Принцип работы генератора

Электрический генератор - это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную из внешнего источника в электрическую энергию. Важно понимать, что генератор на самом деле не "создает " электрическую энергию. Вместо этого, он использует механическую энергию, подаваемую в него, чтобы заставить двигаться электрические заряды, с помощью внешнего электрического контура, присутствующего в проводе его обмотки. Этот поток электрических зарядов образует выходной электрический ток, поступающий от генератора. Принцип работы генератора может быть понятен, если рассмотреть его аналогично принципу работы водяного насоса, который не производит воду, а только перекачивает воду.

Основные компоненты электрического генератора можно классифицировать следующим образом:

1 – двигатель
2 – генератор
3 – топливная система
4 – регулятор напряжения
5 – система охлаждения и выхлопная система
6 – система смазки
7 – аккумулятор
8 – панель управления

Современные генераторы работают по принципу электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831-1832 г. Фарадей обнаружил, что движение потока электрических зарядов может быть вызвано перемещением электрического проводника, такого как провод, который содержит электрические заряды в магнитном поле. Это движение создает разность потенциалов между двумя концами провода или электрического проводника, который, в свою очередь, вызывает движение электрических зарядов. Таким образом, генерируется электрический ток.

Описание основных компонентов генератора

1. Двигатель

Двигатель является источником входной механической энергии, подаваемой на генератор. Максимальная выходная мощность прямо пропорционально зависит от максимальной выходной мощности генератора двигателя. Для безотказной работы двигателя необходимо четко придерживаться графика технического обслуживания, разработанного производителем двигателей. На что стоит обратить внимание, при выборе генератора :

А. Тип используемого топлива : двигатели работают на различном виде топлив: дизельное топливо, бензин, пропан (сжиженный или в газообразном виде), или природный газ. Меньшие двигатели, как правило, работают на бензине, тогда как более крупные двигатели работают на дизельном топливе, жидкий пропан, пропан или природный газ.

Б. Верхнее или нижнее расположение клапанов двигателя. При верхнем расположение, впускные и выпускные клапаны расположены в головке цилиндра двигателя, а при нижней установке, впускные и выпускные клапаны установлены в блоке двигателя. Верхнее расположение клапанов в двигателе имеет ряд преимуществ:

Компактный дизайн
Простота в эксплуатации
Долговечность
Удобство при ремонте
Низкий уровень шума во время работы
Низкий уровень выбросов

Однако, двигатели с верхним расположением клапанов являются более дорогими, чем другие двигатели.

2. Генератор

Генератор является тем узлом, который непосредственно преобразовывает механическую энергию, передаваемую двигателем, в электрическую энергию. Генератор содержит как статические, так и подвижные узлы, заключенные в корпус.

А. Статор - неподвижный компонент. Он содержит набор электрических проводников, свернутых в рулон над железным сердечником.

Б. Ротор / якорь - это подвижный компонент, который создает вращающееся магнитное поле, в одном из следующих трех способов:

с помощью индукции - это так называемые бесщеточные генераторы переменного тока и обычно используются в больших генераторах.
путем постоянных магнитов - это распространено в небольших генераторах.
с помощью возбудителя -небольшого источника постоянного тока, который заряжает энергией ротор.

Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, что вызывает разность напряжений между обмотками статора.

Факторы, на которые мы рекомендуем обратить внимание, прежде чем взять в аренду или купить дизельный генератор:

А. Материал корпуса: металл или пластик. Полностью металлическая конструкция обеспечивает повышенную долговечность генератора. Пластиковые корпуса со временем деформируются, это приводит к появлению нежелательных люфтов и вибраций, что в свою очередь увеличивает износ и повышает опасность эксплуатации оборудования.

Б. Шариковые или игольчатые подшипники. Шариковые подшипники, в сравнение с игольчатыми подшипниками, являются предпочтительными и имеют больший срок службы.

В. Бесщёточный или генератор со щетками. Бесщёточная конструкция требует меньшего обслуживания, а также способствует производству более чистой энергии.

3. Топливная Система

Топливный бак, как правило, имеет достаточный объем, чтобы обеспечить бесперебойную работу генератора в течение 6-8 часов. У портативных (переносных) генераторов, топливный бак является частью рамы генератора или устанавливается на верхней части корпуса генератора. Для коммерческого использования возможна установка дополнительного топливного бака.

4. Регулятор Напряжения

Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора.

5.1 Система охлаждения

Непрерывная работа различных компонентов генератора приводит к нагреву системы. Для безотказной работы системы очень важно иметь качественную систему охлаждения.

В качестве охладителя для генератора, иногда, используется пресная вода. Данный вид охлаждения можно встретить в случае установки генератора в очень малых и закрытых помещениях или при установки очень больших генераторных установок, более 2250 кВт. В случае же установки крупных генераторов также используется водород, в качестве теплоносителя для статорных обмоток. Водород является более эффективным для поглощения тепла, чем другие охлаждающие жидкости. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, содержащий деминерализованную воду в качестве теплоносителя. По этой причине очень большие генераторы и малые электростанции часто имеют большие охлаждающие башни. Для всех других распространенных случаев, в качестве основной системы охлаждения, используется стандартный радиатор с вентилятором.

5.2 Выхлопная система

Как и все дизельные и бензиновые двигатели, дизельный генератор также выделяет выхлопные газы. Выхлопные газы содержат высокотоксичные химические вещества, которые должны контролироваться надлежащим образом. Следовательно, дизельный генератор должен имеет качественную и надежную выхлопную систему. Эта система требует достаточно большого внимания, так как отравление угарным газом остается достаточно частой причиной смерти, а пользователи имеет тенденцию не обращать на это внимание, пока их не коснулось.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть независимы и не должны крепится к двигателю генератора. Выхлопные трубы, как правило, крепятся к двигателю с помощью гибких соединителей – компенсаторов, для минимизации вибраций и предотвращения повреждения генератора. Выхлопная труба должна заканчиваться на открытом воздухе, и выходить подальше от дверей, окон и других проемов в дом или здание. Вы должны убедиться, что к системе выхлопа генератора не подключено иное оборудование.

6. Система смазки

В связи с тем, что в состав оборудования генераторной установки входит двигатель, который имеет трущиеся и вращающиеся детали, то для долговечной и бесперебойной работы системы требуется система постоянной смазки. Двигатель генератора смазывается с помощью масляного насоса. Рекомендуется проверят уровень смазочного масла через каждые 8 часов работы генератора, а менять масло каждые 500 часов работы генератора.

7. Зарядное устройство

Функция запуска генератора работает от батареи. Зарядное устройство поддерживают постоянную зарядку генератора. Работа зарядного устройства – полностью автоматическая, не требующая каких либо настроек или корректировок параметров работы. Выходное напряжение зарядного устройства устанавливается 2,33 В постоянного тока на элемент. Это значение является постоянным напряжением, для подзарядки свинцово-кислотных батарей. Зарядное устройство имеет отдельный выход напряжения постоянного тока, что позволяет не вмешивается в нормальное функционирование генератора.

8. Панель управления

Панель управления - это пользовательский интерфейс - контроллер генератора, который содержит электрические розетки и элементы контроля управления. Более подробная информация о панелеи управления приведена в инструкции.