принцип работы, классификация, как выбрать

В некоторых ситуациях невозможно обойтись без автономного источника электроэнергии. Для частного дома или дачи наиболее приемлемый вариант хороший бензогенератор. При достаточной мощности последнего от него может быть запитан даже котел отопления. Не менее актуально наличие бензинового генератора на строительных площадках для питания сварочного инвертора или другого оборудования. Собранная нами информация поможет подобрать наиболее оптимальное устройство для этих целей.

Принцип работы и конструктивные особенности

Принцип действия бензиновых и дизельных электростанций построен на преобразовании механической энергии в электрическую. Соответственно, в конструкции таких устройств имеется ДВС (двигатель внутреннего сгорания), вращающий электромашину, вырабатывающую электричество. Об устройстве и принципе действия последней, можно найти информацию на нашем сайте. Основные узлы автономного генератора представлены на рисунке ниже.

Устройство бензогенератора

Обозначения:

• А – Электронный блок, отвечающий за управление генератором и стабилизацию напряжения.
• В – Генератор электроэнергии, в этом качестве используется синхронная или асинхронна электро машина.
• С – Контрольные приборы электронного блока.
• D – Крепежная рама, которая также играет роль защитного каркаса.
• E – Горловина топливного бака.
• F –Топливный бак.
• G – двух- или четырехтактный карбюраторный или инжекторный ДВС.

О силовом приводе генераторной установки необходимо рассказать подробней.

ДВС бензогенератора

В качестве привода в таких установках могут использоваться двух и четырехтактные бензиновые двигатели. Расскажем об особенностях каждого из них.

Двухтактный бензогенератор

К числу несомненных преимуществ таких механизмов можно отнести невысокую стоимость, компактные размеры, небольшой вес и низкий уровень шума. Существенные минусы:

1. Малый ресурс (вдвое меньше, чем у четырехтактных моделей).
2. Необходимость заливать моторное масло в бензин. Поскольку у такой смеси срок хранения ограничен двумя неделями, готовить ее придется непосредственно перед запуском. Помимо этого наличие масла в бензине существенно повышает токсичность выхлопа. Именно поэтому запрещен монтаж генератора в гараже или других закрытых помещениях, без системы отвода выхлопных газов. Нарушение этого требования может привести к печальным последствиям, содержащиеся в выхлопе токсичные вещества вредны для человека и животных.
3. Топливная смесь в ДВС данного типа не сгорает полностью, что повышает ее расход.

Переносной 2-х тактный мини генератор марки SRGE 650 (220 вольт, 0,65 кВт, однофазный)

Такие дешевые генераторы идеальный вариант автономного источника питания для отдыха на природе. Собственно, для этой цели имеет смысл не приобретать установку, а взять в аренду.

Четырехтактная установка

Основные преимущества таких установок меньший расход топлива, чем у предыдущего типа (до 30-35%) и вдвое больший ресурс. Достигается это за счет раздельной системы смазки двигателя. Но за эти преимущества придет заплатить более высокую цену по сравнению с двухтактными моделями. С другой стороны, если принимать в расчет двукратное увеличение ресурса, то переплата будет несущественной. Вес установки и ее габариты несколько ограничивают сферу применения, например, для похода и пикника она не подходит.

4-х тактный генератор Ямаха (Yamaha)

Такая станция, как показана на рисунке выше, может служить в качестве аварийного источника электроэнергии для загородного дома, дачи. Помимо этого имеется возможность подключить электроинструмента на строительной площадке, где нет подвода электричества..

Тип электромашины

В качестве генератора автономной электростанции может использоваться синхронная или асинхронная электромашина. Подробное описание конструкции и принципа действия этих установок можно найти на нашем сайте.

Станции с асинхронными электромашинами за счет простой конструкции отличаются простотой конструкции, соответственно, бесщеточные генераторы стоят значительно дешевле и обладают большим ресурсом, чем синхронные установки. Но, следует учесть, что у последних проще реализовать регулировку выходного напряжения, делается это путем управления числом оборотов. Именно поэтому синхронные генераторы более эффективны при резком изменении нагрузки. Чтобы снизить «проседание » напряжения в установках с асинхронными машинами, в их конструкции применяются системы, позволяющие кратковременно повысить мощность.

Система зажигания

Что касается системы запуска, то она бывает ручной и автоматической. В первом варианте установка включается ручным или электрическим стартером непосредственно на месте. В последнем случае имеется возможность организовать удаленный запуск после небольшой переделки (если эта функция не была предусмотрена производителем).

Во втором варианте исполнения генератор начинает работать при отключении централизованного энергоснабжения. Станции с автозапуском самый надежный вариант аварийного электроснабжения для дачи или загородного дома.

Инверторные установки

Частота трехфазной и однофазной сети переменного тока 50 Гц, этот параметр должен быть стабилизирован в генераторе, в противном случае подключенное к нему оборудование может выйти из строя. Чтобы обеспечить это условие вал электромашины должна вращаться с определенной частотой оборотов. В результате, даже при низкой нагрузке ДВС должен работать на полную мощность, что существенно снижает эффективность станции.

Проблему с бессмысленным расходом топлива можно решить путем установки специального электронного блока на выход генератора. В таком устройстве переменное напряжение, поступающее с электромашины, преобразуется в постоянный ток. После этого производится обратное преобразование, но уже с заданной частотой.

Такие инверторные установки самые экономичные, поскольку при низкой нагрузке позволяют снижать частоту оборотов ДВС, тем самым регулируя мощность электрогенератора, а, следовательно, и расход топлива. В качестве примера можно привести инверторные агрегаты Redverg, Honda, сварочный Чемпион(Champion), Eurolux, Inforce и т.д.

Генератор инверторный Honda

Классификация бензоэлектростанций

В зависимости от ресурса установок и мощности их принято разделять на бытовые, профессиональные и стационарные. Первые, как правило, рассчитаны на работу не более 3-х часов в сутки (например, Navigator SPG 2700, а также модельный ряд таких производителей, как Ergomax, Technic, Wester, Megavolt, Genctab и т.д.).

), вторые могут беспрерывно функционировать не менее 8-ми часов. Для повышения ресурса в цилиндры двигателя устанавливаются чугунные гильзы. При более восьмичасовой эксплуатации использовать бензиновые установки не целесообразно, дешевле перейти на станции с дизельным приводом.

Бытовой генератор Firman SPG3800

Бытовые аппараты ограничены мощностью 4 кВт, но встречаются и более мощные генераторы этого класса. В качестве примера можно привести Fubag bs 6600, Ultra PG 3200, Kipor KDE6500E3.

Мощность профессиональных агрегатов, как правило, не превышает 15 -16 кВт, такие станции можно встретить в модельном ряде Shtenli, Etalon, Genset, Skat, ТНГ и т.д. Пример такой установки представлен ниже.

Электростанция Robin Субару (Subaru) EB 14,0/230-SLE 14 кВт 380в (3 фазы)

Более мощные установки (до 30кВт) выпускаются в стационарном исполнении. Как правило, такие модели запускаются как автоматически, так и вручную. На электростанциях с мощностью от 30 кВт устанавливать бензиновый двигатель нерентабельно ввиду малого ресурса работы и большого расхода топлива. Именно поэтому мощные генераторы приводятся в действие дизельным двигателем.

Стационарная бензиновая электростанция Вепрь АБП 20-Т400/230 ВК-БС (20 кВт, с автозапуском, 400/230 В, 3-х фазный, производство Россия)

Как сделать правильный выбор?

В первую очередь необходимо определиться с задачами, возложенными на установку. В зависимости от этого подбирается мощность станции. Это очень важный момент, поскольку при неправильном выборе возникнут следующие проблемы:

• Мощность меньше необходимой ведет к перегрузке установки, что может вызвать ее остановку. Помимо этого следует учитывать, что длительное функционирование в нештатном режиме снижает ресурс станции, при этом потребляется больше топлива.
• Сильно завышенная мощность установки ведет к нецелевому расходу бензина.

Чтобы не допустить описанные выше ситуации, следует рассчитать мощность. Делается это следующим образом:

1. Определяемся, какие приборы будут запитаны от автономного источника.
2. Суммируем мощность нагрузки.
3. Добавляем 25-30% для запаса.

Несмотря на кажущуюся простоту процесса, есть важный нюанс – пусковая мощность, то есть, при включении оборудования она будет кратковременно выше номинальной. Это необходимо учитывать, в противном случае подключенное устройство может просто не заработать. Поэтому необходимо производить расчет для пусковой мощности, по следующей формуле P_П = P_НОМ * k,

• P_П – пусковая мощность;
• P_НОМ– номинальная;
• k – коэффициент запаса мощности (табличная величина).

Таблица 1. Зависимость пусковой мощности от номинальной, с учетом коэффициента k.

Приведем пример расчета. Допустим, в случае аварийного отключения электросети, от автономного источника планируется запитывать холодильник и стиральную машину, в этом случае суммарная пусковая мощность будет 4,45 кВт. Добавляем, на всякий случай, запас 20%, получаем – 5,34 кВт. В этом случае можно констатировать, что мощности станций Зубр ЗЭСБ 3500 и Fubag TI 3000 будет недостаточно (3,5 кВт и 3,0 кВт). Ударник УБГ 8200 и Fubag BS 7500 также не подходят, поскольку их мощность существенно выше (8,2 кВт и 7,5 кВт, соответственно). Установка Fogo FH 5001 не отвечает требованию о необходимости 20% запаса, а вот Fubag BS 5500 идеально подходит для решения поставленной задачи.

Генератор Fubag BS 5500 со встроенным стабилизатором напряжения

Определившись с мощностью, выбираем устройство с учетом его технических характеристик. При этом необходимо учитывать, какое напряжение выдает станция, количество фаз, наличие дополнительного питания 12 В, например, чтобы иметь возможность подключить компрессор автомобиля. Такие модели можно встретить у следующих производителей: DDE, Workmaster, Sturm, Forte, Элитеч и т. д.

Следует определиться с необходимостью наличия автозапуска, если станция будет использоваться в качестве аварийного автономного источника, то такая система необходима.

Генератор Элемакс с АВР (система автоматического ввода резерва)

Для установок на строительных площадках, которые предназначены для работы со сварочным аппаратом или другим электроинструментом в такой автоматике нет необходимости. С данной задачей вполне справится такой аппарат, как Мakita EG 2850a или Фирман (Firman) FPG 7800, последний можно завести вручную и удаленно.

Если планируется установка мощного стационарного генератора для дома или дачи, имеет смысл рассмотреть вариант исполнения с водяным охлаждением, такие аппараты имеют больший ресурс.

Важно прочитать на бензогенератор описание, где указаны характеристики аппарата. Причем желательно получить информацию с паспорта устройства. Те, кто писал описание, могли сделать ошибку или сознательно завысить некоторые параметры в маркетинговых целях.

Расход топлива

Не менее важным фактором является расход бензина, например китайский Матрикс (Matrix) и Вепрь российского производства мощностью 3 кВт потребляют около 1,5 литров топлива в час. Японские изделия Hitachi и Mitsui Power ECO, а также корейской фирмы Хундай, при той же мощности в 3 киловатта потребляют около 1,2 литра бензина в час.

Следует отметить, что существуют генераторы, использующие газ в качестве топлива, такие системы стоят несколько дороже однотипных бензиновых устройств. Но если принять в учет разницу в стоимости газа и бензина, то приобретение такой станции будет оправданным.

Советы по выбору производителя от эксперта

• Здесь все как обычно, продукция известных брендов отличается качеством, выше которого может быть только стоимость таких изделий. Если принято решение установить такой бензиновый генератор, то имеет смысл ознакомиться с рейтингом лучших производителей, где приводится топ 10 компаний. Учитывая современные реалии, не забудьте поинтересоваться у продавца о наличии сервисного центра.
• Поскольку у бензогенератора относительно небольшой ресурс, обеспокоиться о доступности запчастей лучше заранее, потому, что от неработающей электростанции толку мало. С этой же точки зрения, имеет смысл рассмотреть модели, у которых реализована система самодиагностики, с выводом кодов ошибок на информационный дисплей.
• Неплохо зарекомендовали себя военные отечественные модели, которые неприхотливы в работе, но отличаются «прожорливостью».
• Бывают случаи, когда под видом брендовой продукции продаются контрафактные изделия, поэтому всегда проверяйте сертификат соответствия.

Часто задаваемые вопросы от читателей

Есть однофазный генератор бензиновый Fubag BS 6600 A ES 6 кВт. В дом заходит 3 фазы. Будет ли работать этот генератор с 3-х фазным блоком автоматики Startmaster BS 6600 D 400V для бензиновых станций BS 6600 DA ES FUBAG 838221, если на шине подключения входа генератора в блоке автоматики поставить перемычки? Удастся ли тем самым обмануть 3-х фазную автоматику, подключив к ней однофазный генератор?

Нет, однофазный бензиновый генератор Fubag BS 6600 A ES может работать с однофазным блоком автоматики Startmaster BS 6600 230V. Конструкция последнего позволяет подключить однофазный генератор к однофазной электрической системе. Блок автоматики в этом случае функционирует следующим образом:

– В автоматическом режиме осуществляет непрерывный контроль наличия напряжения в основном источнике – внешняя распределительная сеть. Если разность потенциалов присутствует, об этом будет сигнализировать контрольная лампа.

– При обнаружении отсутствия напряжения в электрической цепи, блоком автоматики Startmaster BS 6600 он подает управляющий сигнал на запуск бензинового генератора.

– В случае успешного старта бензинового генератора, загорается лампа контроля работы и указывает на подачу напряжения от независимого источника. Блок автоматики Startmaster BS 6600 осуществляет постоянный контроль наличия питающего напряжения на выходе и проверяет возобновление питания от “центральной сети”.

– После восстановления напряжения питания в электрической цепи поступает управляющий импульс на отключение генератора. Который выводится из работы и отключается от электрической цепи.

Если рассмотреть этот процесс в описанном вами формате, то блок автоматики Startmaster BS 6600 D для трехфазной электрической системы не сможет проконтролировать наличие трехфазного напряжения на выходе от однофазного генератора. Поэтому он отключит Fubag BS 6600 A ES из-за несоблюдения трехфазного режима, и закорачивание выводов в этой ситуации никак не поможет.

Список использованной литературы

• Варламов Г.Б., Вольчин И.А., Казанский С.А. «Познание и опыт – путь к современной энергетике» 2012 – 2013
• Кашкаров А. П. «Современные био-, бензо-, и дизель-генераторы и другие полезные конструкции» 2011
• В. Балагуров, Ф. Галтеев «Электрические генераторы с постоянными магнитами» 1988

Подробно изучаем устройство бензогенератора

Автономные генераторы зачастую бывают незаменимыми, и полный список их возможных применений будет очень длинным — от обеспечения электроэнергией пляжной вечеринки на выходных до постоянной работы у частного здания. Широкий спектр выполняемых работ породил большое количество типов автономных генераторов, отличающихся как конструктивно, так и по характеристикам. Общим же у них является принцип действия — двигатель внутреннего сгорания того или иного типа вращает вал электрогенератора, преобразуя механическую энергию в электрическую.

Наиболее очевидное разделение групп генераторов — на профессиональные и бытовые.

• Бытовой генератор — это, как правило, переносной агрегат с бензиновым двигателем, не предназначенный для длительной работы, имеющий мощность в несколько кВА.
• 
  Профессиональные генераторы имеют повышенные мощность и время беспрерывной работы, а для большей топливной экономичности и увеличения ресурса на них, как правило, устанавливаются дизельные двигатели. При этом, если бытовые электрогенераторы вырабатывают однофазный ток напряжением 220 В, то профессиональные генераторы в подавляющем большинстве трехфазные, рассчитанные на 380 В выходного напряжения. Большие габариты и масса заставляют либо размещать мощные генераторы на колесном шасси, либо делать их стационарными.

Итак, в этой классификации мы уже обнаружили ряд конструктивных различий. Рассмотрим их по порядку.

Двигатель

Как известно, бензиновый двигатель может работать как по двухтактному циклу, так и по четырехтактному. При этом низкая экономичность и ограниченный ресурс делает двухтактные двигатели не самым лучшим выбором для привода электрогенератора, хотя они и проще в конструкции, а значит — дешевле и легче.

Четырехтактный же двигатель, хотя он сложнее и дороже, расходует значительно меньше топлива и способен проработать гораздо больше. Поэтому генераторы мощностью до 10 кВА, как правило, оснащаются двигателями именно такого типа.

Бензиновые двигатели электрогенераторов — это в основном одноцилиндровые агрегаты с принудительным воздушным охлаждением, приготовление горючей смеси осуществляется при помощи карбюратора. Для запуска их применяется либо тросовый стартер, либо в конструкцию дополнительно включается электрозапуск (тогда, помимо аккумулятора, такие генераторы имеют и 12 В выход: от этой цепи заряжается аккумулятор и к ней же могут подключаться потребители, рассчитанные на низковольтное питание). Наиболее распространены моторы с чугунной гильзой и верхнеклапанным газораспределительным механизмом — как правило, это моторы Honda GX и их китайские копии.

Двигатели бытовых бензогенераторов не предназначены для длительной беспрерывной эксплуатации. Превышение времени работы, указанного в инструкции по эксплуатации (как правило, не более 5-7 часов), сократит ресурс мотора.

Однако же, даже самые совершенные бензиновые двигатели имеют ограниченный ресурс: при должном уходе они проработают 3-4 тысячи моточасов. Много это или мало? При эпизодическом использовании на выезде, например, для подключения электроинструмента — это достаточно большой ресурс, а вот постоянно запитывать частный дом от бензогенератора значит ежегодно перебирать его двигатель.

Значительно больший ресурс имеют дизельные силовые агрегаты, кроме того, они выгоднее при длительной эксплуатации за счет большей экономичности. По этой причине все мощные генераторные установки, как переносные, так и стационарные, используют дизельные моторы.

Для таких агрегатов ряд недостатков дизельных моторов по сравнению с бензиновыми (дороговизна, больший вес и шумность) не являются принципиальными, определенное неудобство есть лишь при запуске дизельных моторов в холодное время.

При эксплуатации дизельного генератора нужно учитывать, что длительная работа на холостом ходу без нагрузки для них вредна: нарушается полнота сгорания топлива, что приводит к повышенному образованию сажи, забивающей выпуск, и разжижению моторного масла просачивающимся через поршневые кольца дизельным топливом. Поэтому в список регламентных работ для дизельных электростанций обязательно включается периодический вывод их на полную мощность.

Кроме того, существуют и генераторы, работающие на природном газу. Конструктивно они ничем не отличаются от бензиновых, кроме системы питания: вместо карбюратора они оснащены редуктором для регулирования давления газа и калиброванной форсункой, подающей газ во впускной коллектор. При этом такие генераторы в качестве источника топлива могут использовать не только баллон со сжиженным газом, но и газовую сеть — в этом случае расходы на топливо становятся минимальными. Недостатком подобных генераторов является низкая мобильность (газовый баллон габаритнее и тяжелее бензобака, который, к тому же, можно дозаправлять прямо на месте), а также повышенная пожароопасность, особенно при неграмотной эксплуатации. Однако в качестве источника резервного питания в доме, подключенном к газовой магистрали, это неплохой вариант: нет необходимости заботиться о поддержании уровня и качества топлива в бензобаке, а ресурс двигателя при работе на газу выше, чем при работе на бензине.

Электрогенератор

Это основной узел бензогенератора, определяющий его характеристики и область применения. Принцип его действия заключается в возбуждении тока в неподвижной обмотке статора переменным магнитным полем, создаваемым вращающейся обмоткой (ротором) в генераторах синхронного типа или постоянным магнитом в асинхронных генераторах. При этом количество обмоток статора определяет количество фаз на выходе:

• Однофазные генераторы имеют одну силовую обмотку, такая схема распространена в бытовых генераторах небольшой и средней мощности;
• 
  Трехфазные генераторы имеют три силовые обмотки и могут запитывать как нагрузку, рассчитанную на трехфазное питание напряжением 380 вольт, так и однофазные потребители (в этом случае с такой схемой их необходимо распределить по трем группам равной мощности).

Мощность же генератора тесно связана и с количеством фаз, и с его общей конструкцией:

• Маломощные генераторы (до 2 кВА) — это легкие бензиновые агрегаты, не предназначенные для профессионального применения. Типичное их применение — обеспечение энергией уличных торговых точек;
• 
  Генераторы средней мощности (до 6,5 кВА) — это техника, относящаяся к полупрофессиональному и профессиональному классам, но при этом достаточно компактная. Используются также бензиновые моторы. Подобный генератор сможет питать гаражную мастерскую или небольшой дом;
• 
  Среди агрегатов высокой мощности (до 15 кВА) можно встретить как бензиновые, так и дизельные, часто имеющие более одного цилиндра. Высокая мощность делает нецелесообразным использование однофазной схемы, поэтому такие генераторы часто имеют трехфазный выход 380 В, а более мощные генераторные установки выпускаются исключительно трехфазными.

Кроме высоковольтной обмотки, многие генераторы оснащаются дополнительной, которая через выпрямитель питает потребители, рассчитанные на 12 В постоянного тока: безопасные переноски, автомобильные компрессоры и так далее.

Тип возбуждения генератора зависит от его мощности и области применения. Асинхронные генераторы значительно проще и дешевле синхронных за счет отсутствия обмотки возбуждения и щеточного узла, а их ресурс выше. С другой стороны, синхронные генераторы изменением тока обмотки позволяют легко и точно регулировать выходное напряжение, а также значительно лучше работают при резких изменениях нагрузки, особенно имеющей высокую индуктивность — например, при подключении мощного электродвигателя величина и длительность просадки напряжения будут выше у асинхронного генератора. По этой причине бензогенераторы, выполненные по асинхронной схеме, часто снабжаются специальной системой пускового усиления, кратковременно повышающей отдаваемую генератором мощность.

Принцип работы асинхронного генератора показан на видео

Есть и еще один важный параметр переменного тока, о котором нельзя забывать — это его частота. И если для ряда потребителей наподобие ламп накаливания она не имеет большого значения, то для блоков питания электронных устройств отклонение частоты питающего напряжения от номинальной чревато не только нарушением их работы, но и повреждением.

Частота тока, выдаваемого генератором, определяется двумя параметрами: частотой вращения ротора и количеством полюсов на нем. Таким образом, двухполюсный ротор для создания тока с частотой 50 Гц должен вращаться с частотой 3000 об/мин, а четырехполюсный — 1500 об/мин. Поддержание заданных оборотов обеспечивается механическим регулятором, управляющим дроссельной заслонкой карбюратора на бензогенераторах или топливным насосом высокого давления — на дизельных. Такой механизм прост и достаточно эффективен при постоянной нагрузке, в то время как при резком изменении потребляемого тока частота меняется на короткий промежуток времени. Кроме того, необходимость поддержания постоянной частоты вынуждает двигатель генератора постоянно работать на одних и тех же оборотах максимальной мощности, хотя при низком энергопотреблении двигатель мог бы обеспечить электропитание и на меньших оборотах — отсюда снижение ресурса мотора и повышенный расход топлива.

Этих недостатков удалось избежать с появлением в широком доступе мощной коммутирующей электроники, позволившей создать инверторные генераторы. Принцип действия силового инвертора прост: переменный ток, выработанный генератором, выпрямляется, после чего преобразуется электронным блоком вновь в переменный, но уже строго заданной частоты. Это делает частоту выходного напряжения абсолютно не зависящей от частоты вращения ротора генератора, а следовательно — позволяет двигателю изменять обороты в зависимости от нагрузки, сберегая ресурс и топливо.

Дешевые инверторы, как правило, могут выдавать напряжение, по форме далекое от идеальной синусоиды. Подключение мощной индуктивной нагрузки к такому инвертору приведет к перегреву и возможному повреждению силового каскада инвертора!

Есть у инверторных генераторов и определенные минусы: за счет наличия электронного блока они дороже, чем обычные бензогенераторы, а также теоретически менее надежны. Кроме того, возможности силовой электроники не безграничны, и максимальная мощность инверторных генераторов сейчас не превышает 7 кВА.

На видео показано устройство бензогенератора на примере модели марки Зубр

Выбор генератора

При выборе генератора нужно начать с определения необходимой мощности. Этот вопрос не так прост, как кажется, поскольку потребители в цепях переменного тока имеют как активное (омическое) сопротивление, так и реактивное (емкостное и индуктивное), а также зачастую до выхода на рабочий режим имеют энергопотребление значительно больше номинального.

Простейший пример: нам нужен переносной генератор, от которого мы запитаем перфоратор мощностью 800 Вт. Его электродвигатель имеет значительную индуктивную составляющую сопротивления, которая при расчете энергопотребления описывается так называемым коэффициентом мощности, обозначаемым как cosφ. Если для нагрузки, не обладающей реактивным сопротивлением, он равен единице, то с ростом емкости либо индуктивности нагрузки растет. Кроме того, нельзя забывать и то, что сам генератор имеет значительную индуктивность.

Именно из-за индуктивного сопротивления обмоток генератора его мощность обозначается не в ваттах, а в вольт-амперах при заданном коэффициенте мощности: например, бензогенератор мощностью 5 кВА при собственном cosφ=0,8 реально имеет максимальную мощность 4 кВт.

Таким образом, при необходимости запитать 800-ваттный электродвигатель с собственным cosφ=0,5 нам потребуется генератор, способный длительно отдавать мощность 1600 Вт, то есть его пиковая мощность, обозначаемая в характеристиках, должна быть в полтора-два раза больше. С учетом же потерь в самом генераторе для нашего перфоратора придется приобрести бензогенератор на 4 кВА.

В то же время, если нам нужно будет запитать от этого же генератора освещение и электрообогреватель (потребители, не имеющие реактивного сопротивления), их суммарная мощность сможет быть в два раза больше при той же нагрузке на сам генератор.

Далее определимся со временем работы генератора. Как уже говорилось, для длительной работы предпочтительнее дизельный силовой агрегат — поэтому рассматривая агрегат для постоянного обеспечения энергией здания (частного дома или небольшого цеха), стоит рассмотреть этот вариант, особенно с учетом вышеописанного расчета требуемой мощности генератора — бензиновый агрегат окажется слишком прожорливым. Поскольку постоянный контроль над длительно работающим генератором осуществлять будет невозможно, он обязательно должен оснащаться защитным устройством, глушащим двигатель при падении уровня моторного масла либо его давления.

В ряде случаев (необходимость частой транспортировки, особенно ручной) меньшая масса бензогенератора может оказаться более важным фактором, чем экономичность дизельного. Также бензиновый агрегат является более предпочтительным вариантом для кратковременной эксплуатации — в этом случае экономичность и ресурс играют значительно меньшую роль, чем цена самой установки.

Для аварийного снабжения дома электроэнергией стоит рассмотреть вариант подключения к газовой сети генератора, рассчитанного на использование природного газа.

Запуск

Переносной генератор необходимо разместить на ровной сухой поверхности, а в случае работы на открытом пространстве — защитить его от попадания осадков. Поскольку одноцилиндровые двигатели, применяемые в бензогенервторах, отличаются высоким уровнем вибраций, нельзя располагать на генераторе посторонние предметы, а особенно — емкости с топливом, во избежание их падения. Перед запуском необходимо удостовериться в достаточном уровне моторного масла и при необходимости долить его, после чего двигатель генератора можно запускать.

Подключать нагрузку к генератору можно только после того, как двигатель будет запущен. Не запускайте генератор, если к нему подключены электроприборы.

Для запуска бензинового мотора служит специальная воздушная заслонка, в закрытом положении обогащающая топливную смесь. При первом запуске двигателя, особенно в холодную погоду, ее необходимо закрыть тем больше, чем ниже температура воздуха, а по мере прогрева двигателя плавно открыть. Прогретый двигатель должен запускаться без прикрытия заслонки, в противном случае стоит обратить внимание на регулировки карбюратора. Запуск в зависимости от конструкции двигателя осуществляется либо тросовым стартером (плавно вытяните его до ощущения сопротивления, после чего резко увеличьте усилие), либо электрическим (для запуска нажмите и удерживайте пусковую кнопку).

Запуск дизельного мотора отличается только тем, что нет необходимости использовать воздушную заслонку, но вместо этого нужно приоткрывать декомпрессор — устройство, снижающее давление в камере сгорания для облегчения проворота коленчатого вала при запуске. Кроме того, запуск дизельного мотора может сильно затруднить завоздушенная топливная система (первый запуск нового генератора или если до этого бак был выработан насухо). В таком случае придется прокачать топливную систему (порядок прокачки отличается для разных двигателей и описывается в руководстве по эксплуатации).

Дав поработать генератору некоторое время (в теплое время года бензиновый двигатель прогреется достаточно быстро, не более минуты), можно подключать нагрузку, убедившись, что индикаторы работоспособности или указатель напряжения генераторной установки указывают на ее полную работоспособность.

Техническое обслуживание

Своевременное обслуживание генераторной установки заметно сказывается на ее ресурсе. Наиболее частого внимания требует двигатель, как ее наиболее сложный узел. Согласно заданной производителем периодичности, указываемой в часах работы, необходимо заменять моторное масло и обслуживать воздушный фильтр. На мощных генераторах, оснащенных более сложными двигателями, также меняются масляный и топливный фильтры. Бензиновые и дизельные двигатели (газовые — гораздо реже) требуют замены свечей зажигания.

Если генератор используется эпизодически, не стоит хранить его заправленным — окисляющееся и разлагающееся со временем может привести к засорению отложениями карбюратора на беногенераторах и выпадению парафина на дизельных моторах, способному полностью перекрыть поступление топлива. Также старое топливо затруднит запуск.

Непосредственно генератор — узел практически вечный, лишь время от времени необходимо очищать щеточный узел синхронного генератора от пыли и менять сами щетки, а иногда — несущие подшипники ротора.

Источник: https://generatorexperts. ru

Как работают генераторы? | BigRentz

Генераторы — это полезные устройства, которые обеспечивают электроэнергию, не требуя доступа к электросети. Они могут служить в качестве резервного источника питания для рабочих площадок, домов и предприятий, а также поддерживать работу критически важных систем при отключении электроэнергии. Итак, как работают генераторы?

Проще говоря, генераторы работают путем преобразования механической энергии в электрическую с помощью двигателя, генератора переменного тока и внешнего источника топлива. Современные генераторы работают по принципу электромагнитной индукции — термин, введенный Майклом Фарадеем, когда он обнаружил, что проводник, движущийся в магнитном поле, может создавать и направлять электрические заряды.

Понимание того, как работают генераторы, может помочь вам выявить проблемы, выполнить плановое техническое обслуживание и выбрать правильный генератор, отвечающий вашим конкретным потребностям. В этом руководстве мы шаг за шагом рассмотрим основные компоненты генератора и принципы их работы.

8 Основные компоненты генератора

Современные электрические генераторы могут различаться по размеру и применению, но их внутреннее устройство, как правило, одинаково во всех случаях. К основным компонентам электрогенератора относятся:

• Рама: Рама содержит и поддерживает компоненты генератора. Это позволяет людям безопасно обращаться с генератором и защищает его от повреждений.
• Двигатель: Двигатель вырабатывает механическую энергию, которая преобразуется в выходную электрическую энергию. Размер двигателя определяет максимальную выходную мощность, и он может работать на различных видах топлива.
• Генератор переменного тока: Генератор содержит дополнительные компоненты, которые работают вместе для создания электрической мощности. К ним относятся статор и ротор, которые отвечают за создание вращающегося магнитного поля и выработку переменного тока (AC).
• Топливная система: Генераторы поставляются с прикрепленным или внешним топливным баком, который снабжает двигатель топливом. Топливный бак соединен через подающую и возвратную трубы и обычно содержит бензин или дизельное топливо.
• Выхлопная система: Дизельные и бензиновые двигатели выделяют выхлопные газы, содержащие токсичные химические вещества. Выхлопная система безопасно управляет этими газами и утилизирует их через трубу из железа или стали.
• Регулятор напряжения: Этот компонент отвечает за регулирование выходного напряжения генератора. Регулятор напряжения запускает цикл преобразования переменного тока в переменное напряжение, когда генератор падает ниже своего максимального рабочего уровня, и переходит в состояние равновесия, когда генератор достигает своей рабочей мощности.
• Зарядное устройство: Для запуска генераторов требуется батарея. Зарядное устройство отвечает за поддержание заряда аккумулятора, обеспечивая плавающее напряжение ровно 2,33 вольта на элемент.
• Панель управления: Панель управления расположена снаружи генератора и содержит несколько датчиков и переключателей. Функции могут различаться в зависимости от генератора, но панель управления обычно включает в себя стартер, датчики контроля двигателя и переключатель частоты.

Для чего используется электрический генератор?

Электрические генераторы предназначены как для личного, так и для коммерческого использования. Чаще всего они используются в качестве резервного источника питания на случай отключения электроэнергии или отключения электроэнергии, но они также могут функционировать в качестве основного источника питания для зданий или строительных площадок, не подключенных к электросети.

Резервные генераторы чаще всего используются для резервного питания в домах, офисах и медицинских учреждениях. Эти генераторы подключаются к электрической системе здания и автоматически запускаются при отключении электроэнергии. После установки они становятся постоянными приспособлениями, а их топливные баки обычно достаточно велики, чтобы обеспечивать питание в течение нескольких дней, прежде чем потребуется заправка.

Портативные генераторы меньше по размеру и их легче перемещать, чем резервные модели, что делает их идеальными для питания электроприборов, дорожного и строительного оборудования на стройплощадках. Они бывают разных размеров и вариантов мощности для различных применений. Меньшие портативные генераторы могут питать только один или два инструмента одновременно, в то время как самые большие модели могут питать целые здания.

Как генераторы производят электроэнергию: пошаговое описание

Генераторы на самом деле не производят электричество. Скорее, они преобразуют механическую энергию в электрическую. Процесс можно разбить на следующие этапы:

Этап 1: Двигатель использует бензин, дизельное топливо, пропан, природный газ или возобновляемый источник энергии для создания механической энергии.

Шаг 2: Генератор переменного тока использует механическую энергию, вырабатываемую двигателем, для проталкивания электрических зарядов, присутствующих в проводке генератора, через электрическую цепь.

Шаг 3: Движение создает движение между магнитным и электрическим полями. Во время этого процесса ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, который содержит неподвижные электрические проводники.

Шаг 4: Ротор преобразует постоянный ток в выходное переменное напряжение.

Шаг 5: Генератор подает этот электрический ток на приборы, инструменты или электрическую систему здания.

Преимущества современных генераторов

Генераторы существуют уже несколько десятилетий, но технологии постоянно развиваются, чтобы сделать их более эффективными и надежными. Современные генераторы теперь имеют множество новых функций и возможностей.

Портативность

Достижения в области технологий часто связаны с более компактными деталями, и генераторы не являются исключением. Меньшие по размеру и более эффективные батареи и двигатели позволяют портативным генераторам работать дольше и обеспечивать более высокую выходную мощность. Даже некоторые промышленные генераторы можно буксировать и перевозить с одного места на другое.

Малое воздействие на окружающую среду

Популярность генераторов, работающих на возобновляемых источниках энергии, быстро растет. Некоторые люди предпочитают отказываться от газовых и дизельных генераторов в пользу более экологичных моделей, работающих на солнечных батареях, ветряных или водяных турбинах. Природный газ также является популярным вариантом питания для владельцев домов и предприятий, стремящихся уменьшить свой углеродный след.

Значительная выходная мощность

Хотя не всем нужна высокая выходная мощность, предприятиям и крупным строительным площадкам обычно требуется больше энергии от своих генераторов. К счастью, современные генераторы могут иметь мощность от 300 киловатт и выше. Для работы самых больших и мощных генераторов по-прежнему обычно требуется дизельное топливо, но это, вероятно, изменится по мере развития технологий.

Функции шумоподавления

Чем больше генератор, тем больше шума он производит. Чтобы уменьшить шумовое загрязнение, производители начали включать в свои продукты высококачественные функции шумоподавления. Если ваш генератор не оснащен этой функцией, вы можете приобрести отдельный глушитель или глушитель генератора и установить его самостоятельно.

Имея под рукой генератор, можно продолжать работу в обычном режиме при отключении электроэнергии. Независимо от того, арендуете ли вы генератор для своего следующего строительного проекта или покупаете его для своего бизнеса, знание того, как работают генераторы, может помочь вам принять решение о следующей покупке и упростить техническое обслуживание.

Похожие сообщения

Как работает портативный домашний генератор?

Когда возникает чрезвычайная ситуация, стоит быть готовым. Независимо от того, страдает ли ваш район от случайных отключений электроэнергии из-за штормов или дорожно-транспортных происшествий, наличие генератора под рукой может поддерживать ваш дом или бизнес в рабочем состоянии до тех пор, пока электричество не вернется. Портативный генератор работает, превращая бортовой генератор в электричество, которое затем используется для питания вашего дома. Он имеет газовый двигатель и розетки, к которым можно подключить удлинители для питания многих предметов.

В компании Knee’s Electrical Services наши лицензированные электрики установили тысячи резервных и переносных генераторов и разбираются во всех тонкостях этих устройств, а также в том, какой из них лучше всего соответствует вашим потребностям. Сегодня мы поделимся частями портативного генератора и узнаем, подходит ли он вам. Домашние генераторы работают, тщательно контролируя электропитание вашего дома. Всякий раз, когда он улавливает проблему, он автоматически включается, чтобы предотвратить потерю мощности

Детали портативного генератора

Во многом подобно электроустановке, только в миниатюре, портативный генератор работает путем преобразования механической энергии в электрическую. Многие модели используют газ как дешевый и удобный способ начать этот процесс, но вы также можете найти дизельные или пропановые агрегаты.

Пять основных компонентов портативного генератора:

1. Двигатель внутреннего сгорания: Рабочая лошадка генератора. В эту камеру впрыскивается топливо, где создается искра, преобразующая топливо в механическую энергию.
2. Генератор: Здесь происходит «волшебство». Генератор состоит из двух частей для преобразования механической энергии в электрическую. Вращающийся компонент, часто называемый ротатором, создает магнитное поле вокруг группы намотанных катушек, что создает избыток электронов.
3. Стартер: Проще говоря, стартер запускает ваш генератор. Иногда стартер питается от батареи постоянного тока, а иногда это механизм с вытяжным шнуром.
4. Топливный бак: Как правило, переносные генераторы работают на газе, дизельном топливе или пропане. Это делает их доступными для первоначального заправки топливом, но имейте в виду, что эти источники топлива не вечны, и очень похожи на газонокосилку, которая не включается, если слишком долго стоит в гараже, запустив генератор пару раз. раз в год будет иметь большое значение для обеспечения того, чтобы ваше топливо все еще было готово, когда оно вам нужно.
5. Розетки: Количество и конфигурация розеток зависит от марки и модели портативного генератора. Часто, чем дороже ваш генератор, тем больше комбинаций типов розеток у вас будет.

Как работают электрические генераторы?

Очень похоже на «Как работают электрические генераторы?» «Как генератор производит электричество?». Они производят электричество путем преобразования механической или химической энергии в электрическую энергию. Вынуждая электроны из внешнего источника через электрическую цепь, они преобразуют силу движения в электрическую энергию. Генератор — это, по сути, электродвигатель, работающий в обратном направлении.

Подходит ли вам портативный генератор?

Портативные генераторы — это удобное и экономичное решение для получения энергии, но оно может подойти не всем. Наши технические специалисты Knee’s Electrical Services профессионально устанавливают как резервные, так и переносные генераторы, и мы можем помочь вам решить, какой тип генератора подходит вам и вашему дому.

Мы понимаем, что бюджет является решающим фактором при покупке генератора, и вы можете найти портативный блок менее чем за 2000 долларов. На самом деле, есть много вариантов на 3 кВт всего за 500 долларов. Также нет затрат на установку переносного генератора. Однако то, за что вы экономите, вы платите ручным трудом и ограниченной мощностью .

В отличие от резервных генераторов, которые запускаются автоматически при отключении электроэнергии, портативные генераторы необходимо запускать вручную и часто заправлять. Кроме того, вам нужно подумать о типах приборов, подключенных к портативному генератору. Поскольку вам нужно будет вручную подключить удлинитель к вашей портативной системе с ограниченной конфигурацией розеток, вам необходимо учитывать мощность, необходимую для питания необходимых вам устройств. Портативные генераторы также могут быть опасны, если их оставить в помещении.

Эти системы производят окись углерода, и при отсутствии надлежащей вентиляции могут иметь вредные последствия.