Генераторная установка автомобиля. Генераторные установки

Генераторные установки – Основные средства

Использование генераторных установок на стройке не способствует увеличению общей экономичности работ. Но когда нужна энергия и получить ее неоткуда, кроме как от генераторной установки, соображения экономичности отходят на второй план.

Нагрузочные модули, балластные сопротивления

Резервные генераторные установки подолгу стоят без работы в законсервированном состоянии. Откладывать проверку работоспособности генераторной установки до того момента, когда она действительно понадобится, очень рискованно. Генераторная установка может нормально работать при небольшой нагрузке, но не справится с максимальной нагрузкой. В таких ситуациях рекомендуется включить в состав системы нагрузочный модуль.

Нагрузочный модуль представляет собой устройство, производящее электрическую нагрузку для преобразования или рассеивания выходной мощности источников питания. Назначение нагрузочного модуля – точная имитация реальной рабочей нагрузки, на которую источник питания будет работать впоследствии. Однако в отличие от «реальной» нагрузки, которая может быть непредсказуемой и случайной, нагрузочный модуль – организованная и полностью контролируемая нагрузка. В некоторых западных странах наличие нагрузочных модулей для периодической проверки резервных ГУ обусловлено законодательными нормами.

Существует три основных типа нагрузочных модулей: резистивный и два реактивных: активно-индуктивные и активно-емкостные.

Резистивный нагрузочный модуль – самый распространенный тип, применяемый для обеспечения нагрузкой генераторов. Резистивная нагрузка характеризуется активной мощностью, измеряемой в ваттах. Соответственно мощность нагрузочного модуля рассчитывается исходя из мощности генератора. Нагрузка в модуле создается путем преобразования электрической мощности источника питания в тепло, нагревающее сильноточные резисторы. Чаще всего это тепло выводится принудительно с помощью вентиляторов, реже конвекцией, еще реже используется водяное охлаждение.

Реактивные нагрузочные модули. Мощность реактивной нагрузки измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр, кВАр). Активно-индуктивные модули используются для имитации реальных смешанных нагрузок, состоящих из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и т. д. Активно-индуктивные нагрузочные модули используются совместно с элементами резистивных нагрузочных модулей для создания эффекта задержки при приложении нагрузки. Это позволяет проверить систему аварийного энергоснабжения на режиме полной нагрузки, включая действие реактивных токов и выключателей в регуляторе напряжения ГУ. Активно-емкостные нагрузочные модули также используются в комплексе с другими реактивными нагрузочными модулями и могут служить дополнением к активно-индуктивным нагрузочным модулям. Нагрузки от активно-емкостных модулей используются для имитации нагрузок от электронных приборов или нелинейных нагрузок от телекоммуникационной аппаратуры и компьютерных систем.

Еще одной областью применения нагрузочных модулей (балластных сопротивлений) является догрузка электрогенераторов, которые работают при недостаточных нагрузках или используются нерегулярно. В таких случаях температура двигателя не достигает рабочих значений, что увеличивает риск образования нагара из-за плохо сгорающего топлива. Нагар можно полностью устранить в течение получаса работы генератора с подключенным нагрузочным устройством. Обычно такая догрузка применяется, если электроустановка работает с нагрузкой менее 30% от номинала.

Штатное и дополнительное оборудование ГУ

Если ГУ выполняет роль резервной, она оснащается «Системой автоматического ввода резерва» (АВР), которая немедленно отключает всех обслуживаемых потребителей от электросети и подключает к генератору при выключении электроэнергии в общей сети (без прерывания электрического тока). При внезапном включении сети электроснабжения работающий генератор может сгореть. Именно АВР защищает генератор в такой ситуации. Существуют и ручные переключатели, которые в нужный момент (при аварии) приводятся в действие вручную либо с помощью электропривода, включенного оператором, отсоединяя потребителей от сети электроснабжения и подключая к резервному источнику электропитания.

Размыкатель отключает подачу питания от генератора в случае какой-либо неисправности в установке, замыкания на массу. Его не нужно путать с тепловым автоматом – размыкателем цепи. На каждую электрическую цепь (или фазу) устанавливается отдельный плавкий предохранитель или тепловой размыкатель.

Кроме того, в конструкцию генераторной установки могут входить переключатели, позволяющие подключать генератор к разным цепям или контурам или изменять величину мощности на выходе. Такие переключатели позволяют при необходимости переводить на розетку всю мощность генератора без прерывания тока.

Регуляторы оборотов двигателя. Частота тока ГУ зависит от частоты вращения двигателя, которая регулируется за счет изменения количества топлива и воздуха, подаваемых в двигатель. Для этого обычно используются механические системы с электронными следящими электроприводами, которые отслеживают частоту вращения двигателя, например, по количеству разрядов в свечах зажигания (для искровых ДВС), а также с помощью центробежного датчика оборотов.

Если генератор подает питание для электронной аппаратуры, чувствительной к изменениям частоты тока, ГУ оснащается более дорогим электронным регулятором, обеспечивающим более точное регулирование частоты вращения. Поэтому при выборе ГУ нужно сначала про­анализировать чувствительность оборудования к колебаниям частоты тока, а потом выбирать, каким регулятором должна быть оснащена ГУ.

Автоматическая система холостого хода уменьшает обороты двигателя, когда электрическая нагрузка исчезает, и снова выводит двигатель на режим рабочих оборотов, когда нагрузка снова появляется.

Аварийный датчик уровня масла в картере двигателя (обычно поплавкового типа) автоматически выключает двигатель генераторной установки, если уровень масла опускается ниже допустимого предела.

Для предотвращения загрязнения окружающей среды некоторые генераторные установки оснащаются несущими поддонами, в которых собирается пролившаяся жидкость в случае разрыва шланга. Топливозаправочные горловины оборудуются специальными воронками, которые не дают пролиться топливу во время заправки.

В стандартную комплектацию ГУ входят электрические розетки для подключения различных потребителей. Они могут быть рассчитаны на разные допустимые величины силы тока (от 6 до 32 А), а также на разные конструкции вилок.

Условия работы на объекте

В зависимости от назначения ГУ и условий ее эксплуатации можно выбрать мобильную, переносную или стационарную установку.

Аварийные источники электропитания обычно монтируются на шасси прицепов и подво­зятся в качестве временных источников энергии, например, при авариях на объектах коммунальной инфраструктуры. Буксируемые генераторы будут удобны, если владелец использует один генератор в нескольких местах или если клиент арендует данные производственные мощности и не желает там устанавливать стационарную генераторную установку. Мобильные генераторные установки на шасси прицепов могут использоваться на стройплощадках временно, в период, когда стационарные генераторы останавливаются на техобслуживание либо когда мощности сети оказывается недостаточно для обеспечения сезонных или временных потребностей объекта.

Заметим, что в США 90% генераторов продаются на шасси полуприцепов. В Европе предпочтения иные: здесь 90% ГУ продаются без шасси, установленные на полозья. Несколько установок можно погрузить на один грузовик и доставить на строительный участок, если строительная компания планирует держать установки на стройплощадке долгое время. Расположенные в удаленных труднодоступных местах строительные объекты и горнодобывающие предприятия, месторождения нефти и газа также сфера использования переносных ГУ для энергопитания бытовок и другого оборудования.

От того, в каком месте будет располагаться стационарная ГУ, в значительной степени зависит ее компоновка и комплектация. Если ГУ будет установлена в помещении, специально спроектированном для нее или для размещения ее и другого оборудования, можно использовать установку открытого типа (без контейнера). В этом случае необходимо предусмотреть свободный доступ для работы и техобслуживания ко всем компонентам ГУ, включая дополнительное оборудование, а прочность постройки должна быть рассчитана на то, чтобы выдерживать нагрузки от работающей ГУ, помещение должно удовлетворять требованиям всех норм и правил (по уровню шума, вредных выбросов, вибрации и т. д.), в помещении должен быть обеспечен доступ количества воздуха, достаточного для работы ДВС установки, подача топлива, вентиляция и отвод отработавших газов. Следует убедиться, что все прочее оборудование, которое будет находиться в этом же помещении, может работать в таких условиях.

Если же ГУ будет размещаться под открытым небом, генератор должен быть оснащен влагонепроницаемым контейнером для защиты от дождя и снега. Влага способствует развитию коррозии, может вызвать замыкание в электрической аппаратуре и т. д. Контейнер также будет предотвращать несанкционированный доступ и защищать генератор от вандализма. Чтобы привести уровень шума работы ГУ в соответствие нормам, может потребоваться подобрать дополнительные компоненты: звукопоглощающую облицовку и глушитель.

Среди дизельных электростанций FPT Industrial S.p.A. (входит в концерн CNH) есть мод. FPT GS F3240, развивающая номинальную мощность 32 кВт. ГУ FPT F3240 комплектуется защитным кожухом, однако по желанию заказчика агрегат может быть установлен в утепленный контейнер или на буксируемое шасси. Масса электростанции в открытом исполнении – 1000 кг. Производитель генератора  – Marelli. Станция предлагает экономичный уровень расхода топлива – 8,5 л/ч при 80%-ной нагрузке. Емкость бака электростанции – 80 л, в качестве опции возможна установка увеличенного топливного бака.

В характеристиках генераторных установок обычно указывается максимальная рабочая температура (чем выше класс установки, тем выше допустимая температура). Например, дизельные электростанции могут эксплуатироваться в самых жестких погодных условиях – при температуре воздуха от –50 до +50 °С. Иностранные генераторные установки различаются по температурным классам, чаще всего встречаются установки классов A, B, F и H с максимальными рабочими температурами 105, 130, 155 и 180 °C соответственно.

Дизельная электростанция SCANIA DG 320 C, укомплектованная генератором Linz Electric (Италия), имеет мощность 320 кВт/ 400 кВА в режиме постоянной работы. Производитель гарантирует запуск и работу установки при темпрературах до –50 °С. Для этого к ГУ предлагается следующее дополнительное оборудование: электрический подогреватель охлаждающей жидкости 220 В, воздушный дизельный отопитель Planar и дизельный предпусковой подогреватель охлаждающей жидкости Webasto, а также высококачественный утеплитель URSA из негорючей базальтовой ваты толщиной 100 мм. Установка имеет сверхпрочный сварной каркас из гнутого 4-мм профиля, выдерживающий нагрузку до 3G. Контейнер оснащается «дыхательным» клапаном для отвода паров топлива из бака наружу. Компания заявляет, что срок активной эксплуатации установки не менее 20 лет.

Какие качества генераторных установок ценят потребители?

Обычно на стройплощадке ГУ занимаются разные люди, поэтому она должна быть простой в эксплуатации и интуитивно понятной в управлении.

Удобно, когда ГУ универсальна. На строительном объекте может быть оборудование, работающее от различного напряжения сети: 380, 220 В. У универсальных ГУ имеется переключатель напряжения. Обычно он расположен внутри корпуса, чтобы исключить нечаянное переключение напряжения. Ни у кого не возникнет желания совать руку внутрь корпуса работающего генератора. Такие универсальные установки охотно приобретают компании, сдающие оборудование в аренду.

Также ценным качеством являются большие интервалы между ТО. Большинство ГУ нуждаются в ТО через каждые десять дней, если они работают по 24 часа в сутки, и даже через семь дней, если работают при полной нагрузке. У генераторов некоторых брендов премиум-класса периодичность обслуживания составляет 500 моточасов, т. е. через каждые 20 дней. Соответственно меньше расходуется моторного масла и фильтров, меньше время простоя оборудования. Чтобы обеспечить периодичность обслуживания в 500 моточасов, одна из компаний-производителей усовершенствовала систему впуска воздуха установки. Даже если в установках конкурентов используются такие же двигатели, периодичность ТО у них меньше. Правильное и своевременное техобслуживание ГУ жизненно важно, поскольку дает возможность поддерживать энергоснабжение оборудования строительного объекта. Если выйдет из строя генератор, остановится все и график работ будет нарушен.

В аренду или в собственность?

Если генераторная установка нужна на непродолжительное время, практичнее взять ее в аренду, а не приобретать в собственность, да и подключение объекта к электросети обойдется недешево. Однако специалисты предостерегают: рекомендуется составить точный график использования генераторов и брать только тогда, когда они необходимы, чтобы не переплачивать за аренду. Также следует просчитать, что выгоднее – арендовать один большой генератор или несколько малых установок: тянуть от одного генератора кабели через весь участок, что может быть небезопасным, или поставить несколько генераторов поменьше возле энергопотребляющего оборудования. Еще одна причина, по которой генераторные установки часто берут в аренду, а не покупают: чтобы использовать оборудование, наиболее подходящее по характеристикам для данного строительного объекта.

os1.ru

Генераторные установки – Основные средства

Будь готов! (Часть 1)

Для обеспечения нормальной деятельности строительного объекта кроме основного оборудования необходимы различные вспомогательные машины и агрегаты. Без этого вроде бы второстепенного оборудования невозможно будет выполнить график строительных работ и обеспечить безопасность труда. Представляем читателю первую статью из серии о вспомогательном оборудовании – о генераторных установках.

Прежде чем на строительном объекте появится инфраструктура – канализация, водопровод и т. д., на стройплощадке ставят бытовки, в которых могут отдохнуть рабочие и совещаться бригадиры и прорабы. Такие бытовки оснащаются оборудованием, потребляющим много энергии: системами отопления и кондиционирования, компьютерами, мощными осветительными прожекторами.

Если к стройплощадке не подведена сеть электропитания, потребуется генераторная установка (ГУ) для снабжения энергией жилых и офисных бытовок. Далее, по мере реализации строительного проекта, в работу будет вступать все больше оборудования, которому потребуется электроэнергия. Даже если объект получает электричество по сети, он не застрахован от перебоев в подаче энергии и должен иметь на такой случай резервный источник питания – генераторную установку. Одним словом, ГУ, как пионер, всегда должна быть готова к работе: «Будь готов – всегда готов!»

Определение мощности генератора

Расчет необходимой мощности ГУ для строительного объекта лучше поручить специалистам, потому что, во-первых, здесь имеется много тонкостей, которые мы назовем ниже, а во-вторых, не умея или не желая заниматься точными расчетами, строители часто берут ГУ более высокой мощности, чем нужно, с большим запасом, в результате затрачиваются лишние средства на приобретение/ аренду и тех­обслуживание слишком большого агрегата. Заметим, что 80% всех генераторных установок на рынке имеют мощность в диапазоне от 20 до 100 кВт.

Есть ли среди оборудования потребители одно- или трехфазного тока напряжением 220, 380 В или иного? Нужно проанализировать состав потребителей электроэнергии, не забыв ничего – от осветительных и отопительных приборов в бытовках до производственного оборудования с электроприводом и электроинструмента. Трехфазные установки обеспечивают более равномерный и с бóльшим к.п.д. переменный электрический ток на каждой фазе. Однофазные потребители могут питаться от трехфазного генератора либо через преобразователь трехфазного тока в однофазный, либо подключенные к разным фазам, но чтобы избежать т. н. «перекоса фаз» – неравномерной нагрузки, что может привести к перегреву обмоток и выходу из строя генератора, разница суммарных мощностей потребителей, подключенных к разным фазам, не должна превышать 20–25%.

Есть ли среди потребителей электронная аппаратура, весьма чувствительная к качеству электропитания? В таких случаях двигатель внутреннего сгорания (ДВС) генераторной установки оснащается электронным регулятором, обеспечивающим более точное по сравнению с обычным механическим поддержание постоянной частоты вращения двигателя и, следовательно, частоты тока на выходе генератора.

Ответив на указанные вопросы, можно переходить к расчету потребной мощности. Для потребителей, не имеющих электромоторов, при расчете берется значение потребляемой мощности, указанное в паспорте прибора. Для потребителей с электромоторами рассчитывается полная потребляемая мощность (не путать с полезной, отдаваемой мотором на валу!), как произведение номинального тока на напряжение и на коэффициент мощности cos ϕ, который для однофазных электромоторов равен cos ϕ = 1, а для трехфазных cos ϕ = 0,8. Кроме того, нужно учесть, что для запуска каждого электромотора потребуется «пусковая мощность», в 3–3,5 раза превышающая его номинальную.

Также электрическая нагрузка бывает линейной и нелинейной. Нагрузки линейного типа создают такие приборы, как нагреватели, электромоторы и трансформаторы. Нелинейные нагрузки возникают от компьютеров, источников бесперебойного электроснабжения, электронных дросселей люминесцентных и газоразрядных ламп и другого силового электронного оборудования, частотно-регулируемых электроприводов, сварочных аппаратов и устройств с насыщаемыми магнитными сердечниками. Нелинейные нагрузки искажают нормальный синусоидальный ток и вызывают возникновение гармоник в электрической системе. В зависимости от величины гармоник и общего нелинейного искажения за счет гармоник, имеющего место в электрической системе, полезная мощность на выходе генераторной установки будет уменьшаться.

ГУ будет основным источником электроэнергии или резервным? Сколько часов в сутки и в неделю должна будет работать ГУ, если она является основным источником питания?

От ответа на этот вопрос зависит выбор бренда и класса по качеству ГУ: чем дольше необходимое время непрерывной работы, тем надежнее и качественнее должна быть установка.

Далее определяется т. н. «профиль нагрузки», т. е. как изменяется величина потребной мощности в течение суток и недели. Если суточные колебания потребности в энергии очень велики, то можно применить не одну большую ГУ, а несколько меньших, подключенных параллельно, и отключать часть из них, когда энергии требуется меньше. Таким образом можно достичь определенной экономии в расходе топлива. Кроме того, имея несколько малых ГУ в разных частях строительного объекта, можно сократить длину дорогих медных электрических проводов  – их не нужно будет тянуть от единственной установки во все концы стройки. Небольшие генераторы проще переносить с места на место.

Так, компания Atlas Copco предлагает модель передвижной ГУ QAC 1100 TWINPOWER. Установка представляет собой два генератора мощностью по 500 кВА, размещенные в одном 20-футовом контейнере с автоматизированной системой управления. Такое решение позволяет работать как одному генератору в отдельности, так и двум параллельно, поставляя мощность в 1000 кВА. Таким образом достигается существенное снижение расхода топлива и других эксплуатационных расходов на объектах, где потребление электричества изменяется в широких пределах. Также это позволяет избежать преждевременного выхода из строя дизельных двигателей при длительной эксплуатации с низкой загрузкой.

Итак, мощность ГУ должна удовлетворять потребности стройки в течение всех суток, недели и всего времени строительства. Считать следует тщательно, потому что, когда генератор будет приобретен, заменить его будет сложно. Как уже говорилось, не следует выбирать генератор с большим запасом по мощности, это приводит к неоправданным затратам, но и выбирать установку без запаса по мощности нельзя – в случае форсмажорных обстоятельств энергии может не хватить, строительное оборудование не сможет работать, график работы будет нарушен со всем вытекающими отсюда неприятностями. ГУ должна работать на режимах, составляющих 40–80% от ее номинальной мощности (иными словами, номинальная мощность ГУ должна превышать потребную строительному объекту мощность примерно на 20–30%). На режиме максимальной мощности ГУ может работать 0,5–1 час. Далее может наступить перегрев, и тепловая защита выключит установку. Если ГУ работает с максимальной нагрузкой продолжительное время, подумайте, какое второстепенное оборудование можно отключить, чтобы не перегреть установку, не останавливая при этом основную работу.

Компания «ЛОНМАДИ», официальный дилер техники JCB в России, предлагает полную линейку дизельных электростанций мощностью от 10 до 2000 кВт. Одной из популярных моделей среднего мощностного ряда является дизельная электростанция G700S, основная мощность которой составляет 508 кВт, а в резервном режиме – 560 кВт. G700S спроектирована на базе двигателя Volvo TWD1643GE (Швеция). Емкость основного топливного бака составляет 609 л. Дизельная электростанция JCB G700S открытого исполнения при необходимости может быть установлена в контейнер или специальное помещение с системой приточно-вытяжной вентиляции. У данной модели доступна опция низкошумного кожуха, которая позволяет эксплуатировать ДГУ в различных климатических поясах и жилых зонах. При постоянной работе дизель-генератор должен работать в диапазоне от 30 до 100% основной мощности. При этом допускается перегрузка 10% в течение одного часа каждые 12 часов работы. При резервной работе дизельный генератор способен работать на номинальной мощности с переменной нагрузкой максимально 500 моточасов в год, но не более 300 часов непрерывно.

Если ГУ будет длительное время работать с недогрузкой, на режимах менее 30% от номинальной мощности, двигатель установки не будет прогреваться, топливо будет сгорать не полностью и в виде сажи и нагара откладываться на поршне, стенках камеры сгорания, поршневых кольцах, попадать в масло, вызывая его ускоренное старение, засорять топливные форсунки и систему выпуска. В результате мощность двигателя будет падать, износ пойдет ускоренными темпами и его ресурс сократится.

Компания ООО «Ферронордик Машины» – официальный дилер Volvo CE и Volvo Penta предлагает под своим брендом Ferronordic дизель-генераторные установки на базе промышленных двигателей «Вольво Пента» основной мощностью от 60 до 560 кВт, в дополнение к одиночным дизельным электростанциям предлагается ряд мощных энергокомплексов, состоящих из 2–4 установок на базе двигателей Volvo Penta.Например, энергокомплекс мод. FNG 1380, состоящий из трех ГУ мод. FNG460. Общая мощность комплекса в основном режиме составляет 1368 кВт. Основная дизельная электростанция стабилизируется по частоте оборотов и напряжению и подключается к общей силовой шине. Вторая и последующие электростанции синхронизируются с основной и также подключаются к общей шине. Синхронизация происходит автоматически. Система управления каждого дизель-генератора регулирует работу своего агрегата, подстраивая параметры для синхронной работы всех ДГУ. Энергокомплекс FNG можно использовать как при высокой, так и при низкой нагрузке. Автоматика равномерно распределяет работу между агрегатами, увеличивая ресурс каждой из станций. Перевозка нескольких «стандартных» ДГУ дешевле, чем одного большого агрегата. Также существующее у компании решение позволяет объединять в энергокомплексы ДГУ любой мощности, обеспечивая большую вариативность по выходной мощности и оптимальный расход топлива. Существующая филиальная сеть (более 70 филиалов) обеспечивает гарантийную и сервисную поддержку своего продукта по всей территории России.

Генератор синхронный, асинхронный или инвенторный? Синхронные генераторы переменного тока используются наиболее широко. Синхронные генераторы лучше выдерживают пиковые нагрузки и реактивные токи (до 65% от номинальной мощности), поэтому их рекомендуется использовать для питания мощного электроинструмента. Для питания таких потребителей хватит синхронного генератора меньшей мощности по сравнению с асинхронным. Они лучше всего подходят для использования в резервной установке, потому что мощность на выходе, напряжение и частоту тока можно легко контролировать при использовании ГУ в качестве автономного источника электропитания. Но синхронные генераторы выдают менее «качественный» (то есть с бóльшими колебаниями напряжения) ток, конструктивно сложнее асинхронных, имеют, как правило, более низкий класс защиты от попадания пыли, мусора и воды, так как втягивают внутрь конструкции воздух для охлаждения, чего не нужно делать асинхронным генераторам (у них «закрытая» конструкция).

Асинхронные генераторы более долговечны, более устойчивы к короткому замыканию, выходное напряжение у них имеет меньше нелинейных искажений. Поэтому от них можно запитывать даже электронную, компьютерную технику и приборы без электродвигателей. Однако перегрузки они не выдерживают, и это нужно учитывать при подборе по мощности.

И синхронные, и асинхронные генераторы лучше выбирать бесщеточного «самовозбуждаемого» типа. Они оснащаются регулятором напряжения. Такие установки не требуют обслуживания и не создают помех.

Инверторные генераторы – наиболее современный тип. По массе и габаритам они примерно вдвое меньше синхронных и асинхронных аналогичной мощности, потому что в них генератор напрямую соединяется с двигателем без массивного маховика. В них используется инверторная система с регулятором широтно-импульсной модуляции (ШИМ). К инверторным установкам можно подключить и компьютеры, и электроинструмент. Переменный ток в них преобразуется в постоянный, путем фильтрования очищается от искажений и вновь преобразуется в переменный по нагрузке, в результате получается ток с высокостабильными выходным напряжением и частотой. Также благодаря электронному управлению расход топлива у этих ГУ ниже, чем у аналогичных других типов. Недостатком инверторных ГУ является невысокая мощность. Они чаще всего используются в качестве резервных для небольших предприятий с маломощным оборудованием.

Топливо – дизель, газ, бензин

Можно выбрать ДВС генераторной установки, работающий на дизельном топливе, бензине или газе. Если учесть, что затраты на топливо составляют 80% от общей стоимости владения установкой, к выбору топлива нужно подходить с максимальной ответственностью. Перед тем как определиться с видом топлива, следует проанализировать такие факторы, как наличие места для хранения и ограничения по объемам хранения топлива данного вида на строительном объекте, надежность бесперебойной поставки топлива; стоимость топлива и производительность ГУ в зависимости от используемого топлива.

Дизельные двигатели традиционно экономичны, надежны и долговечны, демонстрируют отличную приемистость при изменениях нагрузки. Хранить дизельное топливо сравнительно несложно, оно не столь пожароопасно, как бензин. Дизель относительно дешев в эксплуатации. Однако пуск дизельного двигателя в зимнее время не всегда гарантирован, ему требуется хорошее зимнее и летнее топливо. По сравнению с бензиновыми дизельные двигатели дороже, тяжелее и имеют более высокий уровень шума.

Компания Doosan Por­table Power представляет мод. PowerSource G250 мощностью 259 кВА/ 227 кВт, эксплуатационной массой 4780 кг. Установка оснащается топливным баком с двойными стенками емкостью 1461 л. Благодаря наличию такого запаса топлива время работы ГУ без дозаправки при 75% нагрузки составляет 29,6 ч.

Если по условиям работы на данном строительным объекте требуется использовать дизельную ГУ, следует проработать вопросы доставки и хранения топлива на объекте. В большинстве случаев для хранения запаса топлива достаточно встроенного в раму установки топливного бака с двойными стенками. Однако если ГУ очень большая или условия работы требуют организации хранения на территории объекта больших объемов топлива, например, в отдаленных труднодоступных местностях, расположенный под рамой установки очень большой топливный бак может быть неудобным: мешать работе и выполнению техобслуживания ГУ, так как установка будет расположена слишком высоко от пола. В этом случае придется разработать более сложную схему доставки и хранения топлива: из большой цистерны насосами топливо перекачивается в бак поменьше, с суточным запасом топлива.

Компания Hyundai-Power выпускает газовые и дизельные ГУ. Дизельная электростанция мод. Hyundai DHY240KE/KSE развивает максимальную мощность 238 кВА/ 190 кВт и номинальную мощность 216 кВА/ 173 кВт. Агрегат способен отдавать максимальную мощность до 500 ч ежегодно, из которых не более 300 ч приходится на непрерывную работу, а номинальную мощность может отдавать неограниченное время, в обоих случаях с установленными перерывами на техническое обслуживание. Масса в защитном кожухе/ контейнере – 2360/ 3250 кг соответственно. Установка может быть укомплектована топливными баками емкостью от 400 до 5000 л. Максимальное время работы без дозаправки (бак 5000 л) – 128,2 ч.

Газовые ДВС более экологичны – у них низкий уровень вредных выбросов в отработавших газах. К тому же газ дешевле жидкого топлива. В результате усовершенствований современные промышленные газовые двигатели с искровым зажиганием приобрели приемистость при изменении нагрузки, сравнимую с дизелями. Производители освоили выпуск ГУ с газовыми ДВС, способными выполнить условие 10-секундного запуска в работу, предусмотренного для резервных источников электроснабжения, которое ранее могли выполнить только дизельные двигатели. Однако пуск газовых двигателей в зимнее время тоже может быть проблемой. Обычно ГУ с газовыми ДВС имеет бóльшие размеры, чем дизель-генератор аналогичной мощности. Следовательно, на выбор также будет оказывать влияние наличие свободного места для размещения ГУ. Кроме того, ГУ на газе будет стоить дороже дизельной, если рассматривать установки мощностью свыше 150 кВт. Производители газовых ГУ говорят об уменьшении объема техобслуживания газового двигателя по сравнению с дизелем, но это вопрос дискуссионный.

В широкой линейке газопоршневых генераторных установок Caterpillar имеются модели небольшой мощности: G3406 (125–160 кВт), G3412TA (280–390 кВт) и CG132-08 (400  кВт) c напряжением генератора 400 В и массой до 6356 кг. Двигатель работает при 1500 об/мин на природном и попутном нефтяном газе.Единый электронный блок управляет всеми функциями и системами двигателя: зажиганием, частотой вращения, системой защиты двигателя, регулирует соотношение количества воздуха и топлива в топливной смеси, управляет циклом продувки, алгоритмом поэтапного останова установки. Установка может быть снабжена устройствами дистанционного управления и контроля.

Бензиновые двигатели устанавливают на ГУ малой и средней мощности. Они легки и компактны, но имеют меньший по сравнению с дизелями ресурс.

С момента начала производства компания Hokuetsu Industries Co. Ltd ставила своей целью создание техники, идеально подходящей даже самым специфическим потребностям потребителей, удобной и простой в управлении и эксплуатации, а также возможной к установке в местах, имеющих самые строгие ограничения по уровню шума. В настоящее время любая дизельная электростанция Airman – это оборудование высшего класса качества и надежности, имеющая длительный срок беспроблемной эксплуатации и работающая тише любых аналогов в своем классе.

В настоящее время компания предлагает на мировом рынке генераторы Airman в достаточно широком разнообразии моделей, объединенных в три основные серии. Наиболее мощные ДГУ, предназначенные для создания систем автономного и резервного энергоснабжения промышленного и полупромышленного назначения представлены в серии Silent (тихие). Это генераторы мощностью от 195 до 800 кВА, маркирующиеся в каталогах и документации как SDG220S – SDG800S, построены на базе двигателей ведущих мировых производителей, таких как Mitsubishi и Hino, с прямым впрыском и турбонаддувом, характеризуются надежной работой в любых температурных режимах и экономичным потреблением топлива.

Серия ДГУ Ultra Silent – это генераторы в диапазоне мощности от 10,5 до 150 кВА с высоконадежными и экономичными дизельными двигателями Kubota, Isuzu и Hino. Данное оборудование маркируется SDG13S – SDG150S и может использоваться на объектах самого различного типа и назначения.

Серия Ultra Super Silent является самой современной и тихой, и именно здесь используются все самые новые достижения и технологии в области создания резервных энергогенерирующих систем последнего поколения. Электростанции данного типа выпускаются в диапазоне мощности от 20 до 150 кВА (маркируются как SDG25AS – SDG150AS) и предназначены для установки в местах, имеющих максимальные ограничения по уровню шума.

С 1999 г. официальным дилером компании Hokuetsu Industries Co. Ltd в России является компания «Техстройконтракт».

os1.ru

Генераторная установка автомобиля

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и направлено на усовершенствование генераторной установки, используемой в качестве источника электрической энергии. Генераторная установка снабжена устройством контроля работоспособности, которое содержит два транзистора и резистор, причем база первого транзистора соединена с выводом одной фазы обмотки статора генератора, а коллектор соединен с базой второго транзистора и одним выводом резистора. Эмиттеры обоих транзисторов соединены с корпусом автомобиля, в коллекторную цепь второго транзистора включена сигнальная лампа, один из выводов которой вместе со вторым выводом резистора через выключатель подключен к аккумуляторной батарее. Технический результат заключается в повышении достоверности контроля работы генераторной установки и улучшении условий работы системы возбуждения генератора. 1 ил.

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и может быть использовано в системе электрооборудования автомобилей в качестве источника электрической энергии.

Известна генераторная установка автомобиля (Электрооборудование автомобилей: Справочник А.В.Акимов и др. под редакцией Ю.П.Чижкова. - М.: Транспорт, 1995 г. стр.59, рис.3.19а), содержащая генератор переменного тока, регулятор напряжения и устройство контроля работоспособности генераторной установки, включающее в себя электромагнитное реле, являющееся чувствительным элементом напряжения генератора, и сигнальную лампу, служащую индикатором работоспособности генератора.

Недостатком данного устройства является то, что электромагнитное реле, обмотка которого подключается через выключатель между плюсовым выводом аккумуляторной батареи и нулевым выводом обмотки статора генератора, срабатывает при напряжении генератора порядка 7-8 вольт и гасит сигнальную лампу, что будет свидетельствовать о работоспособности генераторной установки. А на самом деле при напряжении генератора меньше напряжения аккумуляторной батареи генератор в работу не вступает.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является генераторная установка (Электрооборудование автомобилей: Справочник А.В.Акимов и др. Под редакцией Ю.П.Чижкова. - М.: Транспорт, 1995 г. стр.59, рис.3.19д), в которой сигнальная лампа работоспособности генератора включена в цепь возбуждения генератора и подключается одним выводом через выключатель к плюсовому выводу аккумуляторной батареи, а другим выводом к обмотке возбуждения генератора и к катодам трех дополнительных диодов, аноды которых соединены с анодами диодов положительной шины выпрямителя генератора. В этом случае сигнальная лампа гаснет, когда напряжение генератора сравнивается с напряжением аккумуляторной батареи.

Недостатком данной генераторной установки является то, что при этом ток в обмотке возбуждения от аккумуляторной батареи уменьшается и генератор возбуждается при большей частоте вращения ротора, а перегорание лампы приводит к ухудшению условий возбуждения генератора.

Технический результат направлен на повышение объективности контроля работоспособности генераторной установки и улучшение условий возбуждения генератора.

Технический результат достигается тем, что в генераторную установку, содержащую генератор переменного тока, подключенный через выпрямитель к аккумуляторной батарее, регулятор напряжения, включенный через выключатель между аккумуляторной батареей и обмоткой возбуждения генератора, и устройство контроля работоспособности генераторной установки, дополнительно введены в схему устройства контроля работоспособности генераторной установки два транзистора и резистор, причем база первого транзистора соединена с выводом одной фазы обмотки статора генератора, а коллектор соединен с базой второго транзистора и одним выводом резистора, эмиттеры обоих транзисторов соединены с корпусом автомобиля, в коллекторную цепь второго транзистора включена сигнальная лампа, один из выводов которой вместе со вторым выводом резистора через выключатель подключены к аккумуляторной батарее.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая генераторная установка отличается схемой построения устройства контроля работоспособности генераторной установки, в которую дополнительно введены два транзистора и резистор.

Введение указанных элементов позволяет исключить из схемы генераторной установки три дополнительных диода, что упрощает конструкцию генераторной установки, и исключить из цепи возбуждения сигнальную лампу, что улучшает условия возбуждения генератора. В предлагаемой схеме контроля работоспособности генераторной установки сигналом начала работы генератора является появление напряжения на диоде выпрямителя, а это возможно, когда генератор начинает отдавать ток в бортовую сеть автомобиля. Последнее обстоятельство повышает объективность контроля работоспособности генераторной установки.

На чертеже представлена схема предлагаемой генераторной установки.

Генераторная установка содержит генератор переменного тока 1, подключенный через выпрямитель к аккумуляторной батарее 2, регулятор напряжения 3, включенный через выключатель 4 между аккумуляторной батареей 2 и обмоткой возбуждения генератора 1, устройство контроля работоспособности генераторной установки 5, содержащее два транзистора 6 и 7, резистор 8 и сигнальную лампу 9. База транзистора 6 соединена с выводом одной фазы обмотки статора генератора 1, а коллектор соединен с базой транзистора 7 и одним выводом резистора 8, эмиттеры транзисторов 6 и 7 соединены с корпусом автомобиля, в коллекторную цепь транзистора 7 включена сигнальная лампа 9, один из выводов которой вместе со вторым выводом резистора 8 через выключатель 4 подключены к аккумуляторной батарее 2.

Генераторная установка работает следующим образом.

При включенном выключателе 4 подается напряжение от аккумуляторной батареи 2 на обмотку возбуждения генератора 1 через регулятор напряжения 3 и на устройство контроля работоспособности генераторной установки 5. При этом вокруг обмотки возбуждения генератора 1 создается магнитное поле, напряжение на диодах выпрямителя генератора 1 отсутствует, поэтому транзистор 6 будет закрыт, так как не будет на его базе, а транзистор 7 будет открыт, так как на его базу через резистор 8 и выключатель 4 подается напряжение от аккумуляторной батареи 2. При этом сигнальная лампа 9 будет гореть, так как по ней будет проходить ток от аккумуляторной батареи 2 через выключатель 4 и открытый транзистор 7.

При пуске двигателя начинает вращаться ротор генератора 1 и последний начинает вырабатывать напряжение. Когда напряжение генератора 1 достигает требуемого уровня, он вступает в работу, начинает заряжать аккумуляторную батарею 2 и питать приемники электрической энергии автомобиля. По диодам выпрямителя генератора 1 начинает протекать ток и на них создается напряжение. Напряжение одного из диодов отрицательной шины выпрямителя генератора 1 подается на базу транзистора 6, последний открывается, шунтируя переход база - эмиттер транзистора 7. Последний закрывается и сигнальная лампа 9 гаснет, что служит индикатором работы генераторной установки.

Таким образом, в данной генераторной установке сигнальная лампа исключена из цепи возбуждения, что улучшает условия возбуждения генератора, и гаснет, когда генератор начинает отдавать ток в бортовую сеть автомобиля, что повышает объективность контроля работоспособности генераторной установки.

Генераторная установка автомобиля, содержащая генератор переменного тока, подключенный через выпрямитель к аккумуляторной батарее, регулятор напряжения, включенный через выключатель между аккумуляторной батареей и обмоткой возбуждения генератора, и устройство контроля работоспособности генераторной установки, отличающаяся тем, что в схему устройства контроля работоспособности генераторной установки дополнительно введены два транзистора и резистор, причем база первого транзистора соединена с выводом одной фазы обмотки статора генератора, а коллектор соединен с базой второго транзистора и одним выводом резистора, эмиттеры обоих транзисторов соединены с корпусом автомобиля, в коллекторную цепь второго транзистора включена сигнальная лампа, один из выводов которой вместе со вторым выводом резистора через выключатель подключены к аккумуляторной батарее.

www.findpatent.ru

Генераторные установки производства Китай

Генераторные установки - машины, которые преобразуют механическую энергию в электроэнергию для передачи и распределения по линиям электропередач. Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Электроэнергия обычно получается за счёт вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая мощность может исходить из ряда источников: гидравлических турибин, ветрянных турбин, паровых турбин, энергии от сжигания ископаемого топлива, газовых турбин или бензиновых и дизельных двигателей. Конструкция и скорость генератора может значительно варьироваться в зависимости от характеристик первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для питания электрических сетей, генерируют переменный ток, который изменяет полярность на фиксированной частоте (обычно 50 или 60 циклов). Поскольку ряд генераторов подключен к сети питания, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации, поэтому они известны как синхронные генераторы.

Основные компоненты генератора:

1) Двигатель 2) Генератор переменного тока 3) Топливная система 4) Регулятор напряжения 5) Система охлаждения и выхлопная система6) Система смазки 7) Зарядное устройство 8) Панель управления 9) Корпус

Двигатель является источником входной механической энергии для генератора. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может производить генератор. Существует несколько факторов, которые необходимо учитывать при оценке двигателя Вашего генератора. Необходима консультация производителя двигателя, спецификация работы двигателя и график технического обслуживания. Двигатели генератора работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан или природный газ. Меньшие двигатели обычно работают на бензине, а большие двигатели работают на дизельном топливе, жидком пропане, пропане или природном газе. Некоторые двигатели могут также работать на двойной подаче как дизельного топлива, так и газа в режиме работы с биотопливом.

Генератор переменного тока, также известный как «джед», является частью генератора, который производит электрический выход с механического входа, подаваемого двигателем. Он содержит множество неподвижных и движущихся частей, закрытых в корпус. Компоненты работают вместе, чтобы вызвать относительное перемещение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электричество. 

Топливная система обычно имеет достаточную емкость, чтобы поддерживать генератор в среднем на 6-8 часов. В случае небольших генераторных агрегатов, топливный бак является частью несущей конструкции генератора или монтируется поверх рамы генератора. Для коммерческих применений, может потребоваться установка внешнего топливного бака.

Регулятор напряжения. Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора. Механизм описан ниже для каждого компонента, который играет роль в циклическом процессе регулирования напряжения.

Система охлаждения и выхлопная система.Непрерывное использование генератора приводит к нагреванию различных компонентов. Крайне важно иметь систему охлаждения и вентиляции для вывода тепла, производимого в процессе.

Пресная вода иногда используется в качестве хладагента для генераторов, но в основном этот тип используется для определённых машин, таких как небольшие генераторы или очень большие единицы мощностью более 2250 кВт и выше. Водород иногда используется в качестве хладагента для обмоток статора для больших генераторных установок, поскольку он более эффективен при поглощении тепла, чем другие охлаждающие жидкости. Водород удаляет тепло из генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который содержит деминерализованную воду в качестве хладагента.

Необходимо ежедневно проверять уровни охлаждающей жидкости генератора. Система охлаждения и насос для воды следует промывать каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать через каждые 2400 часов работы генератора. Генератор должен быть помещен в открытую и вентилируемую зону с достаточным запасом свежего воздуха. 

Выхлопная система.Выхлопные газы, выпускаемые генератором, точно так же, как выхлоп из любого другого дизельного двигателя или газового двигателя содержат высокотоксичные химические вещества, которые необходимо надлежащим образом удалять. Следовательно, необходимо установить адекватную выхлопную систему для удаления выхлопных газов. 

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Выхлопные трубы прикрепляются к двигателю с помощью гибких соединителей, чтобы минимизировать вибрации и предотвратить повреждение выхлопной системы генератора.

Смазочная система. Поскольку генератор содержит движущиеся части в своем двигателе, он требует смазки для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе. Вы должны проверять уровень смазочного масла каждые 8 ​​часов работы генератора.

Зарядное устройство.Генератор запускается от батареи. Зарядное устройство аккумулятора заряжает аккумулятор генератора, снабжая его точным «плавающим» напряжением. Если напряжение поплавка очень низкое, батарея останется под напряжением. Если напряжение поплавка очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо корректировок или любых параметров, которые необходимо изменить. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства аккумулятора составляет 2,33 вольт на ячейку, что является точным поплавковым напряжением для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Панель управления — это пользовательский интерфейс генератора. Различные производители имеют разнообразные функции, предлагаемые в панелях управления своих блоков. Некоторые из них упомянуты ниже. 

1) Автоматический пуск и остановка — панели автоматического пуска автоматически запускают ваш генератор во время отключения электроэнергии, контролируют генератор во время работы и автоматически отключают устройство. 

2) Манометры двигателя. Различные датчики указывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет осуществлять экстренное выключение генератора, когда любой из них пересекает соответствующие пороговые уровни.

3) Манометры генератора. Панель управления также имеет счетчики для измерения выходного тока и напряжения и рабочей частоты. 

4) Другие элементы управления — переключатель фаз, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) и другие.

Корпус генератора.Все генераторы, переносные или стационарные, имеют индивидуальные корпуса, которые обеспечивают поддержку структурной базы. Рамка также позволяет сгенерировать заземление для обеспечения безопасности.

Генераторные установки производства Китай — качественные и долговечные машины, обладающие высокими характеристиками и привлекательной ценой. 

totem28.ru

Краткий экскурс в мир электрогенераторов

Если Вы посетили наш сайт и готовитесь к покупке электрогенератора, то, скорее всего, Вы уже наслышаны о том, что генераторные установки бывают разной мощности, работают на бензине или дизеле, имеют различное охлаждение. Прежде чем Вы начнете выбирать для себя что-либо конкретное мы предлагаем краткий обзор всех важных критериев, которые необходимо учесть, чтобы Ваш выбор был осознанным и наиболее рациональным.

Виды генераторных установок

Генераторные установки созданы для выработки электроэнергии переменного тока. Основным предназначением генераторных установок является резервное или основное энергоснабжение различных объектов, где возможны частые перебои в центральной электросети, или там, где она полностью отсутствует.

Состоит генераторная установка из двигателя и генератора, расположенных на одной оси и укрепленных на стальной раме с помощью амортизаторов. Портативные, т.е. переносные генераторные установки крепятся на стальной раме, а стационарные - на чугунной опоре.

Существуют генераторные установки с приводом от двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине или дизеле. Так же существуют газопоршневые электростанции.

Запуск генераторной установки может осуществляться в ручном режиме с помощью шнура, путем поворота ключа в электростартере, а так же автоматически при пропадании напряжения от основной сети.

Бензиновые двигатели

Бензиновые двигатели в электрогенераторных установках бывают 2- и 4-тактные. В 2-тактных двигателях бензин смешивается с маслом. Их максимальная выработка не более 500 часов. Как правило, они устанавливаются только на маломощные и компактные генераторные установки.

4-тактные двигатели имеют большую выработку - до 4000 часов. Для продолжительной ежедневной эксплуатации предназначены двигатели с верхним расположением клапанов. В их комплектацию, как правило, входит система автоматического останова при понижении уровня масла. Самыми мощными в этом сегменте являются V-образные двухцилиндровые двигатели. Они устанавливаются на мощные электростанции от 9 до 15 кВА. Более мощные бензиновые генераторные установки не выпускаются. Бензиновые электростанции просты в обслуживание и довольно тихие при работе.

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели для генераторных установок различаются по типу охлаждения.

Дизельные двигатели с воздушным охлаждением занимают промежуточный сегмент между бензиновыми электростанциями и мощными дизельными электростанциями с жидкостным охлаждением. Максимальная мощность дизельных двигателей с воздушным охлаждением достигает 30 кВА, а выработка в среднем до 5000 часов. По надежности и выработке они мало чем отличаются от бензиновых, но стоят значительно дороже. Однако следует учитывать, что дизельное топливо гораздо экономичнее. Правда, оно должно быть высокого качества, чтобы маломощные дизельные электростанции работали исправно.

Дизельные двигатели с жидкостным охлаждением наиболее надежны и долговечны. Мощность электростанций с таким двигателем может достигать 3000 кВА - это уже промышленный сегмент.

Здесь различают высоко- и низкооборотистые двигатели.

Высокооборотистые (3000 оборотов в минуту) дешевле, легче, компактнее, но производят больше шума, обладают меньшим ресурсом и высоким расходом топлива. Они годятся только для резервного использования.

Низкооборотистые (1500 оборотов в минуту) подходят не только для резервного, но и для основного электроснабжения. Выработка у таких двигателей до 40000 часов.

Генераторы

Генераторы различают на асинхронные и синхронные.

Асинхронные генераторы отличаются низкой ценой, однако качество электричества хуже, чем у синхронных. Следует понимать, что нагрузка от электродвигателей, которыми оснащены такие приборы, как пылесос, холодильник, насос и другой электроинструмент, в момент запуска потребляет кратковременно мощность в 3-5 раз больше, чем во время основной работы. Асинхронные генераторы не могут переносить пиковых нагрузок и, чтобы они работали нормально, изначально нужно выбирать мощность электрогенератора в несколько раз большую, чем это необходимо на самом деле.

Синхронные генераторы дороже, но способны выдерживать 3-кратные пиковые нагрузки, а так же производят электроэнергию высокого качества. Такими генераторами оснащают мощные электростанции, пригодные для постоянного электроснабжения загородных домов, а так же крупных производственных комплексов.

Так же силовые генераторы можно различать по типу возбуждения на щеточные и бесщеточные. Щеточные генераторы в настоящее время встречаются крайне редко и только в продукции низкого качества китайского и отечественного производства. Как правило, это маломощные портативные электростанции с воздушным охлаждением или сварочные генераторные установки. Основными недостатками силовых генераторов с щеточно-кольцевым аппаратом является потребность в частом обслуживании и недолговечность. Щеточный узел сильно изнашивается во время работы. Щетки изготовляются из угля, который при эксплуатации загрязняет обмотки пылью, создавая проводниковые мосты между токоведущими частями синхронного генератора и корпусом. В результате чего ухудшается изоляция генератора, уменьшается срок его службы и требуется внеочередной ремонт с полным разбором оборудования.

Бесщеточные генераторы применяются там, где возникают требования повышенной надежности и долговечности. Они не требуют постоянной замены расходных материалов, так как у них отсутствует щеточно-контактный узел, подверженный износу и загрязнению, а обмотка возбуждения генератора неподвижна. Небольшим недостатком таких генераторов является несколько увеличенные габариты и масса. Фазность

Так же генераторные установки можно разделить на 1- и 3-фазные. Часто у потенциальных покупателей возникает вопрос какой из них лучше. Но в этом вопросе нет такого разделения, как в других вышеперечисленных характеристиках. Фазность электростанции зависит от того, какие электроприборы будут от него запитаны.

1gen.ru

Генераторная установка автомобиля

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Электрооборудование автомобилей

При работающем двигателе питание потребителей электрической энергией обеспечивает генератор. Генератор обеспечивает также заряд аккумуляторной батареи. В тех случаях, когда мощности генератора недостаточно для питания всех подключенных потребителей, недостающую электрическую энергию отдает батарея. Мощность генератора выбирают таким образом, чтобы не было чрезмерного разряда аккумуляторной батареи.

Обычно генераторы устанавливают в передней части двигателя на специальных кронштейнах, а привод осуществляют клино-ременной передачей от коленчатого вала. Поэтому частота вращения ротора генератора пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя и изменяется в значительных пределах. Большой диапазон изменения частоты вращения генератора вызывает изменение в широких пределах его напряжения. А так как потребители рассчитаны на работу при изменении напряжения в определенных пределах и то же требование предъявляется к напряжению заряда аккумуляторной батареи, в схемы генераторов включают устройство, обеспечивающее его стабилизацию— регулятор напряжения. Вместе генератор и регулятор напряжения образуют генераторную установку.

В качестве генераторов на современных автомобилях применяются синхронные машины переменного тока с электромагнитным возбуждением. Так как для питания потребителей и в особенности для заряда аккумуляторной батареи необходим постоянный ток, в генераторы встраивают выпрямители, выполненные на полупроводниковых диодах.

До недавнего времени на автомобилях применялись генераторы постоянного тока. Их замена генераторами переменного тока произошла благодаря развитию электроники и возможности применения дешевых и надежных полупроводниковых выпрямителей. Достоинствами генераторов переменного тока по сравнению с генераторами постоянного тока являются: расширение рабочего диапазона частот вращения, большой срок службы, меньшая масса при той же отдаваемой мощности, уменьшение трудоемкости технического обслуживания. Генераторы постоянного тока необходимо было защищать от перегрузки и разряда аккумуляторной батареи через его обмотки, для чего устанавливались ограничитель тока и реле обратного тока. Генераторы переменного тока обладают свойством самоограничения максимальной силы тока, а встроенный выпрямитель препятствует разряду батареи через его обмотки.

Напряжение генераторной установки выбирают исходя из того, чтобы не было перезаряда и повышенного разряда аккумуляторной батареи. На величину напряжения, удовлетворяющего данным требованиям,оказывают влияние климатические условия и режимы эксплуатации автомобиля, а также место установки аккумуляторной батареи. Поэтому диапазон изменения напряжения генераторных установок находится в пределах 13,2—15,5 В при номинальном напряжении питания потребителей 12 В. В схемах с номинальным напряжением 24 В напряжение генератора в 2 раза больше.

Схемы различных генераторных установок имеют свои специфические особенности. Однако эти особенности не носят принципиального характера, а определяются в основном применяемой элементной базой и конструктивным совершенством установки. Любой современный автомобильный генератор переменного тока выполняется с электромагнитным возбуждением, т. е. содержит обмотку возбуждения ОВ (рис. 2.1), питание которой осуществляется через регулятор напряжения РН от самого генератора, а когда его напряжение мало — от аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения размещается внутри ротора, который вращается. Трехфазная обмотка статора, в которой индуктируется э. д. е., неподвижна. Обычно фазные обмотки А, В и С соединяются «звездой», но встречаются и соединения «треугольником». Выбор той или иной схемы определяется в основном технологическими возможностями завода-изготовителя. Выпрямление трехфазного тока осуществляется по трехфазной двухполупер йодной схеме.

Регулятор напряжения РН, включенный в цепь обмотчи возбуждения, обеспечивает стабилизацию напряжения генератора в условиях постоянно изменяющихся частоты вращения двигателя и числа включенных потребителей. По своей конструкции регуляторы напряжения подразделяются на электромеханические (их еще называют вибрационными, или контактными), электронные (бесконтактные) и комбинированные. Перспективными являются электронные регуляторы. Применение остальных конструкций может быть оправдано лишь меньшей стоимостью.

Рис. 1. Схема генераторной установки

Электронные регуляторы напряжения постоянно совершенствуются. В начальный период их применения, когда использовалась дискретная элементная база, они имели самостоятельное конструктивное исполнение. В настоящее время регуляторы разрабатываются на интегральных схемах. Благодаря своим малым габаритам они монтируются непосредственно на генераторе.

Читать далее: Устройство генератора автомобиля

Категория: - Электрооборудование автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Генераторные установки

Генераторные установки

Генераторная установка состоит из электрогенератора и регулятора напряжения. Они, вместе с элементами контроля работоспособности и защиты от возможных аварийный режимов, образуют систему электроснабжения автомобиля.

Генераторная установка обеспечивает питанием электропотребители, включенные в бортовую сеть автомобиля, и заряжает его аккумуляторную батарею при работающем двигателе.

Даже на холостом ходу двигателя генератор должен развивать мощность, достаточную для электропитания наиболее важных потребителей. В мировой практике генераторные установки на холостом ходу двигателя развивают 40-50% от номинальной мощности.

Напряжение в бортовой сети автомобиля должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузок.

Стабильность напряжения, обеспечиваемая работой регулятора, является непременным условием надежной работы аккумуляторной батареи и других электропотребителей.

Превышение напряжения сверх допустимых пределов служит причиной перезаряда аккумуляторной батареи с последующим выходом ее из строя, пониженное напряжение вызывает недозаряд батареи. Увеличение напряжения на 10% сверх номинального снижает срок службы ламп примерно на 50%.

Генераторные установки рассчитаны на номинальное напряжение 14 и 28 В. Напряжение 28 В характерно для автомобилей с дизелем. Однако на дизельных автомобилях, например, на автомобилях ЗИЛ 5301 (“Бычок”), ЗИЛ 4331, ЗИЛ 133ГЯ возможна и двухуровневая система: 14 В непосредственно на генераторе для электроснабжения основных потребителей, 28 В - на выходе трансформаторно-выпрямительного блока для подзарядки аккумуляторной батареи.

Генераторные установки выполняются по однопроводной схеме, в которой с корпусом соединен отрицательный полюс системы отечественной нормативной документацией предусматривается изготовление установок и по двухпроводной схеме, но практически такое исполнение не реализуется.

Генераторная установка питает ботовую сеть автомобиля постоянным током. Однако известно, что механическую энергию можно преобразовать в электрическую только Посредством переменного тока. Поэтому ранее автомобили снабжались выпрямителем-коллектором со щетками в генераторах постоянного тока, а теперь - полупроводниковым выпрямителем в повсеместно применяющихся автомобильных вентильных генераторах.

Для питания вспомогательных устройств, например, реле блокировки стартера, трансформаторно-выпрямительного блока систем на два уровня напряжения, тахометра и т.п., используется переменный ток, вырабатываемый генератором. В последнее время наблюдается тенденция использовать переменный

ток и для управления работой регулятора напряжения самой генераторной установки.

Генераторная установка - достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и т.п. Принцип действия вентильного электрогенератора и его принципиальное конструктивное устройство одинаковы как у отечественных, так и у зарубежных образцов.

Принцип действия регулятора напряжения

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды.

Кроме того, он может выполнять дополнительные функции - защищать элементы генераторной установки, от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать, в бортовую сеть цель обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

Все регуляторы напряжения работают по единому принципу. Напряжение генератора определяется тремя факторами - частотой вращения ротора, силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку, и величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения. Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка на генератор, тем выше напряжение, генератора. Увеличение силы тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора, снижение тока возбуждения уменьшает напряжение. Все регуляторы напряжения, отечественные и зарубежные, стабилизируют напряжение изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Блок-схема регулятора напряжения представлена на рис. 3.3. Регулятор 1 содержит измерительный элемент 5, элемент сравнения 3 и регулирующий элемент 4. Измерительный элемент воспринимает напряжение генератора 2 Ud и преобразует его в сигнал Uизм, который в элементе сравнения сравнивается с эталонным значением Uэт.

Если величина Uизм отличается от эталонной величины Цэт на выходе измерительного элемента появляется сигнал u0, который активизирует регулирующий элемент, изменяющий ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генератора вернулось в заданные пределы.

Таким образом, к регулятору напряжения обязательно должно быть подведено напряжение генератора или напряжение из другого места бортовой сети, где необходима его стабилизация, например, от аккумуляторной батареи, а также подсоединена обмотка возбуждения генератора. Если функции регулятора расширены, то и число подсоединении его в схему растет.

Чувствительным элементом электронных регуляторов напряжения является входной делитель напряжения. С входного делителя напряжение поступает на элемент сравнения, где роль эталонной величины играет обычно напряжение стабилизации стабилитрона. Стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжении ниже напряжения стабилизации и пробивается, т.е. начинает пропускать через себя ток, если напряжение на нем превысит напряжение стабилизации. Напряжение же на стабилитроне остается при этом практически неизменным. Ток через стабилитрон включает электронное реле, которое коммутирует цепь возбуждения таким образом, что ток в обмотке возбуждения изменяется в нужную сторону. В вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах чувствительный элемент представлен в виде обмотки электромагнитного реле, напряжение к которой, впрочем, тоже может подводиться через входной делитель, а эталонная величина - это сила натяжения пружины, противодействующей силе притяжения электромагнита. Коммутацию в цепи обмотки возбуждения осуществляют контакты реле или, в контактно-транзисторном регуляторе, полупроводниковая схема, управляемая этими контактами. Особенностью автомобильных регуляторов напряжения является то, что они осуществляют дискретное регулирование напряжения путем включения и выключения в цепь питания обмотки возбуждения (в транзисторных регуляторах) или последовательно с обмоткой дополнительного резистора (в вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах), при этом меняется относительная продолжительность включения обмотки или дополнительного резистора.

Поскольку вибрационные и контактно-транзисторные регуляторы представляют лишь исторический интерес, а в отечественных и зарубежных генераторных установках в настоящее время применяются электронные транзисторные регуляторы, удобно рассмотреть принцип работы регулятора напряжения на примере простейшей схемы, близкой к отечественному регулятору напряжения Я112А1 и регулятору EE14V3 фирмы BOSCH (рис. 3.4).

Регулятор 2 на схеме работает в комплекте с генератором 1, имеющим дополнительный выпрямитель обмотки возбуждения. Чтобы понять работу схемы, следует вспомнить, что, как было показано выше, стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжениях ниже величины напряжения стабилизации. При достижении напряжением этой величины стабилитрон пробивается, и по нему начинает протекать ток.

Транзисторы же пропускают ток между коллектором и эмиттером, т.е. открыты, если в цепи база-эмиттер ток протекает, и не пропускают этого тока, т.е. закрыть), если базовый ток прерывается.

Напряжение к стабилитрону VD1 подводится от выхода генератора Д через делитель напряжения на резисторах R1, R2. Пока напряжение генератора невелико, и на стабилитроне оно ниже напряжения стабилизации, стабилитрон закрыт, ток через него, а, следовательно, и в базовой цепи транзистора VT1 не протекает, транзистор VT1 закрыт. В этом случае ток через резистор R6 от вывода Д поступает в базовую цепь транзистора VT2, он открывается, через его переход эмиттер-коллектор начинает протекать ток в базе транзистора VT3, который открывается тоже. При этом обмотка возбуждения генератора оказывается через переход эмиттер-коллектор VT3 подключена к цепи питания. Соединение транзисторов VT2, VT3, при котором их коллекторные выводы объединены, а питание базовой цепи одного транзистора производится от эмиттера другого, называется схемой Дарлингтона. При таком соединении оба транзистора могут рассматриваться как один составной транзистор с большим коэффициентом усиления. Обычно такой транзистор и выполняется на одном кристалле кремния, Если напряжение генератора возросло, например, из-за увеличения частоты вращения его ротора, то возрастает и напряжение на стабилитроне VD1.

При достижении этим напряжением величины напряжения стабилизации стабилитрон VD1 пробивается, ток через него начинает поступать в базовую цепь транзистора VT1, который открывается и своим переходом эмиттер-коллектор закорачивает вывод базы составного транзистора VT2, VT3 на “массу”. Составной транзистор закрывается, разрывая цепь питания обмотки возбуждения. Ток возбуждения спадает, уменьшается напряжение генератора, закрываются стабилитрон VD2, транзистор VT1, открывается составной транзистор VT2, VT3, обмотка возбуждения вновь включается в цепь питания, напряжение генератора возрастает и т.д., процесс повторяется.

Таким образом регулировка напряжения генератора регулятором осуществляется дискретно через изменение относительного времени включения обмотки возбуждения цепи питания. При этом ток в обмотке возбуждения изменяется так, как показано на рис. 3.5. Если частота вращения генератора возросла или нагрузка его уменьшилась, время включения обмотки уменьшается, если частота вращения уменьшилась или нагрузка возросла - увеличивается.

В схеме регулятора по рис. 3.4 имеются элементы, характерные для схем всех применяющихся на автомобилях регуляторов напряжения. Диод VD2 при закрытии составного транзистора VT2, VT3 предотвращает опасные всплески напряжения, возникающие из-за обрыва цепи обмотки возбуждения со значительной индуктивностью.

В этом случае ток обмотки возбуждения может замыкаться через этот диод, и опасных всплесков напряжения не происходит. Поэтому диод VD2 называется гасящим. Сопротивление R3 является сопротивлением жесткой обратной связи. При открытии составного транзистора VT2, VT3 оно оказывается подключенным параллельно сопротивлению R2 делителя напряжения. При этом напряжение на стабилитроне VD2 резко уменьшается, что ускоряет переключение схемы регулятора и повышает частоту этого переключения. Это благотворно сказывается на качестве напряжения генераторной установки. Конденсатор С1 является своеобразным фильтром, защищающим регулятор от влияния импульсов напряжения на его входе.

Вообще конденсаторы в схеме регулятора либо предотвращают переход этой схемы в колебательный режим и возможность влияния посторонних высокочастотных помех на работу регулятора, либо ускоряют переключения транзисторов.

В последнем случае конденсатор, заряжаясь в один момент времени, разряжается на базовую цепь транзистора в другой момент, ускоряя броском разрядного тока переключение транзисторам, следовательно, снижая потери мощности в нем и его нагрев.

Из рис. 3.4 хорошо видна роль лампы контроля работоспособного состояния генераторной установки HL.

При неработающем двигателе внутреннего сгорания замыкание контактов выключателя зажигания SA позволяет току от аккумуляторной батареи GA через эту лампу поступать в обмотку возбуждения генератора. Этим обеспечивается первоначальное возбуждение генератора. Лампа при этом горит, сигнализируя, что в цепи обмотки возбуждения нет обрыва.

После запуска двигателя, на выводах генератора Д и “+” появляется практически одинаковое напряжение и лампа гаснет. Если генераторная установка при работающем двигателе автомобиля не развивает напряжения, то лампа HL продолжает гореть и в этом режиме, что является сигналом об отказе генераторной установки или обрыве приводного ремня. Введение резистора R в генераторную установку способствует расширению диагностических способностей лампы HL. При наличии этого резистора, если при работающем двигателе автомобиля произойдет обрыв цепи обмотки возбуждения, то лампа HL загорится.

Аккумуляторная батарея для своей надежной работы требует, чтобы с понижением температуры электролита напряжение, подводимое к батарее от генераторной установки, несколько повышалось, а с повышением температуры - понижалось.

Для автоматизации процессов изменения уровня поддерживаемого напряжения применяется датчик, помещённый в электролит аккумуляторной батареи и включаемый в схему регулятора напряжения. В простейшем случае термокомпенсация в регуляторе подобрана Таким образом, что в зависимости от температуры поступающего в генератор охлаждающего воздуха напряжение генераторной установки изменяется в заданных пределах.

В рассмотренной схеме регулятора напряжения, как и во всех регуляторах аналогичного типа, частота переключении в цепи обмотки возбуждения изменяется по мере изменения, режима работы генератора. Нижний предел этой частоты составляет 25-50 Гц.

Однако имеется и другая разновидность схем электронных регуляторов, в которых частота переключения строго задана. Регуляторы такого типа оборудованы широтно-импульсным модулятором (ШИМ), который и обеспечивает заданную частоту переключения. Применение ЩИМ снижает влияние на работу регулятора внешних воздействий, например, уровня пульсации выпрямленного напряжения и т.п.

В настоящее время все больше зарубежных фирм переходит на выпуск генераторных установок без дополнительного выпрямителя. Для автоматического предотвращения разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля в регулятор такого типа заводится фаза генератора. Регуляторы, как правило, оборудованы ШИМ, который, например, при неработающем двигателе переводит выходной транзистор в колебательный режим, при котором ток в обмотке возбуждения невелик и составляет доли ампера.

После запуска двигателя сигнал с вывода фазы генератора переводит схему регулятора в нормальный режим работы.

Схема регулятора осуществляет в этом случае и управление лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки.

stud24.ru

• 
  Пятиступенчатая коробка передач
• 
  Впо 3000
• 
  Бычок фото
• 
  Вольво 750
• 
  Ручной подъемный механизм
• 
  Грейферная установка
• 
  Расположение цилиндров
• 
  Схема сцепления
• 
  Кривошипно шатунний механізм
• 
  Производственная санитария что такое
• 
  Активная безопасность