КАК РАБОТАЕТ ДИЗЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР?

Генераторная установка – иногда называемая ‘genset’ – это единица оборудования, состоящая из двигателя, электрического генератора (альтернатора) для выработки электрической энергии из топлива. В данном случае мы рассматриваем дизельный вариант мотор-генератора, где используется дизельный двигатель с воспламенением от сжатия, предназначенный для работы на дизельном топливе, на который полагаются многие предприятия и другие организации для обеспечения необходимой им электроэнергии во время отключений, просадок напряжения или любых других перебоев в подаче электроэнергии от сети, также они могут использоваться как непрерывный источник питания для многих других применений, включая мероприятия, электроснабжение автономных домов и многое другое. Существует множество различных типов и конфигураций генераторов, но все они по сути работают одинаково и имеют одни и те же основные компоненты.

Дизельный генератор преобразует механическую энергию (движение) в электрическую энергию и передает ее по силовым кабелям. Полезно представить, что электричество течет по проводам примерно так же, как вода течет по трубам. Генератор можно рассматривать как своего рода ‘электрический насос’, который заставляет электричество течь по проводам. Он на самом деле не создает и не уничтожает электроны, проходящие по проводам, так же как водяной насос не создает новую воду. Он просто заставляет ее двигаться полезным образом.

Компоненты дизельного генератора

Двигатель
Обычно это дизельный двигатель, очень похожий на тот, что установлен в крупном транспортном средстве, чем больше источник механической энергии, тем больше электрической мощности можно получить ‘на выходе’.
Альтернатор
Это часть, которая преобразует механическую энергию (вращение вала) в электрическую посредством индукции. То, ‘как’ работает альтернатор, является одной из самых увлекательных частей генератора. Фарадей открыл (или по крайней мере описал) процесс ‘электромагнитной индукции’ в начале 1830-х годов. Этот принцип утверждает, что если перемещать провод (или любой электрический проводник) через магнитное поле, в проводе ‘индуцируется’ электрический ток. То же самое верно, если провод неподвижен, а магнитное поле движется. Простое движение через магнитное поле заставляет электроны течь по проводу. Если провод движется с севера на юг, электроны текут в одном направлении, а если он движется обратно с юга на север, они текут в другом. Чем сильнее поле и чем длиннее провод, тем больше величина индуцированного тока. Современные генераторы работают за счет размещения нескольких больших мощных магнитов в группе вокруг центрального вращающегося вала. Это называется ‘ротор’ или ‘якорь’. Магниты могут быть постоянными или электромагнитами, но суть в том, что они создают магнитное поле, которое двигатель заставляет вращаться. Другим важным подкомпонентом альтернатора является ‘статор’, который по сути представляет собой ряд плотно собранных катушек провода, размещенных вплотную вокруг ротора. Когда внешняя сила (например, дизельный двигатель) вращает центральный вал, ротор постоянно перемещает северный и южный полюса своего магнитного поля(полей) через окружающие их пучки провода. Это вызывает интенсивное протекание электрического тока туда и обратно по проводам – то, что мы называем ‘переменным током’ или сетевым питанием ‘AC’.
Топливная система
Обычно это система подачи дизельного топлива к двигателю. Наиболее очевидная часть — это бак, вмещающий достаточно топлива как минимум для 6-8 часов работы. Этот бак может находиться внутри корпуса генератора у меньших или переносных установок, либо может быть отдельной внешней конструкцией у более крупных, стационарно установленных агрегатов. Другие части топливной системы включают трубопроводы для подачи топлива к двигателю, топливный насос, аналогичный тому, что есть в большинстве транспортных средств, топливный фильтр, а также вентиляционную трубу или клапан топливного бака, предотвращающие избыточное давление или вакуум внутри. Также будет предусмотрено переливное соединение, обеспечивающее, что если бак переполнен, топливо будет отведено, а не просто разбрызгано по поверхности двигателя или альтернатора.
Регулятор напряжения
Это довольно сложный, но важный компонент. Без него напряжение и сила тока предоставляемого переменного тока менялись бы в зависимости от скорости двигателя. Поскольку современное электрическое оборудование зависит от очень стабильного электропитания, требуется нечто, что будет его выравнивать. Принцип работы регулятора напряжения довольно изобретателен и выходит за рамки данной статьи. Пока, вероятно, достаточно знать, что он делает.
Система охлаждения
Как и в транспортном средстве, двигатель производит большое количество избыточного тепла в дополнение к механической энергии. Мощность, проходящая через альтернатор, также производит тепло из-за электрического сопротивления самих проводов. Опять же, как и в вашем автомобиле, это тепло поглощается охлаждающей жидкостью, часто, но не обязательно, водой, которая затем проходит через теплообменник, обычно отдавая свое тепло в воздух, а иногда во вторичную охлаждающую жидкость.
Выхлопная система
Все двигатели внутреннего сгорания производят выхлопные газы. Они токсичны и должны отводиться от самого двигателя и любых находящихся поблизости людей. Выхлопные газы обычно направляются по трубам и выводятся в наружный воздух. Обычно существуют нормы по охране труда и технике безопасности относительно того, как и куда должны выводиться выхлопные системы, поэтому внимательно ознакомьтесь с ними перед установкой нового генератора.
Система смазки (масляная)
Любому двигателю требуется смазка, и это обеспечивается масляным насосом и резервуаром, прикрепленными к самому двигателю.
Система стартера & аккумулятора
Опять же, как и в автомобиле или грузовике, дизельный двигатель использует небольшой электрический мотор для запуска работы. Этот электрический стартер питается от аккумулятора, который заряжается либо отдельным зарядным устройством, либо от самого выхода генератора.
Как работают генераторы?
Панель управления — это место, откуда осуществляется управление генератором. Типичные органы управления & параметры, включенные в большинство панелей управления:
· Органы запуска/остановки (ручные, автоматические или оба варианта)
· Переключатель выбора фаз
· Переключатель частоты
· Переключатель режима двигателя
· Топливо двигателя
· Масло двигателя
· Скорость двигателя
· Температура охлаждающей жидкости
· Заряд аккумулятора
· Выходное напряжение генератора
· Выходной ток генератора (ампераж)
· Выходная мощность генератора в kVA
· Частота питания AC
Рама/корпус
Thegensetwill либо находиться в защищенном от погодных условий корпусе, на открытой структурной раме, либо в транспортируемом блоке. Все эти варианты обеспечивают совместное размещение компонентов и их надежное крепление. Это также гарантирует, что все электрические компоненты безопасно заземлены.
Кожух
Дизельный генератор также может быть закрыт акустически обработанным кожухом, который значительно снижает уровень dB, даже на расстоянии всего лишь одного метра шум двигателя может быть очень незначительным. Генератор с акустическим кожухом, закрывающим остальные элементы, часто называют бесшумным генератором.