Home » Misc » Генератор как устроен

Генератор как устроен


Электрогенератор: предназначение, устройство, принцип действия

20.01.2014 #Генератор

Электрогенератор: предназначение, устройство, принцип действия

Основным предназначением автомобильного электрогенератора является подзарядка аккумулятора и питания бортовой системы автомобиля. Учитывая конструктивные особенности, можно выделить два типа генераторов: генераторы традиционной и компактной конструкции.

Генератор, в основе работы которого находится магнитная индукция, предназначен для обеспечения электрическим током потребителей, включенных в систему электрооборудования, а также для зарядки аккумулятора при включенном двигателе автомобиля. Генератор должен иметь соответствующие выходные параметры, чтобы, независимо от режима движения автомобиля, не происходил разряд аккумулятора. Кроме этого, генератор должен обеспечивать стабильное напряжение в бортовой сети автомобиля. Принцип работы генератора, а также конструкция этого механизма приблизительно одинаковы для любого автомобильного генератора, несмотря на то, где и кем он выпущен.


Устройство генератора

Основу работы генератора составляет эффект электромагнитной индукции. Генератор состоит из корпуса, статорной обмотки, ротора, реле-регулятора и выпрямительного моста.

Корпус генератора выступает в качестве основания для статорной обмотки. Обычно производится из легкосплавных металлов, например, из дюралюминия. Для охлаждения во время работы в корпусе предусмотрены специальные «окна». Сзади и спереди корпуса имеются подшипники, на которых крепится ротор. Статорная обмотка производится из медного провода и укладывается в пазах сердечника.

Ротор представляет собой некий электромагнит, который имеет одну обмотку, расположенную на валу ротора. Сверху обмотки находится сердечник, выполненный из ферромагнитного металла.

Реле-регулятор осуществляет функцию контроля и регулирования напряжения на выходе из генератора. Выпрямительный мост с шестью диодами выдает прямой ток более 40 ампер. Диоды, расположенные попарно на плюсовом и минусовом токопроводящих основаниях, соединяются по схеме Ларионова.

  1. передняя крышка;
  2. обмотка статора;
  3. обмотка возбуждения;
  4. задняя крышка;
  5. щеточный узел;
  6. контактные кольца;
  7. выпрямительный блок;
  8. полюсные половины;
  9. крыльчатка вентилятора;
  10. приводной шкив

Конструктивные особенности

Учитывая конструктивное исполнение, можно выделить два типа генераторов: традиционные и компактные. Генераторы традиционной конструкции имеют вентилятор, расположенный у приводного шкива. Вентиляционные окна находятся только в торцевой части.

Генераторы компактной конструкции имеют два вентилятора, расположенные внутри полости генератора. Компактные генераторы часто называют высокоскоростными, так как они оснащены приводом, имеющим повышенное передаточное отношение.


Принцип работы генератора

Работа автомобильного генератора основывается на принципе появления переменного электрического напряжения в обмотке статора, возникающего в результате воздействия постоянного магнитного поля, образующегося вокруг сердечника.

Ротор приводится в действие двигателем через ременную передачу. На обмотку ротора производится подача постоянного электрического напряжения, достаточного для возникновения магнитного потока. Силу магнитного потока регулирует реле-регулятор. Напряжение на выходе генератора находится в пределах между 13,6 вольт летом и 14,2 вольт зимой. Этого напряжения достаточно для того, чтобы аккумулятор находился в нормальном рабочем состоянии, и периодически производилась его подзарядка. Питание бортовой сети, включенной параллельно аккумулятору, происходит от клемм генератора.


Правила эксплуатации генераторов

Среди основных правил можно выделить следующие:

- При эксплуатации генератора важно, чтобы «минус» АКБ всегда подключался к корпусу, а плюс — к плюсу генератора.
- Во время эксплуатации генератора его нельзя отсоединять от АКБ, так как это может привести к неисправностям в бортовой сети машины.
- Нельзя проверять генератор с использованием искры, присоединяя плюс генератора к корпусу. Из-за этого выходят из строя диоды. Для осуществления проверки генератора используют амперметр или вольтметр.
- Если производится ремонт генератора, не стоит проверять сопротивление изоляции обмотки статора высоким напряжением тока. Подобные действия могут осуществляться только на специальном стенде при условии отсоединения диодов выпрямителя.
- Если производится проверка электропроводки автомобиля, генератор необходимо отсоединить.
- При проведении кузовного ремонта автомобиля, особенно с осуществлением сварочных работ, генератор обязательно отсоединяют.

Важно придерживаться всех вышеперечисленных правил, так как их несоблюдение часто приводит к неисправностям генератора.

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22. 06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

Как работает генератор электричества? | MATARI.UA™

Генератор – устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. Генерирование электроэнергии происходит за счет наличия магнитного поля, внутри которого крутится проволочная катушка. Ток вырабатывается в момент пересечения витков катушки и силовых линий магнита. Несмотря на то, что для простого обывателя это может звучать сложно, все гораздо проще, чем кажется.

Работу генератора вы даже можете воссоздать самостоятельно. Возьмите пару магнитов и направьте их разными полюсами друг к другу. Между магнитами поместите рамку из металла. К ее концу подключите обычную лампочку. Если начать эту рамку крутить, лампочка начнет светиться. Разумеется, это не та энергия, которую выдает бензиновый генератор 5 кВт, но для работы маломощной лампы ее достаточно.

По такому принципу и работает большинство генераторов электричества. Отличие лишь в том, что в установках система гораздо более сложная. Для лучшего понимания рассмотрим конструкцию станций.

Устройство генератора

Существует два типа конструкций.

  • Магнитные полюса находятся в неподвижном состоянии. Между ними вращается якорь. Этот вариант описан выше.
  • Магнитные полюса подвижные. Статор обездвижен.

Здесь речь шла о той части генератора, которая продуцирует электрическую энергию.

Так же конструкция включает в себя детали, которые отвечают за отвод электричества от агрегата: щетки, коллектор, соединительные детали катушек. Эти элементы доводят сгенерированный ток до электроприборов. В данном контексте они нас не интересуют.

Условно любую установку – будь то стационарный дизельный генератор или мобильный бензиновый – можно разделить на две части: подвижную и неподвижную.  Первая называется ротором, вторая – статором. Чаще всего ротор производится из сплошного железа, а наконечники его полюсов делаются из железа листового типа. Статор производится из отдельных листов, которые друг от друга изолированы.

Между наконечниками и статором целенаправленно делают зазор. Он способствует достижению предельно возможной магнитной индукции. Неслучайной является и форма наконечников. Она помогает деталям создавать ток, приближенный к синусоидальному, то есть к элементарному. Именно такое электричество приемлемо для приборов.

Генератор на одну и три фазы

Однофазный генератор имеет в конструкции одну катушку, которая постоянно вращается внутри магнитного поля. Данный вариант является подходящим для подавляющего большинства классических электрических приборов. Вывод: установки оптимальны для бытового использования.

Генератор на три фазы оснащается тремя одинаковыми катушками. Во время работы генератора один магнит прокручивается возле этих трех обмоток. Катушки располагаются на одинаковом расстоянии от магнита. Когда мимо каждой из них проходит магнитный полюс, катушки начинают генерировать одинаковый электрический ток.

Трехфазный генератор – это один из самых выгодных способов выработки электричества с экономической точки зрения. При правильном использовании он эффективно расходует топливо. Однако стоит обращать внимание на важные нюансы. Генератор на 3 фазы – это мощность и выгодность, но его не стоит покупать, если вы не используете трехфазные электрические приборы.

В таких установках мощность разделяется поровну на все фазы, ведь магнит проходит поэтапно через три катушки. Таким образом, подключив однофазный прибор, вы будете использовать лишь небольшую часть от той мощности, за которую заплатили. Топливо в это время будет расходоваться невыгодно: несмотря на то, что будет задействована одна фаза, нужно будет сжигать топливо в полном объеме для поддержания работы столь мощной установки.

Если же вы используете требовательное трехфазное оборудование, такой агрегат для вас просто незаменим. Он может обеспечить стабильную работу даже крупной промышленной аппаратуры.

Вывод прост: однофазный и трехфазный генератор работают по одному и тому же принципу, но во втором случае электричество поставляется к приборам по трем направлениям. Также генераторы на три фазы гораздо мощнее однофазных вариантов.

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 работают генераторы | Электрические генераторы

Электрические генераторы — это автономные машины, которые обеспечивают электроэнергию, когда питание из местной сети недоступно. Промышленные генераторы часто используются для резервного питания объектов, предприятий или домов во время перебоев в подаче электроэнергии, но их также можно использовать в качестве основного источника питания в районах, где местная электрическая сеть недоступна или труднодоступна, например, при добыче полезных ископаемых и сельском хозяйстве или даже новые разработки и строительство.

Купить генератор можно практически для любых нужд. Некоторые электрические генераторы представляют собой небольшие портативные устройства, которые используются для кемпинга или хобби, чтобы обеспечить небольшое количество энергии для нескольких устройств. Другие представляют собой стационарные установки, которые могут питать весь дом. Промышленные генераторы еще более мощные, они способны обеспечить полную мощность производственных помещений, больниц и офисных комплексов.

Существуют дизельные генераторы, генераторы на природном газе, генераторы на пропане и генераторы на двух видах топлива. Ниже мы рассмотрим, как работают электрические генераторы и что вам нужно знать для установки и обслуживания генератора.

Как генераторы производят электричество?

Генераторы на самом деле не производят электричества. Вместо этого они преобразуют механическую или химическую энергию в электрическую энергию. Они делают это, улавливая силу движения и превращая ее в электрическую энергию, заставляя электроны из внешнего источника проходить через электрическую цепь. Генератор — это, по сути, электрический двигатель, работающий в обратном направлении.

Некоторые электрические генераторы, такие как, например, на плотине Гувера, огромны и производят огромное количество энергии, превращая мощность, создаваемую водяными турбинами, в электричество. Однако бытовые и коммерческие генераторы намного меньше по размеру и полагаются на более традиционные источники топлива, такие как дизельное топливо, газ и пропан, для создания механической энергии, которая затем может быть включена в цепь и индуцировать электрический ток.

Как только электрический ток установлен, он направляется по медным проводам для питания внешних машин, устройств или целых электрических систем.

Современные генераторы можно отнести к принципу электромагнитной индукции Майкла Фарадея. Фарадей обнаружил, что когда проводник движется в магнитном поле, могут создаваться электрические заряды, которые направляются для создания потока тока. По сути, электрический генератор — это не что иное, как электромагнит — движущаяся проволока рядом с магнитом, чтобы направить поток электричества. Это похоже на то, как насос проталкивает воду через трубу.

Какие части электрического генератора?

Генератор состоит из девяти частей, и все они играют роль в подаче электроэнергии туда, где она больше всего нужна. Частями генератора являются:

  1. Двигатель. Двигатель подает энергию на генератор. Мощность двигателя определяет, сколько электроэнергии может обеспечить генератор.
  1. Генератор . Здесь происходит преобразование механической энергии в электрическую. Генератор переменного тока, также называемый «генератором», содержит как движущиеся, так и неподвижные части, которые работают вместе для создания электромагнитного поля и движения электронов, вырабатывающих электричество.
  1. Топливная система . Топливная система позволяет генератору производить необходимую энергию. Система включает в себя топливный бак, топливный насос, трубу, соединяющую бак с двигателем, и возвратную трубу. Топливный фильтр удаляет мусор до того, как он попадет в двигатель, а форсунка нагнетает топливо в камеру сгорания.
  1. Регулятор напряжения . Этот компонент помогает контролировать напряжение производимого электричества. Это также помогает преобразовать электричество из переменного тока в постоянный, если это необходимо.
  1. Системы охлаждения и выпуска . Генераторы производят много тепла. Система охлаждения гарантирует, что машина не перегревается. Выхлопная система направляет и удаляет пары, образующиеся во время работы.
  1. Система смазки . Внутри генератора много мелких движущихся частей. Очень важно правильно смазывать их моторным маслом, чтобы обеспечить плавную работу и защитить их от чрезмерного износа. Уровни смазки следует проверять регулярно, каждые 8 ​​часов работы.
  1. Зарядное устройство . Батареи используются для запуска генератора. Зарядное устройство аккумулятора — это полностью автоматический компонент, который обеспечивает готовность аккумулятора к работе, когда это необходимо, путем подачи на него постоянного низкого уровня напряжения.
  1. Панель управления . Панель управления управляет всеми аспектами работы генератора, от запуска и рабочей скорости до выходных сигналов. Современные устройства даже способны определять падение или пропадание напряжения и могут автоматически запускать или выключать генератор.
  1. Основная сборка/рама . Это корпус генератора. Это та часть, которую мы видим; структура, которая держит все это на месте.

Какое топливо нужно для электрических генераторов?

Современные электрические генераторы доступны с различными вариантами заправки. Дизельные генераторы являются самыми популярными промышленными генераторами на рынке. Бытовые генераторы чаще включают: генераторы природного газа или генераторы пропана, в то время как портативные генераторы меньшего размера обычно работают на бензине, дизельном топливе или пропане. Некоторые генераторы могут работать на двух видах топлива — как на бензине, так и на дизельном топливе.

 

 

Топливные баки генератора

Топливная система обеспечивает наличие в генераторе необходимого сырья для выработки электроэнергии путем запуска процесса внутреннего сгорания. Без топлива не может происходить горение, и генератор не может преобразовать созданную механическую энергию в электрическую. Топливо для генератора должно храниться на месте, чтобы при необходимости генератор можно было немедленно запустить в работу.

В зависимости от типа генератора и его применения топливные баки могут быть установлены на раме генератора или могут быть внешними баками, расположенными далеко от самого генератора. Как правило, чем больше генератор и чем дольше он должен работать, тем больше топливный бак. Генераторное топливо хранится в баках различной емкости, в зависимости от предполагаемого использования генератора и требуемой мощности. Резервуары могут располагаться над землей, под землей или на подбазе. Базовые баки предназначены для хранения менее 1000 галлонов топлива и расположены над землей, но ниже основания генераторной установки.

Надземные и подземные резервуары для хранения топлива для генераторов являются лучшим выбором для нужд большой емкости. Подземные резервуары для хранения более дороги в установке, но они, как правило, служат дольше, поскольку защищены от непогоды. У обоих типов резервуаров для хранения топлива есть свои плюсы и минусы, но вы не будете одиноки в принятии решения. Топливные баки генераторов и топливные системы генераторов должны соответствовать нескольким требованиям правил и разрешений, прежде чем их можно будет установить, независимо от того, предназначена ли установка для бытового или коммерческого использования.

Основными нормами, регулирующими топливные баки генераторов в Соединенных Штатах, являются нормы и стандарты Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), особенно разделы NFPA 30 и NFPA 37. Таким образом, все запросы на топливный бак генератора должны быть представлены в штат Начальнику пожарной охраны на утверждение.

Чтобы определить минимальную емкость топливного бака, необходимо подумать о том, как вы собираетесь использовать генератор. Для коротких или нечастых отключений электроэнергии может быть приемлемым резервный генератор с меньшим резервуаром для хранения, однако вам придется заправлять резервуар чаще, чем вам придется заправлять большие резервуары. Резервуары большего размера могут потребоваться, если вы планируете питать большой коммерческий объект с помощью основного генератора или если вы подвержены длительным и частым перебоям в подаче электроэнергии.

Ваш поставщик генератора может помочь вам определить оптимальный размер топливного бака, чтобы обеспечить достаточное количество топлива, когда оно вам понадобится. Еще одна вещь, о которой следует помнить как при покупке генератора, так и при выборе резервуара для хранения топлива для генератора, — это стоимость и доступность топлива в вашем регионе. Перед покупкой генератора рекомендуется поговорить с местными поставщиками топлива, чтобы лучше понять стоимость и логистику, связанные с получением топлива для генератора.

Выхлопные системы генераторов и средства контроля выбросов

Поскольку машины работают на ископаемом топливе и работают непрерывно, даже если это время работы непостоянно, генераторы должны быть оснащены компонентами для их охлаждения и фильтрации выбросов. Системы охлаждения и вентиляции генераторов уменьшают и отводят тепло различными способами:

  • Вода. Вода может использоваться для охлаждения компонентов генератора. Этот тип системы охлаждения обычно ограничивается конкретными ситуациями или очень большими агрегатами мощностью 2250 кВт и выше.
  • Водород. Водород является очень эффективным хладагентом, который используется для поглощения тепла, выделяемого работающим генератором. Тепло передается в теплообменник и вторичный контур охлаждения, часто расположенные в больших градирнях на месте.
  • Радиаторы и вентиляторы. Генераторы меньшего размера охлаждаются с помощью комбинации стандартного радиатора и вентилятора.

Выхлопные газы генераторов аналогичны выхлопным газам других газовых или дизельных двигателей. Они включают в себя токсичные химические вещества, такие как углекислый газ, которые должны быть отфильтрованы и удалены из выбросов. Выхлопная система генератора справляется с этой задачей.

Выхлопные трубы подсоединяются к двигателю и направляют выхлопные газы вверх, наружу и в сторону от генератора и объекта. Труба выходит за пределы здания, в котором находится генератор, и должна заканчиваться вдали от дверей, окон и других мест забора воздуха.

Помимо выхлопных систем, некоторые генераторы подлежат федеральному контролю за выбросами. Контролируемые выбросы генератора: оксид азота (NOx), углеводороды, окись углерода (CO) и твердые частицы.

Как правило, аварийные генераторы и генераторы, работающие менее 100 часов в год, не подпадают под действие федеральных требований по выбросам генераторов, однако на постоянно установленные основные и резервные генераторы распространяются федеральные требования по выбросам в соответствии с тремя правилами EPA:

  • Национальный стандарт выбросов опасных загрязнителей воздуха (NESHAP) – для поршневых двигателей внутреннего сгорания (RICE). 40 Свод федеральных правил, часть 63, подраздел ZZZZ. Также известен как правило RICE.
  • Стандарты характеристик нового источника (NSPS) – Стандарты характеристик стационарных двигателей с искровым зажиганием . 40 CFR, часть 60, подраздел JJJJ. Также известен как правило искрового зажигания NSPS.
  • Стандарты характеристик стационарных двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия . 40 CFR, часть 60, подраздел IIII. Также известен как правило сжатия Ignition NSPS.

Хорошей новостью является то, что многие новые генераторные установки уже соответствуют стандартам по выбросам генераторов благодаря производственным усовершенствованиям. Старые генераторные установки могут быть унаследованы, что освобождает их от федеральных правил и подчиняется только государственным и местным стандартам выбросов. Требования к контролю выбросов различаются в зависимости от производителя, размера генератора и даты производства, поэтому лучший способ определить свои требования к выбросам — это поговорить с дилером или производителем генератора.

Для более подробного ознакомления с нормами выбросов см. информационный документ Cummins «Влияние норм выбросов Уровня 4 на электроэнергетику».

Панель управления генератором и автоматический ввод резерва (АВР)

Одним из наиболее важных компонентов современных генераторов является панель управления генератором. Панель управления — это мозг генератора, а также пользовательский интерфейс генератора; точка, в которой вы будете получать доступ и управлять работой генератора.

Многие панели управления оснащены автоматическим переключателем ввода резерва (АВР), который постоянно контролирует поступающую мощность. Когда уровень мощности падает или полностью отключается, АВР подает на панель управления сигнал о запуске генератора. Аналогичным образом, когда поступающее питание восстанавливается, АВР подает на панель управления сигнал об отключении генератора и повторном подключении к электросети.

В дополнение к круглосуточному мониторингу, панель управления генератором предоставляет обширную информацию для руководителей объектов:

  • Датчики двигателя предоставляют важную информацию об уровнях масла и жидкостей, напряжении аккумуляторной батареи, частоте вращения двигателя и наработанных часах. Во многих генераторных установках панель даже автоматически выключает двигатель при обнаружении проблемы с уровнем жидкости или другими аспектами работы генератора.
  • Датчики генератора предоставляют ценную информацию о выходном токе, напряжении и рабочей частоте.

Какое обслуживание требуется генератору?

Генераторы являются двигателями и требуют планового технического обслуживания для обеспечения правильной работы. Поскольку многие генераторы используются для обеспечения резервного питания в случае чрезвычайных ситуаций, для операторов крайне важно проводить регулярные проверки и проверки своих генераторных установок, чтобы гарантировать, что машина будет работать так, как нужно, когда это необходимо.

Наилучший план технического обслуживания генератора — тот, который рекомендован производителем, но, как минимум, все планы технического обслуживания генератора должны включать регулярное и плановое:

  • Проверка и удаление изношенных деталей.
  • Проверка уровней жидкостей, включая охлаждающую жидкость и топливо.
  • Осмотр и очистка аккумулятора.
  • Проведение проверки блока нагрузки на генератор и автоматический ввод резерва.
  • Проверка пульта управления на точность показаний и индикаторов.
  • Замена воздушного и топливного фильтров.
  • Проверка системы охлаждения.
  • Смазка деталей по мере необходимости.

Обязательно ведите журнал технического обслуживания для ведения учета. Включите все показания, уровни жидкости и т. д., а также дату и показания счетчика моточасов генератора. Эти записи можно сравнивать с будущими записями и использовать для обнаружения отклонений или изменений в работе, которые могут указать вам на скрытые проблемы, которые могут стать серьезными проблемами, если их не проверить.

При правильном обслуживании генераторы могут работать десятилетиями. Эти простые небольшие вложения со временем окупятся за счет экономии на дорогостоящем ремонте или даже полной замене генераторной установки. Если техническое обслуживание генератора не является чем-то, чем вы можете управлять своими силами, многие дилеры генераторов предлагают контракты на техническое обслуживание или могут порекомендовать квалифицированных специалистов по техническому обслуживанию, которые помогут вам поддерживать ваш генератор в отличной форме год за годом, год за годом. Время и деньги потрачены не зря, если они могут поддерживать ваш бизнес в рабочем состоянии, когда отключается электричество.

Как определить размер генератора?

Самая важная часть установки резервного или основного генератора — правильно подобрать размер. Негабаритные генераторы не смогут предоставить вам всю необходимую мощность, и вам придется выбирать, какие электрические компоненты будут получать питание от генератора, а какие нет. Хуже того, работа малогабаритной машины может привести к перегрузке устройства, что приведет к отключению генератора в середине работы, может привести к преждевременному отказу генератора и, возможно, к повреждению подключенных к нему устройств.

Некоторые считают допустимой установку резервного генератора меньшего размера, чем необходимо, поскольку он не будет работать все время, но это ошибочная логика, поскольку, когда требуется резервный генератор, он должен питать все предприятие. Другими словами, вам по-прежнему требуется, чтобы генератор обеспечивал определенное количество энергии, независимо от того, работает ли генератор постоянно или только в аварийном режиме.

Как правило, лучше купить генератор большего размера, чем маленький, но и у генераторов больших размеров есть свои недостатки. Установка генератора, который обеспечивает гораздо большую мощность, чем вам нужно, является пустой тратой ресурсов. Вы перерасходуете на саму генераторную установку, потратите на топливо и другие расходные материалы больше, чем вам нужно, а также рискуете повредить подключенные к генератору устройства.

Мощность генераторов варьируется от 5 кВт до 50 кВт для жилых помещений и от 50 кВт до более 3 МВт для коммерческих и промышленных рынков, что дает покупателям широкий выбор, но также вызывает множество вопросов относительно того, какой генератор подходит для них. Правильный выбор размера генератора включает в себя несколько факторов и соображений. Лучший способ убедиться, что вы правильно определили размер генератора, — это проконсультироваться с сертифицированным электриком. Электрик может определить ваши точные потребности в электроэнергии, мощность вашей электрической системы и любые необходимые обновления, а также то, как лучше всего установить генератор.

Тем не менее, вы можете сами составить представление о своих потребностях в электроэнергии:

  • Составив список всего, что должно питаться от генератора .
  • Отметив пусковую и рабочую мощность каждого из этих элементов . Вы можете найти эту информацию на идентификационной табличке устройства или в руководстве пользователя.
  • Расчет общей потребляемой мощности в кВА или кВт . Некоторые устройства обеспечивают требования к мощности в амперах. Вам нужно будет преобразовать ампер в кВт или кВА, чтобы определить требования к мощности. Используйте этот калькулятор мощности для расчета конверсий.

Когда у вас будет полная мощность, необходимая для объекта, вы сможете купить генератор, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Подержанные и излишки генераторов — отличный способ сэкономить деньги и при этом получить качественную машину. Поскольку генераторы настолько прочны и долговечны, даже бывшие в употреблении генераторы в хорошем состоянии имеют большой срок службы. Поставщики генераторов с хорошей репутацией проверят устройство на наличие проблем и изучат журнал технического обслуживания и, возможно, даже произведут необходимый ремонт, прежде чем выставить генератор на продажу. Пока у вас есть запись о техническом обслуживании и вы знаете историю генератора, нет причин уклоняться от бывших в употреблении генераторов. Избыточные генераторы предлагают аналогичные преимущества, но без них или с очень небольшим количеством часов работы машины.

Где я могу купить генератор?

В США есть множество поставщиков генераторов, от магазинов товаров для дома до самих производителей генераторов.

Learn more