05.04.2019
Бензинові і дизельні електрогенератори - це пристрої, що перетворюють механічну енергію обертання валу двигуна внутрішнього згоряння в електричну енергію. Вони використовуються в якості тимчасового або постійного джерела електроживлення.
При розмові про автономних пристроях, що генерують електроенергію, оперують висловлюваннями "електрогенератор" і "електростанція".
Чіткого розмежування між цими термінами немає, проте коли говорять про електростанції, частіше мають на увазі досить потужні пристрої (понад 15-20 кВт), призначені для безперервної роботи. Коли ж говорять про електрогенераторах, то мають на увазі порівняно малопотужні мобільні агрегати, які використовуються в якості резервного (аварійного) джерела живлення.
Принцип роботи грунтується на явищі електромагнітної індукції, яке проявляється в наступному. При обертанні замкнутого провідника в магнітному полі, в ньому виникає електричний струм (електрорушійна сила - ЕРС). Величина ЕРС залежить від довжини провідника, щільності магнітного поля, швидкості його перетину і кута, під яким перетинаються магнітні силові лінії.
У загальному вигляді будову устаткування: складається з двигуна внутрішнього згоряння з усіма системами, що забезпечують його роботу (паливним баком, повітряним фільтром, стартером, глушником та ін.) І безпосередньо самого генератора (альтернатора), що складається з рухомої частини (ротора, якоря) і нерухомою (статора). В апараті ЕРС порушується не в обертових в нерухомому магнітному полі провідниках, як на малюнку вище, а навпаки - в нерухомих провідниках (в обмотці статора) за рахунок обертання магнітного поля створюваного ротором.
Для створення магнітного поля ротор може бути зроблений з постійних магнітів або мати обмотку, на яку подається струм для створення магнітного поля. А змінюючи кількість полюсів у ротора можна отримувати необхідну частоту напруги (50 Гц) при різних оборотах двигуна. Наприклад, щоб отримати частоту напруги 50 Гц в схемі зображеної вище, ротор повинен обертатися зі швидкістю 3000 об / хв, а в схемі зображеної нижче - 1500 об / хв.
Таким чином, при обертанні ротора двигуном внутрішнього згоряння, в обмотках статора індукується електрорушійна сила створює в них змінну напругу, що використовується для живлення того чи іншого приладу - споживача енергії.
За кількістю фаз і величиною вихідної напруги електрогенератори можуть бути однофазними (220 В) і трифазними (380). При цьому потрібно розуміти, що від трифазного можна живити і однофазні енергоспоживачі - включившись між фазою і нулем.
Використовуючи трифазний, слід брати до уваги таке явище, як перекіс фаз. Необхідно дотримуватися приблизна рівність (що відрізняється не більше ніж на 20-25%) суми потужностей приладів, підключених до різних фаз, при цьому необхідно, щоб навантаження на одну фазу не перевищувала 1/3 потужності.
Крім трифазних на 380В, існують і трифазні на 220В. Вони використовуються тільки для освітлення. Включившись між фазою і нулем можна отримати напруга 127В. Багато моделей можуть видавати напругу 12В.
За конструктивним пристрою альтернатори бувають асинхронними і синхронними. У асинхронних якір не має обмоток, для збудження ЕРС використовується тільки його залишкова намагніченість.
Це дозволяє забезпечити конструктивну простоту і надійність, закритість його корпусу і захищеність від пилу і вологи. Однак досягається це ціною погану здатність переносити пускові навантаження, що виникають під час запуску обладнання з реактивною потужністю, до яких відносяться, зокрема, електродвигуни. Тому асинхронні апарати найкраще використовувати для роботи з активним навантаженням.
Синхронний має обмотки на якорі, на які подається електричний струм.
Змінюючи його величину, змінюють магнітне поле і, відповідно, вихідна напруга на статорних обмотках. Регулювання вихідних параметрів здійснюється за допомогою зворотного зв'язку по напрузі і струму, реалізованої у вигляді простої електронних схем. Завдяки цьому синхронний забезпечує підтримку напруги в мережі з більшою точністю ніж асинхронний і легко переносить короткочасні пускові навантаження.
До недоліків відноситься наявність щіткового вузла на роторі, через який на нього подається струм. Щітки в процесі експлуатації перегріваються і вигорають, погіршується їх прилягання, підвищується опір, що приводить до подальшого перегріву вузла. Крім цього, іскріння рухомого контакту створює радіоперешкоди.
Сучасні моделі оснащені бесщеточними системами збудження на роторної обмотці. Вони не мають недоліків, пов'язаних з наявністю щіткового вузла. Синхронні альтернатори встановлюють на більшості генераторів.
Принцип роботи полягає в наступному. Змінний струм, що виходить з альтернатора, надходить на випрямний блок, де перетворюється в постійний.
Після згладжування пульсацій (фільтрації) ємнісними фільтрами, сигнал надходить на транзисторний або тиристорний преосвітній блок, де відбувається зворотне перетворення постійного струму в змінний.
Тільки ось, отримання навіть задовільною синусоїди на виході - це справа не дешева, виробники інверторних апаратів, економлячи на дорогих компонентах, створюють на виході щось лише віддалено нагадує синусоїду, і чим обладнання дешевше тим менше форма напруги на виході буде схожа на синусоїду.
Форма напруги зображена блакитним кольором - це не виняток, а повсюдна реальність. До інверторному генератору з такою напругою не тільки комп'ютер не можна підключати, але і лампочки. Перед покупкою потрібно обов'язково з'ясувати, на скільки форма напруги на виході близька до синусоїди, тому що навіть дорожнеча і популярність фірми не є гарантією, що виготовлювач не заощадив на деталях.
Висока якість форми напруги на виході досягається не тільки інвертором, а й використанням трифазного замість однофазного, так як при цьому вже відразу після випрямляча виходить набагато більш рівний сигнал.
Використання правильних бензогенераторов інверторного типу сприяєзбереження і довгої службі всієї електроніки, що вимагає якісного напруги. Крім цього дані типи володіють малою вагою, невеликими габаритами, зниженим рівнем шуму. До того ж до всіх достоїнств, вони дозволяють здійснювати регулювання швидкості обертання двигуна в залежності від навантаження, що дає можливість економити паливо.
Адже більшість побутових апаратів мінімум 70% часу працюють з мінімальним навантаженням. Звичайні бензинові повинні в будь-якому режимі роботи підтримувати 3000 об / хв (щоб частота струму була 50 Гц). У режимі мінімального навантаження вони хоча і споживають менше палива, але незначно. Інверторний позбавлений цього обмеження і при мінімальному навантаженні може скидати оберти до 1000-1200 об / хв. За рахунок цього споживаючи в цьому режимі в 2-3 рази менше палива ніж звичайний. А завдяки меншій швидкості обертання двигуна він менше шумить.
Мінусами в порівнянні зі звичайними є:
- висока вартість. Якщо ціна не набагато більше звичайного, то швидше за все синусоїди напруги на виході немає;
- відсутність (за рідкісним винятком) моделей з потужністю вище 7 кВт;
- менша надійність. Як відомо з ускладненням обладнання знижується його надійність. Плюс електроніка инверторного апарату може не витримати пускових струмів від двигунів підключається, наприклад насоса.
У них в якості приводу використовуються бензинові двигуни. бензинові генератори - це звичайно відносно легкі, компактні, портативні моделі з повітряною системою охолодження, які мають відносно невеликою потужністю (до 10 кВт).
Працюють вони на паливі А-92 або А-95 і використовуються в основному в якості резервного джерела живлення при тимчасовому відключенні електроенергії або для живлення електроінструменту в місцях відсутності електромережі.
Ресурс відносно невеликий - 500-2500 мотогодин. Однак деякі моделі, в яких встановлені чотиритактні двигуни з чавунними циліндрами, верхнім розташуванням клапанів і подачею масла до деталей, що труться під тиском можуть досягати ресурсу в 4000 і більше мотогодин.
Двотактні і чотиритактні. Двигуни можуть бути двотактними і четирехтактнимі. Їх відмінність обумовлена загальними конструктивними особливостями 2-х і 4-тактних двигунів - тобто перевагами друге по відношенню до перших по економічності і терміну служби.
Моделі з двотактними двигунами є значно меншими розмірами і вагою, їх використовують тільки в якості резервних джерел живлення - через їх невисокої ресурсу, що становить близько 500 годин.
Пристрої з 4-тактних двигунів призначені для набагато більш активного використання. Залежно від конструкції їх термін служби може досягати 4000 і більше мотогодин.
Конструктивні особливості . До особливостей конструкції двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що впливає на його ресурс, відноситься марка матеріалу, з якого виготовлений блок циліндрів, розташування клапанів, режим подачі масла до деталей, що труться.
Пристрої з алюмінієвим блоком циліндрів коштують недорого, проте і ресурс їх невеликий - близько 500 годин. Двигуни з чавунними циліндрами і бічним розташуванням клапанів мають ресурс близько 1500 годин. Устаткування з ДВС, мають чавунні циліндри, верхнє розташування клапанів і подачу масла до деталей, що труться під тиском, крім великого ресурсу (близько 3000 годин) має знижений витрата палива і низький рівень шуму. Однак і коштує воно значно дорожче перших варіантів.
Перевага верхньоклапанного компонування обумовлено тим, що вона дозволяє зменшити площу поверхні камери згоряння і відповідно нагрівання деталей двигуна. Крім цього, збільшується ступінь стиснення, що призводить до підвищення ефективності двигуна. Верхнє розташування клапанів позначається абревіатурою OHV (overhead-valve, см. Фото вище).
Бензинові можуть бути одноциліндровими або двоциліндровими. Апарати з чотиритактним V-подібним двоциліндровим двигуном відносяться до потужних агрегатів.
Достоїнства і недоліки:
Крім відносної легкості і компактності, до достоїнств відноситься дешевизна, менший рівень шуму (чим у дизельних), здатність без проблем працювати на морозі.
Менший рівень шуму пояснюється загальними особливостями роботи бензинового двигуна внутрішнього згоряння. Однак він все одно сильно шумить, і тихим його може зробити кожух зі звукоізоляцією.
Але головною перевагою в порівнянні з дизельними, є менша ціна.
До недоліків відносять відносно невисокий ресурс і підвищена витрата бензину.
Що стосується ресурсу, то його можна продовжити своєчасним і якісним обслуговуванням і використанням якісного палива. Необхідно своєчасно міняти, масло, фільтри, свічки, контролювати затяжку болтових з'єднань і т.д.
У ньому як привід використовується дизельний двигун. Вони використовуються переважно при тривалих відключення електроенергії.
Саме в цих випадках вони максимально реалізують свої переваги. Однак при необхідності їх можна використовувати і в якості резерву при короткочасних відключеннях.
дизельні генератори мають потужність широкого діапазону - від 2 до 200 кВт і більше.
Вражаючим є і ресурс їх роботи. Він залежить від конструкції і параметрів (в основному від числа обертів і типу охолодження) і може варіюватися в великому діапазоні - від 3000 до 30000 і більше мотогодин.
При експлуатації важливо знати, що робота на малих навантаженнях або холостому ходу шкідлива для дизельних двигунів. Так в інструкції по експлуатації може зустрітися вимога не працювати на холостому ходу більше 5 хв, а з навантаженням 20% працювати не більше 1 години (цифри можуть бути іншими, наприклад 40%). При цьому запускається апарат на холостому ходу. Є рекомендації, у вигляді профілактичного заходу кожні 100 годин роботи здійснювати стовідсоткове завантаження, тривалістю близько 2-х годин.
Так як займання палива в дизельному двигуні відбувається за рахунок високої температури в кінці такту стиснення повітря і подачі палива в потрібний момент, а на холостому ходу знижується середня температура циклу, це призводить до порушення процесу сумішоутворення, згоряння в циліндрі і неповного згоряння палива. Що, в свою чергу, призводить до утворення стійких відкладень в циліндрі, вихлопному колекторі, закоксовування форсунки, розрідженню масла в картері двигуна несгоревшим паливом і порушення роботи системи змащення.
Число обертів . За кількістю оборотів підрозділяються на низькообертовий (1500 об / хв) і високооборотні (3000 об / хв). Перші мають більш високими експлуатаційними якостями. Мають низькі витрати палива і рівень шуму, високий ресурс. Використовуються зазвичай в якості постійного джерела електроенергії при відсутності такої. До їх недоліків відносять високу ціну.
Пристрої з високооборотними двигунами мають більший витрата палива в порівнянні з низькооборотної, підвищений рівень шуму і менший ресурс. Основним їх перевагою є низька ціна.
Знижений ресурс пояснюється просто. Інтенсивність зносу залежить від числа обертів вала, чим вона вища, тим вище знос.
Охолодження. Охолодження двигуна може бути повітряним або рідинним. Пристрої з повітряним охолодженням - це в основному апарати малої (до 10 кВт) потужності з числом оборотів 3000. З рідинним охолодженням (вода або тосол) - це великі стаціонарні моделі. За своєю суттю це - електростанції, зазвичай вони є низькооборотної (1500 об / хв), однак бувають і високооборотними (3000 об / хв).
Достоїнства і недоліки:
У числі основних достоїнств - висока потужність, стабільні параметри виробленої електроенергії, низька витрата дизельного палива і високий експлуатаційний ресурс. Варто відзначити і малу пожежонебезпека, обумовлену типом палива. Саме ці переваги роблять їх найбільш придатними для постійної експлуатації в умовах відсутності електромереж.
Серед недоліків - висока вартість в порівнянні з бензиновими пристроями, велика маса, високий рівень шуму, більш важку ручну старт, неможливість завести в мороз без попереднього нагріву, неприпустимість роботи з навантаженням менше 20-40%, відносно складний і дорогий ремонт. Хоча, що стосується останнього, то цей недолік цілком може компенсуватися надійністю і довговічністю. А високий рівень шуму має місце головним чином при роботі на холостих обертах. При роботі під навантаженням цей недолік проявляється в набагато меншому ступені.
Поєднання недоліків і переваг дизельних двигунів визначають область їх застосування - тобто високу доцільність використання в якості постійних джерел напруги і набагато меншу - в якості резервних при короткочасних відключеннях електроенергії.
Якщо агрегат протягом довгого часу не в якості основного джерела електроенергії, то в кінцевому підсумку завдяки економії палива він здатний заощадити кошти його власнику, - незважаючи на більш високу ціну.
Так що дизельний для дачі, в більшості випадків - це не варіант. Так як найчастіше він купується в якості резервного джерела електроенергії і невеликої потужності, а дизельні найбільш ефективні як постійні і / або потужні джерела енергії.
За принципом дії і зовні (у них може бути і бензобак) газові не відрізняються від бензинових. Різниця лише в тому, що в якості палива для двигуна внутрішнього згоряння використовується газ.
Існує кілька різновидів: працюють на зрідженому газі (суміші пропану і бутану, позначаються абревіатурою LPG - Liquefied Petroleum Gas), на метані (на мережевому газі, NG - Natural Gas), зрідженому і мережевому газі (LPG / NG), універсальні газові спочатку пристосовані працювати на зрідженому газі і бензині.
Достоїнства і недоліки:
Вони мають деякі переваги перед бензиновими і дизельними.
Ресурс роботи на газу вище, ніж бензинового. Це пов'язано з тим, що при згорянні газу утворюється менше речовин, що викликають знос деталей двигуна, і не відбувається змиву плівки масла з робочих поверхонь циліндрів і поршнів при запуску двигуна.
Робота на газу легко піддається автоматизації - через особливості палива. При підключенні до газової мережі зникає необхідність його поповнення.
До недоліків можна віднести потенційну вибухонебезпечність газу і необхідність використовувати балони (або мати підведений мережевий газ).
Якщо у Вас залишилися питання, телефонуйте нашим фахівцям в відділ продажів.
