Generator ng panloob na pagkasunog. Generator set. Mga pagpipilian para sa panloob na combustion engine - mga sistema ng generator
Maraming mga may-ari ang maaga o huli ay nagsisimulang mag-isip tungkol sa mga alternatibong mapagkukunan enerhiya. Iminumungkahi naming isaalang-alang kung ano ang isang autonomous na generator na walang gasolina ni Tesla, Hendershot, Romanov, Tariel Kanapadze, Smith, Bedini, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng yunit, ang circuit nito at kung paano gawin ang aparato gamit ang iyong sariling mga kamay.
GENERATOR REVIEW
Kapag gumagamit ng fuelless generator, hindi kinakailangan ang internal combustion engine dahil hindi kailangan ng device na i-convert ang kemikal na enerhiya ng gasolina sa mekanikal na enerhiya upang makabuo ng kuryente. Gumagana ang electromagnetic device na ito sa paraang ang koryente na nabuo ng generator ay na-recirculate pabalik sa system sa pamamagitan ng coil.
Larawan – Generator Kapanadze
Ang mga maginoo na electric generator ay gumagana batay sa:
1. Isang internal combustion engine, na may piston at mga singsing, connecting rod, spark plugs, fuel tank, carburetor, ... at
2. Paggamit ng mga amateur na motor, coils, diodes, AVR, capacitor, atbp.
Ang panloob na combustion engine sa mga generator na walang gasolina ay pinalitan aparatong electromekanikal, na kumukuha ng kapangyarihan mula sa generator at gumagamit ng pareho, ginagawa itong mekanikal na enerhiya na may kahusayan na higit sa 98%. Ang pag-ikot ay paulit-ulit. Kaya ang konsepto dito ay upang palitan ang panloob na combustion engine, na depende sa gasolina, na may isang electromechanical device.
Larawan - Generator circuit
Ang mekanikal na enerhiya ay gagamitin upang i-drive ang generator at gumawa ng kasalukuyang ginawa ng generator upang palakasin ang electromechanical device. Ang generator na walang gasolina, na ginagamit upang palitan ang internal combustion engine, ay idinisenyo sa paraang gumagamit ito ng mas kaunting enerhiya mula sa power output ng generator.
Video: homemade fuel-free generator
TESLA GENERATOR
Ang Tesla linear electric generator ay ang pangunahing prototype ng gumaganang aparato. Ang patent para dito ay nairehistro noong ika-19 na siglo. Ang pangunahing bentahe ng aparato ay maaari itong itayo kahit sa bahay gamit enerhiyang solar. Ang bakal o bakal na plato ay insulated sa mga panlabas na konduktor, pagkatapos nito ay inilagay nang mataas hangga't maaari sa hangin. Inilalagay namin ang pangalawang plato sa buhangin, lupa o iba pang grounded surface. Ang isang wire ay nagsisimula mula sa isang metal plate, ang attachment ay ginawa gamit ang isang kapasitor sa isang gilid ng plato at ang isang pangalawang cable ay tumatakbo mula sa base ng plato hanggang sa kabilang panig ng kapasitor.
Larawan – Tesla fuel-free generator
Ang nasabing isang homemade fuel-free mechanical generator ng libreng enerhiya na kuryente ay ganap na gumagana sa teorya, ngunit para sa aktwal na pagpapatupad ng plano ay mas mahusay na gumamit ng mas karaniwang mga modelo, halimbawa, mga imbentor na Adams, Sobolev, Alekseenko, Gromov, Donald, Kondrashov , Motovilov, Melnichenko at iba pa. Maaari kang mag-assemble ng isang gumaganang device kahit na muling idisenyo ang alinman sa mga nakalistang device ay magiging mas mura ito kaysa sa pagkonekta ng lahat ng bagay sa iyong sarili.
Bilang karagdagan sa solar energy, maaari kang gumamit ng mga turbine generator na gumagana nang walang gasolina gamit ang enerhiya ng tubig. Ang mga magnet ay ganap na sumasakop sa mga umiikot na metal disk, isang flange at isang self-powered wire ay idinagdag din sa aparato, na makabuluhang binabawasan ang mga pagkalugi, na ginagawang mas mahusay ang heat generator na ito kaysa sa solar. Dahil sa mataas na asynchronous oscillations, ang cotton fuel-free generator na ito ay naghihirap mula sa eddy electricity, kaya hindi ito magagamit sa isang kotse o sa pagpapagana ng isang bahay, dahil. maaaring masunog ng salpok ang mga makina.
Larawan - Adams fuel-free generator
Ngunit ang hydrodynamic law ni Faraday ay nagmumungkahi din ng paggamit ng isang simpleng panghabang-buhay na generator. Ang magnetic disk nito ay nahahati sa mga spiral curve na nagpapalabas ng enerhiya mula sa gitna hanggang sa panlabas na gilid, na nagpapababa ng resonance.
Sa mataas na boltahe na ito sistema ng kuryente, kung mayroong dalawang pagliko na magkatabi, ang isang electric current ay gumagalaw sa wire, ang kasalukuyang dumadaan sa loop ay lilikha ng magnetic field na ipapalabas laban sa kasalukuyang dumadaan sa pangalawang loop, na lumilikha ng paglaban.
PAANO GUMAWA NG GENERATOR
Umiiral dalawang pagpipilian paggawa ng trabaho.
Mga pagpipilian para sa panloob na combustion engine - mga sistema ng generator
Ang ganitong mga sistema ay ginagamit sa mga sasakyang may electric traction drive. SA Kamakailan lamang sa transportasyon, bilang karagdagan sa DC traction electric drive, ang traction asynchronous, synchronous at valve electric drive ay malawakang ginagamit. Ang paggamit ng isang umiikot na converter ng enerhiya - generator, sa partikular, bilang bahagi ng mga sasakyang de-motor ay dahil sa ang katunayan na ang mga static na converter ay hindi angkop para sa pagkuha ng mekanikal na kapangyarihan mula sa baras ng isang panloob na combustion engine (ICE).
Bilang isang halimbawa sa Fig. 1.23 ipinakita circuit diagram mga sistema na "independiyenteng nasasabik na DC generator - serye-nasasabik na DC motor".
Sa baras ng panloob na combustion engine mayroong isang generator G at isang exciter B, na gumagawa ng kasalukuyang paggulo ng generator. Ang mga shaft ng electric motor M at ang actuator IM ay mekanikal na konektado. Ang mga anchor circuit ng generator at de-koryenteng motor ay elektrikal. Binabaliktad ng Switch K ang koneksyon ng OVD, sa gayo'y tinitiyak ang pagbabago sa direksyon ng pag-ikot (reverse) ng de-koryenteng motor na M.
Ang mga magnitude ng mga alon ng paggulo at, nang naaayon, ang mga magnetic flux ng mga electric machine ay kinokontrol ng mga resistances I rvg at L shvd. Ang output boltahe ng generator G ay depende sa parehong angular na bilis ng pag-ikot nito c g at sa magnitude ng kasalukuyang paggulo 1 vr. Ang pamilya ng mga mekanikal na katangian ng generator-motor system ay may dalawang zone (Larawan 1.24).
Sa unang zone, ang resistance I ay katumbas ng infinity. Gumagana ang de-koryenteng motor sa pinakamataas na magnetic flux F motor. Ang regulasyon ay nangyayari sa pamamagitan ng pagbabago ng output boltahe ng generator at, mula sa zero hanggang sa nominal na halaga. Sa pangalawang zone, ang sistema ay nagpapatakbo sa na-rate na boltahe ng output
kanin. 1.23.
serye ng kasalukuyang paggulo:
IM - actuator; ICE - panloob na combustion engine; G - generator; OVG - generator excitation winding; N. rvg - karagdagang pagtutol sa generator excitation circuit, Ohm; M - DC motor; OVD - motor excitation winding; I shvd - shunt resistance ng motor field winding, Ohm; B - pathogen; K - motor excitation winding switch; 1 I - armature kasalukuyang, A; 1 vd - kasalukuyang paggulo ng motor, A;
1 Ш - shunt kasalukuyang, A; 1 vg - kasalukuyang paggulo ng generator, A
D-zone Fd = U a2
> at r = y a2
kanin. 1.24.Pamilya ng mga mekanikal na katangian "generator - engine"
at g = at g. Ang regulasyon ng bilis ay nangyayari sa pamamagitan ng pagbabago ng magnetic flux ng electric motor F motor.
Ang mekanikal na katangian ng equation para sa sistemang ito ay ang mga sumusunod:
/ k ovd -K-shvd r, r 4
K lason + K yag
U^-OVD +K-SHVD
- (kFdv) 2
- (1.60)
kung saan ang E ay ang electromotive force ng generator, V;
M - metalikang kuwintas ng makina, Nm;
I 0 vd - paglaban ng paikot-ikot na paggulo ng motor, Ohm;
K lason - motor armature resistance, Ohm;
Ako yag ay ang generator armature resistance, Ohm.
Ang kabuuang hanay ng kontrol ng bilis sa open-loop generator-motor system ay hindi lalampas sa halaga O = 16:1.
Pangunahin electrical diagram, ipinakita sa Fig. 1.25 ay nagbibigay ng pangkalahatang ideya ng pagpapatakbo ng generator-engine system. Sa lahat ng mga aklat-aralin sa mga electric drive, ang generator ay hinihimok ng isang asynchronous na motor na konektado sa isang three-phase alternating current network. Sa modernong antas Sa teknolohiyang semiconductor, sapat na upang ikonekta ang isang frequency-voltage converter sa pagitan ng power supply network at ng asynchronous na motor upang makuha ang kinakailangang mekanikal na katangian ng electric drive. Maaaring alisin ang generator-motor system. Gayunpaman, mayroong isang promising area ng aplikasyon ng "generator - engine" system sa mga sasakyan na may traksyon na electric drive, kung saan ang generator ay hinihimok ng isang panloob na combustion engine, na bahagi ng pangkalahatang pamamaraan regulasyon. Gumagamit sila ng pinagsamang kontrol ng isang panloob na combustion engine at isang traksyon na electric drive. Tingnan natin ang ilan sa mga sistemang ito.
Ang mga pag-install na "internal combustion engine - generator" ay ang pangunahing pinagmumulan ng kapangyarihan para sa isang sasakyan na may electric traction drive. Ang pangunahing uri ng internal combustion engine ay diesel.
Mga pangunahing kinakailangan para sa regulasyon ng panloob na combustion engine - generator system: buong paggamit pinakamataas na kapangyarihan internal combustion engine, anuman ang pag-on at off ng mga pantulong na pagkarga, mga pagbabago sa temperatura at presyon ng hangin sa paligid at iba pang mga kadahilanan; walang labis na karga ng internal combustion engine sa static at dynamic na mga mode; posibilidad ng pagkuha ng bahagyang mga mode ng kapangyarihan; matipid na operasyon ng panloob na combustion engine sa lahat ng mga mode; pinakamababang usok at mapaminsalang emisyon; magtrabaho sa mga lugar na kanais-nais para sa panloob na combustion engine; pagbabawas ng antas ng ingay sa mga bahagyang mode.
Regulasyon kapag ang generator ay gumagana sa pare-pareho ang bilis
Karaniwan, ang isang panloob na engine ng pagkasunog ay nagpapatakbo sa isang pare-pareho ang bilis sa isang sasakyan na may isang matindi na variable na pagkarga (mga traktor na may electric traction drive, tank, grader, scraper). May mga posibleng opsyon para sa paggamit ng internal combustion engine - generator bilang power plant sa karagdagang sistema ng enerhiya sa mga super-heavy na sasakyan.
Ang functional diagram ng "internal combustion engine - generator" na kontrol na may palaging bilis ay ipinapakita sa Fig. 1.25.
Ang excitation control unit ay isang multi-channel na paghahambing na aparato. Ang kapangyarihan, kasalukuyang, boltahe, bilis ng pag-ikot ay inihambing. Batay sa mga relasyon, nabuo ang isang control signal delta (A).
Ang pagtaas ng kapangyarihan ay sinamahan ng bahagyang pagbaba sa bilis, at kabaliktaran. Ang isang matalim na pagtaas sa pagkarga ay humahantong sa pagdaragdag ng isang inertial na bahagi at isang pagtaas sa kabuuang metalikang kuwintas ng panloob na combustion engine.
Ang kasalukuyang halaga ay limitado sa 1 set, power - P set at boltahe - at set.
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 1.26 ang mga katangian ng output ng isang kasabay na generator sa iba't ibang mga alon ng paggulo.
Ang regulasyon ay isinasagawa ayon sa prinsipyo:
hayaan P ass T; R pabalik - Ros>0; L>0; 1 VSG T, R 0С T-
Kung ang R os ay tumaas, ang larawan ay kabaligtaran. Ang power control channel ay ang pangunahing isa, ang iba pang mga channel ay nagpapatakbo bilang paglilimita para sa isang naibigay na kasalukuyang, boltahe, at bilis. Hayaan Rzad = const, ito ay naka-out na 1 os ay mas malaki kaysa sa 1 asno. Ang Delta ay nagiging mas mababa sa zero, ang 1 vsg ay bumababa, ang P os ay bumababa. Ang boltahe cut-off ay ipinatupad sa katulad na paraan. Let P back = const, ito pala ang p os
kanin. 1.25.
OVVG - paikot-ikot na paggulo ng auxiliary generator; TD - init engine; DCV - sensor ng bilis ng pag-ikot; VG - pantulong na generator; SG - kasabay na generator; CF - kinokontrol na rectifier; VI - sensor ng boltahe; VA - kasalukuyang sensor; UM - multiplier; BUV - yunit ng kontrol ng paggulo; ПХ - travel pedal; TED - traksyon ng de-koryenteng motor; P back - kapangyarihan ng gawain, W; 1 set - reference kasalukuyang A; at likod - reference na boltahe. SA; R os - kapangyarihan puna, W; 1 os - kasalukuyang feedback, A; U oc - boltahe ng feedback, V; 1 sg - kasalukuyang paggulo ng kasabay na generator, A; n os - bilis ng feedback, rpm
kanin. 1.26.
Mga kalamangan ng system: ang circuit ay laging handa na tumanggap ng pinakamataas na kapangyarihan; proteksyon laban sa labis na karga ng diesel kapag ang mga panlabas na kondisyon ay nagbago lamang:
]^check = +P /T
kung saan ang DM nom ay ang pagkawala para sa drive ng mga pantulong na mekanismo;
DT^en - kapangyarihan ng sariling mga pangangailangan ng internal combustion engine;
R g - kapangyarihan ng generator.
Mataas na acceleration ng sasakyan; Ang mababang usok kapag kinuha ay isang kalamangan din.
Mga disadvantages: mataas na pagkonsumo ng gasolina sa mga bahagyang mode, nabawasan ang tibay ng engine; mataas na lebel ingay sa bahagyang mga mode.
Regulasyon sa panahon ng pagpapatakbo ng generator
variable na bilis
Ang angular velocity ay maaaring kontrolin ng maayos at stepwise. Ang layunin ng regulasyon ay upang matiyak na sa mga partial mode ang lakas at bilis ng pag-ikot ng heat engine ay tumutugma sa pinakamababang posibleng tiyak na pagkonsumo ng gasolina.
Batay sa data sa tiyak na pagkonsumo ng gasolina, ang isang linya ng pinakadakilang kahusayan (LNE) ay itinayo. Ang linyang ito ay dumadaan sa punto ng pinakamataas na kapangyarihan at sa mga zone ng pinakamababang pagkonsumo ng gasolina.
Ang functional diagram ng control system kapag nagpapatakbo ng internal combustion engine na may variable na angular velocity ay ipinapakita sa Fig. 1.27.
Ang mga pagtatalaga sa diagram ay kapareho ng para sa Fig. 1.25.
Ang FP ay isang functional converter na bumubuo ng isang control signal alinsunod sa LNE.
Ang pamilya ng mga katangian ng output ng generator sa iba't ibang antas ng kapangyarihan, boltahe at kasalukuyang ay ipinakita sa Fig. 1.28.
Ang pagpapatakbo ng mga channel ay katulad ng naunang tinalakay.
Mga kalamangan ng sistema: ipinatupad ang regulasyon sa linya ng pinakadakilang kahusayan; ang proteksyon laban sa labis na karga ng panloob na combustion engine ay ibinigay; nabawasan ang antas ng ingay sa mga bahagyang mode; nadagdagan ang tibay ng panloob na combustion engine.
kanin. 1.27.
kanin. 1.28.
Mga disadvantages ng system: ang halaga ng P set ay hindi isinasaalang-alang ang pagbabago sa sariling mga pangangailangan ng panloob na combustion engine, at ang kapangyarihan ay hindi palaging ganap na kinukuha; nadagdagan ang pagkonsumo ng gasolina at usok na may pagtaas ng pagkarga.
Pinagsamang kontrol ng combustion engine at generator
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 1.29 ang isang functional diagram ng pinagsamang kontrol ng isang internal combustion engine at generator.
Kapag inililipat ang fuel pump rack mataas na presyon Ang inductance ng winding ay nagbabago at ang I os signal ay lilitaw.
Upang mas tumpak na matukoy ang kondisyon ng makina, iyon ay, ang kakayahang maghatid ng pinakamataas na kapangyarihan at makakuha ng matipid na operasyon, ang isang sulat ay itinatag sa pagitan ng bilis ng pag-ikot at supply ng gasolina. Ang sulat na ito ay ipinatupad ng FP1. Ipinapatupad ng FP2 ang koneksyon sa pagitan ng pOS at ng ibinigay na kapangyarihan.
kanin. 1.29. Functional na diagram ng pinagsamang kontrol ng internal combustion engine at traksyon
generator:
Fuel injection pump - mataas na presyon ng fuel pump; ID - inductive sensor bilang bahagi ng high-pressure fuel pump (ang inductive sensor ay mekanikal na konektado sa rack ng high-pressure fuel pump); FP - mga functional converter; q 3 - tinukoy na supply ng gasolina; h os - kasalukuyang supply ng gasolina; Dq - signal ng pagkakaiba para sa supply ng gasolina; V - sensor ng boltahe
Gumagamit ang system ng dalawang master signal. Setting ng pagkonsumo ng gasolina at setting ng kuryente. Ang pangunahing signal sa pagmamaneho ay P3. Tinutukoy nito ang pagganap ng system at dynamic na error. Ang regulasyon ayon sa P 3 ay isinasagawa ayon sa naunang tinalakay na prinsipyo. Ang DC signal ay corrective. Kung sa isang ibinigay na P 3 ang cs ay lumalabas na sobra-sobra, pagkatapos ay bumababa ang P 3. Kung naging hindi sapat ang c os, tataas ang P 3. Kaya, ang elektrikal na kapangyarihan ng generator ay naka-link sa supply ng gasolina sa diesel engine. Ang pamamaraang ito ng regulasyon ay tinatawag na pinagsama.
Mga kalamangan ng system: ang kakayahang tumpak na mapagtanto ang buong kapangyarihan ng isang diesel engine anuman ang mga pagbabago sa kapaligiran at mga pagbabago sa pag-load; tumpak na pagbuo ng mga linya na may pinakamalaking kahusayan.
Ang mga pagkukulang ng system ay nagpapakita ng kanilang mga sarili sa mga mode ng paglipat.
Kung sa isang matatag na estado ang kinakailangang sulat sa pagitan ng gasolina at suplay ng hangin ay natiyak, pagkatapos ay sa mga lumilipas na mga mode ay bumababa ito nang husto para sa isang sasakyan, ang bilang ng mga lumilipas na mga mode ay tumatagal ng isang makabuluhang proporsyon ng oras at mga halaga sa 20-30%. Ang mga transient mode ay sanhi ng mga pagbabago sa control input ng driver (paggalaw ng fuel pedal) at load (pagkasira ng mga kondisyon ng kalsada at mga slope).
Ang pinakamalaking problema ay nauugnay sa mode ng paglipat kapag tumataas ang bilis at lakas.
Awtomatikong regulasyon
pantulong na generator
Ang auxiliary generator ay idinisenyo upang magbigay ng kapangyarihan sa mga auxiliary consumer at ang generator excitation winding. Kung ang load ng auxiliary generator ay ang excitation winding lamang, kung gayon ito ay tinatawag na exciter. Ang isang auxiliary generator ay ginagamit sa mabibigat na mga tren sa kalsada at mabibigat na tsasis. Ginagamit ang mga pathogen sa mga dump truck sa pagmimina. Ang output ng auxiliary generator ay suportado patuloy na presyon sa hanay ng bilis ng pagpapatakbo ng panloob na combustion engine. Ang functional diagram ng auxiliary generator control ay ipinapakita sa Fig. 1.30.
Ang pagpapatakbo ng circuit sa mga static na mode. Para sa isang naibigay A ang isang balanse ay pinananatili sa pagitan ng ps at psad.
kanin. 1.30.Functional diagram ng integrated control system para sa auxiliary generator:
DCV - sensor ng bilis ng pag-ikot; VG - pantulong na generator; SG - power generator; UM - multiplier; FP - functional converter, tinutukoy ang pagtitiwala p back = Oo), naaayon sa linya ng pinakamalaking kahusayan; a - anggulo ng pag-ikot ng balbula ng throttle; BDK - dynamic na bloke ng pagwawasto; RM - regulator ng kapangyarihan
Hayaan ang p os > p esad, pagkatapos ay mas malaki ang delta kaysa sa zero, na humahantong sa pagtaas ng 1 V sa power generator. Alinsunod dito, tumataas ang P os, p os i. Gamit ang baligtad na kumbinasyon, ang lahat ay kabaligtaran - P os i, p 0С T. Ang dynamic na yunit ng pagwawasto ay gumagana kapag ang T ay na-reset, Hayaan ang isang pagtaas nang husto (ang damper ay bubukas), T ay na-reset, T ay na-reset, » p os. Sa kasong ito, ang dynamic na yunit ng pagwawasto ay bumubuo ng isang signal DR, ibig sabihin, isang signal ng pagwawasto ng isang malaking magnitude, sa gayon binabawasan ang input І sa і, ang engine-generator ay nagpapabilis nang walang pagkarga. Kapag nakumpleto na ang acceleration, ilalapat ang tinukoy na pagkarga.
Sa ai ang dynamic correction block ay hindi kasama sa gawain.
Ang isang katulad na pamamaraan ay ginagamit sa four-axle ZIL at LAZ.
Ang electrical circuit ng auxiliary generator ay ipinapakita sa Fig. 1.31.
kanin. 1.31.Electrical circuit para sa pag-regulate ng auxiliary generator:
VG - three-phase generator winding; OVVG - paikot-ikot na paggulo ng auxiliary generator; AB - rechargeable na baterya; UB1 -UBZ - kinokontrol na rectifier; NV - hindi nakokontrol na load rectifier; Yu1 - reverse diode; B - pindutan ng pagsisimula ng generator; Ako ay isang kasalukuyang naglilimita sa pagtutol;
TK - transistor switch; T)2 - proteksiyon diode
Pagpapatakbo ng circuit. Ang generator ay pre-rotate. Ang B ay lumiliko (nang walang pag-aayos), 1 V ay lilitaw sa circuit: AB, OVVG, lupa. Lumalabas din si Mr.
Binuksan namin ang 5. Ang switch ng transistor ay bubukas, 1 V ay lilitaw, kasama ang circuit: VG, OVVG, U8. Nakukuha namin ang self-excitation mode ng generator. Ang pagpapanatili ng nais na antas ng boltahe ay ginagawa sa pamamagitan ng pag-on at off ng transistor switch.
Isa sa mga pagpipilian elektronikong circuit Ang awtomatikong control system para sa auxiliary generator ay ipinapakita sa Fig. 1.32.
Hinahati ng diode optocoupler ang circuit sa dalawang bahagi. Kasama sa una ang isang paghahambing na aparato - pagbuo sa isang operational amplifier DA at isang amplifier sa isang transistor UTZ. Ang pangalawang bahagi ay ang executive na bahagi at isang transistor switch TK.
Ginagawang posible ng UE na makakuha ng potensyal na paghihiwalay sa pagitan ng mataas na boltahe at mababang boltahe na bahagi ng circuit. Ang bloke ay katumbas ng dalawang signal sa pamamagitan ng pagkakaiba (parehong os - at ito).
Ang halaga ng reference na boltahe ay nakatakda kapag nag-configure gamit ang I 2.
kanin. 1.32. Electronic circuit ng auxiliary generator control system: T) - diode optocoupler; OO - operational amplifier; DN - sensor ng boltahe (transpormer na may rectifier); TP - thyristor three-phase converter (rectifier); at oc - boltahe ng feedback; at op - reference na boltahe 15 V
Ang electric generator ay isang makina o instalasyon na idinisenyo upang gawing elektrikal na enerhiya ang hindi de-kuryenteng enerhiya: mekanikal sa elektrikal, kemikal sa elektrikal, thermal sa elektrikal, atbp. Ngayon, kapag sinabi natin ang salitang "generator", karaniwan ay ang ibig nating sabihin ay isang converter ng enerhiyang mekanikal - sa enerhiyang elektrikal.
Maaari itong maging isang diesel o gasoline portable generator, isang nuclear power plant generator, isang generator ng kotse, gawang bahay na generator mula sa isang asynchronous electric motor, o isang low-speed generator para sa isang low-power na windmill. Sa dulo ng artikulo ay titingnan natin ang dalawang pinakakaraniwang generator bilang isang halimbawa, ngunit pag-uusapan muna natin ang mga prinsipyo ng kanilang operasyon.
Sa isang paraan o iba pa, mula sa isang pisikal na punto ng view, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng bawat isa sa mga mekanikal na generator ay pareho: kapag, kapag ang mga linya ay nagsalubong. magnetic field konduktor - sapilitan emf nangyayari sa konduktor na ito. Ang mga mapagkukunan ng puwersa na humahantong sa magkaparehong paggalaw ng konduktor at magnetic field ay maaaring iba't ibang proseso, gayunpaman, bilang isang resulta, palaging kinakailangan upang makakuha ng EMF at kasalukuyang mula sa generator upang mapalakas ang pagkarga.
Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang electric generator - Batas ng Faraday
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang electric generator ay natuklasan noong 1831 English physicist Michael Faraday. Ang prinsipyong ito ay tinawag na batas ni Faraday. Ito ay nakasalalay sa katotohanan na kapag ang isang konduktor ay tumatawid sa isang magnetic field nang patayo, isang potensyal na pagkakaiba ang lumitaw sa mga dulo ng konduktor na ito.
Ang unang generator ay ginawa mismo ni Faraday ayon sa prinsipyong natuklasan niya ito ay isang "Faraday disk" - isang unipolar generator kung saan ang isang tansong disk ay umiikot sa pagitan ng mga poste ng isang horseshoe magnet. Ang aparato ay gumawa ng makabuluhang kasalukuyang sa mababang boltahe.
Nang maglaon ay natagpuan na ang mga indibidwal na insulated conductor sa mga generator ay mas epektibo mula sa isang praktikal na punto ng view kaysa sa isang solid conducting disk. At sa mga modernong generator ngayon ay wire stator windings ang ginagamit (sa pinakasimpleng kaso ng pagpapakita, isang coil ng wire).
Alternator
Ang karamihan sa mga modernong generator ay kasabay na alternating current generators. Mayroon silang armature winding sa stator, kung saan tinanggal ang nabuong elektrikal na enerhiya. Sa rotor mayroong isang paikot-ikot na paggulo, kung saan ang isang direktang kasalukuyang ay ibinibigay sa pamamagitan ng isang pares ng mga slip ring upang makabuo ng isang umiikot na magnetic field mula sa umiikot na rotor.
Dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng electromagnetic induction, kapag ang rotor ay umiikot mula sa isang panlabas na drive (halimbawa, mula sa isang panloob na combustion engine), ang magnetic flux nito ay halili na tumatawid sa bawat isa sa mga phase ng stator winding, at sa gayon ay nag-uudyok ng isang EMF sa kanila.
Kadalasan, mayroong tatlong mga yugto, ang mga ito ay pisikal na inilipat sa armature na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng 120 degrees, kaya ang isang three-phase sinusoidal current ay nakuha. Ang mga phase ay maaaring konektado sa isang star o delta configuration upang makuha.
Ang dalas ng sinusoidal EMF f ay proporsyonal sa dalas ng pag-ikot ng rotor: f = np/60, kung saan - p ay ang bilang ng mga pares ng magnetic plus ng rotor, n ay ang bilang ng mga rotor revolutions kada minuto. Karaniwan, ang maximum na bilis ng rotor ay 3000 rpm. Kung ikinonekta mo ang isang three-phase rectifier sa stator windings ng tulad ng isang kasabay na generator, makakakuha ka ng isang direktang kasalukuyang generator (ito ay kung paano gumagana ang lahat ng mga generator ng kotse, sa pamamagitan ng paraan).
Tatlong machine synchronous generator
Siyempre, ang klasikong kasabay na generator ay may isang malubhang sagabal - ang rotor ay may mga slip ring at brush na katabi ng mga ito. Ang mga brush ay kumikinang at nasusuot dahil sa friction at electrical erosion. Ito ay hindi pinahihintulutan sa isang paputok na kapaligiran. Samakatuwid, sa aviation at sa mga generator ng diesel, ang mga non-contact na kasabay na generator, sa partikular na mga three-machine, ay mas karaniwan.
Ang mga three-machine device ay may tatlong makina na naka-install sa isang pabahay: isang pre-exciter, isang exciter at isang generator - sa isang karaniwang baras. Ang pre-exciter ay isang kasabay na generator, ito ay nasasabik ng permanenteng magneto sa baras, ang boltahe na nabuo nito ay ibinibigay sa stator winding ng exciter.
Ang exciter stator ay kumikilos sa isang paikot-ikot sa rotor na konektado sa isang three-phase rectifier na nakakabit dito, kung saan pinapagana ang pangunahing pag-ikot ng paggulo ng generator. Ang generator ay bumubuo ng kasalukuyang sa stator nito.
Gas, diesel at petrol portable generators
Sa ngayon, karaniwan na ang mga ito sa mga sambahayan na gumagamit ng internal combustion engine bilang drive engine - isang internal combustion engine na nagpapadala ng mekanikal na pag-ikot sa generator rotor.
Sa mga generator likidong gasolina may mga tangke ng gasolina, ang mga generator ng gas ay kailangang mag-supply ng gasolina sa pamamagitan ng isang pipeline upang ang gas ay maibigay sa carburetor, kung saan ito ay nagiging sangkap pinaghalong gasolina.
Sa lahat ng mga kaso, ang pinaghalong gasolina ay sinusunog sa isang sistema ng piston, na nagtutulak sa crankshaft. Ito ay katulad ng kung paano gumagana ang makina ng kotse. Ang crankshaft ay umiikot sa rotor ng isang contactless synchronous generator (alternator).
Andrey Povny
1. Mga generator ng gasolina
Mga pangunahing karaniwang katangian ng isang gas-electric generator
Ang mga pangunahing bentahe ng mga halaman ng gasolina
Paano pumili ng generator (power station)
Kinakailangang kapangyarihan ng planta ng kuryente
Mga aktibong load
Mga Reaktibong Naglo-load
Mataas na agos ng agos
makina
Mga yunit ng propesyonal at sambahayan
Mga tip para sa pagpili ng langis ng makina para sa mga generator ng gas
2. Paano gumagana ang mga makabagong makina ng sasakyan (mga motor) at ano ang mga ito?
Kung paano nagsimula ang lahat
Engine (motor) sa isang kotse ngayon
Ibaba ang kalahati ng mga silindro sa makina (motor)
Ang malapit na hinaharap ng mga makina ng sasakyan (mga motor)
Pag-tune ng makina
BMW: kumpleto na ang ebolusyon ng teknolohiya ng makina
1. Mga generator ng gasolina
Ang mga Generator - ang iyong sariling, independiyenteng mapagkukunan ng kuryente - ay hindi lamang isang kanais-nais na karagdagan sa mga kagamitan ng isang pribadong bahay o isang kagalang-galang na negosyo. Sa ating bansa, ito ay isang pangangailangan at isang garantiya laban sa hindi kinakailangang mga problema sa pananalapi at produksyon. Kasabay nito, para sa ilang uri ng aktibidad ng tao, tulad ng pagmimina o emergency rescue operations, ang isang autonomous power source ay mahalaga lamang. Mga Natatanging Tampok Ang mga modernong power plant ay matipid, compact sa laki, iba't ibang mga solusyon sa disenyo para sa pagbabawas ng ingay, ang pagkakaroon ng mga intelligent na aparato para sa pagsubaybay at pagkontrol sa proseso ng pagbuo ng kuryente, paglipat ng load, pag-synchronize ng mga generator sa network at sa bawat isa. Mayroong maraming mga termino para sa parehong kagamitan, na naiintindihan ng termino estasyon ng enerhiya:
Portable na istasyon ng kuryente;
Portable na istasyon ng kuryente;
planta ng gasolina;
Diesel power station;
Gas power plant;
Generator ng gasolina;
Diesel generator;
Nakatigil, pang-industriya, mobile at container na mga power plant;
Ang lahat ng mga ito ay pinagsama ng isang karaniwang prinsipyo ng pagpapatakbo - ang conversion ng thermal energy ng gasolina sa elektrikal na enerhiya. Ang kahusayan ng naturang mga power plant ay 25-30%. Upang pataasin ang kahusayan (o para magamit ang init na nabuo ng isang planta ng kuryente), ang mga MINI-CHP ay nilikha na gumagamit ng init para sa mga sistema ng pag-init. Sa pangkalahatan, ang lahat ng mga power plant ay maaaring hatiin:
Sa pamamagitan ng layunin - sambahayan, propesyonal (hanggang sa 15 kVA); -sa pamamagitan ng aplikasyon– reserba, pangunahing:
Sa pamamagitan ng uri ng gasolina - gasolina, diesel fuel, gas (tunaw o pangunahing gas);
Sa pamamagitan ng disenyo - bukas, sa isang kaso na sumisipsip ng ingay, sa isang lalagyan, sa isang kung, atbp.;
Sa pamamagitan ng uri ng pagsisimula - manu-mano (para sa mga maliliit na laki), electric starter o awtomatiko;
Sa pamamagitan ng tagagawa. Ang pangunahing at pinakasikat ay ang gasolina at mga planta ng diesel power.
Gasoline power station o gas generator
Ang carburetor internal combustion engine (ICE) na may external mixture formation at spark ignition ay ginagamit bilang prime mover. Ang bahagi ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng gasolina ay na-convert sa mekanikal na gawain sa panloob na combustion engine, at ang natitirang bahagi sa init. Ang mekanikal na gawain sa motor shaft ay ginagamit upang makabuo ng kuryente sa pamamagitan ng electric current generator. Ang gasolina para sa gas generator ay high-octane na gasolina. Ang paggamit ng mga anti-knock additives, mixtures ng gasolina na may alkohol, atbp ay posible lamang sa kasunduan sa tagagawa. Ang partikular na komposisyon at iba pang mga katangian ng gasolina na ginagamit upang patakbuhin ang planta ng kuryente ay tinutukoy ng tagagawa ng makina. Dapat pansinin na ang isang generator ng gasolina ay isang mapagkukunan ng kuryente na medyo mababa ang kapangyarihan. Ito ay angkop kung plano mong magbigay ng backup, seasonal o emergency power supply sa iyong pasilidad. Ang ganitong mga yunit ay karaniwang may mas maikling buhay ng serbisyo at kapangyarihan kumpara sa mga generator ng diesel, ngunit mas maginhawang gamitin dahil sa kanilang mas mababang timbang, mga sukat at antas ng ingay sa panahon ng operasyon. Mga opsyon para sa paggamit at pagpapatupad ng mga planta ng kuryente sa gasolina: bilang isang backup na pinagmumulan ng low-power supply ng kuryente sa isang nakatigil na disenyo, bilang ang tanging posibleng mapagkukunan sa panahon ng emergency rescue at kumpunihin, gawaing isinagawa sa mga kondisyon sa larangan at sa mga malalayong lugar, para magbigay ng kuryente iba't ibang uri mga mobile na bagay sa naisusuot o mobile na disenyo.
Sa madaling salita, ang planta ng gasolina ay isang perpektong pagpipilian para sa mga may-ari ng maliliit na negosyo (gas station, tindahan), mga may-ari. mga bahay sa bansa, mga turista, mga construction crew, mga kumpanya ng telebisyon, atbp.
Ang isang compact at maaasahan, matipid at mababang-ingay na autonomous na istasyon ng gas ay malulutas ang mga problema sa supply ng enerhiya.
Mga pangunahing karaniwang katangian ng isang gas-electric generator
Tukoy na pagkonsumo ng gasolina, kg/kWh – 0.3-0.45
Tukoy na pagkonsumo ng langis, g/kWh – 0.4-0.45
Efficiency% - 0.18-0.24
Power range ng petrol-electric units kW – 0.5-15.00
Boltahe, V – 240/400
Saklaw ng mga operating mode, % ng na-rate. Kapangyarihan – 15-100
Kinakailangang presyon ng gas, kg/cm2 – 0.02-15
Habambuhay bago ang kasalukuyang pag-aayos (hindi bababa), libong oras – 1.5-2.0 - Habambuhay hanggang sa overhaul(hindi bababa), libong oras - 6.0-8.0
Mga gastos sa pagkumpuni, % ng gastos –5-20
Mga mapaminsalang emisyon (CO),% 2.55
Antas ng ingay sa layo na 1 m (wala na), dB 80.
Pangunahing bentahe ng mga planta ng gasolina
Medyo mababang halaga ng kagamitan kumpara sa mga planta ng kuryente sa diesel at gas;
Ang pagiging compact at magandang indicator ratio ng masa ng kagamitan sa dami ng nabuong enerhiya;
Madaling pagsisimula sa mababang temperatura;
Mababang antas ng ingay ng planta ng kuryente;
Madaling gamitin.
Paano pumili ng generator (power station)
Isinasaalang-alang namin ang mga kagamitan na may limitadong lakas ng output na hanggang 15 kVA at mga conventional (gasolina o diesel) na mga makina. Ang batayan ng anumang mini-power plant (o generator set) ay isang engine-generator unit na binubuo ng diesel o makina ng gasolina at isang electric generator.
Ang makina at generator ay direktang konektado sa isa't isa at pinalakas sa pamamagitan ng mga shock absorbers sa isang base ng bakal. Ang makina ay nilagyan ng mga sistema (pagsisimula, pag-stabilize ng bilis, gasolina, pagpapadulas, paglamig, suplay ng hangin at tambutso) na nagsisiguro ng maaasahang operasyon ng planta ng kuryente. Manu-manong pagsisimula ng makina o paggamit ng electric starter o autostart na pinapagana ng 12-volt starter baterya. Ang motor-generator unit ay gumagamit ng kasabay o asynchronous na self-excited na mga brushless generator. Ang planta ng kuryente ay maaari ding magkaroon ng control panel at mga automation device (o automation unit), sa tulong kung saan ang istasyon ay kinokontrol, sinusubaybayan, at pinoprotektahan mula sa mga emergency na sitwasyon. Ang pinakasimpleng prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang mini-power plant ay ang mga sumusunod: ang motor ay "nag-convert" ng gasolina sa pag-ikot ng baras nito, at ang generator na may rotor na konektado sa baras ng makina, ayon sa batas ng Faraday, ay nagko-convert ng mga rebolusyon sa alternating kuryente. Ito ay talagang hindi ganoon kasimple. Kadalasan kakaiba, sa unang sulyap, ang mga sitwasyon ay nangyayari kapag, halimbawa, kapag kumokonekta sa isang ordinaryong submersible pump i-type ang "Baby" na may ipinahayag na pagkonsumo ng kuryente na 350-400 W para sa isang 2.0 kVA mini-power station, ang bomba ay tumangging gumana. Susubukan naming magbigay maikling rekomendasyon, na makakatulong sa iyong mag-navigate nang tama kapag pumipili ng istasyon.
Kinakailangang kapangyarihan ng planta ng kuryente. Upang malutas ang problemang ito, kailangan mo munang matukoy ang mga device na plano mong ikonekta.
Mga aktibong load. Ang pinakasimpleng mga, lahat ng natupok na enerhiya ay na-convert sa init (ilaw, electric stoves, electric heater, atbp.). Sa kasong ito, ang kalkulasyon ay simple: upang paganahin ang mga ito, ang isang yunit na may kapangyarihan na katumbas ng kanilang kabuuang kapangyarihan ay sapat.
Mga Reaktibong Naglo-load. Lahat ng iba pang load. Sila naman, ay nahahati sa inductive (coil, drill, saw, pump, compressor, refrigerator, electric motor, printer) at capacitive (capacitor). Sa mga reaktibong mamimili, ang bahagi ng enerhiya ay ginugugol sa pagbuo ng mga electromagnetic field. Ang sukat ng bahaging ito ng enerhiyang natupok ay ang tinatawag na cos. Halimbawa, kung ito ay 0.8, kung gayon 20% ng enerhiya ay hindi na-convert sa init. Ang kapangyarihan na hinati sa cos ay magbibigay ng "tunay" na pagkonsumo ng kuryente. Halimbawa: kung ang drill ay nagsasabing 500 W at cos=0.6, nangangahulugan ito na ang tool ay aktuwal na kumonsumo ng 500:0.6=833 W mula sa generator. Dapat din nating isaisip ang mga sumusunod: ang bawat planta ng kuryente ay may sariling cos, na dapat isaalang-alang. Halimbawa, kung ito ay katumbas ng 0.8, pagkatapos ay upang patakbuhin ang nabanggit na drill, ang power plant ay mangangailangan ng 833 W: 0.8 = 1041 VA. Sa pamamagitan ng paraan, ito ay para sa kadahilanang ito na ang tamang pagtatalaga ng power output ng isang power plant ay VA (volt-amperes), at hindi W (watts).
Mataas na agos ng agos. Ang anumang de-koryenteng motor sa sandali ng pag-on ay kumukonsumo ng maraming beses na mas maraming enerhiya kaysa sa normal na mode. Ang panimulang labis na karga ay hindi lalampas sa isang bahagi ng isang segundo sa oras, kaya ang pangunahing bagay ay ang planta ng kuryente ay makatiis nito nang hindi nagsasara at, bukod dito, nang hindi nasira. Mahalagang malaman kung ano ang maaaring mapaglabanan ng isang partikular na yunit ng panimulang overload. Dahil sa mataas na agos ng pag-agos, ang pinaka "kakila-kilabot" na mga aparato ay ang mga walang idle. Trabaho welding machine mula sa punto ng view ng isang mini-power plant, mukhang isang banal na maikling circuit. Samakatuwid, upang matustusan ang mga ito ng enerhiya, inirerekumenda na gumamit ng mga espesyal na set ng generator, o hindi bababa sa "magluto". welding transpormer. Para sa isang submersible pump, ang pagkonsumo sa oras ng pagsisimula ay maaaring tumalon ng 7-9 beses.