Бестопливные генераторы своими руками
Генератор Хендершота Акула
Генераторы, работающие по принципу использования свободной энергии, с давних пор привлекали внимание многих естествоиспытателей. Разработкой бестопливных устройств занимались еще Тесла и другие знаменитые ученые
К настоящему времени придумано множество схем, работающих на различных энергетических принципах. Перечень этих приборов:
- аппарат Хендершота;
- генераторы Романова, Тариеля Канападзе и Адамса;
- устройства Смита и Бедини.
Самостоятельную сборку такого генератора удобнее всего рассмотреть на примере макета Адамса.
Подготовительные операции
Схема генератора Адамса
Чтобы собрать устройство своими руками, потребуется подготовить множество исходных деталей:
- магниты;
- медные проводники;
- две катушки;
- листовая сталь (как средство для изготовления корпуса устройства);
- болты, шайбы и шурупы.
Магниты выбираются равными по величине и по возможности больших размеров. В этом случае индукционное поле получается мощнее, а энергии будет вырабатываться намного больше.
Медные проводники подбираются таким образом, чтобы их сечение составляло порядка 1,25 мм. На их основе наматываются две катушки, которые иногда берутся от старых двигателей подходящего размера. При самостоятельной намотке внимательно следят за тем, чтобы витки ложились ровно в ряд впритирку один к другому. Вспомогательные детали потребуются для крепежа отдельных элементов сборного устройства.
Сборка
Сборка бестопливного генератора
Порядок сборки самодельного генератора:
- В магнитах просверливаются отверстия для крепления на катушках.
- Они поочередно фиксируются на каркасах болтами.
- Катушки с магнитами крепятся на заранее сваренной металлической раме таким образом, чтобы между их плоскостями оставался небольшой зазор.
Наличие зазора позволит магнитам свободно вращаться.
На этой стадии сборки агрегат уже готов к проверке. Для ее проведения достаточно вручную несколько раз провернуть магниты вокруг своей оси. При условии правильно собранной конструкции на концах закрепленных на раме обмоток появится напряжение.
Принцип действия
Генератор бензиновый Daewoo GDA 3500E
Первые образцы электрогенераторов предназначались для работы в полевых условиях и на объектах, удаленных от промышленных центров. С их помощью удавалось запитать электросварочные аппараты или необходимое количество осветительных приборов. Со временем эти автономные устройства стали применяться в домах и других загородных строениях, что объяснялось таким распространенным явлением как нестабильное энергоснабжение. Особое распространение получили электрические генераторы в районах, удаленных от города, где отключение электричества считается рядовым явлением.
Принцип работы генератора
Электрогенератор – это устройство, способное преобразовывать тепловую энергию в электричество. Другое название – электромеханические индукционные генераторы. В качестве источника используются энергоносители, обладающие значительной теплоемкостью, достаточной для выделения нужного количества тепла. Это могут быть:
- дизельное топливо;
- традиционный бензин;
- природный газ или просто дрова.
Как выбрать?
Покупать «просто тихий» аппарат не совсем разумно. Как, впрочем, и самое мощное устройство. Прежде всего следует определиться, для какой цели будет применяться генератор:
-
в сезонном электропитании;
-
как резервная подстраховка;
-
как аварийное решение;
-
в качестве постоянного источника энергии.
Для туристов, охотников, рыбаков и части коммерческих потребителей правильнее выбирать мобильный генератор. Он же устроит и дачников
Но критически важное значение имеет мощность устройства. Она должна быть сбалансирована: слабая техника «не вытянет» задачу, а излишне сильная будет зря тратить ресурсы
Число фаз тоже весьма актуально. От однофазного электрогенератора можно запитать лишь однофазные приборы. Впрочем, для бытового и дачного применения это не слишком существенно. Трехфазные модели надо брать для оснащения стройплощадок, промышленных предприятий и их отдельных цехов
Важно: на одну фазу они выдают не более 1/3 мощности
Еще один немаловажный аспект — применяемое топливо. Бензиновая модель позволит снабдить током дом при периодических сбоях. Эти аппараты компактны, сравнительно легки и мало шумят. Их активно используют мелкие коммерческие фирмы – как производство, так и торговля. Дизельные модификации стоят дорого, издают сильный шум, зато выдают много тока и могут работать длительное время без перерывов. Модели ценны там, где электросети отсутствуют как класс.
Баллонный сжиженный газ существенно дешевле бензина. Еще выгоднее этот режим при подсоединении к магистрали. Асинхронные устройства предназначены для электропитания под открытым небом, их же стоит применять для особо влажных помещений.
Однако проблема в том, что бесщеточные генераторы не умеют выдавать безупречно качественный ток с оптимальной синусоидой. Бытовая аппаратура и компьютеры лучше всего подпитываются синхронными аппаратами. Даже подверженность к поражению пылью оправдывается стабильными параметрами и высокими характеристиками тока. Альтернатор с медной обмоткой обойдется дороже, зато куда лучше проводит тепло и имеет отличную выходную мощность
Дополнительно стоит обратить внимание на:
-
наличие системы AVR (без нее скачки напряжения могут поломать телефоны, планшеты и ноутбуки);
-
ручной или электрический тип стартера;
-
наличие опции автоматического запуска (а иногда и остановки);
-
закрытый либо открытый корпус (первый вариант устойчивее и надежнее, но может перегреваться);
-
отсчет моточасов (позволяющий вовремя проводить техобслуживание);
-
расход горючего;
-
отзывы;
-
сервисные возможности поставщика.
Какой электрогенератор выбрать смотрите далее.
Обзор электрогенератора HUTER DY6500LXA смотрите далее.
Конструкция генератора переменного тока
В самом общем случае, наиболее часто применяемый трехфазный генератор переменного тока состоит из явнополюсного ротора с одной парой полюсов (маломощные оборотистые генераторы) или 2 парами их, расположенными крестообразно (наиболее распространенные генераторы мощностями до нескольких сот киловатт. Такая конструкция не только позволяет более рационально использовать материал, но и для промышленной частоты переменного тока 50 Гц дает рабочую частоту вращения ротора 1500 оборотов в минуту, что хорошо согласуется с тяговыми оборотами дизельных двигателей этой мощности), а также статора с 3 (в первом случае) или 6 (во втором) силовыми обмотками и полюсами. Напряжение с силовых обмоток и есть то, которое подается потребителю.
Ротор может быть выполнен на постоянных магнитах только для весьма маломощных генераторов, во всех остальных случаях он имеет намотку т.н. обмотки возбуждения, то есть представляет из себя электромагнит постоянного тока, запитываемый во вращающемся роторе через щёточно-коллекторный узел с простыми кольцевыми контактами, более устойчивыми к износу нежели разрезной ламельный коллектор машин постоянного тока.
В сколько-либо мощном генераторе переменного тока с обмоткой возбуждения на роторе, неизбежно встает вопрос — какой величины ток возбуждения подавать на катушку? Ведь от этого зависит выходное напряжение такого генератора. И это напряжение должно поддерживаться в определенных рамках, например, 380 Вольт, вне зависимости от тока в цепи потребителей, значительная величина которого способна также значительно уменьшать выходное напряжение генератора. Кроме этого, нагрузка по фазам вообще может быть очень неравномерной.
Этот вопрос решается в современных генераторах, как правило введением в выходные цепи фаз генератора электромагнитных трансформаторов тока, соединенных вторичными обмотками треугольником или звездой, и дающими на выходе переменное трехфазное напряжение амплитудой единицы — десятки вольт, строго пропорциональное и согласованное по фазе с величиной тока нагрузки фаз генератора — чем больше потребляемый в данный момент по данной фазе ток, тем больше напряжение на выходе соответствующей фазы соответствующего токового трансформатора. Этим и достигается стабилизирующий и авторегулирующий эффект. Все три регулирующие фазы с вторичных обмоток токовых трансформаторов далее заводятся на обычный 3-фазный выпрямитель из 6 полупроводниковых диодов, и на выходе его получается постоянный ток нужной величины, и подаваемый на обмотку возбуждения ротора через щёточно-коллекторный узел. Схема может быть дополнена реостатным узлом для некоторой свободы регулирования тока возбуждения.
В устаревших или маломощных генераторах вместо токовых трансформаторов применялась система из мощных реостатов, с вычленением рабочего тока возбуждения за счет изменения падения напряжения на резисторе при изменении тока через него. Эти схемы были менее точны и гораздо менее экономичны.
В обоих случаях существует проблема появления начального напряжения на силовых обмотках генератора в момент начала его работы — действительно, если возбуждения ещё нет, то и току во вторичных обмотках токовых трансформаторов взяться неоткуда. Проблема, однако, решается тем что железо ярма ротора обладает некоторой способностью к остаточному намагничиванию, эта остаточная намагниченность оказывается достаточной для возбуждения в силовых обмотках напряжения в несколько вольт, достаточного для самовозбуждения генератора и выхода его на рабочие характеристики.
В генераторах с самовозбуждением — серьезную опасность представляет случайная подача внешнего напряжения промышленной электрической сети на силовые обмотки статора. Хотя это не приводит к каким-то негативным последствиям для самих обмоток генератора, мощное переменное магнитное поле от внешней сети эффективно размагничивает статор, в результате чего генератор теряет способность к самовозбуждению. В этом случае требуется начальная подача напряжения возбуждения от какого-то внешнего источника, например, автомобильного аккумулятора, иногда такая процедура полностью излечивает статор, но в некоторых случаях необходимость подачи внешнего возбуждения остается навсегда.
Главный генератор переменного тока
Главный генератор состоит из вращающегося магнитного поля, как было указано ранее, и неподвижной арматуры (генераторные обмотки)
Основные параметры генератора
Основные номинальные параметры определяются исходя из технических требований к конструкции конкретной модели транспортного средства:
Токоскоростная характеристика определяет зависимость номинального тока генератора от частоты его вращения. Напряжение в бортовой сети легковых и коммерческих автомобилей, а также автобусов составляет 12 В, особо мощных и специальных машин — 24 В. Максимальный ток отдачи определяется при частоте вращения ротора в 6 000 мин-1. Еще одна важнейшая характеристика данного агрегата — КПД. Для современных моделей этот показатель находится на уровне 50-60%.
Как определить мощность требуемого генератора?
Прежде всего, рассчитайте мощность нагрузки, которую нужно обеспечить электроэнергией. Если электрогенератор планируется использовать на даче для подключения инструментов или бытовых приборов, то будет достаточно использования бензинового генератора, имеющего мощность от 0,6 kW до 3 kW. При этом, суммируя нагрузочные мощности имеющегося у вас электрооборудования, необходимо иметь в виду, что пусковая (стартовая) мощность у многих электрических устройств и аппаратов превышает (иногда значительно) номинальную мощность.
Советуем, сложив мощности всех потребителей электроэнергии, полученный результат увеличить, по крайней мере, в два раза, чтобы иметь небольшой запас, позволяющий избежать аварии при пиковых нагрузках, возникающих в момент подключения оборудования.
Зачастую, производитель приводит данные о мощности электрогенераторов в kVA. Если вы хотите узнать, сколько это в киловаттах, то нужно умножить на 0,8. (Так, например, 10 kVA = 8 kW).
Как выбрать производителя?
Для начала выясните, какие марки генераторов обслуживаются в вашем городе, регионе. Узнайте мнение о качестве их работы. Выбрав известный бренд, вы, конечно, приобретете надежный генератор, однако стоимость его окажется немаленькой, да и цена обслуживания, скорее всего, тоже.
К таким фирмам относятся:
А) Gesan;
Б) Endress;
В) SDMO;
Г) Elemax;
Д) Champion;
Е) Honda;
Ж) GM.
Все эти генераторы можно купить в торговой сети MOYO и выбрать на сайте www.moyo.ua
Но на территории РФ также хорошо зарекомендовала себя российская компания «Вепрь», существующая уже более 15 лет и изготавливающая генераторы с использованием импортных деталей. Продукция этой фирмы имеет, пожалуй, наиболее оптимальное отношение качества к цене.
Как работает
В камерах двигателя размещается сжатое топливо, которое может воспламеняться. В процессе горения образуются газы, начинающие вращать коленвал. Из-за этого начинает работать ротор альтернатора. В статоре образуется магнитное поле.
Электрический генератор
Результат процессов, описанных ранее, — появление индукционного электрического тока в обмотке. Он доступен для потребления сразу на выводе устройства, любыми другими приборами. Поездки на природу, резервное питание — ситуации, когда подобные решения становятся актуальными. В этом случае электрический генератор незаменим.
Важные характеристики
Самые распространенные бытовые генераторы используют для своего питания дизельное топливо, бензин и газ. Есть и комбинированные их варианты. Главное между ними различие — в цене полученного киловатта и времени работы, которые непосредственно зависят от используемого топлива. Если брать за основу бензиновый генератор, который изначально более дешев, чем остальные их виды, то он, в среднем тратит 0.5 литра горючего для выработки каждой тысячи ватт. То есть, если судить по текущим ценам — 1 КВт обойдется, при использовании Аи-80, в 20 рублей. С газовыми или комбинированными, для генерации киловатта, потребуется чуть более 21 рубля. Если вопрос звучит, как выбрать дизельный генератор для уменьшения стоимости выработки, то ничего не получится. Цена кВт/ч находится в тех же пределах и составляет 23 р.
Основная разница в генераторах, кроме цены и вырабатываемых фаз, заключается в системе охлаждения и времени беспрерывной работы
На последнюю характеристику обязательно нужно обращать внимание при покупке его для системы энергоснабжения дома. Более простые, имеют ограничение на длительность непрерывного функционирования
По окончании отведенного времени, такой генератор нужно заглушать и давать ему остыть. Этого минуса лишены чуть более дорогие системы, оснащенные вентилятором, который в принудительном порядке обдувает устройство, охлаждая его. Кроме воздушного применяется и жидкостный отвод тепла, но цена таких генераторов намного выше.
Еще один нюанс касается частого включения в описания моделей аппаратов, производящих энергию, такого названия, как «инверторный генератор». В сущности, на выходе он дает такой же переменный ток, как и все остальные виды. Но есть маленькая разница. Внутри устройства, специальный блок производит изначальное выпрямление напряжения, идущего от электрогенератора, потом сглаживает пики и скачки тока, и в конце через блок преобразования контролируемого микропроцессором, выдает точные 220 В/50 Гц с синусоидой правильной формы.
Важной характеристикой, кроме перечисленных, при выборе служит система запуска. Есть и ручные и автоматические стартеры
Последние позволяют запустить генератор нажатием всего одной кнопки.
Не лишним будет обратить внимание на наличие звукоизоляционного и защитного от условий внешней среды корпуса. От этого параметра непосредственно зависит то место, где можно разместить генератор
Бескорпусные монтируются только под крышей и в достаточно звукоизоляционном помещении.
В таких случаях, при всех их плюсах придется дополнительно придумывать хорошую вентиляцию вокруг генератора и систему вывода отработанных газов. Если корпус присутствует на устройстве, то размещать его можно и на улице, связав проводами с потребителями. Единственный вопрос в таких случаях встает насчет уровня шума. В документации к генератору всегда указана эта характеристика, при работе аппарата, в децибелах. Для лучших бензиновых, дизельных или газовых генераторов значение не превышает 60–75 дБ. Оценить уровень шума поможет сравнение. Нормальный разговор идет с силой 45 дБ. Крик и хохот — 75 дБ. Уровнем 90–100 дБ можно охарактеризовать звук, издаваемый вагонами железной дороги, слышимый при нахождении от них не далее, чем в 7 метрах. 110 дБ — вертолет, 120 дБ — отбойный молоток (вблизи). Если громкость генератора выше, то нужно проверить, а не взлетающий самолет ли это? Дело в том, что большая сила звука уже превосходит болевой порог человека.
Лучшие дизельные генераторы с автозапуском
Генераторы с автозапуском отличаются комфортным и безопасным использованием. Такие устройства есть в линейке известных производителей, располагающими сервисными центрами во многих регионах. В рейтинг вошли пять лучших генераторов в автоматическим запускам, которые по мнению потребителей обладают лучшими характеристиками.
CHAMPION DG6501ES+ATS
Генератор однофазного типа применяется для подачи тока различной техники. Подходит для использования в домах и строительных объектах.
Обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии при отсутствии централизованного энергоснабжения.
Оснащен четырехтактным двигателем мощностью 8,9 лошадиных сил. Запускается с помощью электростартера, что упрощает управление устройством.
Датчик отключает двигатель при низком уровне масла, исключая его поломку. Бак объемом на 16 литров обеспечивает длительную работу с одной заправки.
Характеристики:
- объем двигателя — 474 куб.см;
- мощность двигателя — 8,9 л.с.;
- объем бака — 16 л;
- максимальная мощность — 5,5 кВт;
- вес генератора — 160 кг;
- уровень шума — 67 дБ.
Достоинства:
- стабильная работа;
- подходит для любых устройств;
- удобная и простая эксплуатация;
- быстрый запуск с первого раза.
Недостатки:
- шумная работа;
- высокая цена.
MVAE АД-10-400 АР
Электростанция станет незаменимым оборудованием, выступая в качестве основного или резервного источника электроснабжения.
Обладает мощностью 10 кВт и подходит для устройств любого типа.
Применим для частного хозяйства и промышленных предприятий.
Оснащен большим баком объемом на 185 литров, за счет чего работает длительное время с одной заправки. В час расходуется около 5,4 литра топлива. Максимальная мощность устройства составляет 74,8 кВт.
Характеристики:
- объем двигателя — 474 куб.см;
- мощность двигателя — 8,9 л.с.;
- объем бака — 185 л;
- максимальная мощность — 74,8 кВт;
- размер — 2250x1350x900 мм;
- вес генератора — 1160 кг.
Достоинства:
- стабильная работа;
- высокая мощность двигателя;
- обеспечение энергией любых приборов;
- вместительный бак.
Недостатки:
- высокая цена;
- шумная работа.
MVAE АД-25-400-АР
Удобный и надежный в обслуживании дизельный генератор. Отличается стабильной работы в течение продолжительного времени. Простой в эксплуатации.
За счет удобной эргономичной панели управлять агрегатом легко без дополнительных навыков.
Подходит для любых помещений и обеспечивает электроэнергией большое количество устройств. Оснащен вместительным баком на 80 литров, что обеспечивает бесперебойную подачу электричества с одной заправки.
Характеристики:
- объем двигателя — 474 куб.см;
- мощность двигателя — 8,9 л.с.;
- объем бака — 80 л;
- максимальная мощность — 27,5 кВт;
- размер — 1650x1210x720 мм;
- вес генератора — 820 кг.
Достоинства:
- стабильная работа;
- мощный двигатель;
- универсальность;
- простое использование.
Недостатки:
- шумная работа;
- высокая цена.
SDMO T12KM
Дизельная электростанция, выступающая в качестве постоянного и аварийного источника энергоснабжения. Применяется в частном хозяйстве и промышленности.
Оснащена мощным двигателем с жидкостной системой охлаждения.
Отличается простым обслуживанием. Снабжена камерой сгорания, обеспечивающей бесшумную работу двигателя.
Не перегревается за счет вентилятора в радиаторе. Имеет удобную панель управления, позволяющую быстро настроить оборудование.
Характеристики:
- обороты двигателя — 1500;
- объем бака — 50 л;
- максимальная мощность — 12.10 кВт;
- непрерывная работа — 14.7 ч;
- размер — 1410x1060x720 мм;
- вес генератора — 450 кг.
Достоинства:
- мощный двигатель;
- универсальность;
- простые настройки;
- низкий уровень шума.
Недостатки:
- большой вес;
- высокая цена.
ЭНЕРГО ED 9/230 Y SS
Однофазный дизельный генератор от французского бренда Energo используется для обеспечения бесперебойной подачи тока на строительных площадках, небольших производственных объектах и частных домах.
Максимальная мощность составляет 6,6 кВт.
Модель оснащена датчиком контроля уровня масла и потребляет всего 2 литра топлива в час. Объем бака составляет 23 литра.
Устройство отличается низким уровнем шума по сравнению с аналогичными агрегатами от других производителей.
Характеристики:
- обороты двигателя — 1500;
- объем бака — 23 л;
- максимальная мощность — 6,6 кВт;
- непрерывная работа — 11,5 ч;
- размер — 1475x1110x750 мм;
- вес генератора — 632 кг.
Достоинства:
- мощность;
- универсальность;
- низкий уровень шума;
- датчик защиты от перегрузок.
Недостатки:
- большой вес;
- высокая цена.
Параметры генератора
Работу генератора оценивают по нескольким параметрам:
- номинальный ток и номинальное напряжение;
- номинальная частота возбуждения;
- частота самовозбуждения;
- коэффициент полезного действия (КПД).
Номинальное напряжение для бортовой сети автомобиля от генератора 12В или 24В. Токоскоростная характеристика показывает зависимость силу тока от частоты вращения генератора.
Напряжение генератора можно измерить мультиметром. При всех выключенных потребителях без нагрузки на холостом ходу мультиметр должен показывать напряжение в пределах 14,3В — 15,5В. Если напряжение после запуска двигателя свыше 14В, то это может говорить о разряде АКБ и зарядке его генератором. При поочередном включении потребителей (фары, подогрев, кондиционер и т.д.) напряжение уменьшается примерно на 0,2 после каждого включения. Но в итоге напряжение не должно снижаться ниже 12,8В. Если значение меньше, то аккумулятор начнет разряжаться. Если напряжение, наоборот, сильно высокое (14В и выше), то это может привести к выходу АКБ из строя. При этом на выходе самого аккумулятора напряжение должно быть в пределах 12,6В — 12,7В.
Напряжение генератора под нагрузкой может отличаться от номинальных значений 12В. После включения всех потребителей тока значение должно быть в пределах 13,5В — 14В. Если ниже, то это может указывать на неисправность устройства. Допустимым пределом считается 13В.
На картинке ниже показана подробная схема подключения генератора в автомобиле.
Теоретическая часть
Основной принцип работы альтернатора
Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.
Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.
Базовые принципы
Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.
- Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
- Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.
Строение простейшего электромагнитного генератора
Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.
Генератор переменного тока — как устроен
- Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
- Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
- Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
- Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.
Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.
Переменный ток
В его честь была названа частота тока
Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.
Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.
Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.
Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС
Как работает автомобильный генератор?
Устройство начинает функционировать только после запуска двигателя стартером, который запитывается напрямую от аккумуляторной батареи. Ключевой принцип работы генератора автомобиля состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. На коленчатом валу силового агрегата установлен шкив, который раскручивает через ременную передачу установленный на необслуживаемых подшипниках ротор. Питание обмотки возбуждения, расположенной на вращающемся якоре, осуществляется от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца. Для защиты батареи от саморазряда подключение производится через специальный выпрямитель, состоящий из трех диодов. Величина напряжения в этой цепи регулируется электронным или электромеханическим стабилизатором, интегрированным или выполненным в виде отдельного устройства. Вращающийся якорь создает электромагнитные поля, которые индуцируют в обмотках статора переменный ток. Он поступает на выпрямитель, представляющий собой блок диодов. В него входят шесть вентилей: по три отрицательных и положительных. Они обеспечивают преобразование фазного напряжения в линейное. Соединение обмоток генератора осуществляется по схеме «треугольника» или «звезды». В первом случае величина тока в 1,7 раза ниже, нежели во втором. Треугольник применяется на моделях авто повышенной мощности. Описываемый принцип действия автомобильного генератора обеспечивает поддержание в бортовой сети напряжения в диапазоне от 13,9 до 14,5 В. Точная величина зависит от частоты вращения коленчатого вала и уровня нагрузки. Потребители (например, аккумулятор) к электроагрегату подключаются через вывод «В+».
Обзор некоторых моделей генераторов
Среди лучших производителей генераторов можно перечислить компании Hüter, Eisemann (Германия), Briggs & Stratton (США), Kubota (Япония). Среди российских производителей можно посмотреть Вепрь. Производство многих брендов перенесено в Китай из-за дешевой рабочей силы. До сих пор принято считать это недостатком.
В пользу этого приводится много всяких невнятных доводов, но вот еще один аргумент в пользу Китая. В то время как в Европе еще били друг друга по головам дубинами и ходили в шкурах, китайцы уже делали шелк и вырезали из кости невероятные вещи. Даже если генераторы из Китая уступают в качестве оригиналам на 5-7%, их стоимость в разы ниже.
HÜTER DY5000L
Этот генератор имеет мощность 4 кВт при мощности 11 л.с. Двигатель бензиновый (АИ-92), но может работать также на газе. Топлива расходуется не более 400 г на один киловатт-час. В бак помещается 22 л топлива. Установка может снабжаться колесами. Пуск делается вручную или электростартером. Эта возможность позволяет использовать АВР: и превратить генератор в резервный источник питания. Конечно, все немного проще, чем было описано в предыдущем разделе, но за 40-50 тыс. руб это не так мало.
Eisemann T 15010 DE
Эта модель (производство в Германии) мощностью 12 кВт, с встроенным АВР имеет дизельный двигатель с водяным охлаждением и рассчитана на непрерывный режим работы. От нее можно получить электрическую мощность не менее 8 кВт, что вполне хватит на частный дом. Расход топлива около 3,2 л/час при заправке в бак 210 л.
Кожух генератора и его выхлопная система хорошо снижают шум. Генератор имеет три фазы с линейным (между фазами) напряжением 380 В, и фазными напряжениями 220 В. Так что с ним получается 3 линии по 220 В. Желательно распределить эту нагрузку равномерно между фазами.
Briggs & Stratton G 110
Производство находится в США (не Китай). Двигатель генератора газовый, может работать на метане и пропане, в том числе сжиженном. Охлаждение двигателя воздушное. Мощность 11 кВт. Запуск электростартером. Контейнер хорошо защищает внешнюю среду от шума двигателя. Генератор синхронный, однофазный. Специально для европейского рынка выпущен на напряжение 230 В 50 Гц. (В США 115 В 60 Гц.)
Этот ряд моделей был специально разработан для снижения шума. 66 дБ на расстоянии 7 м это очень неплохой показатель для установок с двигателями внутреннего сгорания. На агрегат дается трехлетняя гарантия.
Практичные в торговых делах американцы не стали встраивать АВР в установку, что делало бы ее дороже для всех покупателей. Но желающие могут приобрести ее в российском исполнении с оригинальными “умной начинкой” и контактором.
Тут имеется обширный набор функций помимо АВР и мониторинга состояния. С помощью GSM-модема можно управлять генератором из любого места, как при помощи СМС, так и через веб-сервер в интернете.
Kubota J112
Этот генератор имеет мощность 12 кВт. Производитель обещает коэффициент мощности (cos phi) очень близкий к единице. Двигатель дизельный, с жидкостным охлаждением, расход топлива 3.75 л/ч. Напряжение 230 В, генератор однофазный. В бак помещается 79 л топлива. Запуск от электростартера, а значит, есть возможность использовать внешний АВР (см. energyborker.ru).
Вепрь АБП 10-230 ВХ-БСГ АВР
Этот генератор российского производства, рама, по крайней мере, точно. Двигатель Honda GX630. Бачок на 25 л, расход топлива 4 л/ч. Мощность 10 кВт, 230 В 50 Гц, одна фаза. Пуск от электростартера, АВР использовать можно. Генератор синхронный.
Заключение
Таким образом, электрогенератор своими руками, может стать отличным вариантом альтернативного электроснабжения.
Его мощности будет достаточно для обеспечения электроэнергией строительных приборов, а также небольших домашних приборов. Поскольку работа производится с электричеством, то у людей, не имеющих ни малейшего представления о серьезности и опасности проделываемых манипуляций, электрогенератор может не получиться.
Не секрет, что сделанный своими руками генератор, будет раз в 5 дешевле, но не факт, что его продуктивность может конкурировать с покупной моделью заводской сборки, оснащенной автоматикой. Отказаться от подобной затеи следует в таких случаях:
- если нет уверенности в собственных силах и знаниях;
- когда несколько попыток сборки не увенчались успехом;
- если нет в наличии соответствующего оборудования и измерительных приборов;
- если нет навыка в расчетах и подборе компонентов прибора, а также в чтении схем.
При наличии всех необходимых конструктивных деталей можно попробовать собрать агрегат своими руками. Если процедура не увенчалась успехом – всегда можно прибегнуть к помощи покупных моделей. Покупка электрогенератора имеет только один минус – это высокую стоимость. Однако в некоторых случаях она вполне оправдана точностью рабочего процесса, а также возможностью самостоятельного контроля всего процесса переработки и преобразования постоянного тока в переменный.
