Генераторы

Устройство и конструкция

Главное — это двигатель

В частных загородных домах, на дачных участках в селах можно очень часто наблюдать пропадание электроэнергии на несколько часов или даже дней в зимнее время года. Генератор энергии – идеальный вариант для поддержания работоспособности бытовой техники в доме, но, иногда в суровую зимнюю пору может случиться ЧП и ваш генератор перестанет работать.

Это крайне неприятная ситуация требует быстрого ремонта, но для него у нас есть отдельная статья. Сейчас мы разберем конструкцию бензогенератора и его составляющие.

Ключевой элемент агрегата — бензиновый двигатель, который комплектуется разными системами, такими как: подача смазки, шумоподавление и подача топлива. От двигателя наружу ведет выхлопная труба для выведения отходов.

Над двигателем чаще всего располагается топливный бак с индикатором уровня топлива. Рядом с двигателем и ниже бака расположены воздушный фильтр и аккумулятор.

Схема устройства бензинового генератора

Чтобы генератор работал как можно тише, на выхлопную трубу устанавливается глушитель. Отметим сразу, что глушитель для бензогенератора своими руками делать не будем, так как это сильно затратно по времени и зачастую небезопасно.

На панели управления генератором присутствует вольтметр, прерыватель цепи, показания генератора (у более продвинутых моделей), замок зажигания, розетки, выход постоянного тока и клеммы заземления. Чтобы генератор было удобно передвигать, его оборудуют колесами и специальными упорами, предотвращающими свободное движение.

Работа асинхронного электродвигателя в генераторном режиме

Если отключенный от сети асинхронный двигатель привести во вращение от какого-либо первичного двигателя, то в соответствии с принципом обратимости электрических машин при достижении синхронной частоты вращения, на зажимах статорной обмотки под действием остаточного магнитного поля образуется некоторая ЭДС. Если теперь к зажимам статорной обмотки подключить батарею конденсаторов С, то в обмотках статора потечёт опережающий ёмкостный ток, являющийся в данном случае намагничивающим.

Ёмкость батареи С должна превышать некоторое критическое значение С0, зависящее от параметров автономного асинхронного генератора: только в этом случае происходит самовозбуждение генератора и на обмотках статора устанавливается трёхфазная симметричная система напряжений. Значение напряжения зависит, в конечном счёте, от характеристики машины и ёмкости конденсаторов. Таким образом, асинхронный короткозамкнутый электродвигатель может быть превращен в асинхронный генератор.

Стандартная схема включения асинхронного электродвигателя в качестве генератора.

Можно подобрать емкость так, чтобы номинальное напряжение и мощность асинхронного генератора равнялись соответственно напряжению и мощности при работе его в качестве электродвигателя.

В таблице 1 приведены емкости конденсаторов для возбуждения асинхронных генераторов (U=380 В, 750….1500 об/мин). Здесь реактивная мощность Q определена по формуле:

Q = 0,314·U 2 ·C·10 -6 ,

где С — ёмкость конденсаторов, мкФ.

Мощность генератора,кВ·А	Холостой ход	Полная нагрузка
ёмкость, мкФ	реактивная мощность, квар	cos = 1	cos = 0,8
ёмкость, мкФ	реактивная мощность, квар	ёмкость, мкФ	реактивная мощность, квар
2,0 3,5 5,0 7,0 10,0 15,0	28 45 60 74 92 120	1,27 2,04 2,72 3,36 4,18 5,44	36 56 75 98 130 172	1,63 2,54 3,40 4,44 5,90 7,80	60 100 138 182 245 342	2,72 4,53 6,25 8,25 11,1 15,5

Как видно из приведённых данных, индуктивная нагрузка на асинхронный генератор, понижающая коэффициент мощности, вызывает резкое увеличение потребной ёмкости. Для поддержания напряжения постоянным с увеличением нагрузки необходимо увеличивать и ёмкость конденсаторов, то есть подключать дополнительные конденсаторы. Это обстоятельство необходимо рассматривать как недостаток асинхронного генератора.

Частота вращения асинхронного генератора в нормальном режиме должна превышать асинхронную на величину скольжения S = 2…10%, и соответствовать синхронной частоте. Не выполнение данного условия приведёт к тому, что частота генерируемого напряжения может отличаться от промышленной частоты 50 Гц, что приведёт к неустойчивой работе частото-зависимых потребителей электроэнергии: электронасосов, стиральных машин, устройств с трансформаторным входом.

Самодельный снегоуборщик

Вариантов создания снегоуборочной техники на основе триммера придумано много. Наиболее простым способом модернизации считается замена ножа ротором. Такой снегоуборщик работает как лопата, но его при этом просто передвигают по снегу: устройство его сгребает и переносит в сторону.

Для осуществления задуманной переделки понадобятся такие материалы и инструменты:

• мотокоса с прямой штангой, на конце которой установлен редуктор;
• металлический бочонок, подойдет даже пивной, например, от напитка «Балтика»;
• фреза от триммера со множеством зубьев (применяется для скашивания густых зарослей травы);
• дрель со сверлами;
• болгарка и сварочный аппарат.

Вместо бочонка можно использовать тонкий лист металла (жесть) толщиной 1,5 мм.

Процесс сборки снегоуборщика выполняют в такой последовательности:

• обрезают по кругу, отступив от нижней части 15 см, бочонок;
• проделывают в дне отверстие для редуктора мотокосы и сверлят еще 3 маленьких дырочки, чтобы закрепить его щиток;
• сбоку вырезают квадрат 10 на 10 см для выбрасывания через него снега;
• треть открытой передней части бочонка закрывают куском металла (жести), при этом отверстие под выброс должно располагаться по центральной линии заслонки;
• изготавливают ротор;
• делают дефлектор, который будет направлять выбрасываемый снег в нужном направлении;
• приваривают его к корпусу в месте нахождения отверстия под выброс снежной массы;
• крепят снизу лопатку;
• устанавливают редуктор мотокосы и закрепляют болтиками;
• ставят ротор, как простой рабочий нож.

Дефлектор делают так:

• вырезают из металла полоску, ширина которой 15 см, а длина 30 см;
• несильно изгибают заготовку;
• приваривают с длинных боков бортики 10 см высотой, чтобы снег не разбрасывало на выходе.

Ротор изготавливают в такой последовательности:

• отрезают от металлического листа прямоугольные полосы размерами 25 на 10 см;
• обрезают и обтачивают пластины по форме лопастей;
• приваривают их крестом к диску от мотокосы.

Из остатков материала делают лопатку. Для этого используют кусок жести 30 на 40 см. Вдоль длинных сторон загибают края, чтобы образовался двухсантиметровый бортик.

Сделанным своими руками снегоуборочным механизмом следует пользоваться на полном газу — это продлит срок эксплуатации устройства, потому что частые нажатия на газ приводят к поломке мотора. Тонкий металл тяжело соединять сваркой, потому что она его легко прожигает насквозь. Поэтому работу должен выполнять опытный сварщик.

Приступаем к сборке агрегата

Этап первый: закрепляем двигатель от мотокосы

Для начала берем отрезок доски и обрезаем ее предварительно по размеру нашей станины. Желательно брать увесистый материал, чтобы наше оборудование имело прочную и надежную основу.

Размечаем положение двигателя от мотокосы. С помощью шаблона из бумаги размечаем точно отверстия, засверливая их дрелью или шуруповертом.

Примеряем оба двигателя на станине. Отсоединяем топливный бачок, и на посадочные места закрепляем двигатель от мотокосы.

Этап второй: крепим движок постоянного тока

Размечаем положение движка. Расстояние от обеих валов двигателей должно быть несколько сантиметров, чтобы избежать трения между ними.

Центруем валы наших движков. Расхождение по центрам проще всего откорректировать какими-либо прокладками, или же попросту подправить посадочное место на деревянной станине. Сделать это можно обычной стамеской. Чем меньше будет люфт между валами, тем меньше будет вибрация от агрегата и износ движущей части.

Размечаем патрубки. Чаще всего валы двигателей различаются по размеру диаметров. Это также поправимо, если в качестве соединительных патрубков использовать ПВХ шланги разных диаметров. Их гибкость поможет сгладить мельчайшую неточность в оцентровке валов. В нашем случае автор использовал два шланга разного диаметра, вставив один в другой.

Отрезав патрубки нужной нам длины, насаживаем с обеих сторон три хомута, поджимая их отверткой.

Закрепляем двигатель постоянного тока на саморезы, проложив их предварительно шайбами. Валы соединяем от руки и поджимаем хомуты отверткой.

Теперь можно закрепить и топливный бачок. Справиться с этой задачей не сложно, используя длинный саморез и обрезанный колпак от дюбель-гвоздя. Не забываем подсоединить топливные трубки.

Заведя топливный двигатель стартером, измеряем напряжение на выходе вольтметром. Отверткой регулируем подачу топлива, и количество оборотов, от которого и зависит напряжение. Ориентируясь по номиналу инвертора, выставляем выходящее напряжение с небольшим запасом.

Этап третий: подключаем инвертор

Зачищенные предварительно концы кабелей от двигателя постоянного тока закрепляем на клеммах инвертора. Индикатор питания сразу покажет активность прибора.

Простой контролькой (лампочкой с отрезком кабеля и вилкой на конце) проверяем работу нашего чудо-генератора.

Для подключения электродвигателя к инвертору используем клеммы.

Этап четвертый: кнопка выключения двигателя

Поскольку ведущий у нас двигатель, создающий механическое вращение, ему необходим выключатель. Кнопка выключения идет в комплекте с устройством, поэтому ей необходимо лишь найти удобное место.

Этап пятый: делаем кожух-рамку

Изготавливаем защитную рамку из полипропиленовых труб диаметром 25-32мм, делая в станине отверстия перьевым сверлом.

На углах соединяем ее с помощью полипропиленовых фитингов.

Если нет сантехнического сварочного аппарата, конструкцию можно соединить на специализированный клей для ПП труб.

Такая рамка также поможет и в переноске устройства.

Ну, а для устранения шума от вибрации нашего устройства можно на тыльной стороне станины закрепить 4 подпятника, сделав их как показано на фото, из отрезков старой велосипедной камеры.

Этап шестой: пусковой аккумулятор

Чтобы лишний раз не дергать стартер топливного двигателя, автор видеоролика применил литий-полимерный аккумулятор (LiPo) для кратковременного запуска двигателя постоянного тока. Это сравнительное новое устройство действительно может быть мощным, и выдержать большое количество рабочих циклов при минимальной потере емкостной мощности. Таким образом топливный двигатель запускается электрическим, при этом его стартер остается как запасной вариант.

Подключаем выходящие контакты аккумулятора к клеммам инвертора через пусковой тумблер, обвязывая шлейф из проводов нейлоновыми стяжками. Гнездо для зарядки можно вывести сбоку, чтобы удобно было его подключать для зарядки.

Также закрепляем и кнопку отключения топливного двигателя

Этап седьмой: пробный запуск агрегата

Проверив все контактные группы и крепеж сборных элементов, запускаем агрегат. Кнопки запуска и отключения двигателей должны работать безупречно. Стоит отметить, что пусковой аккумулятор используется всего на несколько секунд, а затем отключается.

Однофазный генератор для трехфазной сети.

Посоветуйте специалисты. Есть трехфазная сеть в загородном доме, но бывают иногда отключения на 5-8 часов. Есть задача обеспечить питание несколько потребителей — три холодильника, насос, септик, водогрейка (накопительная), свет. Беда в том, что эти потребители раскиданы на разные фазы, а смысла покупать трехфазный генератор нет, ибо во-первых нет ни одного потребителя трехфазного, во-вторых дорог он. Хотелось бы на время отключения сети, одним рычагом переключиться на гену, да чтоб и все фазы на одну замкнуть. Генератор будет с ручным пуском, если что.. но главное, чтобы при включении сети, безошибочно домохозяйка сама как надо включила. Подскажите, как это безопасней реализовать.

MIB написал : Есть задача обеспечить питание несколько потребителей — три холодильника, насос, септик, водогрейка (накопительная), свет.

о другом умалчиваем .

MIB написал : Беда в том, что эти потребители раскиданы на разные фазы

это не беда это так нада

MIB написал : смысла покупать трехфазный генератор нет, ибо во-первых нет ни одного потребителя трехфазного, во-вторых дорог он.

но намного мощнее чем однофазный, Вы уж определитесь что для вас нужнее — электричество или чых-пых. Фазы замыкать в принципе можно, но какова суммарная мощность потребления?

MIB написал : ибо во-первых нет ни одного потребителя трехфазного

Тогда, и правда, можно однофазным обойтись. С мощностью да, надо определиться. Переключать можно перекидным рубильником, желательно на 4 полюса, если удастся найти. Типа таких » >

Решал такую же проблему в цеху на работе — ввод трехфазный, частые отключения на «профилактику», с 10 до 18 часов. Если нет трехфазных потребителей (двигателей, трансформаторов, что конечно редкость в частном доме, стабилизаторов!), то можно использовать реверсивный рубильник от компании ABB » > или » > в зависимости от выделенной мощности. На одну группу подключить трехфазный ввод, вторую группу контактов объединить и подключить к генератору. При использовании этих рубильников полностью исключается возможность работы генератора на сеть или совместно с сетью.

3КВт, максимум 3.5КВт поэтому и не вижу смысла в трехфазном генераторе, все таки аварийное питание самого необходимого. причем можно пожертвовать водогрейкой.. и вообще обойтись 2.5Квт (с запасом).

2Merlin666 Пытаюсь найти схему работы реверсного рубильника — он просто рубит сеть и замыкает все фазы между собой?

нет, у него два трехфазных входа и один трехфазный выход. У рубильника три положения ручки — в первом положении первая группа фаз подключена к выходу, второе положение — нулевое(выход никкуда не подключен), третье положение — вторая группа фаз подключена к выходу. Для работы — к выходу подключаете провода, которые у вас теперь будут вводными, тот ввод что у вас был — подключаете к первой группе контактов на рубильнике, во второй группе контактов, все контакты соединяете между собой, и к этим контактам подключаете один из выводов генератора, который теперь будет фазой. Второй вывод генератора подключаете к шине нейтрали.

Кстати — обязательно посмотрите в инструкции не инверторный ли у вас генератор, если просто синхронный или асинхронный, то самое то — просто не уверен будет ли инверторный генератор нормально работать с глухозаземленной нейтралью.

В нормальном режиме — рубильник в положении 1 — все потребители работают от сети, при выключении эл-ва запускаете генератор, прогреваете, и рубильником переключаете ввод на него. Эл-во дали, выключаете генератор, и обратно переключаете ввод на сеть. Тут самое главное есть защита от «дурака», даже если переключить рубильник при работающем генераторе или при наличии эл-ва в сети, то не будет никаких последствий. Можно ту же задачу решить при помощи выключателей нагрузки в принципе, дешевле выйдет в 10 раз, но схема «от дурака» не защищена будет совсем.

Автозапуск генератора своими руками

При наличии определенных навыков в электротехнике можно самостоятельно собрать схему, способную без участия человека запустить генератор, когда на магистральной линии пропадет электричество. Главное условие – для этого нужна модель генератора, которая запускается и останавливается ключом, так как автоматизировать стартер, который надо дергать за шнур, дело заведомо неблагодарное.

Чтобы понимать принцип работы автоматического запуска надо точно представлять себе весь порядок действий, которые придется проделать для включения генератора:

1. Через 1-2 минуты после пропадания света, открыть воздушную заслонку двигателя и завести его. Задержка во времени нужна на тот случай, если свет просто моргнул или отключился на несколько секунд.

2. Еще через 2 минуты, когда двигатель прогреется, переключить нагрузку с магистральной линии на генератор, потом закрыть воздушную заслонку.

3. При появлении электричества на основной линии через 30-60 секунд отключить двигатель и переключить нагрузку с генератора на магистральную линию

Чтобы реализовать этот алгоритм, понадобятся четыре реле времени, четыре электромагнитных пускателя и магнитные толкатели с концевыми выключателями, наподобие сервоприводов, которые используются для центрального замка автомобиля. В стандартном электромагнитном пускателе есть катушка (КМ), нормально разомкнутые силовые контакты (КМк), 2 нормально разомкнутых управляющих контакта (КМнр1-2) и 2 нормально замкнутых управляющих контакта (КМнз1-2).

На рисунке общая схема подключения генератора к дому с автозапуском – принцип ее работы следующий.

1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Генератор. 4. Распределительный автомат. 5, 6. УЗО.

При отключении электричества, катушка КМ4 перестает удерживать в разомкнутом состоянии контакты КМ4нз2, что включает зажигание генератора. Также катушка КМ1 перестает удерживать контакты КМк1 – они размыкаются и теперь линия отключена от домашней сети. Параллельно замыкаются нормальнозамкнутые контакты КМ1нз1 и КМ1нз2. Они запускают сервопривод, открывающий воздушную заслонку двигателя, и подают импульс для старта Реле времени 1 – через минуту замкнется контакт ключа и стартер запустит двигатель.

Старт генератора вызывает срабатывание катушки КМ3, которая размыкает нормально замкнутые контакты КМ3нз1 и КМ3нз2, чем останавливает стартер и обесточивает Сервопривод-1. Параллельное замыкание нормальнозамкнутого контакта КМ1нз2 подает импульс на другое реле времени – через две минуты запустится Сервопривод-2, закрывая воздушную заслонку, и сработает катушка КМ2, замыкая контакты КМк2, после чего ток подается в дом с генератора.

Чтобы обеспечить обратное переключение сначала надо через 1-2 минуты после появления электричества разомкнуть цепь катушки КМ2 и заглушить двигатель, для чего используется Реле времени 3 и пускатель КМ4, при срабатывании которого размыкаются нормально замкнутые КМ4нз1 и КМ4нз2. При отключении катушки КМ2 замыкается нормально замкнутый контакт КМ2нз1, который по истечении двух минут, через Реле времени 4 включает катушку КМ1 – теперь генератор обесточен и готов к следующему запуску, а питание в дом идет от магистральной линии.

Это только один из возможных вариантов автоматизации запуска. К примеру, при желании схему можно упростить убрав из нее реле времени и сервоприводы воздушной заслонки. Правда это можно делать только в том случае, если двигатель хорошо заводится, и вообще все его комплектующие хорошо отлажены.

Основной недостаток любой подобной схемы – она управляет автозапуском генератора, но не сможет отреагировать даже на незначительную нештатную ситуацию. К примеру, если заклинит воздушную заслонку, то двигатель будет работать на повышенных оборотах, а при неисправности самого двигателя внутреннего сгорания – если он не заводится – в лучшем случае, сядет аккумулятор.

Какую силовую установку можно подобрать для генератора?

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

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

На практике, собирая электростанцию «из того, что было», домашние мастера зачастую устанавливают пару мотор/генератор без предварительного расчета. Порой встречаются варианты «сращивания» достаточно мощного двигателя, по случаю купленного за бутылку самогона у знакомого прапорщика, с моторчиком от швейной машинки. И наоборот. Рекомендуется собрать максимально много технической информации о компонентах, прежде чем рассчитывать их совместимость.

Двигатель от бензопилы или триммера

Неприхотливый механизм, очень простой в обслуживании. Как правило, двухтактный. В такой схеме есть как преимущества, так и недостатки. С одной стороны вас не беспокоит вопрос, какое масло заливать в бензогенератор (оно добавляется в бензин, как на старых мопедах). Техническое обслуживание фактически отсутствует, как класс.

С другой стороны – высокий расход топлива и резкий запах из глушителя. Отвод выхлопных газов от бензогенератора обязателен, особенно если он расположен возле жилища.

Мощность не превышает нескольких л/с, соответственно генератора хватит для освещения, поддержания работоспособности насоса котла отопления и зарядки для мобильника. При малой нагрузке может проработать пару часов.

Мотор от колесной газонокосилки

Такие агрегаты у нас не очень распространены, однако подходящий экземпляр мотора от сломанного агрегата найти можно. Мощность достигает 3-5 л/с, это уже заявка на полноценное питание для дачного домика. Можно даже небольшой холодильник включить. Попадаются четырехтактные модели. Это позволяет сэкономить топливо, получит более экологичный выхлоп, да и шума от таких моторов меньше. Обслуживание более сложное, однако, этот факт нивелирует высокая надежность, и возможность работать 4-6 часов под нагрузкой.

Двигатель от мопеда (мотоцикла)

Мопедный мотор подойдет для генераторов средней мощности. В зависимости от модели, можно снять мощность 2-3 кВт.

Двигатель от мотоцикла (типа «Ява» или «ИЖ») – это вообще находка для генератора. Мощность более 25 л/с позволяет смело подключать генерирующую установку 5 кВт. Это полноценный источник питания для частного дома. Если использовать еще и коробку передач, вы получите относительно экономичную установку. Обкатка генератора позволит выяснить, на какой скорости вырабатывается мощность с эффективной нагрузкой.

Главное достоинство таких моторов – простота обслуживания и возможность работать продолжительное время. Пожалуй, самый доступный (в плане поиска) вариант.

Автомобильный мотор

Пусть это не покажется слишком амбициозной идеей. Найти на авторынке двигатель от «Москвича» или «Запорожца» не составит труда. Стоимость копеечная, можно купить сразу два, на запчасти.

Ремонтируются такие агрегаты изолентой и пассатижами. Если уважаемый читатель иного мнения – для вас данный материал не руководство к действию, а просто интересная информация. Переделка такого мотора в привод для бензогенератора своими руками, не представляет сложности. Установить на прочный фундамент, вывести педаль газа и сцепления на ручной привод, и можно использовать даже коробку передач.

Главное преимущество – фактически неограниченный период работы. Охлаждение мотора от ЗАЗ воздушное, он сам себя обдувает. Вам не придется даже подключать электростартер для бензогенератора своими руками, мотор просто заводится ключом от штатной системы запуска.

Мощность 30-40 л/с позволяет собрать генератор 10 кВт. Правда это будет скорее стационарный, чем мобильный вариант.

Как установить генератор на мотоблок

Рассмотрим, как происходит установка генератора на мотоблок своими руками. Это простая задача, и с ней сможет справиться человек, который разбирается в электричестве. Генератор напряжением 220 вольт нужен для того, чтобы снабжать лампочку и фары электричеством. Также он используется для зарядки аккумулятора, который посредством стартера осуществляет включение двигателя и потом заряжает все электрические приборы.

Генератор к мотоблоку нужно подобрать правильно с учетом технических характеристик и особенностей культиватора. Надо, чтобы мощность механизма соответствовала необходимой нагрузке. Это не всегда будет 220 В.

Также можно взять механизм из мотоблока, который уже вышел из строя или не используется в работе. Если при работе техники механизм функционирует нормально, не наблюдается перепадов напряжения, то можно сделать вывод, что установлен подходящий генератор.

Разберемся, как установить генератор на мотоблок. Самостоятельно это сделать нетрудно. При этом нужно строго следовать инструкции и знать, из каких частей состоит устройство. Составные части электрогенератора:

• корпус;
• шкив;
• регулятор напряжения;
• статор;
• щеточный узел;
• ротор.

Корпус представляет собой блок из металла. Шкив предназначен для передачи к валу механической энергии. Регулятор напряжения предназначен для поддержания одинаковой нагрузки, когда происходят перепады напряжения. Внутри статора создается мощность культиватора.

Щеточный узел представляет собой пластмассовый прибор, помогающий механизму правильно осуществлять все функции. Ротор — это стальной вал с 2 втулками, между ними находится обмотка возбуждения.

Для подключения генератора мотоблока своими руками необходимо воспользоваться электрической схемой, представленной ниже.

При самостоятельной установке можно взять для культиватора генератор 220 В из автомобиля. Если подключить его неправильно, то обмотка загорится. В блоке имеется 4 провода, 2 из них синего цвета. С их помощью подключают преобразователь. Напряжение выводится при помощи красного провода, который заряжает аккумулятор и питает фары. Черный провод присоединяют к системе двигателя. Он передает ротору при запуске двигателя крутящий момент. Генератор при этом подает определенную нагрузку в электроблок.

Запуск двигателя снижает емкость аккумулятора, т. е. все приборы будут брать электропитание из электрического блока. Затем заряд аккумулятора восстанавливается, и снабжение электричеством приборов опять будет происходить от него.