Генераторы и электростанции — Конструкционные особенности и параметры

Из чего состоит и как функционирует электростанция?

Основными рабочими составляющими являются двигатель внутреннего сгорания
и сам генератор (альтернатор). В конструкции присутствует система
запуска двигателя, бак и система подачи топлива. Все узлы надежно
закреплены на стальной раме или заключены в металлический корпус, на
панели имеются элементы управления и розетки. При сжигании двигателем
жидкого или газообразного топлива в цилиндре повышается температура и
давление. Под давлением расширяющихся газов поршень совершает
возвратно-поступательное движение, усилие от него передается на шатун,
далее – на коленчатый вал и на ротор альтернатора. При вращении ротора в
обмотках статора в замкнутом проводящем контуре возникает
электродвижущая сила. Появляется электрический ток и передается на
подключенную нагрузку.

В чем различие синхронного и асинхронного генераторов?

У синхронного генератора магнитное поле вращается с той же частотой, что
и ротор, а у асинхронного – поле вращается с небольшим опережением. В
результате, у первого на выходе получается более чистый ток, а у второго
– качество тока может ухудшаться, в зависимости от нагрузки. Модели
асинхронного типа устойчивы к короткому замыканию, проще устроены и
доступны по стоимости. Кроме того, их легче обслуживать. К ним можно
подключать электроинструмент и оборудование, при этом лучше заложить
запас по мощности, чтобы пиковые нагрузки не нарушили работу.
Преимуществом синхронных установок является выработка тока с
минимальными отклонениями, которые не сказываются на подключенной
бытовой или промышленной технике. Наличие щеточного узла немного
усложняет обслуживание.

Какие двигатели устанавливаются в различных моделях оборудования?

Генераторы мощностью до 2 кВт обычно имеют компактные двухтактные
двигатели. Для работы требуется приготовление масляно-топливной
смеси. В остальных моделях устанавливаются четырехтактные ДВС, которые
гораздо проще в обслуживании (масло и топливо заливаются по
отдельности), имеют больший моторесурс, обладают высокой мощностью и
отличаются тихой работой. Наиболее распространены двигатели
известных автомобильных брендов: MITSUBISHI, Lamborgini, Honda, Subaru.
Хотя, многие компании разрабатывают собственные моторы, например,
Hyundai и FUBAG. В мощных стационарных установках используются
двигатели, закупленные у фирм, специализирующихся на производстве
моторов для промышленного оборудования, например, John Deere, Yanmar.

В чем особенности установок с разным видом топлива?

Двигатели внутреннего сгорания генераторов могут работать на бензине,
дизеле или газе. Наиболее доступными по стоимости и неприхотливыми к
условиям эксплуатации являются бензиновые модели. Их недостатки: высокая
цена на топливо и невозможность непрерывной работы в течение
продолжительного времени. Дизельный двигатель более вынослив и способен
стабильно работать сутки напролет. Но в сильные морозы могут
возникать проблемы с запуском. Наиболее универсальным решением являются
газовые генераторы, которые требуют минимум затрат на топливо и
отличаются экологичностью. Источником топлива может быть газовая
магистраль или баллон со сжиженным газом, но такие агрегаты нельзя
назвать мобильными.

Сильно ли шумит электростанция при работе?

Несмотря на то, что сегодня производители стараются усовершенствовать
работу двигателя и улучшить глушители, чтобы снизить уровень шума,
все равно наличие работающего агрегата вряд ли останется незамеченным.
Наиболее шумные генераторы рамного типа, так как у них все рабочие
узлы открыты (уровень шума может превышать 90 дБ). Поэтому в мастерских
и на стройках, где их обычно используют, рабочие надевают
наушники. Менее шумными являются модели в шумозащитном кожухе, который
поглощает звук работающего двигателя, особенно тихо работают
инверторные модели (уровень шума всего 50-60 дБ). Такие агрегаты можно
устанавливать в помещениях, смежных с жилыми или офисными –
достаточно уплотнить стену звукоизоляцией и продумать систему отвода
выхлопных газов.

Чем установки инверторного типа отличаются от обычных?

Главной особенностью инверторных генераторов является наличие цифрового
(инверторного) блока, который состоит из следующих элементов:
выпрямителя, преобразователя и микропроцессора. С помощью этого
устройства происходит фильтрация электромагнитных волн и стабилизация
колебаний тока, в результате чего, к нагрузке подается «чистый» ток с
идеальной синусоидой. Это позволяет напрямую подключать к агрегату
высокочувствительную технику: компьютеры, медицинское оборудование,
системы сигнализации, чего нельзя делать при использовании обычных
электростанций без стабилизатора. Кроме того, за счет инверторного блока
обороты двигателя регулируются автоматически, в зависимости от
нагрузки, что позволяет снизить расход топлива более чем на 20%.

Предусмотрено ли у генераторов охлаждение двигателя?

Да, система охлаждения присутствует у всех современных моделей: от
простейших невысокой мощности до крупных стационарных. У бытовых и
полупрофессиональных электростанций, рассчитанных на непродолжительную
работу (4-6 часов), система охлаждения воздушная, то есть
двигатель охлаждается посредством поступающего к нему свежего воздуха.
Если агрегат имеет закрытый корпус, для доступа воздуха
предусмотрены решетки.
В генераторных установках, рассчитанных на непрерывную работу в течение
длительного времени и используемых в качестве основного источника
электроэнергии, имеется жидкостная система охлаждения двигателя. Она
более эффективна, чем воздушная, и надежно защищает двигатель от
перегрева даже при работе в течение нескольких суток подряд.

Что собой представляет система контроля и индикации?

У всех современных генераторов на панели управления присутствует
вольтметр для контроля напряжения, также там может быть расположен
счетчик моточасов, по которому пользователь будет узнавать о
необходимости проведения технического обслуживания. Как правило,
показания
выводятся на цифровой дисплей, хотя есть и более простые модели, у
которых счетчики механические. Помимо этого, на панели могут находиться
световые индикаторы, предупреждающие о низком уровне масла и топлива, а
также об опасности перегрузки. Они помогают пользователю
своевременно принять меры по устранению причин возможных поломок. У
некоторых моделей вместо нескольких индикаторов есть сигнальная
лампочка, которая горит, когда генератор функционирует в нормальном
рабочем режиме.

На какую мощность ориентироваться – номинальную или максимальную?

При выборе нужно обращать внимание на номинальное значение. Допустим,
оно составляет 4 кВт, значит, в нормальном рабочем режиме агрегат
будет выдерживать подключенную нагрузку с общим потреблением по мощности
в 4 кВт и стабильно при этом функционировать. Максимальный же
показатель информирует о том, какую кратковременную нагрузку по мощности
способен выдержать агрегат (например, 5 кВт). Такая необходимость
возникает, при подключении потребителей с электродвигателем
(строительного оборудования, электроинструмента, мощной бытовой
техники). У
них в момент запуска пусковые токи в разы превышают номинальное значение
по мощности, и нагрузка на агрегат увеличивается. Запас по
мощности помогает избежать перегрузки и серьезных поломок.

Какое напряжение могут выдавать генераторы?

Установки могут быть рассчитаны на питание потребителей током с
напряжением в 220 В или 380 В (первые – для бытовой однофазной сети,
вторые
– для трехфазной промышленной). Соответственно, подключать к генератору
с напряжением в 220 В можно только однофазные приборы и технику,
а запитать, к примеру, станок требующий тока напряжением в 380 В, не
удастся. Если все-таки это необходимо, лучше приобрести комбинированную
электростанцию, способную выдавать и 220 и 380 В, для чего имеются
разные розетки. Как правило, запрещено одновременно задействовать обе
розетки, хотя у моделей с отдельным предохранителем на каждую фазу это
возможно. Помимо этого, у многих моделей есть дополнительная
розетка на 12 В, к которой можно подключать для подзарядки автомобильные
аккумуляторы.

Как подобрать оптимальный объем бака электростанции?

Все зависит от того, в каком режиме планируется работа. Если это будет
резервное питание техники при периодическом отключении
электроэнергии, то достаточно запаса топлива в 5 – 10 литров.
Приобретение модели с большим баком будет нерационально, так как
задействовать
его «на всю» не удастся, при этом агрегат будет достаточно габаритным.
Для работы в течение смены на производстве или стройучастке нужно
больше топлива – около 25 литров. Такой литраж будет оптимальным, так
как выработка полного бака, как правило, связана с рекомендуемым
перерывом в работе для охлаждения двигателя. Электростанции, работающие
круглые сутки, требуют запаса топлива от 100 до 300 литров, а в
некоторых случаях приходится подключать внешний резервуар большего
объема.

Какой генератор подойдет для поездок в поход или на рыбалку?

Обратите внимание на компактные переносные модели невысокой мощности (от
0,5 до 2,5 кВт). Их особенностью является то, что все рабочие
детали заключены в корпус, сверху которого есть рукоятка для удобства
транспортировки. Благодаря высокой степени пылевлагозащиты, не ниже
IP23, такие генераторы подходят для работы на улице под открытым небом:
ни капли воды, ни твердые частицы не попадут на электроэлементы и не
нарушат их работу. Наиболее популярны среди пользователей инверторные
модели, которые отличаются экономичным потреблением топлива и
небольшим весом, например, Fubag TI 2600. Он весит всего 26 кг,
расходует в час 1,1 литр бензина и может снабжать электроэнергией
осветительные и электроприборы суммарной мощностью до 2,3 кВт.

Какую модель выбрать, если нет возможности хранить запас жидкого
топлива?

В этом случае будет оправдана покупка газогенератора, который может
работать на природном газу (от магистрали) или на сжиженном (от
баллона).
При подключении оборудования к центральной газовой магистрали заботиться
о запасах топлива не придется. Если использовать газ в баллонах,
то проблем все равно будет меньше, чем с бензином: газ не
кристаллизуется при отрицательных температурах, поэтому баллоны можно
разместить
в неотапливаемом помещении, а одной емкости объемом в 50 литров хватит
на непрерывную работу электростанции до 20 часов. К тому же, газовое
оборудование экологичнее, по сравнению с бензиновым, что позволяет
использовать его на объектах, контролируемых экологическими службами.

Что выбрать в качестве постоянного источника электроэнергии на небольшое
производство?

Если подразумевается ежедневная эксплуатация генератора в течение одной
или двух рабочих смен, советуем обратить внимание на модели с
дизельным двигателем. Они более выносливы, по сравнению с бензиновыми
аналогами, и могут работать непрерывно 8 и более часов (если
охлаждение воздушное), а стационарные агрегаты – сутки напролет (с
жидкостным охлаждением). Причем, ассортимент оборудования по мощности
довольно широк: можно подобрать электростанцию, способную запитать
несколько единиц техники с суммарным потреблением до 3 кВт, к примеру,
Калибр ДЭГ-3300, а можно купить такую, которая будет поддерживать работу
станков и мощных агрегатов с суммарным потреблением в 15 кВт, как,
например, CHAMPION DG15ES.

Нужен удобный для перемещения генератор на стройучасток. Что
посоветуете?

В ассортименте каждого производителя есть мобильные модели
электростанций, причем, как бензиновые, так и дизельные. Это позволяет
подобрать наиболее подходящий под специфику работ вариант. Легкие
установки, весом в 15-20 кг и мощностью до 2 кВт, оснащаются рукояткой
для переноски – перемещать такое оборудование без проблем сможет один
человек. А вот более мощные генераторы (от 4 кВт) могут иметь вес в
100 кг и выше, поэтому они оснащаются колесами для транспортировки. У
одних моделей их два, у других четыре. Последние наиболее устойчивы.
Для перемещения у таких установок имеются длинные ручки, которые чаще
всего идут в комплекте, но иногда их приобретают отдельно. Кстати,
некоторые модели имеют сцепное устройство для крепления к автомобилю.

На какие дополнительные системы обратить внимание при выборе?

Современные модели генераторов оснащаются комплексом систем защиты: от
низкого уровня масла, от перегрузки, от перегрева и короткого
замыкания. При недостаточном уровне масла блокируется работа двигателя,
поэтому исключаются серьезные поломки от работы «всухую» и
связанный с ними дорогостоящий ремонт. Защита электроэлементов самой
станции, а также подключенных к ней потребителей, обеспечивается
благодаря наличию автоматической системы отключения, которая срабатывает
при сильном превышении допустимой нагрузки. Кроме того, наличие
данной функции помогает избежать короткого замыкания. Стационарные
дизельные установки могут оснащаться блоком управляющей автоматики,
наличие которого сводит к минимуму контроль со стороны пользователя.

Где можно разместить генератор?

В зависимости от целей использования электростанции, установить ее можно
в помещении или на улице. В первом случае будут следующие
требования: агрегат должен быть расположен не в жилом помещении
(подсобке, подвале, пристройке), в котором есть достаточно свободного
места,
чтобы с каждой стороны корпуса было 0,7 – 1 метр для притока
охлаждающего воздуха и удобного доступа при обслуживании. Там должна
быть
оборудована хорошая вентиляция и система отвода выхлопных газов. Если
агрегат используется периодически на улице, необходимо обеспечить
ему защиту от осадков, установив его, например, под навесом. Установки
контейнерного типа могут работать под открытым небом продолжительное
время, так как корпус надежно закрывает внутренние элементы от попадания
дождя и пыли.

Что поможет избежать поломок при эксплуатации агрегата?

Для предотвращения чрезмерного износа двигателя, необходимо использовать
качественное масло и топливо, рекомендуемое производителем.
Чтобы избежать перегрева двигателя, следует соблюдать допустимое время
непрерывной работы генератора (например, 4 или 6 часов), после чего
делать перерыв для охлаждения. Важно также проводить своевременное
техническое обслуживание и не превышать допустимую суммарную
нагрузку подключаемых потребителей. Во время работы рекомендуется
следить за исправностью его функционирования в целом. Если выявляются
какие-либо неполадки, например, снижение напряжения, внезапные остановки
двигателя или частое срабатывание устройств защиты, необходимо
срочно устранить эти проблемы согласно инструкции.

Как сделать систему отвода продуктов сгорания?

Если Вы устанавливаете агрегат в помещении, необходимо позаботиться о
том, чтобы вредные выхлопные газы не скапливались внутри. Для этого
нужно присоединить к глушителю специальный гибкий рукав длиной не менее
25 см. Он должен быть полностью герметичен и выполнен из
термостойкого материала, выдерживающего температурные воздействия в 400
С. Рукав соединяется непосредственно с металлической трубой
длиной не более 5 метров (при диаметре в 25 мм). При монтаже трубы
должно быть не более 3-х изгибов, а угол поворота не должен превышать 90
градусов, иначе тяга будет затруднена. Так как металл нагревается от
выходящих выхлопов, в местах соприкосновения трубопровода со стенами
рекомендуется проложить слой несгораемой теплоизоляции, чтобы исключить
вероятность пожара.

В чем заключается техническое обслуживание генератора?

Техобслуживание проводится как в процессе эксплуатации самим
пользователем, так и в сервисном центре. Перед каждым запуском
оборудования
необходимо проверять уровень масла щупом или по индикатору (если он
имеется), при необходимости делать доливку. Если электростанция
используется в постоянном режиме, то эту процедуру необходимо делать
каждые 12 часов работы. Обязательное плановое техническое
обслуживание должно проводиться для дизельных генераторов каждые 250
моточасов, для бензиновых – каждые 100 моточасов. Оно включает в
себя: замену свечей зажигания, масла, воздушного фильтра и фильтров
системы питания, а также, проверку герметичности топливной системы.
Периодичность проведения ТО может корректироваться, в зависимости от
условий эксплуатации.

Что такое консервация электростанции?

Если планируется перерыв в работе оборудования сроком более 3-х месяцев,
необходимо провести подготовку к длительному хранению –
консервацию. Для этого нужно отключить нагрузку, снять аккумулятор,
удалить масло из картера, слить топливо из бака и карбюратора (если
генератор газовый, то отключить шланг подачи газа). После следует
вывинтить свечу зажигания и залить в камеру сгорания примерно 2 мл
смазочного масла, провернуть стартер, чтобы состав распределился по
стенкам цилиндра, и установить свечу обратно. Также масло заливается в
топливный бак (около 100 мл), для лучшего распределения состава по
стенкам генератор нужно наклонять. На поверхность деталей и сам корпус
необходимо нанести тонкий слой консервирующей смазки, это поможет
избежать коррозии.

Что учесть при покупке топлива для электрогенератора?

Во-первых, нужно запомнить простое правило: топливо должно быть
качественным, на нем нельзя экономить. Ведь использование плохого
бензина
или солярки может не только привести к отказу двигателя, но и повлечь за
собой дорогостоящий ремонт. Большинство производителей рекомендует
использовать для электростанций бензин АИ-92, АИ-95 или АИ-98. При
покупке большого запаса топлива просчитайте, чтобы оно не хранилось
дольше месяца (иначе, снизится октановое число). Для дизельных
генераторов рекомендуется использовать солярку высшего сорта, причем, в
зависимости от сезона, покупать зимнее или летнее топливо. Если для
газовой установки вы планируете покупать сжиженный газ в баллонах, то
выберите одну проверенную фирму и пополняйте запасы топлива там.

Как правильно подобрать масло для двигателя?

Для 2-х и 4-х тактных двигателей используются разные масла, информация
об этом содержится на упаковке продукции. Также, важно учитывать
состав масла, например, минеральное подходит для работы в теплое время
года, в морозы же оно кристаллизуется, поэтому зимой рекомендуется
использовать синтетику. Наиболее универсальным является
полусинтетические (всесезонные) составы. Например, масло марки 10W30
сохраняет
свои свойства при температуре от -25 до +30 С. Что касается качества
масел, то для бензиновых двигателей это те, которые имеют маркировку SJ
или SL, для дизельных – CD, CE или CF-4. Покупайте только фирменные
составы, только это даст уверенность в том, что указанные
характеристики соответствуют реальным, и масло обеспечит качественную
работу двигателя.