Двигатели для электростанций — Аверс Техно

1. Главная
2. Статьи
3. Двигатели для электростанций

Для обеспечения аварийного электроснабжения применяют
бензиновые генераторы, потому что этот тип электростанций самый
эффективный, долговечный и недорогой. Эти агрегаты идеальны для
оснащения электричеством загородных домов и дач. Наиболее
востребованными считаются генераторы имеющие мощность от 3 до 10
киловатт, которые способны обеспечить дом или дачу электроэнергией.
Бензиновые мини электростанции мобильны, экономичны, эффективны, не
дороги в обслуживании и незаменимы в хозяйстве. 

Выбор электростанций
При
покупке генератора, необходимо изучить его технические характеристики,
обратив внимание на мощность электростанции, двигатель, дополнительные
функции и производителя. Для освещения двухэтажной дачи, веранды,
гаража, поддержания работы водяной скважины, канализационной системы и
автоматического оборудования газового котла, требуется генератор
мощностью порядка 6 киловатт. Запас мощности электростанции должен на
20-30% больше суммарной электрической мощности всех электрических
потребителей дома или дачи. 
Двигатель – один из
основных показателей генератора, влияющих на его работоспособность. От
его надежности, безотказности, долговечности, удобства в эксплуатации и
обслуживании, зависят технические характеристики электростанции. Самыми
надежными и долговечными считаются бензиновые генераторы с двигателями
от лучших изготовителей, Honda, Briggs & Stratton, Subaru, Kohler.

Двигатели для электростанций 
Двигатели
Honda, выпускаемые только заводами этой компании – занимают лидирующее
место на рынке производителей двигателей для электростанций. Они
используются известными производителями в электрических генераторных
установках. Бензиновые генераторы компании Honda защищены от перегрузок и
перегрева, а так же от критического уменьшения уровня масла. Они
обладают безупречной надежностью, экономным расходом топлива, легким
запуском двигателя в любых климатических условиях, простотой в
управлении. Кроме того — это самые популярные типовые универсальные
электростанции, имеющие 12В выход для подзарядки аккумуляторных батарей,
большой топливный бак с датчиком уровня топлива, усиленную раму и
эффективный глушитель. Бензиновые генераторы Honda бывают однофазными
(230В) или трехфазными (400В), с номинальной мощностью от 1 до 12 кВт.
Запуск электрический или ручной.

Компания из Америки Briggs & Stratton,
для электростанций выпускает двигатели серий «Intek PRO» и «Vanguard»,
от трех до двадцати пяти лошадиных сил. Ресурс двигателей колеблется в
пределах трех — пяти тысяч мотто часов. Двигатели обеспечены системой
автоматической остановки, при достижении минимального уровня масла. Они
наделены усиленным распределительным валом, катушкой зажигания с высоким
качеством, высоким запасом прочности и возможностью беспрерывной
длительной эксплуатацией.

Двигатели Subaru
надежные, экономичные, долговечные, практичные, с незначительным
уровнем шума. Созданы для обеспечения надежной работы в любых
климатических условиях. Эти двигатели завоевали признание пользователей
всех стран. Двигатели Subaru имеют одно емкое преимущество — высокое
качество изготовления.
Двигатели американского
производителя Kohler добились большого успеха на мини генераторах.
Компания Kohler – одна из мировых лидеров по производству двигателей.
Мощность их составляет от 2,5 до 21кВт. Двигатели экономичны, надежны и
долговечны, с низким уровнем шума и встроенной системой сигнализации,
предупреждающей о недостаточном уровне масла.

Бензиновые
генераторы одновременно обеспечивают работу многих электроприборов, но
для использования более мощного оборудования, лучше купить
профессиональные электростанции, предназначенные для таких нагрузок.

Бензиновые и дизельные электрогенераторы

Прежде чем разобрать тему «принцип работы и устройство электрического генератора», нужно остановиться на основных электротехнических терминах.

Электрическая мощность, это произведение тока I (Амперы) и напряжения U (Вольты), измеряется в ВА (Вольт Амперах). Данная мощность ещё называется полной P=U x I (ВА). Она, в свою очередь, подразделяется на активную и реактивную.

Активная мощность измеряется в Ваттах. Она показывает значения потребления различных обогревательных электроприборов в момент их работы. В данном виде мощности вся электрическая энергия преобразуется в тепло. У активной мощности cos φ равен 1. Следовательно, если подключить к электрическому генератору только электроприборы выделяющие тепло, в конструкции которых нет электродвигателей, то можно использовать всю имеющуюся мощность бензинового или дизельного генератора.

Реактивная мощность (единица измерения Вольт-Амперы реактивные) — потребляют электрические двигатели и приборы, содержащие большие ёмкости, например фотовспышка. В этом показателе cos φ не равен 1 и отличается от прибора к прибору. Точно значение можно узнать из списка характеристик, указанных в документации устройства.

cos φ необходим для перевода полной мощности, выражаемой в Вольт-Амперах, перевести в более привычные Ватты. Мощность в Ваттах = Мощность в ВА х cos φ. Чтобы ярче показать взаимосвязь ВА и Вт можно представить кружку пива с пеной, так вот пиво с пеной — это ВА, а само пиво — это Ватты. 

cos φ — это угол сдвига между фазой напряжения и фазой тока, ещё cos φ называют коэффициентом мощности. Очень часто цифры в маркировке ИБП и генераторов обозначают мощность, выраженную в ВА, и, чтобы понять, какую мощность сможет выдать устройство в Ваттах, нужно это значение умножить на коэффициент мощности. 

электрический прибор	cos φ	мощность (Ватты)
электроплита	1	1200-6000
электрический обогреватель	1	500-2500
пылесос	0,9	500-2000
холодильник	0,95	150-600
компьютер	0,95	350-700
стиральная машина	0,9	1500-2500
электродрель	0,85	400-1000
болгарка	0,8	600-3000
перфоратор	0,85	500-1200
компрессор	0,7	700-2500
электромотор	0,7-0,8	250-3000
дуговая электросварка	0,3-0,6	1800-2500
СВЧ печь	1	700-2000

Пусковой ток свойственен исключительно электроприборам, оснащенным двигателем.

Пусковой ток представляет собой единовременное существенное повышение нагрузки, вызванное запуском устройства, так как электромотор при наборе оборотов требует существенно большей мощности, чем для стандартного режима работы. Следовательно, при подсоединении к генератору устройств, снабженных электродвигателями, суммарную нагрузку необходимо рассчитывать не по номиналу, указанному в паспорте этих приборов, а по мощности пусковых токов. Несмотря на то, что длятся они всего 1-3 секунды, они могут негативно сказаться на источниках электроэнергии, если пренебречь их значением и нагрузить генератор или стабилизатор. Ещё лучше, если источник электрической энергии работает с запасом по мощности процентов в 20%, так он прослужит вам достаточно долго. Ниже приведена таблица электрических приборов с примерным коэффициентом пусковых токов.

В свою очередь, полная мощность подразделяется на Активную и Реактивную мощности.

электроприбор	значение пускового тока	продолжительность пусковых токов (секунд)
электронагревательный прибор	(отсутствуют пусковые токи)	0
холодильник или морозильная камера	3	4
глубинный насос	3-7	3
компьютер	2	1
энергосберегающая лампа	2	1
циркуляционный насос	3-7	3
посудомоечная машина	3	1-3
кондиционер	3-5	1-3
микроволновая печь	2	2
стиральная машина	3-5	1-3
УШМ (болгарка)	2	2
пылесос	1,5	2
перфоратор	3	2
мойка высокого давления	3-5	2

Форма выходного напряжения. Если посмотреть через осциллограф (прибор отображающий форму напряжения) в линиях электропередачи, а значит и в розетке напряжение представлено в виде волны (чистой синусоиды), такая форма напряжения идеальна для работы всей техники. Бензиновые или дизельные генераторы выдают пилообразное напряжение, которое подходит для большинства электроприборов, но такая форма категорически не подходит для работы котлов отопления. Есть класс электроустановок — инверторные генераторы, у них на выходе синусоидальное напряжение. На выходе некоторых типов ИБП (off-line или line-interactive) может быть аппроксимация синусоиды (прямоугольники), что так же не допускается для электроснабжения насосов и энергозависимого котла.

Электрогенератор — электротехническое устройство, которое преобразует механическую энергию от работы двигателя в электрическую энергию. Генераторы получили широкое распространение из-за своей относительной дешевизны, по сравнению с другими источниками электроэнергии, и за широкий мощностной ряд. Дополнительно генератор можно оборудовать системой автозапуска и получится универсальная система резервного электроснабжения.

Электрогенераторы могут оснащаться различными двигателями: работающими на бензине или на дизельном топливе. Первые значительно дешевле вторых, но, к сожалению, обладают меньшим ресурсом эксплуатации. Средний срок работы бензинового двигателя составляет от 500 до 1500 часов, дизельного – 3000-7000 моточасов. Дизельные установки, оснащенные системой жидкостного охлаждения и двигателем на 1500 об/мин, способны проработать без ремонта до 40000 часов. На бензиновые установки мощностью до 1 кВа ставят, как правило, 2-х тактные двигатели, на генераторы свыше 1000 ВА устанавливаются 4-х тактные двигатели. Станции с бензиновым двигателем весят легче по сравнению с дизельными двигателями. Но у дизельных электростанций есть несколько плюсов: более высокий КПД, меньший расход топлива, больший крутящий момент, они лучше переносят частое подключение техники с большими пусковыми токами. Среди недостатков – высокий уровень шума, сложность запуска в морозы и бОльшая стоимость ремонта. Дизельный генератор должен работать с нагрузкой минимум 40% от своей мощности, в противном случае произойдёт закоксованность цилиндра.

По типу охлаждения генераторы разделяют на две группы: с охлаждением воздухом и жидкостью, при этом первые распространены гораздо больше. Маломощные генераторы до 12-20 кВа имеют воздушное охлаждение, что накладывает на них ограничение по времени непрерывной эксплуатации. Агрегаты с воздушным охлаждением можно непрерывно эксплуатировать не более 6-8 часов, потом станцию нужно остановить и дать остыть мотору, и не имеет значения, какой тип двигателя, бензиновый или дизельный установлен на генераторе.

Электрогенераторы с жидкостным охлаждением снабжены исключительно дизельными двигателями, данный тип генераторов называют ДГУ (дизельная генераторная установка). Наименьшая электрическая мощность станций с данным типом охлаждения начинается с 6 кВа, но, как правило, это генераторы с минимальной мощностью в 12-15 кВа. ДГУ можно эксплуатировать в непрерывном режиме, останавливая генератор, только на ТО и на дозаправку топливом.

Заявленная электрическая мощность генераторов выражена в ВА, цифры в наименовании станции обозначают Вольт-Амперы, чтобы перевести мощность в Ватты, их нужно умножить на cos φ. У современных станций cos φ равен 1, чаще распространены генераторы с cos φ равным 0,9 или 0,8. Цифры в модели электрогенератора обозначают максимальную мощность, превышающую показатели обычной работы. Под максимальной нагрузкой Р агрегат сможет проработать лишь 20-30 минут, после чего произойдет перегрев. Следовательно, нельзя нагружать генератор на полную (максимальную) мощность, и данный запас мощности нужен для поглощения пусковых токов.

Генераторная установка состоит из двух основных компонентов: мотор и альтернатор (генератор) — устройство, которое вырабатывает переменное напряжение. Альтернаторы бывают синхронные и асинхронные, щёточные и бесщёточные, однофазные (220 Вольт) и трёхфазные (380 Вольт). Самыми современными альтернаторами являются синхронные бесщёточные. У них длительный ресурс работы, они хорошо выдерживают пусковые токи, вырабатывают выходное напряжение высокого качества благодаря системе AVR. Автоматический регулятор выходного напряжения или, как он ещё называет AVR, предназначен для стабилизации напряжения генератора при изменении оборотов работы двигателя.

Покупать однофазный или трёхфазный генератор выбирает сам потребитель в зависимости от того, есть у него трёхфазные потребители электрического тока или нет. К трёхфазной станции можно подключить как однофазные приборы в 220 вольт, так и трёхфазные, потребляющие 380 вольт. Но нужно понимать, покупая, например, трёхфазный генератор на 6 кВт, на одну фазу данный агрегат выдаст только 2 кВт, то есть к трёхфазному генератору мощностью в 6 кВт нельзя подключить даже электрический чайник, потребляющий 2.2 кВт. Заявленную мощность в 6 кВт трёхфазная станция выдаёт для трёхфазного потребителя. Следовательно, если у вас нет трёхфазных потребителей в доме, то нет никакого смысла покупать трёхфазный генератор, а вот если у вас есть, например, трёхфазный станок, то вам требуется только трёхфазный генератор. Очень распространенно одно заблуждение — если к дому подведено трёхфазное напряжение, то и генератор нужно покупать трёхфазный. Да к дому подведено три фазы, но в доме-то проводка везде однофазная, есть естественно и исключения, и в доме может находиться трёхфазная розетка, например для электрической плиты, но, как правило, везде в розетках 220 вольт. По сути, подведённая трёхфазная сеть, это три линии электропередач по 220 вольт, подключённых к одному дому. Так вот, даже если у вас к дому подведено три фазы, но нет трёхфазных потребителей, устанавливайте однофазный генератор. Электрик при подключении сможет дать напряжение от однофазной станции на все три линии, или можно проложить по дому одну резервную линию, к которой будут подсоединены электроприборы, которые должны будут работать от генератора.

Нагрузка подсоединяется к генераторам через обычные розетки. Есть два типа розеток на 16 Ампер и на 32 Ампера. Как правило, у генератора, начиная от мощности 6 кВа, есть несколько розеток на 16 Ампер, и одна на 32 Ампера. Точное количество розеток каждого вида можно уточнить непосредственно во время покупки.

Запуск агрегата, в зависимости от модели, может осуществляется двумя способами: тросиком вручную или электростартером, работающим от аккумулятора. При этом все генераторы с воздушным охлаждением, оснащенные электростартером, снабжены тросом для ручного запуска двигателя. Существуют электрогенераторы, позволяющие установить систему автозапуска АВР (автоматический ввод резерва). Данная система при понижении входного напряжения сети ниже определённого значения отключает внешнюю сеть и запускает в работу двигатель генератора, когда восстанавливается подача напряжения из электрической сети, двигатель глушится и в дом начинает подаваться сетевое электричество.

Электрические генераторы могут поставляться с дополнительными опциями, такими как:

• шумозащитный кожух;
• увеличенный по ёмкости топливный бак;
• вольтметр и амперметр;
• встроенная система АВР;
• электростартер;
• ручки и колёса для транспортировки;
• шумопоглощающий глушитель.

Выходная форма напряжения от обыкновенного генератора с воздушным охлаждением отличается от синусоидальной волны и наблюдается некоторый разброс параметров напряжения. Если технике, которую вы будете подключать к генератору, требуется напряжение повышенного качества, то есть инверторные генераторы. На выходе у них наблюдается чистый синус, напряжение значением в 220 вольт, частота переменного тока равна 50 Гц. По сравнению с обыкновенными генераторами инверторные более компактные, менее шумные, у них понижен уровень выброса вредных веществ, есть режим переключения на экономичный режим работы. 

Вопросы, на которые стоит ответить, прежде чем купить электрогенератор:

• Генератор — это основной или временный источник электроснабжения?
• Как часто и насколько интенсивно будет использоваться генератор?
• Известной и проверенной фирмы будет техника или китайский производитель?
• Нужен однофазный или трёхфазный альтернатор?
• Какая выходная мощность необходима? (Ответом будет значение суммы мощностей пусковых токов всех планируемых потребителей).
• Будет работать на бензине или дизельном топливе?
• Какая нужна ёмкость топливного бака? Она будет определять время автономной работы.
• Генератор нужен с системой автозапуска или без неё?
• Какие электроприборы будут подключаться к электростанции?

В связи с большим распространением энергозависимых котлов отопления, у потребителя часто возникает вопрос — можно ли использовать для электроснабжения котла отопления генератор? Многим котлам требуется выраженная фаза и нейтраль, у генератора нет выраженных фазы и нуля, там две полуфазы по 115 вольт. Чтобы получить ноль, нужно заземлить одну из полуфаз. Многим газовым котлам отопления требуется синусоидальное напряжение значением в 220 вольт, данную форму напряжения могут выдать только инверторные генераторы. Плюс нужно учесть тот факт, что при отключении света, кто-то должен завести генератор, а если это произойдёт ночью или когда все на работе?

Бензиновый или дизельный электрогенератор, по сути, является конструктором. Берётся двигатель, к нему подсоединяется соответствующий по мощности альтернатор, сваривается рама и топливный бак, устанавливается AVR, ставятся розетки, и различные индикаторы. Всё, генератор готов. Если на всех генераторах устанавливается одни и те же агрегаты, то зачем переплачивать и покупать генераторы известных и именитых марок? Важное кроется в мелочах. По своей сути, любая автомашина, это тоже набор запасных частей и агрегатов, произведённых специализированными заводами и собранных в конечное изделие на каком-то заводе. Но вопрос как собранно и из чего? Поэтому многие покупатели предпочитают приобретать европейские, японские или американские машины известных фирм, потому что они уверенны в качестве конечного продукта — автомобиля. Тоже самое касается и генераторов, нужно очень ответственно подходить к выбору генератора и приобретать известные и проверенные марки. Есть мировые лидеры в производстве двигателей общего назначения, которые устанавливаются на генераторы, есть мировые лидеры в производстве альтернаторов, систем автоматики. У двигателей и альтернаторов, разные ресурсы, есть только заявленные параметры, а есть заявленные и соответствующие действительности значения. У деталей и компонентов могут быть разные сплавы, разные материалы, степень и качество обработки поверхностей. Даже такой банальный пример, как качество сварки и покраски рамы электрогенератора. В итоге всё влияет на качество, долговечность и на то заведётся ли генератор, когда это потребуется или нет.

Как работает генератор?

Генераторы — это полезные устройства, которые обеспечивают подачу электроэнергии во время отключения электроэнергии и предотвращают прерывание повседневной деятельности или прерывание деловых операций. Генераторы доступны в различных электрических и физических конфигурациях для использования в различных приложениях. В следующих разделах мы рассмотрим, как работает генератор, основные компоненты генератора и как генератор работает в качестве вторичного источника электроэнергии в жилых и промышленных помещениях.

Как работает генератор?

Электрический генератор — это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электрическую энергию на выходе.

Важно понимать, что генератор на самом деле не «создает» электрическую энергию. Вместо этого он использует подводимую к нему механическую энергию для принудительного перемещения электрических зарядов, присутствующих в проводе его обмоток, через внешнюю электрическую цепь. Этот поток электрических зарядов составляет выходной электрический ток, подаваемый генератором. Этот механизм можно понять, если рассматривать генератор как аналог водяного насоса, который вызывает поток воды, но фактически не «создает» воду, протекающую через него.

Современный генератор работает на принципе электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем в 1831-32 гг. Фарадей обнаружил, что описанный выше поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, такого как проволока, содержащая электрические заряды, в магнитном поле. Это движение создает разность потенциалов между двумя концами провода или электрического проводника, что, в свою очередь, вызывает протекание электрических зарядов, генерируя электрический ток.

Основные компоненты генератора

Основные компоненты электрогенератора можно в целом классифицировать следующим образом:

• Двигатель
• Генератор
• Топливная система
• Регулятор напряжения
• Системы охлаждения и выхлопа
• Система смазки
• Зарядное устройство
• Панель управления
• Основная сборка/рама

Описание основных компонентов генератора приведено ниже.

Двигатель

Двигатель является источником входной механической энергии для генератора. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может обеспечить генератор. Есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при оценке двигателя вашего генератора. Следует проконсультироваться с производителем двигателя для получения полных технических характеристик двигателя и графиков технического обслуживания.

(a) Тип используемого топлива. Генераторные двигатели работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженной или газообразной форме) или природный газ. Двигатели меньшего размера обычно работают на бензине, а двигатели большего размера работают на дизельном топливе, сжиженном пропане, пропановом газе или природном газе. Некоторые двигатели также могут работать на двух видах топлива: дизельном и газовом.

(b) Двигатели с верхним расположением клапанов (OHV) по сравнению с двигателями без OHV. Двигатели с верхним расположением клапанов отличаются от других двигателей тем, что впускной и выпускной клапаны двигателя расположены в головке цилиндра двигателя, а не установлены на двигателе. блокировать. Двигатели с верхним расположением клапанов имеют ряд преимуществ перед другими двигателями, например:

• Компактный дизайн
• Упрощенный рабочий механизм
• Прочность 90 075
• Удобен в работе
• Низкий уровень шума при работе
• Низкий уровень выбросов

Однако двигатели с верхним расположением клапанов также дороже других двигателей.

(c) Чугунная гильза (CIS) в цилиндре двигателя – CIS представляет собой накладку в цилиндре двигателя. Снижает износ и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство двигателей с верхним расположением клапанов оснащены CIS, но важно проверить эту функцию в двигателе генератора. CIS — недорогая функция, но она играет важную роль в долговечности двигателя, особенно если вам нужно использовать генератор часто или в течение длительного времени.

 

Генератор

Генератор переменного тока, также известный как «генератор», представляет собой часть генератора, которая вырабатывает электрическую мощность на основе механического входа, поступающего от двигателя. Он содержит сборку неподвижных и подвижных частей, заключенных в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, что, в свою очередь, генерирует электричество.

(a) Статор – это неподвижный компонент. Он содержит набор электрических проводников, намотанных в витках на железный сердечник.

(b) Ротор/Якорь – это подвижный компонент, создающий вращающееся магнитное поле одним из следующих трех способов:

(i) Индукционный генератор. Известны как бесщеточные генераторы переменного тока, которые обычно используются в больших генераторах.
(ii) Постоянные магниты — обычно используются в небольших генераторах переменного тока.
(iii) С помощью возбудителя. Возбудитель представляет собой небольшой источник постоянного тока (DC), который питает ротор через узел токопроводящих контактных колец и щеток.

Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое индуцирует разность потенциалов между обмотками статора. Это производит переменный ток (AC) на выходе генератора.

Ниже приведены факторы, которые необходимо учитывать при оценке генератора переменного тока генератора:

(a) Металлический корпус в сравнении с пластиковым. Цельнометаллическая конструкция обеспечивает долговечность генератора переменного тока. Пластиковые корпуса со временем деформируются, что приводит к оголению движущихся частей генератора. Это увеличивает износ и, что более важно, опасно для пользователя.

(b) Шариковые подшипники по сравнению с игольчатыми подшипниками. Шариковые подшипники предпочтительнее и служат дольше.

(c) Бесщеточная конструкция. Генератор переменного тока, в котором не используются щетки, требует меньше обслуживания, а также производит более чистую энергию.

 

Топливная система

Объем топливного бака обычно достаточен для поддержания работы генератора в среднем от 6 до 8 часов. В случае небольших генераторных установок топливный бак является частью основания генератора или устанавливается на верхней части рамы генератора. Для коммерческого применения может потребоваться установка внешнего топливного бака. Все такие установки подлежат утверждению Департаментом городского планирования. Щелкните следующую ссылку для получения дополнительной информации о топливных баках для генераторов.

К общим характеристикам топливной системы относятся следующие:

(a) Соединение трубопровода от топливного бака к двигателю. Подающая линия направляет топливо из бака в двигатель, а обратная линия направляет топливо из двигателя в бак.

(b) Вентиляционная трубка топливного бака. Топливный бак имеет вентиляционную трубку для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и опорожнения бака. При заправке топливного бака следите за металлическим контактом между заправочным пистолетом и топливным баком, чтобы избежать искрения.

(c) Перепускной штуцер от топливного бака к сливной трубе – Это необходимо для того, чтобы любой перелив во время заправки бака не привел к проливанию жидкости на генераторную установку.

(d) Топливный насос – перекачивает топливо из основного бака хранения в расходный бак. Топливный насос обычно имеет электрический привод.

(e) Топливный водоотделитель/топливный фильтр — отделяет воду и посторонние частицы от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.

(f) Топливная форсунка – распыляет жидкое топливо и впрыскивает необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Регулятор напряжения
Как видно из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора. Механизм описан ниже для каждого компонента, который играет роль в циклическом процессе регулирования напряжения.

(1) Регулятор напряжения: преобразование переменного напряжения в постоянный ток. Регулятор напряжения потребляет небольшую часть выходного переменного напряжения генератора и преобразует его в постоянный ток. Затем регулятор напряжения подает этот постоянный ток на набор вторичных обмоток статора, известных как обмотки возбуждения.

(2) Обмотки возбудителя: преобразование постоянного тока в переменный ток. Обмотки возбудителя теперь работают аналогично первичным обмоткам статора и генерируют небольшой переменный ток. Обмотки возбудителя подключены к устройствам, известным как вращающиеся выпрямители.

(3) Вращающиеся выпрямители: преобразование переменного тока в постоянный – они выпрямляют переменный ток, генерируемый обмотками возбудителя, и преобразуют его в постоянный ток. Этот постоянный ток подается на ротор/якорь для создания электромагнитного поля в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора/якоря.

(4) Ротор/якорь: преобразование постоянного тока в переменное напряжение. Ротор/якорь теперь индуцирует большее переменное напряжение на обмотках статора, которое генератор теперь производит как большее выходное переменное напряжение.

Этот цикл продолжается до тех пор, пока генератор не начнет выдавать выходное напряжение, эквивалентное его полной рабочей мощности. По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения производит меньший постоянный ток. Как только генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает постоянный ток, достаточный для поддержания выходной мощности генератора на полном рабочем уровне.

При добавлении нагрузки к генератору его выходное напряжение немного падает. Это приводит в действие регулятор напряжения, и начинается описанный выше цикл. Цикл продолжается до тех пор, пока выходная мощность генератора не достигнет исходной полной рабочей мощности.

Система охлаждения и выпуска
(а) Система охлаждения
Постоянное использование генератора приводит к нагреву его различных компонентов. Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода тепла, образующегося в процессе.

Необработанная/пресная вода иногда используется в качестве охлаждающей жидкости для генераторов, но в основном это ограничивается конкретными ситуациями, такими как небольшие генераторы в городских условиях или очень большие агрегаты мощностью более 2250 кВт и выше. Водород иногда используется в качестве хладагента для обмоток статора крупных генераторных установок, поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который содержит деминерализованную воду в качестве хладагента. Вот почему рядом с очень крупными генераторами и небольшими электростанциями часто стоят большие градирни. Для всех других распространенных применений, как жилых, так и промышленных, стандартный радиатор и вентилятор устанавливаются на генератор и работают как первичная система охлаждения.

Необходимо ежедневно проверять уровень охлаждающей жидкости генератора. Систему охлаждения и насос сырой воды следует промывать через каждые 600 часов, а теплообменник следует чистить через каждые 2400 часов работы генератора. Генератор следует размещать в открытом и проветриваемом помещении с достаточным притоком свежего воздуха. Национальный электротехнический кодекс (NEC) предписывает, чтобы со всех сторон генератора оставалось минимальное пространство в 3 фута, чтобы обеспечить свободный поток охлаждающего воздуха.

(б) Выхлопная система
Выхлопные газы генератора ничем не отличаются от выхлопных газов любого другого дизельного или бензинового двигателя и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо правильно обращаться. Следовательно, необходимо установить соответствующую выхлопную систему для удаления выхлопных газов. Этот момент нельзя не подчеркнуть, поскольку отравление угарным газом остается одной из наиболее распространенных причин смерти в районах, пострадавших от ураганов, потому что люди, как правило, даже не думают об этом, пока не становится слишком поздно.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть отдельно стоящими и не должны поддерживаться двигателем генератора. Выхлопные трубы обычно крепятся к двигателю с помощью гибких соединителей, чтобы свести к минимуму вибрации и предотвратить повреждение выхлопной системы генератора. Выхлопная труба выходит наружу и ведет от дверей, окон и других отверстий в дом или здание. Вы должны убедиться, что выхлопная система вашего генератора не соединена с выхлопной системой любого другого оборудования. Вам также следует проконсультироваться с местными городскими постановлениями, чтобы определить, нужно ли для работы вашего генератора получать разрешение от местных властей, чтобы убедиться, что вы соблюдаете местные законы и защищаете от штрафов и других санкций.

Система смазки
Поскольку генератор содержит движущиеся части двигателя, ему требуется смазка для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе. Вы должны проверять уровень смазочного масла каждые 8 ​​часов работы генератора. Вы также должны проверять наличие утечек смазки и заменять смазочное масло каждые 500 часов работы генератора.

Зарядное устройство
st e art Функция генератора работает от батареи. Зарядное устройство батареи поддерживает заряд батареи генератора, подавая на нее точное «плавающее» напряжение. Если плавающее напряжение очень низкое, аккумулятор останется недозаряженным. Если плавающее напряжение очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо регулировок или изменений настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства установлено на уровне 2,33 В на элемент, что является точным значением плавающего напряжения для свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядное устройство имеет изолированный выход постоянного напряжения, который мешает нормальному функционированию генератора.

Панель управления
Это пользовательский интерфейс генератора, содержащий положения для электрических розеток и органов управления. В следующей статье приведены дополнительные сведения о панели управления генератора. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.

(a) Электрический запуск и отключение — панели управления автоматическим запуском автоматически запускают генератор при отключении электроэнергии, контролируют работу генератора и автоматически выключают агрегат, когда он больше не нужен.

(b) Датчики двигателя. Различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и контроль этих параметров обеспечивает встроенную функцию отключения генератора, когда какой-либо из них превышает соответствующие пороговые уровни.

(c) Генераторные датчики – На панели управления также есть счетчики для измерения выходного тока и напряжения, а также рабочей частоты.

(d) Другие органы управления — среди прочего, переключатель фаз, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим).

 Основной узел/рама

Все генераторы, как переносные, так и стационарные, имеют специальные корпуса, обеспечивающие структурную поддержку основания. Рама также позволяет заземлить генератор в целях безопасности.

Как электрические генераторы производят электричество?

Команда ADE Power Generators
4 сентября 2018 г.

Электрогенератор — это машина, которая использует двигатель для выработки электроэнергии. Этот блог объяснит, как работают электрогенераторы и их основные компоненты.

Электрогенераторы могут использоваться для самых разных целей, от небольших электроинструментов до крупных промышленных предприятий. Это популярная альтернатива использованию энергии сети, вырабатываемой ветряными турбинами или ископаемым топливом, и паровой турбины высокого напряжения на электростанции или электростанции.

Существует много типов генераторов, от бензиновых, портативных и инверторных до домашних генераторов, которые могут работать на природном газе, резервных генераторов на случай отключения электроэнергии и гораздо более крупных промышленных генераторов. Однако в этой статье мы будем говорить конкретно о дизельных генераторах, также известных как генераторные установки.

Простое объяснение этого состоит в том, что дизельные генераторы работают как механические и электрические машины, которые преобразуют один источник энергии в другой вид энергии. В этом случае генератор энергии работает, получая механическую энергию и преобразовывая ее в электрическую энергию.

Вопреки тому, что многие могут предположить, на самом деле никакого реального «создания» электричества не существует. Один электрический генератор или несколько синхронных генераторов не могут создать электричество из воздуха. Все это связано с теорией электромагнитной индукции Майкла Фарадея, о которой мы поговорим подробнее, когда будем рассматривать различные части генератора.

Основные части дизельного генератора

Каждый дизельный генератор состоит как минимум из девяти различных, но одинаково важных частей. Это:

• Дизельный двигатель
• Генератор
• Топливная система
• Регулятор напряжения
• Система охлаждения и выхлопная система
• Система смазки
• Зарядное устройство
• Панель управления
• Основная сборочная рама или салазки

Чтобы лучше понять, как работает генератор для преобразования механической энергии в электрическую, мы рассмотрим роли всех этих компонентов, начиная с дизельного двигателя.

Дизельный двигатель

Это просто базовый дизельный двигатель, он мало чем отличается от двигателей легковых автомобилей, фургонов, грузовиков и других крупных транспортных средств. Это источник механической энергии, и размер двигателя имеет значение. Если вам нужна большая электрическая мощность, вам нужен двигатель большего размера. Чем больше двигатель генератора, тем больше электроэнергии вы сможете генерировать.

Двигатели-генераторы

Генератор переменного тока

По сути, это компонент, отвечающий за выработку выходной мощности. Здесь мы видим, как в игру вступает концепция электромагнитной индукции.

Генератор переменного тока состоит из множества сложных компонентов, но одним из наиболее важных компонентов является ротор. Это вал, который вращается за счет механической энергии, подаваемой двигателем, с несколькими постоянными магнитами, закрепленными вокруг него. При этом создается магнитное поле.

Это создаваемое магнитное поле непрерывно вращается вокруг другой важной части генератора: статора. Проще говоря, это разновидность разных электрических проводников, которые туго намотаны на железный сердечник. Здесь вещи начинают становиться немного более научными. Согласно принципу электромагнитной индукции, если электрический проводник остается неподвижным, а вокруг него движется магнитное поле, то индуцируется электрический ток.

Таким образом, генератор переменного тока использует механическую энергию, создаваемую дизельным двигателем, которая приводит в движение ротор, создавая магнитное поле, которое перемещается вокруг статора, что, в свою очередь, генерирует переменный ток.

Топливная система

Топливная система в основном состоит из топливного бака с трубой, соединяющей его с двигателем. Здесь дизельное топливо может подаваться непосредственно в двигатель, что затем запускает весь процесс, описанный выше. Размер топливного бака в конечном итоге определяет, как долго генератор может оставаться активным.

Наши бесшумные генераторы с навесом обычно поставляются с топливными баками, встроенными в основание электрогенератора в стандартной комплектации. Если требуется больший объем топлива, мы можем спроектировать и изготовить топливный бак по индивидуальному заказу, или установка может быть прикреплена к дополнительному отдельно стоящему объемному топливному баку.

Для более крупных проектов электростанций, требующих установки генераторной установки в акустическом кожухе или контейнере, отдельные топливные системы обычно устанавливаются или располагаются либо внутри кожуха, либо под кожухом, либо иногда даже в обоих случаях.

Регулятор напряжения

Перед нами самая сложная часть электрогенератора. Регулятор напряжения служит одной довольно очевидной цели: регулировать выходное напряжение. Здесь происходит слишком много всего, чтобы объяснять в одной этой статье, нам, вероятно, понадобится совершенно отдельная статья, чтобы описать весь процесс регулирования напряжения.

Проще говоря, он обеспечивает выработку генератором электроэнергии стабильного напряжения. Без него вы бы увидели огромные колебания, зависящие от того, насколько быстро работает двигатель. Излишне говорить, что все электрооборудование, которое мы используем, не сможет справиться с таким нестабильным питанием. Итак, эта часть творит чудеса, чтобы все было гладко и стабильно.

Система охлаждения и выхлопная система

Эти два компонента играют очень важную роль, и хорошая новость заключается в том, что их легко понять! Система охлаждения помогает предотвратить перегрев генератора. В генераторе выделяется охлаждающая жидкость, которая нейтрализует всю дополнительную тепловую энергию, вырабатываемую двигателем и генератором. Затем охлаждающая жидкость забирает все это тепло через теплообменник и избавляется от него вне генератора.

Выхлопная система работает так же, как выхлоп вашего автомобиля. Он собирает любые газы, производимые дизельным двигателем, пропускает их через систему трубопроводов и выбрасывает из генераторной установки.

Система смазки

Этот компонент крепится к двигателю и прокачивает через него масло, обеспечивая плавную работу всех деталей и отсутствие трения друг о друга. Без него двигатель сломается.

Зарядное устройство для аккумуляторов

Все дизельные двигатели нуждаются в маленьком электрическом моторе, чтобы привести его в действие. Для этого небольшого двигателя требуется батарея, которую необходимо заряжать. Зарядное устройство поддерживает его в хорошем состоянии и полностью заряжает, либо от внешнего источника самого генератора.

Панель управления

Панель управления — это просто место, где генератор управляется и управляется. На генераторе с электрическим запуском (или автоматическим запуском) вы найдете здесь целый ряд элементов управления, которые позволяют вам делать разные вещи или проверять определенные цифры. Это может быть что угодно, от кнопки запуска и переключателя частоты до индикатора уровня топлива в двигателе, индикатора температуры охлаждающей жидкости и многого другого.

Что такое панель управления генератором?

Основная сборочная рама

Каждый генератор нужно как-то удерживать, и это основная сборочная рама. В нем находится генератор, и на нем собраны все различные части. Он удерживает все вместе и может быть открытой конструкции или закрытой (навесной) для дополнительной защиты и шумоподавления. Наружные генераторы обычно размещаются в защитном корпусе, защищенном от непогоды, чтобы предотвратить повреждения.

Итак, вот как работает электрический генератор. Дизельный двигатель снабжает генератор механической энергией, которая затем преобразуется в электрический ток благодаря магнитному полю, создающему электромагнитную индукцию.