Что такое дизель-генератор и как он работает? Генератор дизельного двигателя


Устройство и принцип работы дизельного генератора

Чтобы преобразовать механическую энергию (двигателя внутреннего сгорания, ветрового двигателя, турбины) в электрическую энергию (постоянного или переменного тока), необходим генератор. Основные части генератора – неподвижный якорь (статор) и приводимый во вращение первичным двигателем с высоким постоянством числа оборотов индуктор (ротор) с питаемой постоянным током обмоткой возбуждения.

Ротор электромашины переменного тока может вращаться с частотой магнитного поля или отставать от него (вращаться с меньшей скоростью). В первом случае машина относится к синхронным, во втором к асинхронным. Синхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме, называется синхронным генератором. Синхронный генератор обратим, т.е. при подключении якорной обмотки к трехфазной электросети он работает как электродвигатель.Принцип работы синхронного генератора

При вращении ротора синхронного генератора (СГ) линии его магнитного поля пересекают обмотку статора. Магнитное поле ротора создается независимым возбудителем, в качестве которого может служить аккумулятор или дополнительный генератор постоянного тока с напряжением обычно не выше 150 В, а также ртутные, полупроводниковые (селеновые или германиевые) или механические выпрямители.

Возможно и обратное решение (применяемое обычно в малогабаритных передвижных установках переменного тока) – вращение ротора в неподвижном магнитном поле, при этом вырабатываемый в обмотках ротора переменный ток необходимо снимать с ротора через коллектор. Вырабатываемая СГ электродвижущая сила (ЭДС) пропорциональна магнитной индукции, длине паза статора, числу витков в обмотке статора, внутреннему диаметру статора и частоте вращения магнитного поля. Изменение ЭДС синхронного генератора возможно путем регулирования тока в обмотке возбудителя реостатом или системой автоматического регулирования.

Частота вращения магнитного поля равна скорости вращения ротора, а частота вырабатываемого переменного напряжения пропорциональна частоте вращения магнитного поля и количеству пар полюсов статора. В качестве примера, при заданной частоте СГ 50 Гц при числе пар полюсов 1 ротор должен вращаться со скоростью 3000 об/мин, а при числе пар 2 – со скоростью 1500 об/мин и т.д.

Для поддержания постоянства частоты вырабатываемого СГ переменного напряжения скорость вращения первичного двигателя поддерживается постоянной посредством автоматического регулятора скорости.

Обычно от СГ требуется выработка напряжения порядка 15-40 кВ, снять такое напряжение с вращающегося коллектора сложно, и обмотки якоря, с которого снимается вырабатываемая электрическая энергия, выгодно сделать неподвижными. Мощность же возбуждения СГ обычно составляет 1-3% и не превышает 5% мощности СГ; подать эту мощность на вращающийся ротор не составляет проблемы.

При мощности СГ до нескольких киловатт магнитное поле ротора может обеспечиваться постоянными магнитами (самыми современными, неодимовыми), что позволяет обойтись без коллектора и токосъемника. При этом, ввиду невозможности регулирования магнитного потока ротора, выходное напряжение СГ неизменно и не поддается регулированию, либо же с регулированием возникают сложности. Мощность современного синхронного генератора достигает нескольких Гвт и выше.

 

Виды синхронных генераторов

Генераторы разделяются по способу возбуждения. Самый простой способ, не требующий дополнительного источника питания для возбуждения статора – это использование самовозбуждения за счет остаточного намагничивания сердечника ротора даже при отсутствии в обмотках ротора тока возбуждения. При вращении ротора слабый остаточный магнитный поток ротора вызывает образование в обмотках ротора небольшой ЭДС, которая отбирается понижающим трансформатором, выпрямляется и через коллектор подается в обмотку возбуждения, что увеличивает магнитный поток, ЭДС генератора и дальнейшее развитие процесса самовозбуждения, вплоть до выхода на нормальный режим работы. Подобная схема с самовозбуждением успешно применяется в автономных установках наземного, водного и воздушного транспорта.

Если применяется тиристорное устройство регулирования тока возбуждения, появляется возможность автоматического регулирования выходного напряжения СГ (поддержания его постоянства или изменения по определенному закону в зависимости от величины и характера нагрузки). Возможно также возбуждение ротора от дополнительного генератора (подвозбудителя), имеющего общий вал с основным генератором или соединенного с валом СГ посредством полумуфты.

 

Устройство синхронного генератора

Статор СГ по устройству схож с устройством статора асинхронного двигателя. Сердечник статора, в пазах которого размещается обмотка, собран из спрессованных в виде пакета пластин электротехнической стали толщиной 1-2 мм, разделенных изолирующей пленкой лака толщиной 0,08-0,1 мм.

Синхронный генератор может вырабатывать переменный ток однофазный или, чаще всего, трехфазный. К обмотке статора подключается нагрузка.

Конструктивно полюсы статора могут быть выступающими (как в тихоходных СГ со скоростью вращения не выше 1000 об/мин, вращаемых гидротурбинами), либо же не выражаться явно (как в скоростных машинах).

Синхронный генератор обратим – он может не только вырабатывать переменный ток (режим генератора), но и совершать механическую работу (режим двигателя).

Для охлаждения ротора в конструкции СГ предусмотрены крыльчатки на общем с ротором валу. Прежде чем поступить в СГ для охлаждения обмоток, воздух пропускается через фильтр, если же система охлаждения замкнута, он дополнительно охлаждается в теплообменнике. В качестве охлаждающего агента, помимо воздуха, применяется и водород ввиду своей легкости.

Концы обмоток СГ выводятся на контактную колодку, что позволяет соединить обмотки трехфазного СГ по схеме звезды или треугольника.

При необходимости получения синусоидального напряжения на выходе к форме явно выраженных полюсных наконечников предъявляются определенные требования, либо необходимо (при неявно выраженных полюсах) расположить витки роторной обмотки по особому закону.

 

Режимы работы синхронного генератора

Синхронный генератор может работать в режиме холостого хода, при отсутствии токов в обмотке якоря, и тогда вырабатываемое напряжение задается лишь током возбуждения.

При подключении к СГ потребителя через обмотку якоря начинают протекать токи, и создаваемое ими магнитное поле складывается с полем ротора. Ток в якорной обмотке при чисто активной нагрузке (нагревательные элементы, лампочки накаливания) совпадает по фазе с ЭДС, при индуктивной (асинхронные электродвигатели, дроссели, трансформаторы) отстает, а при емкостной (батареи конденсаторов, корректоры коэффициента мощности, высоковольтные ЛЭП) опережает. При активной нагрузке создаваемый в статоре дополнительный магнитный поток перпендикулярен потоку ротора, и ЭДС генератора, определяемая суммарным потоком, возрастает.

Реактивная нагрузка ведет к отклонению направлений потоков от перпендикулярности, вследствие несовпадения фаз тока якорной обмотки и ЭДС, и при емкостной нагрузке ЭДС генератора увеличивается еще выше, поскольку направление потоков начинает совпадать (вызывается продольно-намагничивающая реакция), а при индуктивной нагрузке к снижению ЭДС вследствие встречного направления потоков (вызывается продольно-размагничивающая реакция). Наиболее часто встречается смешанная активно-индуктивная нагрузка.

Чтобы устранить воздействие реакции якоря на ЭДС генератора, предусматривается регулирование возбуждения ротора с целью поддержания ЭДС на должном уровне с исключением ее зависимости от мощности и вида нагрузки. Также, для устранения колебаний при резкой смене режима работы СГ, помимо основной обмотки возбудителя, наматывается еще и демпферная (успокаивающая) катушка, особо полезная при совместной работе нескольких СГ на общую сеть. Поскольку нагрузка СГ не остается постоянной и время от времени меняется, существует необходимость постоянного регулирования тока возбуждения, что осуществляется автоматическими системами регулирования.

При нормальной работе СГ допустимы некоторые отклонения коэффициентов мощности нагрузки, напряжения и частоты в пределах нескольких процентов от номинальных значений. При нарушениях в линии нагрузки (коротких замыканиях, непостоянстве отбираемой мощности, неравномерном распределении нагрузки между фазами), возникает асимметрия выходного напряжения СГ, форма напряжения искажается и отклоняется от синусоидальной, что может приводить к перегреву обмоток и элементов конструкции генератора. Также, к искажениям формы ЭДС генератора ведет нелинейность нагрузки (подключенные к сети выпрямители, инверторы).

При работе СГ важно следить за расходом охлаждающей воды, автоматика должна предупреждать персонал при снижении расхода путем включения сигнализации, и при резком падении расхода приступить к разгрузке генератора с последующим отключением в течение нескольких минут.

Работа нескольких синхронных генераторов на общую сеть

Параллельная работа нескольких СГ необходима для полного использования их мощности, позволяет создавать мощные источники питания, а также периодически выводить на профилактику или в ремонт один из генераторов.

При параллельной работе нескольких СГ требуется строгое постоянство вырабатываемой каждым из них частоты, с высоким поддержанием постоянства скорости их вращения.

При включении в сеть еще одного СГ требуется равенство его напряжения напряжению сети с постоянством частоты, фазы и чередования фаз. Лишь при совпадении этих условий при включении СГ в сеть не будет толчков тока и опасных для обмоток уравнительных токов.

Синхронизация осуществляется посредством специальных устройств – синхроскопов, наиболее простыми из которых является ламповые, позволяющие по характеру свечения ламп синхроскопа определить с достаточной для практики точностью момент совпадения напряжения подключаемого генератора и сети по частоте, фазе и порядку чередования фаз.

 

 

dsg-avrs.ru

Дизельный генератор, его особенности и применение

Дизель генератор используется уже около ста лет. За это время он хорошо зарекомендовал себя со многих сторон.

Преимущества

Рассмотрим некоторые положительные качества.

  • Низкая стоимость;
  • Распространенность топлива;
  • Производительность;
  • Стабильность выходных параметров;
  • Безопасность;
  • Сервисное обслуживание;
  • Универсальность применения.

Дизельный генератор  имеет невысокую стоимость. Более низкая стоимость топлива дает дополнительное преимущество. Чем ниже стоимость горючего – тем дешевле вырабатываемая электрическая энергия и, соответственно, меньше производственные затраты. Дизельное топливо широко распространено практически везде.

Огромным преимуществом дизельного генератора является высокая производительность. Коэффициент полезного действия дизеля составляет 30-40% без дополнительных ухищрений, или до 50% с использованием промежуточного охлаждения и турбонаддува.

Широкий диапазон оборотов с высоким крутящий моментом  - еще одно преимущество дизельного генератора. Благодаря этой особенности становится возможным сохранение стабильными параметров выходного напряжения при значительном изменении мощности подключенной нагрузки.

Таким образом, потребители энергии, подключенные к генератору, не так сильно влияют на качество генерируемой электроэнергии, как в случае, например, бензинового двигателя.

Особенности дизельного генератора

Особенностью дизеля является поддержание более стабильных условий работы при повышенных нагрузках двигателя, т.е. процесса сгорания топлива. Вследствие этого, топливо сгорает лучше и содержание окиси углерода в атмосферу заметно уменьшаются.

Другой особенностью дизельного генератора является то, что топливо обладает невысокой летучестью, и поэтому намного безопаснее, чем бензин или газ.

Еще одним важным моментом есть факт, что дизельные генераторы вследствие своей популярности приобрели большую распространенность и их легко купить и обслуживать.

Есть множество организаций, занимающихся продажей, ремонтом и обслуживанием дизельных двигателей. Кроме того, нет дефицита запасных частей и материалов.

Применение дизель генератора

Дизельные генераторы имеют широкий спектр применения. Их можно встретить во всех отраслях промышленности, строительства, здравоохранения, морского и речного флота добычи полезных ископаемых, сельском и лесном хозяйстве.

Дизельные установки применяются везде, где надо обеспечить резервное питание на случай отключения основного, или где отсутствует физическая возможность подключения к электрической сети.

Есть множество моделей как с воздушным, так и с жидкостным охлаждением. Электрогенераторы с воздушным охлаждением проще и дешевле, имеют более компактные размеры, но устройства жидкостного охлаждения более мощные и надежные.

Мощность дизельного генератора может достигать 2-х тысяч кВт. Но самыми распространенными являются модели мощностью от 6-ти до30-ти киловатт.

Средний ресурс наиболее распространенных моделей до первого небольшого ремонта составляет 5000 часов. Модели с жидкостным охлаждением предназначены в основном для промышленного применения. Они могут быть высокооборотными и низкооборотными. Низкооборотные имеют большее время непрерывной работы, больший ресурс и меньше потребляют топлива.

Недостаток дизельного генератора

Недостаток – большие габариты, вес и цена по сравнению с высокооборотными.

Типы дизель генераторов

Есть генераторы синхронного и асинхронного типов. Синхронные устойчивы к перегрузкам и вырабатывают более стабильное напряжение. Они наилучшим образом подойдут в качестве резервного источника в медицинских учреждениях и для других аналогичных потребителей.

За счет более низкой цены для обеспечения потребностей частного домовладения или офисного помещения достаточно хорошо подходит асинхронный генератор. Цена – его основное преимущество.

Современные дизельные генераторы работают достаточно тихо для того, чтобы можно было размещать их в непосредственной близости от жилых или рабочих помещений. Установка и монтаж не представляют каких-либо трудностей и не занимают много времени - они могут использоваться практически сразу. Подключение потребителей также простое и быстрое.

Обзор моделей дизельных генераторов

Рассмотрим некоторые популярные устройства, имеющиеся на рынке:

Название

Номиналь

ная

мощность,

кВт

Максималь

ная мощность,

кВт

Мощность

Двигателя,

кВт

Тип

запуска

Вес,

кг

Цена,

$

Champion

DG2200E

1,7

2

4,2

электро

62

663

Fubag DS3500 

2,8

3,2

5

электро

65

922

Champion

DG6000E

4,5

5

10

электро

98

944

Champion

DS6500E-3

5

5,5

8,5

электро

92

1014

Hyundai

DHY6000LE

5

5,5

10

электро

114

1092

Huter

LDG3600CLE

 

2,5

2,8

6

электро

85

1120

Fubag DS5000ES

4,5

5

7,7

электро

100

1182

В данной таблице представлены наиболее дешевые и достаточно надежные дизельные генераторы известных и хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Мощные устройства бельгийского производства, которыми могут заинтересоваться промышленные потребители и организации, представлены в таблице ниже:

Название

Номиналь

ная

мощность,

кВт

Максималь

ная мощность,

кВт

Мощность

Двигателя

Тип

запуска

Вес,

кг

Цена,

$

Europower

EP250TDE

200

220

293л.с.

электро

2037

30090

Europower

EP325TDE

260

286,4

380л.с.

электро

2617

35812

Europower

EP130TDE

104

114,4

151

электро

1403

19720

Europower

EP150TDE

106,4

144

180

электро

1673

21480

Europower

EP180TDE

120

132

180

электро

1673

26035

Europower

EP200TDE

160

176

240

электро

1797

27070

Europower

EP275TDE

220

242,4

327

электро

2167

32890

Данные генераторы оснащаются надежными двигателями известных производителей.

allalternativeenergy.com

Дизельный генератор: принцип работы и устройство

8-800-3333-701 по России бесплатно Оставить заявку
  • О нас
    • Производство
    • Партнеры и сертификаты
    • Вакансии
    • Сотрудники
  • Продукция
    • Дизельные электростанции (ДЭС) >
      • Серия Premium
      • Scania (Швеция), 200 - 630 кВт
      • FPT-Iveco (Италия), 15 - 500 кВт
      • Perkins (Англия), 10 - 2000 кВт
      • John-Deere (США), 20 - 150 кВт
      • Mitsubishi (Япония) 600 – 1920 кВт
      • Volvo-Penta (Швеция), 60 - 500 кВт
      • Серия Professional
      • ЯМЗ (Россия), 60-400 кВт
      • ММЗ (Беларусь), 10-100 кВт
      • ТМЗ (Россия), 200-315 кВт
    • Варианты исполнения электростанций >
      • Стационарный дизель-генератор (ДЭС на раме)
      • ДГУ/ДЭС в контейнере
      • Дизельный генератор (электростанция) в кожухе
      • Дизельная электростанция в контейнере Север
      • Дизельный генератор в контейнере Север-М
      • Передвижная дизельная электростанция (ДЭС)
      • Дизельные генераторы с автозапуском
    • Варианты назначения электростанций >
      • для АПК
      • для вооруженных сил
      • для ЖКХ
      • для МЧС
      • для производства и заводов
      • для строительства
      • для больниц
      • для энергетики
      • для АЗС

www.comd.ru

Дизельный генератор особенности назначение применение

Дизельный генератор JCBДизельный генератор – это источник электроснабжения, установка, преобразующая механическую энергию вращения коленвала ДГ внутреннего сгорания в электроэнергию, которая вырабатывается альтернатором.

Для обозначения автономных дизельных источников электроснабжения меньшей мощности в литературе используют термин дизель-генератор (ДГ), для более мощных – дизельная электростанция (ДЭС).

Принцип работы дизельного генератора

Энергия расширения газов, которая образуется при сгорании топлива, воспламененного от сжатия, и преобразуется в механическую энергию вращения коленвала с помощью кривошипно-шатунного механизма. Ротор электрогенератора, приводимый от двигателя, вращается, возбуждая электромагнитное поле, и создает индукционный переменный ток в обмотке генератора. Ток подается на выход потребителю.

Основные компоненты дизельного генератора – это:

1.дизельный двигатель с подсистемами жизнеобеспечения2. система автоматического управления, мониторинга и контроля3. альтернатор — синхронный или асинхронный генератор переменного тока4. рама, на основании которой крепится оборудование.

Двигатели, применяемые в дизельных генераторах

По способу охлаждения двигатели бывают воздушного охлаждения, которые применяют в дизельных генераторах небольшой мощности и жидкостного охлаждения (вода, тосол).

По способу подачи воздуха двигатели в дизельных генераторах бывают с турбонаддувом, с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха и без турбонаддува.

Если сравнивать дизельные генераторы с бензиновыми, то у них больше преимуществ: меньший расход топлива, высокая производительность, хорошая пожаробезопасность. Такие качества важны, если дизельный генератор используется длительное время в качестве основного автономного источника электроснабжения.

Дизельные генераторы выпускают в соответствии со специальными требованиями заказчиков. Чаще всего встречаются следующие варианты: с кожухом или без него, стационарное или мобильное исполнение. Кроме того, существуют дизельные генераторы, которые используют в соответствии с климатом места эксплуатации – морские, северные и тропические.

По способу получения электромагнитного поля дизельные генераторы бывают синхронными и асинхронными. Асинхронные более надежны и долговечны: они не создают радиопомех, однако плохо переносят длительные перегрузки без встроенной системы «стартового усиления» в отличие от синхронных видов.

Также дизельные генераторы бывают трехфазные и однофазные. Трехфазные электростанции имеют более высокий КПД, а также выдают напряжение 220 Вт и 380 Вт.

Наконец, дизельные генераторы бывают стационарные, портативные и передвижные.

Дизельные генераторы широко используют как автономные источники резервного или основного снабжения электричеством. Когда в централизованной сети полностью отсутствует энергоснабжение, дизельный генератор является основным источником, в случае сбоев в работе – резервным. Главная задача дизельного генератора – это обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии.

Как резервные источники дизельные электростанции применяют в банковских учреждениях, офисах, промышленных предприятиях, медицинских и учебных учреждениях. Таким образом, можно предотвратить отключение важных аппаратов и оборудования, продолжить «жизнедеятельность» предприятия в обычном режиме, а также сохранить собственные материальные ресурсы. Всем известен плачевный пример отключения электричества в 1977 году в Нью-Йорке, когда грабители нанесли огромный ущерб государству. Как автономный источник питания дизельный генератор используется в удаленных загородных домах, на фермах, в вахтовых поселках.

dieselco.ru

Принцип работы дизельных генераторов | EN-PROF.RU

Дизельные генераторы представляют собой автономную установку, вырабатывающую электрическую энергию. Под воздействием вращения коленчатого вала, генератор тока преобразует механическую энергию в электрическую. Кроме названия дизельный генератор также часто встречается обозначение электростанция, либо дизель генератор. Дизельный генератор состоит из нескольких основных узлов:-Двигатель внутреннего сгорания-Генератор, преобразующий энергию-Система управления-КаркасТакже дополнительно дизель генераторы могут снабжаться охлаждающими системами, системами защиты и различными дополнительными устройствами. Особо мощные установки монтируются внутри цельного каркаса и имеют системы контроля и управления. На раме крепится все остальное оборудование. Дизельный двигатель может охлаждаться, как воздухом (устанавливается вентилятор), так и водой (с помощью радиатора). Также возможно и масляное охлаждение двигателя.Принцип работы дизельных генераторов практически не отличается от работы бензиновых установок. Основное различие кроется лишь в способе сжигания топлива. У дизельных агрегатов воспламенение смеси в цилиндре происходит под воздействием высокого давления, тогда как в бензиновых моторах топливо зажигается от свечей накала. После воспламенения солярки, она взрывается, выталкивая поршень вперед, тем самым проворачивая вал. Таким образом, совершая последовательные движения, поршни приводят во вращение вал.Во время сгорания топливной смеси происходит нагревание двигателя, поэтому все дизельные генераторы снабжаются системами охлаждения. Принцип работы системы подачи топлива в таких двигателях достаточно прост – с бака, находящегося на корпусе генератора, солярка подается к топливному насосу, откуда она через форсунки впрыскивается в цилиндры.После сгорания топлива выделяются выхлопные газы. Существуют модели дизельных генераторов, в которых эти газы нагнетают турбину, за счет чего мощность установки увеличивается. Такие моторы называют турбированными. Более подробную информацию об этом типе генераторов вы сможете найти в статье Википедии.Итак, поступательная энергия движения поршней преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Он в свою очередь вращает ротор электрогенератора, который, находясь в обмотке, возбуждает электромагнитное поле. В результате на обмотке появляется переменный ток, он и поступает к источнику потребления.Общий принцип работы генераторов на дизеле идентичен описанному, однако может отличаться незначительными моментами в зависимости от типа и мощности установки. Так, существуют однофазные и трехфазные генераторы, соответственно принцип преобразования тока у них различен. Выбор одного из этих двух типов генератора зависит от того, от какого тока питается потребитель.Также устройство дизельных генераторов может отличаться в зависимости от того, в каких условиях они используются. Маломощные модели в основном являются мобильными и могут представлять собой несколько конструкций: самая простая – генератор установлен в раме, генератор монтируется на салазках и генератор устанавливается на колесах. Особо мощные дизельные генераторы являются стационарными и монтируются по месту эксплуатации.Если сравнивать дизельный генератор с бензиновым, то первый имеет ряд существенных преимуществ. Так, дизельные установки потребляют меньшее количество топлива, при равной выработке электроэнергии. Кроме того, ресурс дизельных моторов на порядок выше, чем у бензиновых двигателей. Эксплуатация такого резервного источника питания также дешевле. За счет того, что солярка в обычных условиях не воспламеняется, дизельные генераторы являются более пожаробезопасными.Существуют, конечно, и некоторые недостатки, свойственные дизель генератором. Так, повышенный шум и вибрация – это вечная проблема установок, работающих на солярке. Проблемы могут возникнуть и при эксплуатации таких генераторов в условиях пониженных температур. Как известно, солярка легко замерзает и без применения специальных добавок быстро превращается в густую субстанцию, которая не проходит по топливной системе.Тем ни менее современные дизель генераторы могут снабжаться различными подогревателями и другими устройствами, обеспечивающими пуск двигателя при любых отрицательных температурах. Применяют такие установки в основном там, где нужно продолжительное и бесперебойное снабжение потребителя электроэнергией. Т.е. дизельные генераторы хороши для долгих работ, а бензиновые – для кратковременных.Область применения дизельных генераторов достаточно широкая – начиная от источника питания для переносного электроинструмента, заканчивая резервным энергоснабжением крупных промышленных и производственных объектов. Отличаясь долговечностью, надежностью, ремонтопригодностью и дешевизной эксплуатации, дизель генераторы завоевали популярность во всех сферах деятельности человека.

en-prof.ru

Что такое дизель-генератор и как он работает?

Дизель-генераторы - это очень полезные и нужные машины, поставляющие нам электроэнергию при отсутствии централизованного сетевого электроснабжения или во время отключения электропитания, предотвращая нарушение повседневной деятельности и деловой активности. Дизель-генераторы выпускаются в самых разных конфигурациях для использования во множестве различных ситуаций. В следующих разделах мы рассмотрим функции дизель-генератора, его основных компонентов, а также работу дизель-генератора в качестве вторичного источника электроэнергии в жилых и промышленных помещениях.

КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР? 

Электрический генератор представляет собой устройство, преобразующим механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электрическую энергию на выходе.

Важно понимать, что сам генератор на самом деле не "создаёт" электрическую энергию. Вместо этого, он использует механическую энергию, подаваемую в него от дизельного (или любого другого) двигателя, чтобы заставить электрические заряды в проводах его обмотки двигаться через внешнюю электрическую цепь. Этот поток электрических зарядов и представляет собой выходной электрический ток, поступающий от генератора. Этот механизм можно понять, сравнив генератор с водяным насосом, который выдаёт поток воды, но на самом деле не "создаёт" воду, протекающую через него.

Современный генератор работает на принципе электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831-32 годах. Фарадей обнаружил, что указанный выше поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, который содержит электрические заряды, в магнитном поле. Это движение создает разность потенциалов между двумя концами провода или электрического проводника, которая, в свою очередь, заставляет электрические заряды течь, таким образом, генерируя электрический ток. 

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ГЕНЕРАТОРА.

Основные компоненты автономного электрического генератора можно определить следующим образом (см. рисунок ниже):(1) Двигатель (2) Генератор (3) Топливная система (4) Регулятор напряжения (5) Система охлаждения(6) Система смазки (7) Зарядное устройство (8) Панель управления (9) Несущая рама(10) Система выпуска и глушения

Описание основных компонентов дизель-генератора.

(1) Двигатель 

Двигатель является источником входной механической энергии для генератора. Размер и мощность дизельного двигателя прямо пропорциональны максимальной выходной мощности генератора. Есть несколько факторов, которые нужно иметь в виду, при оценке двигателя вашего генератора. Производитель двигателя обычно публикует всю информацию для правильной и безопасной эксплуатации своего изделия, а также полный перечень и графики его технического обслуживания. 

(А) Тип используемого топлива.Двигатели внутреннего сгорания для генераторов могут работать на разных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном виде), или природный газ. Небольшие и маломощные двигатели обычно работают на бензине, а более крупные - на дизельном топливе, жидком пропане или природном газе. Некоторые двигатели могут работать на двух видах топлива: на дизельном топливе и на природном газе. 

(B) Чаще всего, двигатели внутреннего сгорания бывают с верхним расположением клапанов (OHV). Они отличаются от других двигателей тем, что впускные и выпускные клапаны двигателя расположены сверху, в головке цилиндра двигателя, а не на блоке двигателя. Двигатели OHV имеют ряд преимуществ по сравнению с другими системами:

  • компактный дизайн 
  • простой механизм работы 
  • прочность 
  • удобство в обслуживании 
  • низкий уровень шума во время работы 
  • низкий уровень выбросов

Тем не менее, OHV-двигатели на сегодняшний день всё же являются более дорогими, чем двигатели других типов. 

(C) Использование чугунных втулок (СНГ) в цилиндрах двигателя. Это уменьшает износ и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство современных OHV-двигателей оснащены СНГ. Наличие чугунных втулок не сильно удорожает общую стоимость двигателя, но при этом играет важную роль в долговечности двигателя, особенно если вы должны использовать свой генератор часто или в течение длительного времени.

(2) Генератор переменного тока. 

Генератор переменного тока, также известный как "alternator", является важной частью всей системы и служит для преобразования механической энергии, подаваемой от двигателя, в электрическую энергию. Генератор содержит набор стационарных и подвижных частей, заключенный в общий корпус. Все компоненты работают совместно, чтобы обеспечить относительное перемещение проводников между магнитными и электрическими полями, которые, в свою очередь, генерируют электричество. 

(А) Статор - это неподвижная часть генератора. Он содержит набор электрических проводников, уложенных особым образом на железном сердечнике. 

(B) Ротор / Якорь - это подвижная часть электрогенератора, которая производит вращающееся магнитное поле в любым из следующих трех способов:

  • по индукции - они известны как бесщёточные генераторы и, как правило, используются в больших генераторов.
  • постоянными магнитами - этот способ реализован в небольшом количестве разработок. 
  • при использовании возбудителя - небольшого источника постоянного тока (DC), который возбуждает ротор через узел контактных колец и щеток.

Ротор генерирует магнитное поле, движущееся вокруг статора, которое вызывает разность потенциалов между обмотками статора. Это приводит к появлению переменного тока (AC) на выходе генератора.

Ниже приведены факторы, которые необходимо иметь в виду при оценке генератора:

(А) Металлический или пластиковый корпус - полностью металлический дизайн обеспечивает прочность генератора. Пластиковые корпуса деформируются со временем и вызывают движение некоторых частей генератора, которые должны быть неподвижными. Это увеличивает износ и, что более важно, является опасным при эксплуатации. 

(B) шарикоподшипники против игольчатых подшипников: шариковые подшипники являются более предпочтительными и долговечными. 

(C) Бесщеточный дизайн - генератор, который не использует в своей конструкции щётки, требует меньше обслуживания, а также производит более "чистое" и стабильное электричество.

(3) Топливная система

Топливный бак обычно имеет достаточную ёмкость, чтобы обеспечить дизель-генератор в среднем на 6-8 часов работы. В маленьких генераторах топливный бак является частью рамы генератора или смонтирован на верхней части корпуса. Для коммерческих применений часто бывает необходимо установить внешний топливный бак большой ёмкости для обеспечения более длительной непрерывной работы без дозаправки. В общем случае топливная система включает в себя следующее: 

(А) Трубопроводы из топливного бака к двигателю - линия подачи направляет топливо из бака в двигатель и обратной линии, направляющая топливо от двигателя обратно в бак. 

(B) Вентиляционная труба для топливного бака - топливный бак имеет вентиляционную трубу, чтобы предотвратить наращивание давления или вакуума во время заправки и дренажа бака. 

(C) Трубопровод перелива из топливного бака к дренажной трубе - Это необходимо, чтобы любое переполнение во время заправки бака не вызвало утечку топлива на генераторную установку. 

(D) Топливный насос - перекачивает топливо из основного бака к двигателю. Топливный насос, как правило, имеет электрический привод. 

(Е) Топливный водоотделитель / Топливный фильтр - служит для отделения воды и посторонних веществ от жидкого топлива, чтобы защитить другие компоненты генератора от коррозии и загрязнения. 

(F) Топливные форсунки - служат для мелкодисперсного распыления жидкого топлива в необходимом количестве в камеру сгорания двигателя.

(4) Регулятор напряжения 

Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора. Механизм его работы описан ниже по каждому компоненту, играющему важную роль в циклическом процессе регулирования напряжения.

(А) Регулятор напряжения осуществляет преобразование переменного тока в постоянный: регулятор напряжения отбирает небольшую часть с выхода генератора переменного тока и преобразует его в напряжение постоянного тока. После этого регулятор напряжения передает этот постоянный ток к набору вторичных обмоток в статоре, известных как обмотки возбуждения. 

(В) Обмотки возбуждения: преобразование постоянного тока в переменный ток. Обмотки возбуждения  функционируют аналогично первичным обмоткам статора и вырабатывают небольшое количество переменного тока. Обмотки возбуждения соединены с устройствами, которые называются вращающиеся выпрямители. 

(С) Вращающиеся выпрямители служат для преобразования переменного тока, порожденного обмотками возбуждения, обратно в постоянный ток. Этот постоянный ток подаётся в ротор, чтобы создать электромагнитное поле, в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора.

(D) Ротор предназначен для преобразования постоянного тока в переменный ток: ротор на этом этапе начинает производить большее напряжение через обмотки статора, чем то, которое в настоящее время производит генератор.

Этот цикл продолжается до момента, когда генератор начнёт вырабатывать выходное напряжение, эквивалентное напряжению при его полной производственной нагрузке. В то время, когда напряжение на выходе генератора увеличивается, регулятор напряжения начинает производить меньше постоянного тока. После того, как генератор достигает полной мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и теперь производит просто достаточное количество постоянного тока для поддержания выхода генератора на полном рабочем уровне.

Когда нагрузка на генератор возрастает, его выходное напряжение немного понижается. Это заставляет регулятор напряжения действовать и снова начинать описанный выше цикл. Цикл продолжается снова до выхода генератора на свою полную рабочую мощность.

(5) Система охлаждения 

Непрерывное использование дизель-генератора вызывает нагревание различных его компонентов из-за тепла, выделяемого при сгорании топлива. Важно иметь систему охлаждения и вентиляции для полного отвода тепла, выделяемого в процессе работы.

Пресная вода довольно часто используется в качестве хладагента для генераторов, но её использование в основном сводятся к конкретным ситуациям, таким как в небольших генераторах в городских условиях или, наоборот, очень больших установок мощностью 2250 кВт и выше. Иногда в качестве хладагента для обмоток статора крупных генераторных агрегатов используется водород, так как он более эффективно поглощает тепло по сравнению с другими охлаждающими жидкостями. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который содержит дистиллированную воду в качестве охлаждающей жидкости. Вот почему очень большие генераторы часто имеют большие градирни рядом с ними. Для большинства других распространенных приложений, как жилых так и промышленных, в качестве основной системы охлаждения, как правило, работает стандартный радиатор и воздушный вентилятор, установленный на дизель-генератор.

Очень важно проверять уровни охлаждающей жидкости генератора ежедневно. Система охлаждения и водяная помпа требуют регулярной  промывки во время проведения регламентного техобслуживания: в рекомендациях производителей указывается соответствующее количество мото-часов. Дизель-генератор должен быть установлен в хорошо проветриваемом помещении, имеющем подачу свежего воздуха.  

(6) Система смазки 

Поскольку дизель-генератор содержит множество подвижных деталей в двигателе, он требует смазки, чтобы обеспечить бесперебойную работу в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, находящимся в картере двигателя и в масляных фильтрах. Требуются регулярные проверки уровня смазочного масла через каждые 8 ​​часов работы дизель-генератора.Также необходимо проверить установку на наличие любых утечек и проводить замену смазочного масла при наработке мото-часов, указанных производителем двигателя.

(7) Зарядное устройство

Запуск дизель-генератора чаще всего происходит от батарейного питания. Зарядное устройство позволяет сохранить аккумуляторные батареи полностью заряженными с помощью "плавающего" напряжения. Если это напряжение будет низким, батарея будет оставаться разряженной. Если зарядное напряжение очень высоко, то это сокращает срок службы аккумуляторной батареи. Зарядные устройства, как правило, изготовлены из нержавеющей стали, чтобы предотвратить коррозию. Они также полностью автоматические и не требует каких-либо корректировок или настройки должны. Выходное напряжение зарядного устройства обычно устанавливается на уровне 2,33 В на элемент для свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядное устройство имеет изолированный выход напряжения постоянного тока для предотвращения влияния на нормальное функционирование генератора.

(8) Панель управления 

Панель управления - это пользовательский интерфейс дизель-генератора. Панели от разных производителей имеют различные возможности и функции. Некоторые из этих возможностей перечислены ниже. 

(A) Электрический запуск и выключение - панели управления с автоматическим запуском позволяют автоматически без участия оператора запустить дизель-генератор во время аварийного отключения основного электропитания, контролировать параметры генератора во время его работы и автоматически заглушить установку, когда она больше не требуется. 

(B) Датчики двигателя - различные датчики показывают оператору такие важные параметры, как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяют иметь встроенную функцию отключения дизель-генератора, когда любой из параметров выйдет за пределы соответствующих пороговых уровней. 

(C) Датчики генератора - панель управления также имеет индикаторы и счетчики для измерения выходного тока, напряжения, рабочей частоты и других параметров выработки электричества. 

(D) Другие виды контроля - селектор переключения фаз, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) и многие другие.

(9) Несущая  рама

Все генераторы, переносные или стационарные, имеют специально приспособленные корпуса, рамы или кожухи, которые обеспечивают структурную базу. Рама также позволяет заземлять всю установку для обеспечения безопасности. Рама обеспечивает необходимую конструктивную жесткость всей конструкции и предназначена для закрепления отдельных агрегатов, механизмов и систем. К ней также могут прикрепляться шумозащитные экраны, кожухи для защиты от атмосферных осадков и другие элементы. Довольно часто в качестве кожухов для мощных дизель-генераторов используются специально доработанные морские контейнеры.

(10) Выхлопная система и глушитель

Выхлопные газы выпускаемые дизель-генератором, так же, как и выхлопные газы от любого другого дизельного или бензинового двигателя содержат высокотоксичные химические вещества, которые должны быть надлежащим образом отведены от установки. Следовательно, важно установить соответствующую выхлопную систему. Эта важная система не может быть переоценена, потому, что отравление угарным газом остается одним из самых распространенных причин для смерти людей в районах пострадавших от стихийных бедствий, где работает большое количество дизель-генераторов, потому что люди, как правило, даже не думают об этом, пока не станет слишком поздно.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть расположены отдельно от дизель-генератора и не должны быть жестко связаны с двигателем генератора. Выхлопные трубы, как правило, связываются с двигателем при помощи гибких соединителей чтобы свести к минимуму вибрации и предотвратить повреждения выхлопной системы дизель-генератора. Выхлопная труба заканчивается на открытом воздухе и должна быть удалена от дверей, окон и других проемов в доме или здании. Необходимо убедиться, что к выхлопной системе вашего дизель-генератора не подключена к какая-либо другая техника.Кроме отвода выхлопных газов, эта система выполняет ещё одну очень важную функцию - понижение уровня шума дизельного двигателя. В её состав всегда включается один или несколько глушителей, чтобы довести громкость до регламентированных законодательством и различными нормативами величин.

omega-prom.ru

Дизельный электрогенератор: какой выбрать | Моя дача

Оглавление:Дизельный электрогенератор: основные преимущества Дизельный электрогенератор для дома: недостаткиДизельные электрогенераторы для дачи: разновидностиКак выбрать дизельный электрогенератор: на что обращать внимание

Как ни крути, а приобретая какую-либо вещь, машину, приспособление и прочее, человек обращает внимание не только на ее возможности, но и на экономические выгоды. Электрогенератор в этом отношении отнюдь не является исключением. Экономическое обоснование его работы – это один из главных параметров работы электростанции. Как говорится, зачем за электроэнергию платить больше, если ее можно получать с минимальными затратами? Такое позволяет делать не каждый современный электрогенератор – несомненно, наиболее выгодными в эксплуатации считаются газовые электростанции, но и дизель тоже ничего. Именно о нем, а вернее о том, как выбрать дизельный электрогенератор, пойдет разговор в данной статье, в которой вместе с сайтом moyadacha.org мы разберемся с особенностями этой электростанции, изучим ее разновидности и ответим на вопрос, как ее выбрать?

электрогенераторы дизельные для дачи фото

Электрогенераторы дизельные для дачи фото

Дизельный электрогенератор: основные преимущества

Как птицу видно по полету, так и созданное человеком устройство по его преимуществам и недостаткам – именно они решают вопрос, быть или не быть этому приспособлению в быту. Перевесят достоинства, значит быть – если недостатков окажется больше, значит не быть. Так бывает далеко не с каждой вещью – довольно часто творение рук человека имеет равное количество достоинств и недостатков, и его судьбу решает важность того или иного достоинства. Дизельные бытовые электрогенераторы в этом отношении не исключение – они являются ярким примером востребованного изделия, в котором существенность плюсов перевешивает количество недостатков. К положительным моментам использования дизельных бытовых электростанций можно отнести не так уж и много моментов.

  1. Надежность и большой запас прочности дизельного двигателя внутреннего сгорания – само использование такой двигательной установки дает немало важных качеств электростанции. По сути, все они вытекают из него.
  2. Низкая стоимость электроэнергии – скажем так, сравнительно с бензиновым генератором. Если сравнивать с газовыми электростанциями, то им дизель несколько проигрывает по этому показателю.
  3. Короткий срок окупаемости, обусловленный отнюдь не запредельной стоимостью топлива.

О том, как выбрать хороший дизельный электрогенератор, смотрите в этом видео.

Кроме того, для дизельной домашней электростанции, а вернее для хранилища топлива, которое придется строить, выдвигаются менее жесткие требования. Если бензин вспыхивает мгновенно, то чтобы воспламенить дизельное топливо, придется изрядно постараться – в том же двигателе его взрывают под высоким давлением.

Дизельный электрогенератор для дома: недостатки

Некоторые недостатки дизельных электростанций тоже можно назвать существенными – в некотором роде они накладывают ограничения на область его применения. Самым существенным из них является неспособность, или правильнее будет сказать, плохая способность работать при низких температурах. Дизельный генератор вообще не в состоянии работать, когда температура воздуха опускается ниже 50 градусов по Цельсию и очень плохо стартует при температуре больше -15 градусов по Цельсию. Топливо густеет настолько, что без дополнительного подогрева оно не перемещается по трубопроводам – решается эта проблема только одним способом. Установкой дизельного генератора в отапливаемом помещении.

устройство дизельного электрогенератора фото

Устройство дизельного электрогенератора фото

Кроме этого недостатка, дизельэлектростанции имеют и другие отрицательные качества. К ним можно отнести следующие моменты.

  1. Высокий уровень шума, который в прямом смысле слова можно сравнить с гулом, возникающем при старте самолета или передвижении железнодорожного состава. Ведь 80-110 дБ – это не шутка, и переносить такой рокот человеку достаточно сложно. Как правило, подобные установки монтируют подальше от жилого строения.
  2. Прихотливы в эксплуатации. ТО для дизельного двигателя не то что рекомендовано, а прописано с завидной регулярностью. В противном случае будут наблюдаться перебои в работе, и об автоматическом старте можно будет говорить с натяжкой. В принципе, при соблюдении всех правил использования такие установки в состоянии служить очень долгое время.
дизельный электрогенератор фото

Дизельный электрогенератор фото

По большому счету, неисправимых минусов здесь практически нет – все вышеперечисленные недостатки скорее можно назвать особенностями, так как они решаются просто. Да, это дополнительные затраты, но если посчитать экономию, которую они дают, то эти затраты довольно быстро окупятся.

Дизельные электрогенераторы для дачи: разновидности

По большому счету, каких-либо особых разновидностей, которые могли бы выделить дизельные электростанции на фоне других электрических генераторов, не существует – разновидности у них точно такие же, как и у бензиновых, газовых и прочих подобных установок, которые для выработки электричества используют двигатель. Как и у всех них, отличия могут наблюдать в особенностях двигателя и самого генератора.

  1. Двигатель. Дизель есть дизель, и один мотор от другого практически ничем не отличается – разве что системой охлаждения, выбор которой обусловлен мощностью установки в целом. Скажем так, маломощные генераторы (максимум до 30кВт) оборудуют воздушной системой охлаждения – более мощные агрегаты, которые относят к промышленным установкам, дополнительно оснащаются еще и жидкостной системой охлаждения. Кроме того, дизельные электрогенераторы дополнительно могут разделяться на высокооборотные и низкооборотные соответственно – вторые отличаются способностью к длительной бесперебойной работе и могут использоваться для постоянного электроснабжения. Стоят они намного дороже и имеют большие габариты, но взамен вы получаете низкий расход топлива и большой моторесурс.
  2. Если говорить о части генератора, генерирующей электричество, то здесь тоже все стандартно. Они могут быть трехфазными и однофазными, синхронными и асинхронными. По количеству фаз все более или менее понятно – если в доме имеется хоть один потребитель, нуждающийся в напряжении 380V, то нужно приобретать трехфазный генератор. Также отдать предпочтение нужно ему еще и тогда, когда речь идет об энергоснабжении сравнительно большого дома – его потребителей можно равномерно распределить по всем фазам. Асинхронный генератор дизельный лучше выбирать тогда, когда не планируется его использование для электроснабжения потребителей с реактивной нагрузкой (холодильники и прочая бытовая техника, в работе которой задействован электродвигатель). Если таковые присутствуют, то лучше отдать предпочтение синхронному генератору. Вообще синхронные генераторы во всех отношениях лучше, так как именно они вырабатывают качественный ток и при этом практически не страдают от перегрузок. электрогенератор дизельный для дома фото

    Электрогенератор дизельный для дома фото

В общем-то, это и все разновидности, которые могут сыграть хоть какую-то роль при выборе – за исключением, конечно, характеристик дизельных генераторов. На них нужно обращать внимание при выборе в первую очередь.

Как выбрать дизельный электрогенератор: на что обращать внимание

Стандартно, как и при выборе генератора любого другого типа, при покупке дизельной электростанции для дома следует обращать внимание на следующие технические характеристики.

  1. Мощность. Зависит от суммарной мощности одновременно используемых в доме потребителей электроэнергии. При определении этого параметра генератора необходимо делать небольшой запас, чтобы техника не работала на пределе своих возможностей и служила как можно дольше. характеристика электрогенератора дизельного фото

    Характеристика электрогенератора дизельного фото

  2. Форма выходного сигнала. Довольно часто, чтобы удешевить продукцию, генераторы снабжают установками с неправильным током – большая часть потребителей от него работает, но такое тонкое оборудование, как газовые котлы отопления, делать этого не хотят. Кроме того, немного неадекватной реакцией на ток с таким сигналом отличаются электродвигатели. В общем, не хотите зла своей бытовой технике, тогда лучше выбирайте генераторы, у которых на выходе ток с правильной синусоидой. Особенно этот момент важен при выборе электрогенератора инверторного типа. .
  3. Время бесперебойной работы. Здесь все зависит от ваших потребностей и целей, которые вы преследуете, приобретая дизельный электрогенератор. Если он будет служить в качестве резервного источника, то это время может быть минимальным, если планируете использовать генератор для постоянного электроснабжения или просто в течение длительного времени, то здесь лучше отдать предпочтение максимуму. Вообще лучше ориентироваться на максимум, так как никогда не знаешь, как долго придется пользоваться автономным источником электроэнергии.

Естественно, решая вопрос, как выбрать дизельный электрогенератор, не следует забывать и о других вещах, которые с первого взгляда могут показаться незначительными. Например, наличие электронного стартера – следует понимать, что ручной стартер в виде веревочки, за которую придется дергать, дабы запустить аппарат в работу, не позволяет автоматизировать систему аварийного электроснабжения. Только генераторы с электронным стартером можно настроить в работу так, чтобы они самостоятельно включались тогда, когда в сети пропадает электроэнергия. Естественно, немаловажным моментом является и производитель дизельного электрогенератора – приобретая установку от непонятного «ШаражМонтажЛимитед», вы рискуете потратить деньги впустую. Всегда следует помнить, что жадный человек платит дважды, а сильно скупой трижды, а то и четырежды. Здесь не стоит учиться на своих ошибках, просто нужно довериться репутации производителя.

moyadacha.org