Иванов Сергей Александрович 546

Генератор – устройство, преобразующее один вид энергии в другой. Так, генератор напряжения вырабатывает электрическую энергию при механическом вращении вала ротора.

Для питания электроприборов в условиях отсутствия постоянного источника электроэнергии используют переносные электростанции, так называемые дизель-генераторы или бензо-генераторы. Они отличаются по мощности и вырабатываемому напряжению – существуют одно- ,трехфазные и сварочные генераторы. Однофазные вырабатывают 220В, трехфазные – 380В, а сварочные аппараты вырабатывают ток для сварки электродами.

Схема генератора

Переносной генератор, устройство и принцип работы.

Переносной электрогенератор имеет двигатель внутреннего сгорания, генератор и вспомогательные устройства. Двигатель может быть бензиновым или дизельным в зависимости от модели аппарата. В случае бензинового генератора в качестве топлива используется бензин. Попадая из бензобака в устройство дозированной подачи и смешиваясь с воздухом, образуется горючая смесь. Она подается в рабочий цилиндр через клапан. В нем находится поршень, свеча зажигания, впускной и выпускной клапаны. Когда поршень находится в верхней точке, свеча зажигает горючую смесь, она толкает поршень вниз. Поршень соединен с коленчатым валом при помощи шатуна и двигаясь, поршень поворачивает коленвал. Коленвал двигателя соединен с валом генератора.

Цены в интернет-магазинах:

		allgenerator.ru	10 420 Р
		ups-shop.ru	25 120 Р
		allgenerator.ru	18 700 Р
		electro-shop.ru	9 900 Р
		ups-shop.ru	43 441,80 Р
		allgenerator.ru	67 500 Р
	Еще предложения

Генератор переменного тока состоит из ротора и статора. Статор располагается в корпусе. Внутри корпуса по кругу располагаются магнитопроводы, на которых намотана обмотка возбуждения. Ротор располагается на валу двигателя. Состоит из металлического основания и обмоток, концы которых выведены на контактные кольца. При вращении вала в обмотках статора создается магнитное поле, которое действует на обмотки ротора и создает в них электрический импульс. Через щеточный узел с контактными кольцами он передается на выход генератора. При большой частоте вращения эти импульсы образуют переменный ток.

Вырабатываемая генератором энергия имеет скачущее напряжение и частоту. Для того, чтобы аппарат вырабатывал нужное напряжения, применяются устройства стабилизации. Они принимают напряжение, вырабатываемое генератором и приводят его параметры к требуемым. Стабилизатор стабилизирует значение напряжения в пределах номинального и выдает его для питания устройств. Именно эта деталь влияет на характеристики устройства.

Выбор генератора

На рынке имеются различные по возможностям устройства. Не будем описывать различие по мощности и напряжению. Каждый знает, какой мощности и на какое напряжение ему нужна электростанция. Рассмотрим функциональные особенности.

Самые простые имеют ручной запуск, качество стабилизации часто зависит от цены. Например, HUTER или FUBAG – устройства не отличаются сложностью конструкции, но хорошо зарекомендовали себя по надежности. Стоимость от 4 тысяч в зависимости от мощности.

Цены в интернет-магазинах:

		Electrozon	16 340 Р
		etalon-bt.ru	15 350 Р
		allgenerator.ru	50 350 Р

Модели с автозапуском существуют двух видов. В первом случае запуск устройства происходит с кнопки на панели или пульта управления. В отличие от ручного запуска конструкция дополнена аккумулятором, стартером и блоком управления. Принцип запуска как у автомобиля – при повороте ключа или нажатии кнопки стартер начинает крутить двигатель, и он запускается. Второй вид аппаратов имеет блок автоматического включения резерва (АВР) – запуск происходит при наступлении события. Например, электростанция подключена к электросети, при пропадании напряжения она заводится и начинает вырабатывать энергию. Хорошо зарекомендовали себя изделия DAISHIN или HITACHI. Цены начинаются от 8 тысяч в зависимости от мощности и напряжения.

Инверторные аппараты отличаются малыми размерами и качеством напряжения. Принцип работы как у источников бесперебойного питания, только вместо электросети используется генератор. Он выдает напряжение, которое идет на выпрямитель. Выпрямитель заряжает аккумулятор. Аккумулятор соединен и инвертором, который преобразует постоянное напряжение в переменное. Особенностью является зависимость расхода топлива от того, как работает генератор – обороты двигателя зависят от нагрузки, без нагрузки двигатель работает на холостых оборотах. Еще одной особенностью является неспособность выдерживать перегрузки – для насосов и вентиляторов лучше выбирать аппарат с четырехкратным запасом по мощности. Хорошо зарекомендовали изделия фирмы HONDA. Цены начинаются от 15000 р.

Рассказать друзьям

Huter DY3000L. Общий вид

В данной статье подробно рассмотрю конструкцию и электрическую схему бензинового генератора Huter DY3000L. Генератор без автозапуска. Фото генератора – слева.

А все мои статьи по генераторам – .

Характеристики бензогенератора Huter DY3000L

Вот вкратце параметры этого бензинового электрогенератора, которые интересуют нас, как электриков: Выходная мощность – 2000 ВА (с учетом коэффициента мощности и запаса – берём 1,5 кВт), запуск – ручной. Больше в принципе с электрической стороны знать ничего не требуется.

Остальные параметры генератора можно узнать из инструкции.

Инструкцию к генератору, а также ещё кое-что, можно будет скачать, дочитав статью до конца.

Основные потребители питания – система отопления (около 300 Вт, зимой – самый стратегически важный потребитель, ради него и покупался генератор), телевизор (100 Вт), холодильник (300Вт), освещение (300 Вт). Итого – прекрасно укладываемся в 1,5кВт. Чтобы питать такую нагрузку, данного генератора вполне хватает.

Ещё в доме есть электрообогреватель мощностью 2,2 кВт и стиральная машина, но мне было дано честное слово, что от генератора они питаться не будут.

Конструкция генератора

Самая важная и капризная часть бензинового генератора Huter, как и любого другого – это система его запуска. Топливный кран, воздушная заслонка, свеча, уровень масла и бензина – всё должно быть в нужном положении и в норме.

Что нас интересует – выключатель работы двигателя (в выключенном состоянии – замкнут), автоматы защиты по переменному и постоянному току.

Ниже – несколько фотографий электрических внутренностей генератора Huter 2500l:

Видим диодный мост KBPC3510 на 35 Ампер и 1000 Вольт. При заявленном токе заряда не выше 9А, максимальном напряжении 14В и токе защитного автомата 10А диодный мост будет работать без проблем.

На второй фотографии виден автомат защиты по переменному напряжению, на котором наклейка с информацией, что его номинальный ток – 12А, ток срабатывания – 15А. Справа – тепловое реле постоянного тока на 10А.

На третьей фото – выключатель двигателя. Провода к нему я буду использовать для автоматической остановки генератора в случае поступления напряжения из города.

А включается (запускается) генератор вручную, с помощью вон той дёргалки, по правильному говоря – троса ручного стартера.

В рассматриваемой модели нет автозапуска. У модели Huter DY3000LX есть электрический стартер, запускаемый от аккумулятора, там возможен автоматический запуск.

Схема бензогенератора Huter

Рассмотрим электрическую схему бензинового генератора Huter DY 3000L, которую я взял из инструкции:

Электрическая схема однофазного бензогенератора Huter

Вкратце, как работает схема бензогенератора. Альтернатор А2 раскручивается тросом вручную, катушка зажигания А5 вырабатывает на свече F1 искру, которая запускает бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Искры не будет, если замкнут выключатель SB1 – искра будет замыкаться на корпус.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Вырабатывается два выходных напряжения альтернатора – катушкой L1 220В (поступает через QF1 на выход 220VAC) и катушкой L2 – 12В (поступает на выход через диодный мост и QF2). От КЗ защиты по постоянному току нет, вся надежда при КЗ на большое падение напряжения.

За уровнем масла можно следить по индикатору HL1, за уровнем напряжения – по стрелочному прибору PV1.

За правильную работу альтернатора и стабильность частоты и напряжения отвечают катушки L3 и L4.

Правильная схема генератора Huter

Читатель прислал правильную схему, в которой исправлено подключение датчика уровня масла А6. Получается, что F1 – никакая не свеча, а датчик уровня масла!

Правильная схема генератора Hyter 3000 и 4000

Установка

А вот бензиновый генератор Huter dy3000l на своём рабочем месте:

7_генератор Хутер, красавчик, подключен и установлен

Справа два провода ПВС – выход генератора и провод к выключателю генератора. Слева – заземление.

Инструкция на генератор Huter

/ Паспорт и инструкция по эксплуатации на электрогенераторы Huter 2500, 3000, L, LX, pdf, 935.27 kB, скачан:1589 раз./
/ Схемы однофазных и трехфазных промышленных АВР от фирмы Стандартэнерго, pdf, 465.55 kB, скачан:1944 раз./

Если рассматривать устройство бензогенератора, то можно увидеть, что в него входят всего два основных элемента: двигатель и генератор. Вся сложность изготовления устройства заключается в регулировке характеристик взаимодействия составляющих. Качество выдаваемой электроэнергии определяется двумя величинами – частотой и напряжением. И если стабилизацию величины напряжения выполнить достаточно просто, то регулировка частоты сопряжена со значительными трудностями.

Схема недорогого бензогенератора

Принцип работы

В недорогих промышленных бензогенераторах регулировка частоты и напряжения выполняется в два этапа. Первый этап механический. Принцип его работы основан на том, что при увеличении электрической нагрузки падают обороты двигателя. Датчик оборотов двигателя механически связан с дроссельной заслонкой карбюратора, поэтому любое изменение оборотов компенсируется регулировкой положения дроссельной заслонки автоматически. Второй этап регулировки осуществляется электронным способом. На рисунке выше показана схема типичного недорогого бензогенератора.

Принцип работы электронной стабилизации оборотов основан на зависимости сопротивления конденсатора от частоты тока. На схеме показана стабилизирующая обмотка (L3), нагруженная на конденсатор (С1). При работе на номинальную нагрузку выходное напряжение составляет 220 В с частотой 50 Гц. Поскольку частота выходного напряжения напрямую зависит от количества оборотов в секунду, то изменение скорости вращения ротора генератора вызывает однозначное изменение частоты напряжения на всех обмотках генератора.

Сопротивление конденсатора зависит от частоты приложенного напряжения. Чем больше частота, тем меньше сопротивление. В результате, ток через стабилизирующую обмотку изменяется в зависимости от нагрузки на генератор. При уменьшении нагрузки число оборотов возрастает, соответственно, растет частота и уменьшается сопротивление конденсатора. Растет ток через обмотку (L3) и растет ее тормозящее значение на ротор генератора. Таким образом, регулировка частоты вращения происходит непрерывно и мгновенно во время работы генератора.

Электрическая стабилизация работает в небольшом диапазоне изменений, поэтому основная функция регулировки возлагается на механический регулятор. Здесь диапазон регулировок гораздо шире, но в ущерб быстроты реакции. Двигатель внутреннего сгорания обладает инерционностью, и изменение количества его оборотов немного запаздывает при регулировке дроссельной заслонкой (такая характеристика работы двигателя называется приемистостью). Резкие скачки нагрузки могут вызвать колебательный процесс системы регулировки.

Подобную систему регулирования трудно сделать самостоятельно, а электронная требует переделки генератора. Достоинство подобной схемы управления – получение синусоидального напряжения с минимальными искажениями формы сигнала.

Более сложные генераторы выполнены по инверторной схеме с двойным преобразованием (рис. ниже).

Инверторный бензиновый генератор

Переменное напряжение генератора поступает на выпрямитель, а затем на транзисторный преобразователь, на выходе которого получается стабилизированное напряжение необходимой величины. Наличие выпрямителя снимает ограничения по стабильности частоты генератора, а транзисторный преобразователь формирует напряжения вне зависимости от величины нагрузки. Недостатком инверторных генераторов является их высокая стоимость и искажение формы выходного напряжения.

Выбор элементов для бензинового генератора

Как уже было сказано, механическую регулировку выполнить самостоятельно весьма затруднительно. Электронная потребует переделки генератора.

Поэтому бензогенератор своими руками имеет смысл делать по инверторной схеме, а в качестве преобразователя использовать преобразователь от источника бесперебойного питания.

На выбор оборудования влияют такие факторы:

• мощность двигателя;
• обороты двигателя;
• напряжение генератора;
• ток генератора;
• мощность преобразователя.

Максимальная мощность бензинового генератора в первую очередь зависит от мощности двигателя. Следующие устройства имеют такие значения мощности и количества оборотов:

• газонокосилка (триммер) – 0.5…2 кВт, 8000…9000 об/мин;
• бензопила – 1.5…3 кВт, 9000…12000 об/мин;
• мотоблок – 3…9 кВт, 2000…3000 об/мин.

Наиболее просто бензогенератор своими руками выполнить на генераторе от автомобиля (рис. ниже). Типичный генератор для легкового автомобиля способен выдать на выходе напряжение 13…14 В при токе нагрузки 80…100 А. Простой подсчет покажет, что мощность такого генератора составляет не более 1.4 кВт. Большие значения можно получить, используя генераторы от грузовых автомобилей.

Автомобильный генератор хорошо подходит для создания бензогенератора

Многие грузовые автомобили комплектуются генераторами на 24 В.

Указанные характеристики генератор имеет при количестве оборотов в среднем 5000 об/мин, что не соответствует нормальным оборотам перечисленных двигателей. Для выравнивания значений можно воспользоваться ременной передачей с разными диаметрами шкивов (рис. ниже). Количество оборотов на ведущем и ведомом шкиве обратно пропорционально их диаметрам. А вот передаваемая мощность изменяется наоборот.

Ременная передача с разными диаметрами шкивов

Бензиновый генератор, выполненный на двигателе от бензопилы или газонокосилки, нуждается в понижающей передаче, чтобы уменьшить количество оборотов на валу генератора примерно вдвое. Мощность, передаваемая двигателем на шкив генератора, также соответственно возрастет вдвое. В случае использования двигателя от мотоблока, передача необходима повышающая.

Использовать редукторные передачи в самодельной конструкции нецелесообразно, поскольку трудоемкость работы по изготовлению редуктора высока. Плохо выполненный редуктор сильно снижает КПД установки и служит источником дополнительного шума.

Следующее необходимое устройство – инверторный преобразователь напряжения (рис. ниже).

Инверторный преобразователь – источник бесперебойного питания

Говоря о мощностях двигателя и генератора, не была упомянута мощность преобразователя. Именно она может стать слабым местом самодельного бензинового генератора. Мощные преобразователи имеют достаточно высокую стоимость. Переделка маломощного преобразователя под силу только тем, кто очень хорошо разбирается в радиоэлектронике и знает принцип работы устройства. Минимальная переделка заключается в замене элементов выпрямителя (силовых диодов и конденсаторов фильтра), ключевых транзисторов и выходного трансформатора.

Аккумулятор источника бесперебойного питания отключать нежелательно. Он используется для нагрузки генератора и призван сглаживать скачки напряжения на его выходе. Большинство автомобильных генераторов при малой нагрузке выдают завышенное напряжение.

Конструкция самодельного бензогенератора

Все элементы конструкции необходимо закрепить на жестком основании. Для основания проще всего сделать раму из стальных уголков 50х50 мм. На раме нужно предусмотреть крепления для двигателя, генератора, преобразователя и бензобака.

Для уменьшения вибраций все элементы должны быть закреплены через амортизирующие прокладки из толстой резины.

Пример расчета бензинового генератора

Рассчитывать самодельный бензогенератор в каждом индивидуальном случае нужно, исходя из имеющихся деталей. В качестве примера можно привести расчет для двигателя от бензопилы и распространенного генератора от автомобиля ВАЗ 2110 5102.3771.

Двигатель имеет мощность 2 кВт при 10000 об/мин. Генератор 5102.3771 выдает напряжение 14 В током до 80 А при 5000 об/мин. Мощность генератора составляет 1120 Вт.

Для получения необходимого количества оборотов на валу генератора требуется понижающая передача с передаточным отношением 1:2. Если оставить на валу генератора его стандартный шкив с диаметром 51 мм, то на вал двигателя нужно будет устанавливать шкив с диаметром 25 мм. Это очень мало. Ремень передачи будет сильно изогнут и будет испытывать большие нагрузки. Лучше, если шкив генератора установить на двигатель, а на его место поставить шкив диаметром 100 мм. Шкив можно выточить на токарном станке из дюралюминия.

Во время работы двигателя на номинальных оборотах 10000 об/мин, ротор генератора будет вращаться с частотой 5000 об/мин, что является оптимальным значением. Для того чтобы полностью использовать запас мощности генератора, необходим преобразователь с мощностью не менее 1.5 кВт.

Видео. Бензогенератор своими руками.

Изготавливать бензогенератор своими руками имеет смысл только при наличии большей части необходимых комплектующих. Покупка всех составляющих не позволит сделать бензиновый генератор дешевле, чем готовый промышленный. Необходимо также учесть потраченное время и риск поломок в результате настройки и регулировки.

Законы физики говорят нам о преобразовании энергии. Бензиновый генератор – бесспорное тому подтверждение.

Органика была преобразована в углеводороды, их этой субстанции сделали топливо. При сгорании, бензин вырабатывает тепловую энергию. Она преобразуется в механическую, посредством работы ДВС. Механическая энергия вращает вал генератора, и с помощью системы магнитов и обмоток появляется энергия электрическая.

От теории переходим к практическому описанию. Устройство бензогенератора:

Из чего он состоит

Прежде всего, основание, или рама

С ее помощью, корпуса двигателя и генератора удерживаются от проворачивания относительно друг друга. Крутящий момент на валу мотора достаточно силен, а сопротивление ротора генератора возрастает при увеличении нагрузки.

При слабом креплении, эти компоненты легко могут сорваться с рамы. При этом точки монтажа не должны быть жесткими. Как и в автомобильном двигателе, подвес имеет демпферы-подушки для гашения вибраций.

К раме крепятся опоры (колеса), органы управления и контроля, а в компактных моделях еще и внешний корпус.

Привод

В нашем случае – это бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Технологически он ничем не отличается от автомобильного или мотоциклетного. Особенности вытекают из условий эксплуатации.

Генератор – устройство стационарное, то есть он не имеет возможности активно охлаждаться потоком воздуха. Стало быть, в конструкции должен быть вентилятор или система водяного охлаждения.

Мотор генератора работает на постоянных оборотах, и с относительно ровной нагрузкой. Поэтому «полка» крутящего момента обычно короткая.

Управление оборотами связано с уровнем потребления энергии. Контроллер постоянно отслеживает отбираемую мощность, и при необходимости добавляет «газу».

Двухтактные моторы проще в обслуживании, но более прожорливы, и выхлоп имеет характерный масляный запах. Четырехтактные установки экономичны, экологичны, однако имеют высокую стоимость.

Устройства, обеспечивающие работу ДВС

Всевозможные фильтры, датчики, и прочие атрибуты мотора – описывать нет смысла, они стандартны, и присутствуют в любом агрегате. Бензобак расположен сверху (в компактных моделях нет бензонасоса, топливо поступает самотеком).