Что такое генераторная установка? Какие бывают генераторы? Принцип работы, характерные особенности и классификация электрогенераторов

Генераторная установка представляет собой устройство для генерации электроэнергии, которое используется для обеспечения аварийного, резервного или автономного питания. Область применения генераторных установок определяется рядом технико-эксплуатационных характеристик, например генераторы с небольшой мощностью обычно используются в быту, а более мощные применяют на производстве.

Особенности (устройство) конструкции генераторов

Независимо от конкретного типа, генераторная установка состоит из двух базовых компонентов — двигателя и альтернатора. Двигатель путем сжигания топлива вырабатывает механическую энергию, а альтернатор превращает ее в электрическую.

Генераторы постоянного тока. Конструкции двигателей данного типа включает в себя следующие основные элементы: статор, ротор и обмотка. Основным отличием от генераторов переменного тока является наличие особого полукольца, которое позволяет направлять ток в одном единственном направлении.

Генераторы переменного тока имеют практически идентичную конструкцию, однако ротор в таких двигателях вращается гораздо быстрее, ток меняет направление движения от фазы к нулю и обратно около 100 раз в секунду. Такие генераторы имеют меньшую мощность чем генераторы постоянного тока.

Типы двигателей:

• Дизельные. Этот тип двигателей чаще всего используется на производстве. Отличительной особенностью дизельных двигателей является длительным жизненным циклом и достаточно простым техническим обслуживанием.
• Бензиновые. Данный тип отличается невысокой мощностью (20 — 30 кВт). Также бензиновые генераторы не рассчитаны на длительную непрерывную работу, однако они имеют хорошие технические характеристики и относительно низкую цену, поэтому широко применяются в быту.
• Газовые. Газовые генераторы необходимо подключать к магистральному газопроводу, что существенно осложняет установку, кроме того, к недостаткам такого оборудования можно отнести высокую стоимость и неэкономичность в случае использования сниженного газа. Несмотря на все недостатки, этот тип генераторов обладает хорошими техническими характеристиками.

Основные составляющие бензиновых, газовых и дизельных генераторов:

• Система охлаждения. В процессе работы генераторной установкой выделяется большой количество тепла, нарушение теплообмена может привести к перегреву. Повышенная температура негативно сказывается на состоянии оборудования и качестве его эксплуатации. Для предотвращения перегревания оборудование оснащается системами воздушного или жидкостного охлаждения. Как правило, воздушное охлаждение используется для маломощных бытовых генераторов, а жидкостное охлаждение применяется в более мощных профессиональных установках.
• Система подачи топлива. Основным узлом топливной системы любого генератора является топливный бак, также в ее состав входят такие элементы как фильтры, топливный насос и трубопроводы. По умолчанию генераторы оснащены встроенным топливным баком, запас топлива которого обеспечивает от 6 до 8 часов непрерывной работы. Вычисление продолжительности работы, как правило, производится из расчета два литра в час. В случае необходимости увеличения периода работы двигателя существует возможность установки дополнительного съемного топливного бака.
• Пусковая система. Различается три основных типа запуска: автоматическая, электрическая и ручная. Ручное переключение подачи электричества в двигатель происходит либо за счет ручного стартера, либо с помощью специального шнура. Такой тип запуска реализован на генераторных установках бытового класса, обладающих малой мощностью. Использование электростартеров заметно облегчает запуск силовой станции, так как не приходится прикладывать физических усилий, включение происходит за счет нажатия кнопки или поворота ключа. Для оперативного восстановления подачи электроэнергии генераторы оснащают специальным блоком автозапуска, который осуществляет постоянный мониторинг электросети и в случае сбоев провоцирует запуск резервных источников.
• Исполнение. Кожух генераторной установки представляет собой особый защитный корпус, обеспечивающие базовые функции защиты от влаги и пыли, и позволяющий существенно снизить уровень шума, производимого генератором. Для более высокой степени защиты используются контейнеры. По назначению можно выделить два основных типа контейнеров: низкотемпературный контейнер, призванный обеспечивать дополнительное охлаждение и гидроизоляцию станции и звукоизоляционный, позволяющий существенно снизить шум от работы установки. Оба кожуха также обеспечивают базовую функцию защиты от внешних факторов. В кожух обычно помещается профессиональное стационарное оборудование, в то время как, портативные установки обычно размещаются на платформе или раме, которая представляет собой жесткую металлическую конструкцию.

Принцип работы электростанции

Электростанция, в свою очередь, представляет собой совокупность силовых установок (генераторов), аппаратуры и оборудования, функционирующего по принципу электромагнитной индукции. Напряжение прямо пропорционально скорости изменения магнитного потока. Таким образом, для получения электричества требуется магнитное поле и катушка для снятия переменного напряжения.

Вне зависимости от типа двигателя принцип работы генераторных установок можно описать следующим образом:

1. За счет сгорания топлива в камере ДВС выделяется энергия расширения газов, которая трансформируется в механическую энергию с помощью кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Полученная таким образом энергия приводит в движение коленчатый вал;
2. Так как вал сопряжен с альтернатором, движение передается ротору, который начинает вращаться, создавая электромагнитное поле, а вместе с ним и электродвижущую силу;
3. Образованное электродвижущей силой напряжение стабилизируется с помощью регулятора и подается на выход.

Читайте также