Будова генератора. З яких частин складається та їх фукції

Електричні генератори – це основні пристрої, які забезпечують електроенергією під час відключення електроенергії та запобігають порушенню повсякденної діяльності або ділових операцій. У цій статті ми розглянемо, як працює генератор, основні компоненти та частини генератора, а також як генератор працює як вторинне джерело електроенергії в житлових та промислових приміщеннях.

Як працює генератор?

Електричний генератор – це пристрій, який перетворює механічну енергію, отриману від зовнішнього джерела, у вихідну електричну потужність.

Важливо розуміти, що електричний генератор насправді не створює електричну енергію. Натомість він використовує механічну енергію, що підводиться до нього, для примусового переміщення електричних зарядів, присутніх в його обмотках, через зовнішній електричний ланцюг. Цей потік електричних зарядів становить вихідний електричний струм, що подається генератором. Ми можемо зрозуміти механізм генератора, розглядаючи генератор як аналог водяного насоса. Він призводить до потоку води, але насправді не створює воду, що протікає через нього.

Основні компоненти генератора

На світлині зображено один з найпопулярніших генераторів – з максимальною потужністю 3кВт 7728GG. Цей пристрій, завдяки своїм параметрам, дозволяє отримувати електроенергію під час нетривалих відключень (до 10 годин). Маючи досить доступну низьку ціну, він користується попитом серед наших клієнтів. Детальніше про такі пристрої можна почитати в статті “Генератор бензиновый на 3кВт“.
Опис дев’яти основних компонентів генератора наведено нижче.

Двигун

Двигун є джерелом вхідної механічної енергії у генератор. Розмір двигуна безпосередньо пов’язаний із максимальною вихідною потужністю, яку може забезпечити генератор. Є кілька аспектів, які необхідно враховувати при оцінці двигуна вашого генератора:

(a) Тип палива, що використовується. Двигуни генераторів можуть працювати на різних видах палива, таких як дизельне паливо, бензин, пропан або природний газ. Генератори з двигунами меншого об’єму зазвичай працюють на бензині, а двигуни більшого об’єму працюють на дизельному паливі, зрідженому пропані, пропановому газі або природному газі. Деякі двигуни також можуть працювати на подвійній подачі дизельного палива та газу у двопаливному режимі роботи.

(b) Двигуни з верхнім розташуванням клапанів (OHV) порівняно з двигунами без OHV. Двигуни з верхнім розташуванням клапанів відрізняються від інших двигунів тим, що впускний та випускний клапани двигуна розташовані у верхній частині циліндра двигуна, а не встановлені на блоці циліндрів. Двигуни OHV мають деякі переваги перед іншими двигунами, такі як:

• Компактна конструкція
• Простіший механізм роботи
• Довговічність
• Зручний в експлуатації
• Низький рівень шуму під час роботи
• Низький рівень викидів

Майте на увазі, що двигуни з верхнім розташуванням клапанів також дорожчі, ніж інші двигуни.

(c) Чавунна гільза (CIS) – CIS є накладкою в циліндрі двигуна. Знижує знос двигуна та забезпечує довговічність. Більшість двигунів з верхнім розташуванням клапанів зазвичай оснащені CIS, але важливо перевірити цю функцію у двигуні генератора. CIS – це недорога функція, але вона відіграє вирішальну роль у довговічності двигуна, особливо якщо ви використовуєте генератор часто або протягом тривалого часу.

Генератор

Генератор також називають генератором (інколи альтернатором). Це частина генератора, яка виробляє електричний струм із механічного входу, який подає двигун. Він складається з нерухомих та рухомих частин, укладених у корпус. Частини працюють разом, створюючи відносний рух між магнітним та електричним полями, генеруючи електрику.

(a) Статор – це нерухомий компонент генератора змінного струму. Він містить набір електричних провідників, намотаних у витках на залізне осердя.

(b) Ротор/якір – це рухомий компонент генератора змінного струму, що створює обертове (змінне) магнітне поле.

Паливна система

Об’єм паливного бака зазвичай достатній для роботи генератора в середньому від 6 до 8 годин. У невеликих генераторних установках паливний бак може бути частиною основи або розташовуватися зверху рами генератора. Для більших генераторів може знадобитися встановлення зовнішнього паливного бака. Деякі типові особливості паливної системи включають:

(a) З’єднання трубопроводу від паливного бака до двигуна. Провідний трубопровід веде паливо від бака до двигуна, а зворотний трубопровід відводить паливо від двигуна назад до бака.

(b) Вентиляційна трубка паливного бака. Паливний бак має вентиляційну трубку, яка запобігає підвищенню тиску або вакууму під час заправки та випорожнення бака.

(c) Паливний насос – перекачує паливо з основного бака-накопичувача. Паливний насос має електричний привід.

(d) Паливний водовідділювач/паливний фільтр – відокремлює воду та інші забруднюючі речовини від палива для захисту інших частин генератора від корозії та забруднення.

(e) Паливна форсунка – розщеплює паливо та впорскує необхідну кількість палива у камеру згоряння двигуна.

Регулятор напруги

Як випливає з назви, ця частина генератора регулює вихідну напругу. Регулятор напруги перетворює вихідну змінну напругу генератора на постійний струм. Потім регулятор напруги посилає постійний струм на набір вторинних обмоток статора, відомих як обмотки збудження, які перетворюють постійний струм змінний.

Система охолодження та вихлопна система

(а) Система охолодження

Постійне використання генератора призводить до нагрівання різних частин. Необхідно мати систему охолодження для відведення виробленого тепла.

Сира/прісна вода може використовуватися як охолоджувальна рідина для генераторів. Для всіх інших поширених застосувань на генераторі встановлено стандартний радіатор та вентилятор, який працює як первинна система охолодження. Дуже важливо щодня перевіряти рівень охолоджувальної рідини у генераторі. Генератор слід експлуатувати на відкритому та вентильованому майданчику з достатнім припливом свіжого повітря. Рекомендується залишати мінімальний простір у 3 фути з усіх боків генератора для забезпечення вільного потоку повітря.

(б) Вихлопна система

Вихлопні гази, що виділяються генератором, є високотоксичними хімічними речовинами, яких необхідно правильно позбавлятися. Тому дуже важливо встановити відповідну вихлопну систему видалення вихлопних газів.

Система змащування

Оскільки генератор складається з декількох рухомих частин двигуна, йому потрібно мастило, щоб забезпечити виключно плавну роботу протягом тривалого часу. Двигун генератора змащується моторним маслом, яке зберігається в насосі. Ви повинні перевіряти рівень олії кожні 8 годин використання. Ви також повинні перевіряти наявність витоків олії та міняти мастило кожні 500 годин використання.

Зарядний пристрій

Зарядний пристрій батареї зазвичай підтримує заряд батареї генератора, подаючи певну «плаваючу» напругу. Якщо плаваюча напруга занадто низька, акумулятор залишиться недозарядженим. Якщо плаваюча напруга надто висока, це скоротить термін служби батареї.

Панель керування

Панель керування є інтерфейс генератора і має засоби для електричних розеток і органів управління. Різні виробники пропонують безліч функцій у панелях управління своїх пристроїв.

Корпус або рама

Усі генератори мають індивідуальні корпуси, які забезпечують структурну опору. Рама також дозволяє заземлити генератор із міркувань безпеки.

Тепер у вас є опис кожної частини генератора і як вони працюють разом, щоб забезпечити електрику. Якщо вам сподобалася ця стаття, не соромтеся зареєструватися на нашому сайті, щоб отримати найпрофесійніші поради від наших експертів.

Як працює генератор електрики?

Генератор електрики є ключовим компонентом будь-якої автономної електростанції. Без його роботи неможливо уявити повноцінне функціонування всієї системи. Простими словами, основне завдання генератора електрики зводиться до перетворення енергії, в даному випадку з механічної в електричну.

Основні компоненти генератора

Двома основними частинами, на які можна умовно розділити генератор електрики, є його магнітна система і провідники. Магнітна система, як правило, представлена ​​електромагнітами, а ось в якості провідників використовуються котушки. Магніти утворюють магнітне поле, а за допомогою провідників, які в ньому обертаються, взаємодія систем призводить до перетворення магнітного поля в електричне. Це дві основні системи для безпосередньої роботи генератора, але для його зв’язку з споживачами електроживлення необхідна додаткова система, представлена ​​колектором і щітками, які певним чином взаємодіють між собою.

Принцип роботи генератора

Основний принцип роботи таких генераторів побудований на явищі під назвою «самоіндукція». При русі рамки, оточуючій нерухомий магніт, в силових лініях створюваного магнітами магнітного поля, виникає ЕРС або електрорушійна сила. Її також називають електричною напругою для спрощення розуміння.

За принципом роботи всі генератори можна класифікувати на 2 групи: за типом приводу або по тому, як виглядає вихідна напруга.

За типом приводу генератори бувають:

• Турбогенератор – для його роботи в якості основного елемента використовується або парова турбіна, або газотурбінний двигун. Такий тип генератор призначений для промислового використання в великих масштабах.
• Гідрогенератор – рух забезпечується гідравлічною турбіною. Є актуальним і затребуваним елементів на великих електростанціях, які використовують для роботи силу руху річкової або морської води.
• Вітрогенератор – по аналогії з попередньою моделлю приводиться в дію за допомогою альтернативного джерела енергії, а саме вітру. Використання поширене як на великих промислових підприємствах, так і на приватних вітряних електростанціях.
• Дизельні або бензинові генератори – працюють на основі дизельного або бензинового двигуна.

Класифікація за видом вихідної напруги представлена ​​в наступному вигляді:

Генератори постійного струму

Найбільш простий генератор постійного струму складається з таких частин, як: силова рама, магніти, статор, ротор, а також вузол зі щіток. До основних переваг даного типу генераторів можна віднести:

• Можливість нормальної роботи при різних умовах навколишнього середовища.
• Відносно невеликі габарити і зменшена, порівняно з іншими генераторами, вага пристрою.
• Не створює вихрові струми.

Генератори змінного струму

Також має назву альтернатор. Конструктивно практично не відрізняються від генераторів постійного струму. Але в багатьох сучасних пристроях і, в тому числі автономних електростанціях, використовуються генератори, що перетворюють механічну енергію в електричну енергію змінного струму за допомогою руху (обертання) котушки в магнітному полі. Можуть також підрозділятися на 2 підтипи:

Основна відмінність цих двох видів генераторів полягає в тому, що в синхронних моделях передбачений жорсткий зв’язок між частотою обертання ротора і ЕРС, індукованої в статорі, а в асинхронних ж даний зв’язок відсутній.

Розглядаючи більш детально генератори постійного та змінного струму, можна сказати, що конструктивно вони багато в чому схожі, а основні відмінності полягають в роботі і технічному виконанні окремих елементів конструкції.

Сьогодні генератори активно використовуються як в побутових сферах, так і для промисловості і виробництва. Наприклад, дизельні електростанції, які можуть стати незамінним засобом резервного або навіть основного електропостачання, також використовують в своїй роботі подібні генератори електрики.