Из чего состоит бензогенератор. Изготовление бензогенератора своими руками. Бензогенератор - незаменимый помощник в быту и на производстве

Для получения однофазного тока 220 В подойдет двухтактный бензиновый двигатель, а если планируется получение более высоких мощностей, то выбор следует остановить на четырехтактном. Расход топлива будет зависеть от выбранного двигателя. Помимо основной задачи – выработки энергии, следует предусмотреть систему шумоподавления, смазки, вентиляции, установку . Придется купить колеса, чтобы обеспечить мобильность аппарата. Кожух можно изготовить из металла или фанеры.

Панель управления должна иметь вольтметр, кнопку прерывания цепи, клеммы для подключения заземления, розетки для использования выработанной энергии.

Заниматься самостоятельным изготовлением бензогенератора имеет смысл в том случае, когда у вас имеются неиспользуемые двигатели от старых приборов. Можно, конечно, купить все составляющие специально для этих целей, однако большой экономии получить при этом не удастся – стоимость комплектующих может даже превысить цену готовой заводской модели.

На практике часто используют мотоциклетные или автомобильные движки, двигатели от косилок, бензопил и прочих устройств.

Простейший бензогенератор

В качестве примера разберем простейшую самодельную конструкцию на основе бензопилы и электрического двигателя от старой стиральной машинки:

1. Электродвигатель от стиральной машинки крепим к шине бензопилы с помощью специально изготовленного устойчивого кронштейна.
2. На приводные валы обоих двигателей одеваем шкивы и соединяем их с помощью ременной передачи.
3. Кнопку для регулировки оборотов двигателя бензопилы, расположенную на ручке, снабжаем дополнительным приспособлением для регулировки силы нажатия. Простой болт, закрепленный хомутом, отлично справится с этим. Для увеличения оборотов будет достаточно подкрутить его, а для уменьшения – ослабить.
4. К внешней пусковой обмотке электродвигателя параллельно присоединяем два конденсатора, рассчитанных на мощность 400-450 Вольт.

На видео показан генератор с двигателем от стиральной машинки

Эта простейшая по своей конструкции установка способна выдать ток 220 В 180 А , которого хватит на питание дрели, шуруповерта, осветительных приборов.

Такое элементарное устройство способен изготовить практически любой мастер. Разумеется, за исключением случаев, когда человек не видит разницы между двигателем и карбюратором, или слова кронштейн и контейнер для него звучат одинаково. Совершенно неприемлемо изготовление электрических приборов для человека, не знающего различий между понятиями мощность (ватт), сила тока (ампер) и напряжение цепи (вольт). Более сложные конструкции требуют фундаментальных знаний и умений, которые помогут правильно рассчитать мощности двигателей, обеспечить безопасное использование готовой конструкции, правильно настроить все параметры.

Huter DY3000L. Общий вид

В данной статье подробно рассмотрю конструкцию и электрическую схему бензинового генератора Huter DY3000L. Генератор без автозапуска. Фото генератора – слева.

А все мои статьи по генераторам – .

Характеристики бензогенератора Huter DY3000L

Вот вкратце параметры этого бензинового электрогенератора, которые интересуют нас, как электриков: Выходная мощность – 2000 ВА (с учетом коэффициента мощности и запаса – берём 1,5 кВт), запуск – ручной. Больше в принципе с электрической стороны знать ничего не требуется.

Остальные параметры генератора можно узнать из инструкции.

Инструкцию к генератору, а также ещё кое-что, можно будет скачать, дочитав статью до конца.

Основные потребители питания – система отопления (около 300 Вт, зимой – самый стратегически важный потребитель, ради него и покупался генератор), телевизор (100 Вт), холодильник (300Вт), освещение (300 Вт). Итого – прекрасно укладываемся в 1,5кВт. Чтобы питать такую нагрузку, данного генератора вполне хватает.

Ещё в доме есть электрообогреватель мощностью 2,2 кВт и стиральная машина, но мне было дано честное слово, что от генератора они питаться не будут.

Конструкция генератора

Самая важная и капризная часть бензинового генератора Huter, как и любого другого – это система его запуска. Топливный кран, воздушная заслонка, свеча, уровень масла и бензина – всё должно быть в нужном положении и в норме.

Что нас интересует – выключатель работы двигателя (в выключенном состоянии – замкнут), автоматы защиты по переменному и постоянному току.

Ниже – несколько фотографий электрических внутренностей генератора Huter 2500l:

Видим диодный мост KBPC3510 на 35 Ампер и 1000 Вольт. При заявленном токе заряда не выше 9А, максимальном напряжении 14В и токе защитного автомата 10А диодный мост будет работать без проблем.

На второй фотографии виден автомат защиты по переменному напряжению, на котором наклейка с информацией, что его номинальный ток – 12А, ток срабатывания – 15А. Справа – тепловое реле постоянного тока на 10А.

На третьей фото – выключатель двигателя. Провода к нему я буду использовать для автоматической остановки генератора в случае поступления напряжения из города.

А включается (запускается) генератор вручную, с помощью вон той дёргалки, по правильному говоря – троса ручного стартера.

В рассматриваемой модели нет автозапуска. У модели Huter DY3000LX есть электрический стартер, запускаемый от аккумулятора, там возможен автоматический запуск.

Схема бензогенератора Huter

Рассмотрим электрическую схему бензинового генератора Huter DY 3000L, которую я взял из инструкции:

Электрическая схема однофазного бензогенератора Huter

Вкратце, как работает схема бензогенератора. Альтернатор А2 раскручивается тросом вручную, катушка зажигания А5 вырабатывает на свече F1 искру, которая запускает бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Искры не будет, если замкнут выключатель SB1 – искра будет замыкаться на корпус.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру ?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Вырабатывается два выходных напряжения альтернатора – катушкой L1 220В (поступает через QF1 на выход 220VAC) и катушкой L2 – 12В (поступает на выход через диодный мост и QF2). От КЗ защиты по постоянному току нет, вся надежда при КЗ на большое падение напряжения.

За уровнем масла можно следить по индикатору HL1, за уровнем напряжения – по стрелочному прибору PV1.

За правильную работу альтернатора и стабильность частоты и напряжения отвечают катушки L3 и L4.

Правильная схема генератора Huter

Читатель прислал правильную схему, в которой исправлено подключение датчика уровня масла А6. Получается, что F1 – никакая не свеча, а датчик уровня масла!

Правильная схема генератора Hyter 3000 и 4000

Установка

А вот бензиновый генератор Huter dy3000l на своём рабочем месте:

7_генератор Хутер, красавчик, подключен и установлен

Справа два провода ПВС – выход генератора и провод к выключателю генератора. Слева – заземление.

Инструкция на генератор Huter

Многие используют бензиновый генератор в своей работе и повседневной жизни. Сегодня рынок насыщен подобными устройствами, и вам нужна идея того, что есть и что необходимо для определения вашего выбора.

Бензиновый генератор представляет собой автономную систему электропитания, которая использует бензин в качестве потребляемого топлива.

Классификация бензиновых генераторов.

АЗС можно классифицировать по нескольким критериям. Каждый генератор готов к работе при определенных условиях и при определенных напряжениях.

• Профессиональные и домашние;
• Портативный и стационарный;
• Двухтактный и четырехтактный;
• Однофазные и трехфазные;
• Мощность: до 4 кВт, до 15 кВт, до 30 кВт.

Бытовые генераторы идеально подходят для частных домов или длительных поездок на природу.

Использование профессиональных агрегатов необходимо для того, чтобы компании могли подключать сложные инструменты.

Портативные модели имеют малую мощность (до 5 кВА), вес и габариты, что позволяет им перемещаться в другое место.

Двухтактные двигатели установлены на низкоэнергетических бензиновых агрегатах, мощность которых не превышает 1 кВт. Во всех остальных случаях установлен четырехтактный двигатель.

Большинство частных потребителей могут быть ограничены однофазным электрическим генератором.

Трехфазный намного дороже, а не тот факт, что его функциональность когда-то будет востребована. В то же время большинство одиночных электрических сетей питаются от однофазного тока.

1. Внутренние электростанции.

   Мощность не превышает 4 кВт. Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией частный дом, склад или меньшую мастерскую. Бензиновые генераторы этого типа не предназначены для 24-часовой работы.

   Самый продолжительный период непрерывной работы — 4 часа. Затем должна быть предусмотрена система охлаждения, а затем перезапущена.

2. Промышленный БГУ. Они имеют мощность до 15 кВт. Подходит для торговых организаций и строительных площадок. Повышенная производительность расширяет непрерывное время работы генератора до 10 часов.

   Из дизельных генераторов того же класса БГУ характеризуется меньшим весом и габаритами.

3. АЗС мощностью до 30 кВт чаще всего используются для энергоснабжения в офисных зданиях или на больших складах. Эти устройства постоянно устанавливаются в заранее подготовленных помещениях.

Бензиновый генератор.

Газовый генератор похож на дизельный агрегат.

Ключевым элементом устройства является двигатель.

Могут использоваться два типа двигателей:

1. Двухтактный.

   Они устанавливаются на низкоэнергетических установках для краткосрочной эксплуатации.

2. Четырехтактный. У них повышенный запас прочности. Период бесперебойной работы составляет 5-7 часов. Источник двигателя — 3-4 тысячи часов.

Двигатель комплектуется различными системами. Один из них отвечает за поставку топлива, второй — для предотвращения шума, третий для поставки смазочных материалов. В выхлопной трубе также имеется комплект.

Выход двигателя определяет тип используемого генератора — однофазный или трехфазный.

Если запланированная нагрузка превышает 5 кВт, электростанция оснащена трехфазным генератором.

Кроме того, генераторы могут быть асинхронными и синхронными.

Некоторые бюджетные модели оснащены асинхронными генераторами, которые имеют простую конструкцию.

Синхронные генераторы могут выдерживать трехмесячные напряжения.

Качество и безупречная работа ключевых внутренних блоков электрогенератора контролируются приборами.

Схема газогенератора показывает расположение всех блоков электроустановки и их влияние на работу устройства. Структурная структура структуры соединяет все узлы в одном рабочем комплексе.

Принцип работы бензинового генератора.

Чтобы обеспечить качество и своевременную работу устройства и выявить возможные проблемы, нужно иметь представление о том, как работает генератор энергии.

Принцип работы бензинового генератора следующий.

Мощность генератора бензина определяется количеством витков обмотки статора.

Мощность бензиновых мини-электростанций обычно не превышает 12 кВт.

Увеличить мощность генератора в 2 раза

Когда в применение для получения постоянного тока вошли генераторы с катушкой возбуждения, стоимость полупроводниковых диодов была достаточно высока, поэтому в целях экономии использовалась традиционная схема по соединению обмоток трехфазного генератора, именуемая звездой.

В то время мало кого волновали такие моменты, что иногда катушки работами в противофазе, так как главным считалось то, что дешевле.

На сегодняшний день полупроводниковые диоды для генераторов постоянного тока, обладающих катушкой возбуждения, стоят намного дешевле в сравнении с остальной конструкцией генератора. В связи с этим с увеличением числа диодов не приведет к существенному увеличению стоимости изделия, при этом имеется возможность также уменьшить размеры самого генератора, что приведет к существенному уменьшению ео массы и общей стоимости.

Рассмотрим разработанную и испытанную оригинальную схему включения диодов и обмоток генератора постоянного тока.

Благодаря современной электронной элементной базе можно подобрать диодные мосты достаточной мощности в миниатюрных корпусах.

В связи с этим можно 6 диодов под крышкой генератора заменить на 3 мощных диодных моста.

На практике это устройство проверялось на мотоциклетном генераторе, обладающем изначальной номинальной мощностью 150 ватт.

Был получен потрясающий результат. Для рассмотрения всех нюансов был разработан испытательный стенд под генератор. Проанализирует результаты проведенных испытаний по увеличению мощности генератора .

Показания, расположенные ниже линии, отвечают за разряд аккумулятора, а те что выше – за заряд.

Система зажигания во время проведения замеров не учитывалась, это означает, что стандартный генератор, расположенный в электрической схеме мотоцикла, не в состоянии подпитывать лампы в 200 Ватт. Генератор, на котором была увеличена мощность, неплохо показал себя при нагрузке 200 Ватт во время движения по городу, а также при нагрузке 400 Ватт во время движения по автостраде. Отмечался нагрев катушки статора, который при этом ни разу не превысил более 100 градусов.

Делаем бензогенератор своими руками

Отметим, что повод выдерживает до 120 градусов. На практике выяснилось, что для качественного диодного моста требуется лишь хороший радиатор, при этом, если не использовать генератор при нагрузке 400 Ватт по время простоя мотоцикла, то крыльчатку устанавливать не потребуется.

В результате конструкция облегчается на одну деталь, которая ране докучала дополнительным звоном, легко прослушиваемым на стенде.

Используя такую схему включения обмоток, можно увеличить мощность генератора без конструктивных изменений с 200 до 500 Ватт.

Как сделать бензогенератор на 12 вольт

Можно конечно купить любой обычный бензогенератор на 220 вольт и подключить зарядное устройство и это будет бензогенератор с выходом 12 вольт. Но если вы ищете именно 12-ти вольтовый бензогенератор значит вы хотите иметь большую мощность заряда аккумуляторов, и при этом иметь высокий КПД заряда.

Я лично испробовал первый вариант с зарядным устройством.

У меня имеется бензогенератор на 1кВт, к нему я подключал трансформаторное автомобильное зарядное устройство. Ток заряда оно могло давать до 10-12А, при этом перегревалось сильно. Таким способом за час работы бензогенератора я смог «залить» в аккумулятор всего 120 ватт энергии.

Это очень мало, а за час бензогенератор потребляет более 0.5л бензина.

Чтобы зарядить севший аккумулятор на 120Ач мне придётся 10 часов гонять бензогенератор, а это как минимум 6 литров бензина, а энергии я запасу всего 1кВт.

Пробовал я ставить импульсное зарядное устройство, но оно сгорело от превышения напряжения бензогенератором. Дело в том что эти импульсные зарядные устройства выдерживают максимум 260-270 вольт.

Самодельный генератор

А если отключить нагрузку от бензогенератора то он не может резко сбросить обороты, и кратковременно напряжение без нагрузки поднимается до 300 вольт. Вот это и убивает импульсные зарядники, а трансформаторным пофигу на это.

К слову сказать мой бензогенератор имел выход на 12 вольт 10А. Но по факту он давал ток заряда всего 5-6А и постоянно срабатывала встроенная защита по току, короче это бесполезная опция оказалась.

В продаже бензогенераторов на 12 вольт нет совсем, есть только дорогие сварочные генераторы. И я решил переделать свой бензогенератор чтобы заряжать аккумуляторы 12 вольт.

Ниже на видео первые пробы работы бензогенератора. В родном корпусе я не стал делать, там не получалось разместить генератор из-за ременной передачи.

Генератор я использовал автомобильный на 14В 60А.

В таком варианте я получил ток заряда в среднем 25А, при этом обороты двигателя всего около 1500об/м, что в два раза ниже чем он работал раньше с генератором на 220В. Двигатель стал тише работать, стал намного экономичнее по бензину, и при этом за час работы бензогенератора получается выдать около 400 ватт энергии.

>

Вообще если добавить оборотов двигателю то генератор легко выдаёт 40-50А тока заряда. Можно поставить генератор на 90А и получать 1кВтч мощности. Я иногда заряжаю таким переделанным бензогенератором свои аккумуляторы в солнечной электростанции. Пока меня всё устраивает, ток заряда 25А при небольших оборотах генератора.

Кстати автомобильный генератор вообще никак не надо переделывать, и при этом в нём уже встроен регулятор заряда, по этому аккумуляторы вы не перезарядите.

Подключение генератора к АКБ как в автомобиле.

В итернете достаточно много фото и видео по самодельным генераторам на 12 вольт. Вот например

>

Также бензогенератор на 12 вольт из бензопилы и автомобильного генератора

>

Вариантов изготовления таких бензогенераторов множество.

Из бензопилы будет наверно самый дешёвый вариант, но не очень долговечный и надёжный. Самое то это двигатель от мотоблока, к нему можно мощный автомобильный генератор подсоединить через ремень.

E-VETEROK.RU энергия ветра и солнца — 2013г. Почта: [email protected] Google+

Из чего можно собрать электрогенератор своими руками

К сожалению, отечественные электроснабжающие организации не держат своего слова.

Их контракты, подписанные с потребителями, ничего не стоят. Подача электроэнергии за пределами больших городов непостоянная, качество подаваемого тока низкое (имеется в виду напряжение), поэтому жители небольших городов и поселков в запасе всегда имеют свечи, керосиновые лампы, а самые продвинутые устанавливают бензиновые генераторы тока.

В этой статье будет предложен другой вариант, который будет обозначен вопросом, как сделать электрогенератор своими руками? Давайте рассмотрим один вариант этого прибора.

Электрический генератор из мотоблока

Жители загородных поселков давно пользуются мотоблоками.

Ведь это на сегодняшний день, если так можно выразиться, самый надежный помощник, без которого работы в огороде или саду не проводятся. Правда, как и все этого типа инструменты, мотоблок выходит из строя. Восстановить его можно, но как показывает практика, лучше купить новый.

Владельцы инструмента распрощаться с ним не спешат, поэтому у каждого хозяина загородного дома в кладовке найдется один старый экземпляр. Его-то и можно будет использовать в конструкции электрогенератора напряжением 220/380 вольт.

Он будет создавать крутящий момент генератору тока, в качестве которого можно приспособить обычный асинхронный двигатель. При этом необходим будет мощный электродвигатель (не меньше 15 кВт, с частотой оборотов вала 800-1600 об/мин).

Почему такая большая мощность электродвигателя?

Делать самодельный генератор для парочки лампочек нет смысла, ведь решается вопрос полного обеспечения загородного дома электроэнергией. А с электродвигателем небольшой мощности получить достаточно электроэнергии не получиться.

Хотя все зависит от суммарной мощности бытовых приборов и освещения дома. Ведь в небольших дачах кроме холодильника с телевизором ничего-то и нет. Поэтому совет – сначала рассчитайте мощность дома, затем выбирайте электрический мотор-генератор.

Сборка электрогенератора

Итак, чтобы собрать бензиновый генератор своими руками напряжением 220 вольт, необходимо установить на одной станине мотоблок и электродвигатель так, чтобы их валы располагались параллельно.

Все дело в том, что вращение от мотоблока к электрическому мотору будет передаваться при помощи двух шкивов. Один будет установлен на валу бензинового двигателя, второй на валу электрического. При этом необходимо правильно выбрать диаметры шкивов. Именно этими размерами подбирается частота вращения электрического мотора. Этот показатель должен быть равен номинальному, который указан на бирке оборудования.

Небольшое отклонение в большую сторону в пределах 10-15% приветствуется.

Когда механическая часть сборки будет закончена, будут установлены шкивы, соединяемые ремнем, можно переходить к электрической части.

Устройство электрогенератора

• Во-первых, обмотки электрического мотора соединяются по схеме звезда.
• Во-вторых, подключаемые к каждой обмотке конденсаторы должны образовать треугольник.
• В-третьих, напряжение в такой схеме снимается между концом обмотки и средней точкой.

  Именно здесь получается ток напряжением 220 вольт, а между обмотками 380 вольт.

Внимание! Устанавливаемые в электрическую схему конденсаторы должны иметь одинаковую емкость. При этом величину емкости подбирают в зависимости от мощности электродвигателя. Именно данное соотношение будет поддерживать правильно саму работу генератора тока, но особенно его пуск.

Для информации даем соотношение мощности мотора с емкостью конденсаторов:

• 2 кВт – 60 мкФ.
• 5 кВт – 140 мкФ.
• 10 кВт – 250 мкФ.
• 15 кВт – 350 мкФ.

Обратите внимание на некоторые полезные советы, которые дают специалисты.

• Если электрический двигатель будет греться, то необходимо поменять конденсаторы на элементы с пониженной емкостью.
• Обычно для самодельных электрогенераторов используют конденсаторы напряжением не меньше 400 вольт.
• Обычно одного конденсатора хватает для активной нагрузки.
• Если есть необходимость использовать для питания дома все три фазы электродвигателя, то необходимо установить в сеть трехфазный трансформатор.

И еще один момент.

Если перед вами стоит проблема, как организовать отопление с помощью самодельного электрогенератора, то двигатель от мотоблока здесь будет мал (имеется в виду мощность прибора).

Оптимальный вариант – это двигатель от автомобиля, к примеру, от Оки или Жигулей. Многие могут сказать, что такое оборудование обойдется в копеечку. Ничего подобного. Купить сегодня подержанный автомобиль можно именно за копейки, так что расходы будут мизерными.

Достоинства и недостатки

Итак, в чем достоинства этого прибора:

• Вы тешите себя мыслью, что сделали его сами.

  То есть, вы горды собой.

• Финансовые затраты снижены до минимума. Самодельный агрегат будет стоить гораздо меньше, чем заводской его собрат.
• Если все этапы сборки провести грамотно, то собранное вашими руками электрическое оборудование можно считать надежным и достаточно продуктивным.

Несколько отрицательных моментов этого рода приборов.

• Если вы в электрике новичок или пытаетесь, не вникая во все тонкости и нюансы сборки, изготовить генератор тока, то потерпите фиаско.

В принципе, это и есть единственный недостаток, что и вселяет оптимизм.

Другие конструкции электрогенератора

Бензиновый вариант не является единственным.

Заставить вращаться вал электродвигателя можно разными способами. К примеру, с помощью ветряка или водяного насоса. Не самые простые конструкции, но именно они позволяют отойти от потребления энергоносителя в виде бензина.

К примеру, собрать гидрогенератор своими руками тоже несложно. Если возле дома протекает речка, ее воду можно использовать в качестве силы для вращения вала.

Для этого в ее русло устанавливается колесо со множеством емкостей. С помощью этой конструкции можно создать поток воды, который будет вращать турбину, прикрепленную к валу электродвигателя. И чем больше объем каждой емкости, чем чаще они установлены (увеличивается количество), тем большей мощности водяной поток. По сути, это своеобразный регулятор напряжения генератора.

С ветровыми генераторами все немного по-другому, потому что ветровые нагрузки не являются величинами постоянными.

Вращение ветряка, которое передается валу электрического мотора, необходимо регулировать, подстраивая под необходимую величину частоты вращения вала электродвигателя.

Поэтому в этой конструкции регулятор напряжения - это обычный механический редуктор. Но здесь, как говорится, палка о двух концах. Если ветер снижает порывы, необходим повышающий редуктор, если, наоборот, увеличивает, нужен снижающий.

В этом и заключается сложность сооружения ветрового электрогенератора тока.

Заключение по теме

Подводя итог, нужно понять, что самодельные электрогенераторы не панацея.

Собираем и подключаем электрогенераторы для дома своими руками

Лучше добиться того, чтобы в поселок постоянно подавался электрический ток. Добиться этого сложно, а вот получить компенсацию за неудобства можно через суд. А уже полученные деньги направить на приобретение заводского бензинового генератора. Правда, придется учитывать расход недешевого топлива (бензина).

Но если есть желание собрать электрогенератор своими руками, тогда вникайте в тему и пытайтесь.

Как правильно провести подключение электродвигателя 380 на 220 вольт

Как сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками

Устройство и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

Генераторные установки

Генераторная установка, или, как ее обычно называют – генератор, является основным источником электрического тока на автомобиле. Следует отметить, что генераторная установка включает не только генератор, как таковой, но и его привод, а также устройства для регулирования и преобразования вырабатываемого напряжения.

Генераторами называют электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую.

В принципе генераторами электрической энергии являются машины, преобразующие любой вид энергии – тепловую, ядерную, химическую, световую и т. д. в электрическую. Но традиционно сложилось так, что генераторами обычно называют машины, преобразующие механическую энергию движения в электроэнергию.

Чаще всего для такого преобразования в генераторах используют механическую энергию вращения одного из элементов конструкции, называемого якорем или ротором.
Принципиально возможно преобразование механической энергии поступательного движения какого-либо тела в электрическую энергию, но такой тип генераторов на практике не используется из-за сложности конструкции и малой эффективности.

Автомобильный генератор получает механическую энергию от коленчатого вала двигателя, с которым связан приводом, чаще всего — клиноременным или плоскоременным.

Полученная в результате работы генератора электрическая энергия используется для питания электропотребителей автомобиля — системы зажигания, освещения и сигнализации, электрических приводов и контрольно измерительных приборов, компьютерных устройств и т. п., а также для зарядки аккумуляторной батареи.
Поскольку количество и суммарная мощность потребителей электроэнергии в современных автомобилях прогрессивно растет, используемые для получения электрической энергии генераторы обладают высокой мощностью, которая может достигать 1 кВт и даже более.

Эту мощность генератор «отнимает» у двигателя, снижая его динамические и экономические показатели. Тем не менее, с такими потерями приходится мириться, поскольку современный автомобиль, даже дизельный, без электрической энергии далеко не уедет.

На автомобилях могут применяться генераторы постоянного или переменного тока.

История изобретения генератора

Работа генератора, преобразующего механическую энергию в электроэнергию, основана на явлении магнитоэлектрической индукции, которое обычно (и не совсем правильно) называют явлением электромагнитной индукции.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Практически это может быть достигнуто, например, перемещением металлической рамки в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом.
Явление было открыто и описано английским физиком Майклом Фарадеем (Michael Faraday, 1791–1867) в 1831 году.
Изучением природы электрических явлений при воздействии на проводник постоянным магнитом занимались многие ученые, однако Фарадей первым опубликовал свои опыты и сделал надлежащие выводы.

Анализируя результаты опытов по изучению электромагнитной индукции Фарадей обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле.
Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Возникновение ЭДС объясняется действием сил магнитного поля на находящиеся в проводниках свободные электроны, которые начинают направленно перемещаться, скапливаясь на одном из концов проводника.

В итоге этого движения электронов на одном конце проводника возникнет отрицательный электрический заряд, а на другом конце — положительный.

Разность потенциалов на концах проводника численно равна индуцированной в проводнике ЭДС.

Индуцирование ЭДС в проводнике происходит независимо от того, включен ли он в какую-либо электрическую цепь либо нет. Если присоединить концы этого проводника к какому-либо приемнику электрической энергии, то под воздействием разности потенциалов по замкнутой цепи потечет электрический ток.

Считается, что первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832 г.

парижским изобретателем Ипполитом Пикси (Hippolyte Pixii, 1808–1835). Этот генератор годился лишь для демонстрационных целей, а не для практического использования, поскольку приходилось вручную вращать тяжёлый постоянный магнит, благодаря чему в двух проволочных катушках, укрепленных неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток.
В дальнейшем генератор Пикси был усовершенствован, и стал применяться в различных областях машиностроения.

Генераторы постоянного тока

До 60-х годов основным источником энергии автомобилей являлись генераторы постоянного тока, в которых, как и следует из названия, механическая энергия преобразуется в электрическую энергию постоянного тока.

Генератор постоянного тока состоит из статора — неподвижного корпуса с размещенными в нем электромагнитными элементами, вращающегося якоря с обмотками, и коллектора со щеточным узлом.

Якорь снабжен несколькими обмотками из токопроводящих катушек, которые при вращении якоря пересекают магнитное поле неподвижного статора, в результате чего в обмотках индуцируется электродвижущая сила — ЭДС.
Величина ЭДС в обмотках при вращении якоря постоянно изменяется по величине и по направлению в зависимости от положения катушек относительно магнитного поля статора.
Посредством коллекторного узла индуцируемая в обмотках статора ЭДС снимается в электрическую цепь для дальнейшей обработки и приведения к требуемым параметрам.

Принцип работы генератора постоянного тока основан на том, что если в постоянном магнитном поле вращать токопроводящую рамку с разомкнутыми концами, в ней индуцируется ЭДС, а на ее концах рамки появляется разность потенциалов.

Упрощенная схема генератора постоянного тока приведена на рис. 1.
В магнитном поле постоянного магнита вращается стальной цилиндрический сердечник, в продольных пазах которого размещен диаметральный виток abcd.

Начало d и конец a этого витка присоединены к двум взаимно изолированным медным полукольцам, образующим коллектор, который вращается вместе со стальным сердечником.
По коллектору скользят неподвижные контактные щетки А и В, от которых отходят провода к потребителю энергии R.

Стальной сердечник с витком (обмоткой) и коллектором образует вращающуюся часть генератора постоянного тока – якорь.

Если с помощью какой-либо внешней силы вращать якорь, то стороны витка будут пересекать магнитное поле, и в обмотках якоря будет возникать ЭДС, величина которой определяется по формуле:

где B – индукция; l – длина стороны витка; v – скорость перемещения пазовых сторон витка.

Так как длина и скорость перемещения пазовых сторон обмотки якоря неизменны, то ЭДС обмотки якоря прямо пропорциональна B, а форма графика ЭДС определяется законом распределения магнитной индукции B, размещенной в воздушном зазоре между поверхностью якоря и полюсом самого магнита.

Так, например, магнитная индукция в точках зазора, лежащих на оси полюсов, имеет максимальные значения (рис. 2, а): под северным полюсом (N) – положительное значение и под южным полюсом (S) – отрицательное. В точках n и n’, лежащих на линии, проходящей через середину межполюсного пространства, магнитная индукция равна нулю.

Допустим, что магнитная индукция в воздушном зазоре рассматриваемой схемы распределяется синусоидально:

B = Bmax×sinα.

Тогда ЭДС витка при вращении якоря будет также изменяться по синусоидальному закону.

Как сделать электрогенератор своими силами

Угол α определяет изменение положения якоря относительно исходного положения.

На рис. 2, а показан ряд положений витка abcd (обмотки) в различные моменты времени за один оборот якоря.
При α = 360˚ ЭДС якоря равна нулю, а при α = 270˚ — имеет максимальное значение, причем отрицательное.

Таким образом, в обмотке якоря генератора постоянного тока наводится переменная ЭДС, и, следовательно, при подключении нагрузки в обмотке будет действовать переменный ток (рис.

2, б – линия 1).

За время второго полуоборота якоря, когда ЭДС и ток в обмотке якоря отрицательны, ЭДС и ток во внешней цепи генератора (в нагрузке) не меняют своего направления, т. е. остаются положительными, как и в течение первой половины оборота якоря.

Действительно, при α = 90˚ щетка А соприкасается с коллекторной пластиной проводника d, расположенного под полюсом N, и имеет положительный потенциал, а щетка В – отрицательный, так как она соприкасается с пластиной коллектора, соединенной со стороной a витка, находящейся под полюсом S.

При α = 270˚, когда стороны a и d поменялись местами, щетки А и В сохраняют неизменной свою полярность, так как полукольца коллектора также поменялись местами и щетка А по-прежнему имеет контакт с коллекторной пластиной, связанной со стороной, находящейся под полюсом N, а щетка В – с коллекторной пластиной, связанно со стороной, находящейся под полюсом S.

В результате ток во внешней цепи не изменяет своего направления (рис. 2, б – линия 2), т. е. переменный ток обмотки якоря с помощью коллектора и щеток преобразуется в постоянный ток.
Ток во внешней цепи постоянен лишь по направлению, а его величина изменяется, т.

е. он пульсирует, как показано на графике рис. 2, б.

Пульсация тока и ЭДС значительно ослабляются, если обмотку якоря выполнить из большого числа равномерно расположенных и распределенных по поверхности сердечника витков и увеличить соответственно число коллекторных пластин.

Например, в двух витках на сердечнике якоря (четырех пазовых сторонах), оси которых смещены относительно друг друга на угол 90˚, и четырех пластинах в коллекторе (рис. 3, а).
В этом случае ток во внешней цепи генератора пульсирует с удвоенной частотой, но глубина пульсации значительно меньше (рис.

3, б). Если витков в обмотке якоря от 12 до 16, то ток на выходе из генератора практически постоянен.

На рис. 4 приведена конструкция генератора постоянного тока.

Генераторы переменного тока

Если рассматривать устройство бензогенератора, то можно увидеть, что в него входят всего два основных элемента: двигатель и генератор. Вся сложность изготовления устройства заключается в регулировке характеристик взаимодействия составляющих. Качество выдаваемой электроэнергии определяется двумя величинами – частотой и напряжением. И если стабилизацию величины напряжения выполнить достаточно просто, то регулировка частоты сопряжена со значительными трудностями.

Схема недорогого бензогенератора

Принцип работы

В недорогих промышленных бензогенераторах регулировка частоты и напряжения выполняется в два этапа. Первый этап механический. Принцип его работы основан на том, что при увеличении электрической нагрузки падают обороты двигателя. Датчик оборотов двигателя механически связан с дроссельной заслонкой карбюратора, поэтому любое изменение оборотов компенсируется регулировкой положения дроссельной заслонки автоматически. Второй этап регулировки осуществляется электронным способом. На рисунке выше показана схема типичного недорогого бензогенератора.

Принцип работы электронной стабилизации оборотов основан на зависимости сопротивления конденсатора от частоты тока. На схеме показана стабилизирующая обмотка (L3), нагруженная на конденсатор (С1). При работе на номинальную нагрузку выходное напряжение составляет 220 В с частотой 50 Гц. Поскольку частота выходного напряжения напрямую зависит от количества оборотов в секунду, то изменение скорости вращения ротора генератора вызывает однозначное изменение частоты напряжения на всех обмотках генератора.

Сопротивление конденсатора зависит от частоты приложенного напряжения. Чем больше частота, тем меньше сопротивление. В результате, ток через стабилизирующую обмотку изменяется в зависимости от нагрузки на генератор. При уменьшении нагрузки число оборотов возрастает, соответственно, растет частота и уменьшается сопротивление конденсатора. Растет ток через обмотку (L3) и растет ее тормозящее значение на ротор генератора. Таким образом, регулировка частоты вращения происходит непрерывно и мгновенно во время работы генератора.

Электрическая стабилизация работает в небольшом диапазоне изменений, поэтому основная функция регулировки возлагается на механический регулятор. Здесь диапазон регулировок гораздо шире, но в ущерб быстроты реакции. Двигатель внутреннего сгорания обладает инерционностью, и изменение количества его оборотов немного запаздывает при регулировке дроссельной заслонкой (такая характеристика работы двигателя называется приемистостью). Резкие скачки нагрузки могут вызвать колебательный процесс системы регулировки.

Подобную систему регулирования трудно сделать самостоятельно, а электронная требует переделки генератора. Достоинство подобной схемы управления – получение синусоидального напряжения с минимальными искажениями формы сигнала.

Более сложные генераторы выполнены по инверторной схеме с двойным преобразованием (рис. ниже).

Инверторный бензиновый генератор

Переменное напряжение генератора поступает на выпрямитель, а затем на транзисторный преобразователь, на выходе которого получается стабилизированное напряжение необходимой величины. Наличие выпрямителя снимает ограничения по стабильности частоты генератора, а транзисторный преобразователь формирует напряжения вне зависимости от величины нагрузки. Недостатком инверторных генераторов является их высокая стоимость и искажение формы выходного напряжения.

Выбор элементов для бензинового генератора

Как уже было сказано, механическую регулировку выполнить самостоятельно весьма затруднительно. Электронная потребует переделки генератора.

Поэтому бензогенератор своими руками имеет смысл делать по инверторной схеме, а в качестве преобразователя использовать преобразователь от источника бесперебойного питания.

На выбор оборудования влияют такие факторы:

• мощность двигателя;
• обороты двигателя;
• напряжение генератора;
• ток генератора;
• мощность преобразователя.

Максимальная мощность бензинового генератора в первую очередь зависит от мощности двигателя. Следующие устройства имеют такие значения мощности и количества оборотов:

• газонокосилка (триммер) – 0.5…2 кВт, 8000…9000 об/мин;
• бензопила – 1.5…3 кВт, 9000…12000 об/мин;
• мотоблок – 3…9 кВт, 2000…3000 об/мин.

Наиболее просто бензогенератор своими руками выполнить на генераторе от автомобиля (рис. ниже). Типичный генератор для легкового автомобиля способен выдать на выходе напряжение 13…14 В при токе нагрузки 80…100 А. Простой подсчет покажет, что мощность такого генератора составляет не более 1.4 кВт. Большие значения можно получить, используя генераторы от грузовых автомобилей.

Автомобильный генератор хорошо подходит для создания бензогенератора

Многие грузовые автомобили комплектуются генераторами на 24 В.

Указанные характеристики генератор имеет при количестве оборотов в среднем 5000 об/мин, что не соответствует нормальным оборотам перечисленных двигателей. Для выравнивания значений можно воспользоваться ременной передачей с разными диаметрами шкивов (рис. ниже). Количество оборотов на ведущем и ведомом шкиве обратно пропорционально их диаметрам. А вот передаваемая мощность изменяется наоборот.

Ременная передача с разными диаметрами шкивов

Бензиновый генератор, выполненный на двигателе от бензопилы или газонокосилки, нуждается в понижающей передаче, чтобы уменьшить количество оборотов на валу генератора примерно вдвое. Мощность, передаваемая двигателем на шкив генератора, также соответственно возрастет вдвое. В случае использования двигателя от мотоблока, передача необходима повышающая.

Использовать редукторные передачи в самодельной конструкции нецелесообразно, поскольку трудоемкость работы по изготовлению редуктора высока. Плохо выполненный редуктор сильно снижает КПД установки и служит источником дополнительного шума.

Следующее необходимое устройство – инверторный преобразователь напряжения (рис. ниже).

Инверторный преобразователь – источник бесперебойного питания

Говоря о мощностях двигателя и генератора, не была упомянута мощность преобразователя. Именно она может стать слабым местом самодельного бензинового генератора. Мощные преобразователи имеют достаточно высокую стоимость. Переделка маломощного преобразователя под силу только тем, кто очень хорошо разбирается в радиоэлектронике и знает принцип работы устройства. Минимальная переделка заключается в замене элементов выпрямителя (силовых диодов и конденсаторов фильтра), ключевых транзисторов и выходного трансформатора.

Аккумулятор источника бесперебойного питания отключать нежелательно. Он используется для нагрузки генератора и призван сглаживать скачки напряжения на его выходе. Большинство автомобильных генераторов при малой нагрузке выдают завышенное напряжение.

Конструкция самодельного бензогенератора

Все элементы конструкции необходимо закрепить на жестком основании. Для основания проще всего сделать раму из стальных уголков 50х50 мм. На раме нужно предусмотреть крепления для двигателя, генератора, преобразователя и бензобака.

Для уменьшения вибраций все элементы должны быть закреплены через амортизирующие прокладки из толстой резины.

Пример расчета бензинового генератора

Рассчитывать самодельный бензогенератор в каждом индивидуальном случае нужно, исходя из имеющихся деталей. В качестве примера можно привести расчет для двигателя от бензопилы и распространенного генератора от автомобиля ВАЗ 2110 5102.3771.

Двигатель имеет мощность 2 кВт при 10000 об/мин. Генератор 5102.3771 выдает напряжение 14 В током до 80 А при 5000 об/мин. Мощность генератора составляет 1120 Вт.

Для получения необходимого количества оборотов на валу генератора требуется понижающая передача с передаточным отношением 1:2. Если оставить на валу генератора его стандартный шкив с диаметром 51 мм, то на вал двигателя нужно будет устанавливать шкив с диаметром 25 мм. Это очень мало. Ремень передачи будет сильно изогнут и будет испытывать большие нагрузки. Лучше, если шкив генератора установить на двигатель, а на его место поставить шкив диаметром 100 мм. Шкив можно выточить на токарном станке из дюралюминия.

Во время работы двигателя на номинальных оборотах 10000 об/мин, ротор генератора будет вращаться с частотой 5000 об/мин, что является оптимальным значением. Для того чтобы полностью использовать запас мощности генератора, необходим преобразователь с мощностью не менее 1.5 кВт.

Видео. Бензогенератор своими руками.

Изготавливать бензогенератор своими руками имеет смысл только при наличии большей части необходимых комплектующих. Покупка всех составляющих не позволит сделать бензиновый генератор дешевле, чем готовый промышленный. Необходимо также учесть потраченное время и риск поломок в результате настройки и регулировки.