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).

Вам понадобится

• - Силовой агрегат;
• - Блок генерации;
• - Блок электрических преобразований и защиты;
• - Блок управления и вспомогательные системы.

Инструкция

Работа электрического бензинового генератора основана на сжигании углеводородного топлива с получением достаточного количества энергии, которая проходит цепь преобразований. Первый элемент этой системы - карбюраторный двигатель внутреннего сгорания, в котором сжигаемая топливо-воздушная смесь приводит в движение коленчатый вал с маховиком. Силовые агрегаты в портативных генераторах бывают разными: от простейших двухтактных двигателей с карбюратором прямого впрыска до четырехтактных машин с электронной системой управления всеми режимами работы.

Вращение от коленчатого вала передается на вал генератора, приводя его в движение. Как и двигатели, могут отличаться по своему устройству и принципу действия, но наибольшей популярностью пользуются электрические машины щеточного или бесколлекторного типа с самостоятельным возбуждением тока в первичной обмотке. В них, при достаточно высокой частоте вращения одной группы обмоток внутри другой, происходит смещение магнитных потоков и перераспределение зарядов, благодаря чему на разных полюсах образуется потенциал нужной величины. Он пока не является переменным током, способным питать бытовые или промышленные потребители, а потому требуется дополнительная цепь электрических преобразований.

На обмотках генератора может образовываться электрический ток разной природы, поэтому в устройство портативной электростанции включают блок электрической модуляции. Он, в зависимости от модели бензогенератора, может быть инверторным или трансформаторным. Основная задача этого элемента - привести напряжение в отходящей сети к значению в 230 Вольт при частоте в 50 Герц. Второстепенными функциями системы преобразования электроэнергии являются удаление помех и импульсных перенапряжений, контроль за утечкой тока, защита от перегрузки и коротких замыканий.

В наиболее совершенных устройствах применяются блоки электронного управления и контроля за режимами работы. В них входит автоматический регулятор мощности, блок управления системой подачи топлива и принудительным охлаждением. Довольно распространенными элементами бензинового генератора являются блоки самодиагностики, отслеживающие в реальном времени все рабочие параметры генераторной станции: от состава отработанных газов до тонкой настройки характеристик тока в отходящих сетях. Также может быть использовано устройство автоматиеского включения, мгновенно запускающие генератор при пропадании напряжения в основной питающей сети и производящие все необходимые коммутационые операции.

Пользу от собственного бензогенератора искать нет надобности, она лежит на поверхности.

Владельцы гаражей, дачных участков, частных домов (при условии, что эти объекты имеют ненадежное энергообеспечение, или не электрифицированы вовсе) давно оценили преимущества резервного электропитания.

Даже если вы живете в коттеджном поселке с нормальным подводом электричества, возможны аварийные ситуации. Пропадание энергии на продолжительное время приведет к порче продуктов в холодильнике летом, и нарушениям в работе отопительного котла зимой.

Поэтому многие домовладельцы приобретают промышленные генераторы, стоимость которых не назовешь экономной.

Еще одно направление для мобильных электростанций – туризм, экспедиции и выполнение работ с помощью электроинструмента в автономном режиме.

Этот полезный прибор не относится к слишком сложным устройствам, поэтому бензогенератор вполне можно собрать своими руками, в том числе и на 220 в.

Разумеется, главная причина такого решения – стремление экономить. Если вы будете приобретать компоненты для мобильной электростанции в магазине – затраты на детали превысят экономию на сборке.

Поэтому, рентабельным самодельный бензогенератор станет, лишь при наличии условно бесплатных компонентов.

Самыми дорогими запчастями являются: привод (бензиновый двигатель) и электромотор, который выступит в роли генератора. Именно их необходимо подобрать из имеющегося в запасниках «хлама».

Какую силовую установку можно подобрать для генератора?

Прежде всего – мощность. В мобильных энергоустановках применяется следующее соотношение: на каждый киловатт вырабатываемой электроэнергии (не в пиковом, а в штатном режиме) подается 2-3 л/с двигателя.

Важно! Эта пропорция работает при грамотно подобранных компонентах и минимальными потерями. Следует помнить, что даже самый недорогой генератор из «Поднебесной» спроектирован инженерами.

Как правило, бензогенераторы разрабатываются в комплексе, то есть под определенный мотор разрабатывается генерирующий элемент. Для самодельной установки следует выбирать коэффициент 2-4 л/с на 1 киловатт энергии. В противном случае, при полной нагрузке двигатель быстро выйдет из строя.

Мощный бензогенератор - оптимальный вариант электроснабжения оборудования, если вы выехали за город или организовали выездную вечеринку, работаете на строительном объекте либо находитесь далеко от центральной системы подачи электроэнергии. Техническое устройство бензогенератора имеет множество важных механизмов и рабочих блоков. Но как любой прибор, он может выйти из строя, поэтому нужно иметь представление о принципе ремонта бензогенераторов.

Разновидности и правильный выбор привода

Существуют два основных типа генераторов: промышленный и бытовой. Они имеют различную мощность, габариты, затраты топлива и так далее. Принцип действия при этом идентичный. Основные различия:

1. Бытовая модель не имеет большого ресурса, поэтому предназначена только для краткосрочного использования. Мощность не превышает 2−3 кВт. Вырабатывают однофазный ток 220 В.
2. Промышленные модели предназначены для бесперебойной работы в течение длительного времени. Мощность может быть невероятно большой, в зависимости от обслуживаемой системы. Вырабатывают трёхфазный ток 380 В.

При покупке выбор должен основываться на том, в каких условиях будет эксплуатироваться оборудование. Важно понимать, что самодельный бензогенератор не так эффективен, как модель от производителя.

Главный механизм - бензиновый двигатель, на нем основаны принципы работы бензогенератора. В настоящее время используются двухтактные и четырёхтактные варианты. Первый тип имеет простую конструкцию, легче и дешевле, но при этом имеет минимальный ресурс и не предназначен для длительного использования, хотя для домашних целей он обычно подходит. Но чаще выбирают четырехтактные модели, они выполняют свое предназначение в полном объеме.

Предназначение генератора и его особенности

Генератор - это основной рабочий узел оборудования, который вырабатывает электрический ток. При движении ротора происходит возбуждение тока на неподвижном статоре, за счет переменного магнитного поля. На самом деле представленные аспекты физической силы и теории не имеют большого значения. Чтобы ликвидировать неисправность, достаточно сменить некоторые детали, так как их нельзя ремонтировать, а только заменять. Может понадобиться электросхема бензогенератора, где можно будет более основательно изучить основные аспекты. Имеются различия по мощности:

1. Маломощные электростанции с показателями до 2 кВт. Используются для кратковременного запуска. Чаще всего обслуживают небольшие холодильники или для освещения территории несколькими лампочками.
2. Средний тип моделей с мощностью до 6,5 кВт. Оборудование используется для обеспечения электрическим током небольшие дома, гаражи или магазины. Это профессиональные системы, работающие исключительно на бензиновых двигателях.
3. Мощный электрогенератор до 15 кВт. Уникальные системы, где могут использоваться не только бензиновый двигатель, но и дизель, все зависит от компании производителя. Все модели только трехфазные и применяются для электроснабжения огромных зданий, предприятий или промышленных объектов.

Все типы оборудования проходят специальные тесты на проверку соответствия требованиям безопасности и техническим нормам. Это не только защита от короткого замыкания, пожаробезопасность, но и ликвидация повышенных показателей шумов, экологичность и так далее. Работая на бензине, двигатель вырабатывает газы, которые должны утилизироваться. Все это в совокупности имеет немалое значение. Также не стоит забывать, что любая поломка может стать явной причиной этих нарушений.

У потребителей имеется возможность заменить генератор или двигатель в любом сегменте, но делать это нужно только заранее продумав все дальнейшие технические показатели. То есть можно из двух бензогенераторов сделать один, если какие-то детали повреждены и непригодны к дальнейшей эксплуатации.

Ремонт бензиновых двигателей

Бензиновые двигатели устанавливаются на генераторы чаще всего, конечно же, есть модели, работающие на дизельном топливе, на газе, но они менее популярны. Разнообразные поломки возникают в ходе эксплуатации, и иногда их ликвидация требует безотлагательного вмешательства. Только таким образом, удастся добиться требуемого показателя. Рассматривая основные типы поломок и дефектов, все сводится к тому, что они всегда идентичные. Конструкция моторов одинаковая, и отличаются они только по техническим характеристикам, поэтому провести ликвидацию поломок двигателя будет намного легче чем генератора. Основные неисправности:

1. Двигатель не запускается. Отсутствует топливо или искра на свечах, нарушена целостность кривошипно-шатунного механизма. Есть дефекты или посторонние элементы, препятствующие этому.
2. Работа оборудования неровная с перебоями. Топливо имеет посторонние примеси, нарушена работа свечей зажигания.
3. Поломки, связанные с кривошипно-шатунным механизмом. Чаще всего это приводит к тому что подача топлива есть, как и искра, но двигатель не запускается. Может отсутствовать компрессия вследствие износа колец.
4. Иногда на китайских моделях обрываются поршня, так как используется низкосортный металл.
5. Некачественное масло может стать также причиной засорения каналов, что приведет к перегреву мотора.
6. Засорение карбюратора происходит по причине некачественного топлива, попадания посторонних примесей или длительного неиспользования оборудования.

Технические вопросы решаются только через специализированные станции обслуживания. Если есть гарантия и сервис в городе, то выбор в полной мере очевиден. В данной ситуации разбирать ничего нельзя, так как специалисты откажутся от бесплатного ремонта, из-за нарушения целостности конструкции. Поэтому нужно изначально проверить срок гарантии.

Оборудование имеет множество различных дополнительных деталей и механизмов, которые выполняют свои технические задачи. Установленный инверторный глушитель - это часть шумоизоляции. При использовании бензогенератора, выделяется большое количество шума, поэтому его нужно минимизировать. Разработчики всеми силами пытаются создавать более совершенные системы данных устройств.

ТО генераторов и электрических систем

Касаясь представленного аспекта проведения ремонтных работ, рекомендуется обращаться в специализированные станции обслуживания. Вы можете купить новый генератор для бензогенератора и установить его самостоятельно, в остальном без помощи специалистов не обойтись. Основные типы поломок и методы ликвидации:

Для того чтобы запустить двигатель, требуется стартер. Чаще всего используется ручной, но более мощные модели комплектуются электростартерами по типу автомобильных. Ремонт и обслуживание данных технических элементов проводится полной заменой. Проблема в том, что большая часть из них неремонтопригодная. Стандартная разборка может привести к тому, что вы просто не сможете собрать все обратно.

Главное условие проведения ремонтных работ - это обращаться в первую очередь к техническим пособиям. Это позволит заранее разобраться со всеми поломками и другими ограничениями. Ваша рука станет главным помощником в проведении ремонта и технического обслуживания. Проверка электронных блоков проводится с помощью специализированных стендов. То есть это компьютерное программное обеспечение, которое позволит выявить все недостатки оборудования на ранних этапах.

Основные правила обслуживания

В независимости от типа или бренда, все бензиновые генераторы обслуживаются идентично. Для удобства потребителей к технике прилагаются специальные пособия и рекомендации, чтобы не забывать о плановом проведении ТО. Начинать нужно всегда с внешнего осмотра, чтобы не пропустить повреждения внешних деталей. Конечно же, если у вас китайский инверторный генератор, то могут возникнуть проблемы с поиском комплектующих. Основные типы работ, входящие в ТО:

1. Осмотр должен состоять с просмотра всех рабочих элементов.
2. Нужно снять воздушный, топливный фильтр и заменить на новый. Срок смены зависит от длительности и регулярности использования оборудования.
3. Рекомендуется заменить ремни, свечи.
4. Стандартный автономный генератор нуждается в регулярной смене масла.
5. На основе представленных аспектов удастся увеличить срок службы техники до максимальных показателей.
6. Заменить колесо на мобильной техники, можно без особенных проблем.

Рекомендуется обратить внимание на технику Fubag, это немецкий бренд, выпускающий электрогенераторы нового поколения. Этот вариант сможет в полной мере удовлетворить все индивидуальные пожелания клиентов. Компания выпускает различные типы моделей оборудования, с различными техническими характеристиками. Именно поэтому можно с легкостью подобрать все что нужно без каких-либо ограничений.

Конечно же, чтобы правильно проводить техническое обслуживание и ремонт, нужно знать устройство бензогенератора, тогда можно не только поменять детали, но и собрать его обратно. Сделать это не так уж просто, так как существует большое количество разнообразных нюансов, которые рекомендуется на предварительном этапе изучать.

Хранение бензогенераторов

Любое оборудование требует профессионального ухода. Поэтому рекомендуется придерживаться тех правил, которые предоставляет клиентам производитель. Это очень важные аспекты, которые позволят не только улучшить запуск оборудования, но и увеличить межремонтный период. Основные рекомендации:

1. При длительном хранении нужно обязательно слить все топливо с бака. Бензин окисляет детали карбюратора, что может привести к засорению каналов.
2. Рекомендуется использовать полиэтилен, чтобы накрыть оборудование при длительном хранение, для защиты от коррозии и попадания влаги.
3. Перед хранением лучше всего провести ТО.
4. Ни в коем случае нельзя оставлять генератор в разобранном виде на длительное время, так как внутрь могут попасть посторонние элементы.
5. Хранить нужно в сухом и прохладном месте.
6. Нельзя запускать оборудование при сильном морозе, если оно не предназначено для эксплуатации в таких условиях.

Таким образом, можно защитить не только свои деньги, но и оборудование. В настоящее время компании-производители предоставляют клиентам специальные технические инструкции, в которых подробно рассматриваются все детали.

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.