Как работает дизельный генератор

Устройство дизельного генератора

Дизельная электростанция (ДЭС) — стационарная или мобильная установка, предназначенная для автономной выработки электроэнергии. Принцип работы электростанции и устройство электрогенератора необходимо изучить для лучшего понимания, как функционирует агрегат. Это поможет не допускать ошибок в эксплуатации и правильно обслуживать аппарат, что положительно отразится на долговечности устройства.

Электрогенератор: принцип работы и особенности

Дизель-генераторная установка (ДГУ) функционирует благодаря преобразованию энергии расширения газов. Это происходит в результате воспламенения сжатого дизельного топлива. В процессе такого преобразования запускается вращение коленчатого вала и начинает свою работу дизельный двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Работающий дизельный силовой агрегат движением коленвала передает вращение ротору генератора. Это создает в генераторе электромагнитное поле, преобразующееся в переменный ток через обмотку генератора. Далее электричество на выходе подается потребителю, которым выступает любой электроприбор.

Установки различаются по мощности, уровню потребления топлива, продолжительности бесперебойной работы и другим техническим характеристикам. Поэтому при выборе подходящего агрегата нужно внимательно изучить основные параметры аппарата.

Строение генератора и комплектация

1. Двигатель внутреннего сгорания — ключевой элемент конструкции. Обычно на промышленных электростанциях используются 4-тактные силовые агрегаты, работающие на дизельном топливе. Допускается использование рядных двигателей с V-образным размещением цилиндров. На дизель-генераторах мощностью свыше 15 кВт обычно применяются двигатели, оснащенные жидкостной системой охлаждения. Такие аппараты обладают меньшим весом и более простым устройством в сравнении с ДВС, у которых воздушная охлаждающая система.
2. Генератор переменного тока отвечает за преобразование поступающей от мотора энергии в электричество. Большинство современных ДГУ оборудуются генераторами синхронного типа. Асинхронные преобразователи энергии используются реже, поскольку уступают в производительности и технических свойствах.
3. Соединительная муфта необходима для обеспечения взаимосвязи между ДВС и генератором. Если на станции используется одноопорный генератор, то вместо муфты применяется специальный диск с высокой гибкостью. Некоторые генераторы разработаны специально для стыковки с определенным двигателем. В таком случае генератор и двигатель соединяются напрямую.

1. Охлаждающая система применяется для поддержания оптимального температурного режима внутри электростанции. Существует 2 основных типа систем охлаждения: жидкостная, которая обычно работает на воде или специальной охлаждающей жидкости (тосоле) и воздушная.
2. Система запуска двигателя зачастую состоит из стартера, пускового клапана, аккумулятора + зарядного устройства, компрессора и трубки. Комплектация может отличаться и зависит от степени автоматизации электростанции. Совокупная работа данных элементов позволяет плавно и быстро запускать ДЭС.
3. Система смазки нивелирует негативное воздействие от сильного трения двигателя и соприкасающихся элементов. Она состоит из резервуара под масло, специальных фильтров, насосов, трубопроводов для масла и электронных датчиков, контролирующих уровень масла.

• базовой рамой с виброопорами;
• синхронным одноопорным генератором;
• дизельным или газовым ДВС;
• глушителем шумов;
• топливным резервуаром;
• охладительной системой;
• системой управления необходимой степени автоматизации;
• АКБ.

Дополнительно к базовой комплектации добавляется специальный блок-контейнер или защитный кожух. Итоговый набор обсуждается с заказчиком в индивидуальном порядке.

Система управления дизельным электроагрегатом

Настройка большинства параметров и активация функций осуществляется с помощью системы управления, которой оснащаются подавляющее большинство современных ДГУ. Модуль позволяет выставлять необходимые настройки, адаптированные под использование аппарата в конкретных условиях.

Правильная параметризация позволяет станции работать эффективней, что упрощает и ускоряет достижение поставленной цели. Навигация по панели управления осуществляется с помощью специального пульта управления.

• отслеживание основных функциональных параметров (уровень топлива в баке, масляное давление, скорость и частота вращения коленвала двигателя, температурные показатели и т. д.);
• контроль процесса функционирования двигателя;
• автоматическую остановку генератора по запрограммированному графику;
• экстренную остановку агрегата, если зафиксирована критическая ситуация или неисправность в основных или вспомогательных системах установки.

Электроника, использующаяся в дизельных станциях, является одним из важнейших элементов, без которого эффективное функционирование устройства невозможно. Поэтому работоспособность системы управления рекомендуется регулярно проверять и проводить своевременное техническое обслуживание в соответствии с требованиями и рекомендациями, представленными в пользовательском руководстве.

Базовая рама и блок-контейнер

Сборка и установка всех элементов дизель-генераторной установки осуществляется на специальной платформе, которая стандартно состоит из несущей части, заземлителя и, при необходимости, кожуха. В случаях использования устройства вне подготовленного оборудования часто используется блок-контейнер.

Данные составные части конструкции выполняют защитную функцию. С их помощью обеспечивается безопасность в процессе функционирования электростанции. Предохраняются важные детали самого агрегата также от незапланированного контакта людей с конструкционными компонентами.

• открытые установки, которые используются исключительно внутри специально оборудованного помещения;
• закрытые станции, рассчитанные на применение вне помещения.

В полевых условиях контейнер защищает от негативного воздействия окружающей среды: ветра, осадков, низких или высоких температур и т. д. Блок обеспечивает долговечность функционирования установки, создавая оптимальный микроклимат внутри.

В компании «Энергодизельцентр» вы можете купить дизельный генератор с подходящими параметрами. В ассортименте представлено несколько десятков моделей ДЭС. При производстве используются генераторы и двигатели исключительно от надежных отечественных и зарубежных производителей.

Предприятие «Энергодизельцентр» специализируется на изготовлении и обслуживании дизельных и газопоршневых автономных электростанций. Мы стабильно и успешно работаем на рынке России и стран ближнего зарубежья, начиная с 2002 года. За это время нам удалось сформировать положительную репутацию, широкую партнерскую сеть и клиентскую базу. Доставка продукции осуществляется по всей России и в соседние страны (Беларусь, Казахстан, Украина).

Менеджеры компании всегда готовы помочь в выборе оптимального устройства, оформлении предварительной заявки. Чтобы бесплатно проконсультироваться с опытным сотрудником, звоните по телефону 8 800 550 76-40 или пишите на электронную почту e-d-c@mail.ru.

Дизельный генератор: принцип работы и устройство

Когда на предприятие или в загородный дом приобретается дизельная электростанция, принцип работы данного оборудования требуется изучить в первую очередь. От четкого понимания устройства системы и механизма взаимодействия отдельных ее элементов напрямую зависит правильность эксплуатации конструкции, способность своевременного выявления факта сбоев и отклонений в работе техники..

В составе классического генератора присутствуют: двигатель (работающий, как правило, на дизельном топливе), блок управления и контроля системой, генератор переменного тока, топливная емкость, система охлаждения, смазочное и выхлопное оборудование, аккумулятор с зарядным устройством, регулятор напряжения, а также корпус или рама конструкции, в рамках которой все узлы объединяются воедино..

Двигатели и генераторы.

Стандартная дизельная электростанция имеет принцип работы, основывающийся на использовании дизельного двигателя. Именно эта деталь инициирует активацию системы и обеспечивает выполнение ее основных задач. ДВС в таких системах чаще всего имеет верхнеклапанное устройство, поскольку это решение наиболее компактное, малошумное, надежное и менее токсичное, чем остальные аналоги..

Современные генераторы электричества комплектуются двигателями воздушного и жидкостного охлаждения. Воздушные чаще применимы в быту, в то время как жидкостные подходят для заводских условий. Также по особенностям подачи воздуха в ДВС различают системы с турбонаддувом, без турбонаддува, а также комбинированные с реализованным промежуточным охлаждением и классическим турбонаддувом..

Учитывая, что дизельная электростанция характеризуется принципом работы, при котором энергия расширения газов становится механической, а та, в свою очередь, электрической, в этой системе одно из наиболее важных мест отведено альтернатору или генератору переменного тока. Он может быть как синхронным, так и асинхронным. Данное изделие включает корпус, внутри которого подвижный ротор, вращаемый в статоре (сердечник с обмоткой). Ротор может быть щеточным или бесщеточным, но его задача стандартна: формирование ЭМ-поля. Благодаря этому эффекту в обмотках статора появляется электродвижущая сила, дающая на выходе ток с нужными характеристиками..

Системы обеспечения функциональности двигателя.

Принцип работы любого дизельного генератора заключается в сотрудничестве ДВС и генератора переменного тока. Однако, если двигатель будет пребывать не в лучшем состоянии, это негативным образом скажется на состоянии всей конструкции. Чтобы обеспечить мотору максимальную продуктивность и хорошую работоспособность, производители снабдили его рядом дополняющих структур:

• охлаждающей (складывается из помпы, бака, трубопроводов; может быть водяной или воздушной, основывающейся на использовании различных хладагентов);
• запускающей работу двигателя (стартер, пусковой клапан, аккумулятор с зарядкой, компрессор, трубки; комплекс этих элементов помогает без эксцессов активировать двигатель);
• смазочной (состоит из масляных емкостей, фильтров, радиаторов, маслопроводов и насосов; нейтрализует эффект чрезмерного трения ДВС с соседними элементами);
• топливной (выполнена с использованием топливников, трубопроводов, насосов; обеспечивает подачу дизеля к двигателю для его последующей переработки);
• подогревающей (поддерживает термические параметры двигателя на должном уровне, что особенно актуально для систем уличной эксплуатации; включает элементы как вентиляции, так и отопления: змеевики, подогреватели, лампы и т.д.).

Управление оборудованием.

В настоящее время в мире существует несколько вариаций ДЭС: основные (применяются в местах, удаленных от цивилизации или лишенных возможности подключения к централизованным сетям подачи электричества), аварийные (помогают избежать отключения оборудования на объектах, где остановка техпроцесса недопустима), резервные (подстраховочные, актуальны в случае отключения основной сети).. Практически все перечисленные дизельные электростанции имеют схожее устройство и принцип работы, поэтому всем им требуется специальный модуль, позволяющий настраивать систему под конкретные пользовательские задачи или, как минимум, управлять ей. Эта роль отводится панели управления и пультам ДУ. Ключевая функция панели управления – автозапуск оборудования в моменты отсутствия напряжения в основной электросистеме, дополнительные – отслеживание параметров конструкции (давление масла, частота вращения, температура), контроль функционирования ДВС, автоотключение генератора, остановка системы в случае фиксации критических симптомов на отдельных ее участках..

Рама, кожух, станина.

Монтаж элементов электростанции осуществляется на единой платформе. Как правило, она характеризуется наличием рамы (несущая часть + кожух) и заземлителя. Роль этого элемента защитная. Он предохраняет как технику от окружающей среды, так и операторов оборудования от нежелательного контакта с элементами конструкции..

В зависимости от формата станины, изделия могут относиться к числу открытых (актуальны только для использования внутри зданий) или закрытых (подходят для уличной эксплуатации). В специальный защитный противопогодный кожух одевают системы, которым назначена эксплуатация в полевых условиях. Контейнер становится пристанищем генератора в ситуации, если нужно вырабатывать энергию на открытом воздухе при сильном морозе или других критических внешних условиях..

Принцип работы дизельного генератора.

Зная компоненты электростанции, легко представить, как они взаимодействуют друг с другом, обеспечивая на обслуживаемом объекте продуцирование электричества в необходимом объеме..

1. Ключевая роль в рабочем процессе отводится ДВС. Именно в двигателе происходит сгорание дизеля, поставляемого из топливного резервуара. Образуемые в ходе этого процесса газы расширяются, формируя всплеск энергии, служащей стимулом вращения коленчатого вала. Кривошипно-шатунный механизм позволяет получить из энергии свежеобразованных газов искомую механическую энергию.
2. Далее полученный вращательный момент передается ротору генератора, который, в свою очередь, отвечает за создание достаточного по мощности электромагнитного поля..
3. Генератор включается в работу, благодаря чему в его обмотке появляется индукционный переменный ток, который и подается к конечному потребителю электричества..

Таков принцип работы и устройство каждого дизельного генератора. Зная этот несложный процесс, легко диагностировать поверхностные повреждения и поломки. Например, если оборудование не запускается, есть вероятность, что сломалась топливная система (не подается ДТ), сбоит стартер или система холодного пуска. Это не значит, что собственник автономной системы генерации электричества должен сразу же чинить конструкцию, однако осведомленность об особенностях функционирования позволяет ему сориентироваться, когда нужно вызывать специалистов для диагностики или ремонта..

Принцип работы передвижного дизельного генератора.

Особой разновидностью техники, используемой для получения электричества в условиях отсутствия подключения к централизованной сети, являются передвижные установки универсального формата. Они оптимизированы для работы в полевых условиях и имеют несколько отличную от бытовых стационарных модулей конструкцию. Устройство таких установок предполагает наличие выпрямителей тока, средств пожаротушения, распределительных силовых шкафов, отопительно-вентиляционных блоков, набора кабелей для выполнения подключения, пульта дистанционного управления..

Передвижные электростанции на дизельном топливе могут оснащаться собственной системой передислокации с места на место или же созданы таким образом, чтобы легко транспортироваться автоприцепами: одноосными – если мощность оборудования не превышает 10 киловатт и двухосными, если мощность выше 20 кВт..

Стоит отметить, что принцип работы дизельного генератора мобильного формата аналогичен функционированию стационарных установок.

Устройство и принцип работы дизель-генератора

Дизельный генератор — установка, преобразующая энергию сгорающего топлива в электроэнергию. Устройство дизель-генератора основано на разработках двух ученых-изобретателей, работавших еще в 19 веке.

Первый вклад сделал Майкл Фарадей, создавший в 1831 году прототип электрогенератора, в котором под воздействием магнитного поля во вращающемся проводнике индуцировалась электродвижущая сила. Вторым изобретателем стал Рудольф Дизель, получивший в 1892 году патент на двигатель внутреннего сгорания с повышенным КПД. Отметим, что схема устройства дизель-генератора в привычном современном исполнении разработана спустя 100 лет, а массовый выпуск ДЭС был организован компаниями Perkins и Caterpillar.

Конструкция дизель-генераторов

В состав дизель-генератора входят основные агрегаты, обеспечивающие получение электроэнергии и вспомогательные узлы, необходимые для поддержания работоспособности силовой и генерирующей установки.

Основные агрегаты

Устройство дизель-генераторной установки предполагает размещение на одной общей раме следующих агрегатов:

• Двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе и служащий источником механической энергии, необходимой для вращения ротора генератора. Основное отличие от бензиновых ДВС заключается в воспламенении горючего не от системы зажигания, а за счет более высокого сжатия. Благодаря этому удалось повысить мощность ДВС и снизить расход топлива.
• Синхронный или асинхронный генератор электрического тока, соединенный с ДВС напрямую или через демпферную муфту. При вращении ротора этого агрегата происходит преобразование механической энергии в электрическую.

У любого дизельного генератора устройство и принцип работы основан на совместном функционировании этих двухосновных агрегатов. Но для обеспечения работы требуется ряд дополнительных систем.

Вспомогательные системы и оборудование

В этой категории выделяют:

• Топливную систему, обеспечивающую хранение, очистку и подачу горючего в камеру сгорания ДВС.
• Система отвода продуктов сгорания, совмещенная с глушителями, снижающими уровень создаваемого установкой шума.
• Система охлаждения, позволяющая снизить температуру работающего двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от мощности ДГУ получило применение воздушное или жидкостное охлаждение.
• Панель управления и щитовые шкафы, обеспечивающие распределение электроэнергии, контроль за параметрами работы ДЭС, отображение информации о состоянии оборудования. В эту же категорию относят аппаратуру защиты, сигнализации, автоматизации.

В зависимости от модификации, устройство ДЭС предполагает наличие и другого оборудования:

• Система электрического пуска и зарядное устройство, поддерживающее АКБ в рабочем состоянии.
• Звукопоглощающий кожух, обеспечивающий дополнительное снижение уровня создаваемого при работе шума.
• АВР(автоматический ввод резерва), обеспечивающее переключение нагрузки с центрального источника энергоснабжения на генератор и обратно.

Отметим дизель-генераторы в контейнерном исполнении, для которых не требуется строительство отдельного помещения, работающие в климатических условиях любой сложности. Общие сведения о том, как устроен блок-контейнер. Представляет собой усиленный металлический корпус с утепленными стенками. В контейнере размещены узлы ДГУ так, чтобы обеспечить свободный доступ при ремонте и обслуживании. Плюсы такой компоновки — допускается эксплуатация на открытом воздухе, упрощается перевозка установки. Подобное строение ДЭС считается перспективным для промышленных генераторов высокой мощности.

Принцип работы дизельных генераторов

Все модели дизель-генераторов работают по одному и тому же принципу:

• При сгорании топлива образующиеся газы создают избыточное давление на поршневую группу двигателя внутреннего сгорания.
• Движение поршней по цилиндрам создает крутящий момент на коленвале, за счет чего он начинает вращаться.
• Благодаря соединению вала с ротором электрогенератора начинается и его вращение.
• При перемещении обмотки ротора в магнитном полу статора происходит индуцирование ЭДС.
• Полученный электрический ток распределяется и передается потребителем.

АВР работает следующим образом — при отключении электроснабжения от основного источника (сети) осуществляется автоматический запуск ДГУ в работу. При выходе установки в заданный режим нагрузка переключается на дизель-генератор. При возобновлении централизованного электроснабжения происходит обратное переключение нагрузки и остановка ДЭС.

Благодаря высокой степени автоматизации просты в обслуживании и управлении, что упрощает организацию автономного или резервного электроснабжения в промышленных и бытовых масштабах.

Назначение дизель-генераторных установок

Основное назначение дизель-генераторов — обеспечение электроснабжения потребителей бытового и специального класса при невозможности подключения к централизованным источникам энергоснабжения или при постоянных сбоях в их работе. Масштабное применение получили установки с большим диапазоном мощности мобильного и стационарного класса.

Функциональное назначение оборудования

Благодаря значительным функциональным возможностям оборудования допускается применение ДГУ для электроснабжения в различных режимах:

• Основной источник электроэнергии для удаленных от центральных сетей объектов. Такое назначение дизель генераторных установок стало возможным благодаря тому, что оборудование способно работать в продолжительном режиме без остановок. В зависимости от характеристик потребителей можно выбрать агрегат мощностью до 3 МВт.
• Резервный источник электроэнергии для объектов, на которых наблюдается периодическое отключение централизованных источников. В этом случае назначение ДЭС обусловлено оперативным переходом на резерв, в том числе и в автоматическом режиме.
• Аварийный источник электроэнергии для промышленных предприятий, административных и коммерческих центров, торговых организаций и медицинских учреждений. Допускается применение дизельных генераторов и для энергоснабжения отдельных домов и жилых районов.

При выборе модели в первую очередь определитесь, для чего нужен дизельный генератор, уточните предполагаемую потребляемую мощность. Для электроснабжения предприятий, удаленных объектов целесообразно использовать стационарные установки, для дома и дачи, туристов, обеспечения экспедиций, вахтовых или временных поселений больше подойдут переносные, передвижные модификации оборудования.

В быту и на производстве, у спасателей и военных — где применяют ДГУ?

Универсальное назначение дизельных электростанций и возможности по автоматизации управления определили и область применения установок. Среди главных направлений выделим следующие:

• Обеспечение электричеством удаленных населенных пунктов, дачных поселков, в которых оборудование средней и большой мощности используется в качестве основного источника электроэнергии.

• Еще одно важное назначение аварийных дизель-генераторов — обеспечение электроэнергией аварийно-спасательных работ. При стихийных бедствиях, чрезвычайных происшествиях и ситуациях на промышленных предприятиях установки используются для подключения спец инструмента и оборудования для разборки завалов, поддержания функционирования систем жизнеобеспечения, снабжения электричеством населения.
• На строительных площадках дизельные генераторы применяются в качестве основного или резервного источника. Благодаря им обеспечена работа инструмента, оборудования, установок технологического назначения. В этом направлении наибольшее применение получили устройства переносного или передвижного класса.
• В качестве аварийного источника электроснабжения устройства применяются телекоммуникационными предприятиями, центрами обработки данных, интернет-провайдерами. Оперативный переход на такой источник предотвращает перебои в работе сетей, обеспечивает сохранность информации и стабильность связи.

• Очевиден и ответ на вопрос, для чего нужна дизельная электростанция в медицинских учреждениях. Благодаря этому оборудованию спасаются жизни людей при периодических или аварийных отключениях центральной сети. В первую очередь к ДГУ подключают аппараты ИВЛ, реанимационное и анестезиологическое оборудование, оснащение хирургических и акушерских отделений.
• Необходимость разработки полезных ископаемых в нефтегазовой отрасли в удалении от центральных сетей определило применение ДЭС в данной сфере. При этом используют как стационарные, так и мобильные установки требуемой мощности. Генераторы обеспечивают электроэнергией и промышленные площадки, и вахтовые поселки, и объекты инфраструктуры.

Это неполный перечень направлений, по которым без дизель генераторов невозможно обеспечить энергоснабжение. Но сфера применения оборудования этого класса ещё более обширна.