif, pada masa lain ia negatif. Jika arah positif voltan dalam fasa diambil sepanjang anak panah yang diarahkan ke titik sifar belitan stator, dan arah negatif menjauhinya, maka, sebagai contoh, untuk saat t apabila voltan fasa kedua adalah tidak hadir, fasa pertama adalah positif, dan yang ketiga adalah negatif. Arah voltan fasa sepadan dengan anak panah yang ditunjukkan dalam rajah.

Arah arus dalam belitan dan penerus penjana

Arus melalui belitan, diod dan beban akan mengalir ke arah anak panah ini. Setelah mempertimbangkan sebarang detik masa yang lain, adalah mudah untuk mengesahkan bahawa dalam sistem tiga fasa voltan yang timbul dalam belitan fasa penjana, diod penerus kuasa bergerak dari terbuka ke tertutup dan belakang sedemikian rupa sehingga arus masuk. beban hanya mempunyai satu arah - dari terminal "+" pemasangan penjana ke terminalnya "-" ("tanah"), iaitu arus terus (dibetulkan) mengalir dalam beban.

Untuk sejumlah besar jenis penjana, belitan pengujaan disambungkan kepada penerusnya sendiri, dipasang pada tiga diod. Sambungan belitan medan ini menghalang arus nyahcas bateri daripada mengalir melaluinya apabila enjin kereta tidak hidup. Diod penerus belitan medan berfungsi dengan cara yang sama, membekalkan arus diperbetulkan kepada belitan ini. Selain itu, penerus penggulungan medan juga termasuk 6 diod, tiga daripadanya adalah biasa dengan penerus kuasa (diod negatif). Arus pengujaan adalah jauh lebih rendah daripada arus yang dibekalkan oleh penjana kepada beban. Oleh itu, diod arus rendah bersaiz kecil dengan arus tidak lebih daripada 2 A digunakan sebagai diod penggulungan pengujaan (untuk perbandingan, diod penerus kuasa membenarkan aliran arus sehingga 25... 35 A).

Sekiranya perlu untuk meningkatkan kuasa penjana, lengan penerus tambahan digunakan.

Litar penerus sedemikian hanya boleh berlaku apabila belitan stator disambungkan dalam "bintang", kerana lengan tambahan dikuasakan dari titik "sifar" "bintang". Jika voltan fasa berubah-ubah semata-mata dalam cara sinusoidal, diod ini tidak akan mengambil bahagian sama sekali dalam proses menukar arus ulang alik kepada arus terus. Walau bagaimanapun, dalam penjana sebenar bentuk voltan fasa berbeza daripada sinusoid. Ia adalah jumlah sinusoid, yang dipanggil komponen harmonik atau harmonik - yang pertama, kekerapannya bertepatan dengan kekerapan voltan fasa, dan yang lebih tinggi, terutamanya yang ketiga, frekuensinya tiga kali lebih tinggi daripada pertama.

Bentuk sebenar voltan fasa sebagai hasil tambah dua harmonik:
1. voltan fasa penggulungan;
2. harmonik pertama;
3. harmonik ketiga;
Dari kejuruteraan elektrik diketahui bahawa dalam voltan linear, iaitu, dalam voltan yang dibekalkan kepada penerus dan diperbetulkan, tidak ada harmonik ketiga. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa harmonik ketiga semua voltan fasa berada dalam fasa, iaitu, mereka secara serentak mencapai nilai yang sama dan pada masa yang sama saling mengimbangi dan membatalkan satu sama lain dalam voltan linear. Oleh itu, harmonik ketiga hadir dalam voltan fasa, tetapi tidak dalam voltan linear. Akibatnya, kuasa yang dibangunkan oleh harmonik ketiga voltan fasa tidak boleh digunakan oleh pengguna. Untuk menggunakan kuasa ini, diod ditambah, disambungkan ke titik sifar belitan fasa, iaitu, ke titik di mana tindakan voltan fasa dirasai. Oleh itu, diod ini hanya membetulkan voltan harmonik ketiga voltan fasa. Penggunaan diod ini meningkatkan kuasa penjana sebanyak 5...15% pada kelajuan putaran lebih daripada 3000 min -1.

Voltan penjana tanpa pengawal selia sangat bergantung pada kelajuan putaran pemutarnya, fluks magnet yang dihasilkan oleh belitan pengujaan, dan, akibatnya, pada kekuatan semasa dalam belitan ini dan jumlah arus yang dibekalkan oleh penjana kepada pengguna. Semakin tinggi kelajuan putaran dan arus pengujaan, semakin besar voltan penjana; semakin besar arus bebannya, semakin rendah voltan ini. Fungsi pengatur voltan adalah untuk menstabilkan voltan apabila kelajuan putaran dan beban berubah akibat kesan ke atas arus pengujaan. Sebelum ini, pengawal selia getaran digunakan, dan kemudian transistor kenalan. Kedua-dua jenis pengawal selia ini kini telah digantikan sepenuhnya oleh yang elektronik.

Kemunculan pengawal selia voltan elektronik

Reka bentuk pengawal selia semikonduktor elektronik mungkin berbeza, tetapi prinsip operasi semua pengawal selia adalah sama. Sudah tentu, anda boleh menukar arus dalam litar pengujaan dengan memasukkan perintang tambahan ke dalam litar ini, seperti yang dilakukan dalam pengawal selia voltan getaran sebelumnya, tetapi kaedah ini dikaitkan dengan kehilangan kuasa dalam perintang ini dan tidak digunakan dalam pengawal selia elektronik. . Pengawal selia elektronik menukar arus pengujaan dengan menghidupkan dan mematikan belitan pengujaan daripada rangkaian bekalan, sambil menukar tempoh relatif tepat pada masa belitan pengujaan. Jika untuk menstabilkan voltan adalah perlu untuk mengurangkan arus pengujaan, masa pensuisan penggulungan pengujaan dikurangkan; jika perlu untuk meningkatkannya, ia meningkat.

Kelemahan pilihan ini untuk menyambungkan pengawal selia ialah pengawal selia mengekalkan voltan pada terminal "D+" penjana, dan pengguna, termasuk bateri, disambungkan ke terminal "B+". Di samping itu, apabila dihidupkan dengan cara ini, pengawal selia tidak merasakan penurunan voltan dalam wayar penyambung antara penjana dan bateri dan tidak membuat pelarasan pada voltan penjana untuk mengimbangi penurunan ini. Kelemahan ini dihapuskan dalam litar berikut, di mana voltan ke litar input pengawal selia dibekalkan dari nod di mana ia harus distabilkan, biasanya ini adalah terminal "B +" penjana.

Sesetengah pengawal selia voltan mempunyai sifat pampasan haba - menukar voltan yang dibekalkan kepada bateri, bergantung pada suhu udara dalam petak enjin untuk pengecasan bateri yang optimum. Semakin rendah suhu udara, semakin besar voltan mesti dibekalkan kepada bateri dan sebaliknya. Nilai pampasan haba mencapai sehingga 0.01 V setiap 1°C.