К основным узлам бензинового генератора относятся. Делаем вместе бензогенератор своими руками. Синхронные и асинхронные

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.

Многие люди используют в работе и повседневной жизни бензиновый генератор электроэнергии. Рынок сегодня насыщен подобными устройствами, и чтобы определиться с выбором, необходимо иметь представление, что это и для чего нужно.

Бензиновый генератор - это система автономного энергоснабжения, использующее в качестве потребляемого топлива - бензин.

Классификация бензиновых генераторов.

Бензиновые электростанции могут классифицироваться по ряду критериев. Каждый электрогенератор подготовлен к работе в определенных условиях и при определенных нагрузках.

Профессиональные и бытовые;
Переносные и стационарные;
Двухтактные и четырехтактные;
Однофазные и трехфазные;
По мощности: до 4 кВт, до 15 кВт, до 30 кВт.

Бытовые генераторы идеально подойдут для частных домов или длительного выезда на природу. Использование профессиональных агрегатов необходимо на предприятиях, для подключения сложных инструментов.

Переносные модели имеют небольшую мощность (до 5 кВА), вес и габариты, позволяющие переносить их на другое место.

Двухтактные устанавливаются на маломощных бензиновых агрегатах, мощность которых не превышает 1 кВт. Во всех остальных случаях устанавливается четырехтактный двигатель.

Большинству частных потребителей можно ограничиться однофазным электроагрегатом. Трехфазный значительно дороже, и не факт, что его функциональность когда-то будет востребована. При этом по большинству бытовых электрических сетей идет именно однофазный ток.

Домашние электростанции. Мощность не превышает 4 кВт. Этого хватает для обеспечения электроэнергией частного дома, склада либо небольшого цеха. Бензогенераторы данного типа не предназначены для круглосуточного функционирования. Максимальный срок безостановочной работы – 4 часа. Затем системе необходимо дать время для охлаждения, после чего запускать снова.
Промышленные БГУ. Имеют мощность до 15 кВт. Подходит для торговых организаций и стройплощадок. Усовершенствованная конструкция продляет срок безостановочного функционирования генератора до 10 часов. От дизельных генераторов этого же класса БГУ отличают меньший вес и габариты.
Бензиновые электростанции мощностью до 30 кВт используются чаще всего для электроснабжения офисных зданий либо больших складов. Эти устройства устанавливаются стационарно, в заранее подготовленных помещениях.

Устройство бензогенератора.

Устройство бензогенератора сходно с устройством дизельных агрегатов.

Ключевым узлом агрегата является двигатель.

Могут использоваться два типа двигателей:

Двухтактные. Устанавливаются на маломощные агрегаты для непродолжительной эксплуатации.
Четырехтактные. Обладают повышенным запасом прочности. Срок бесперебойной работы – 5-7 часов. Моторесурс – 3-4 тысячи моточасов.

Двигатель комплектуется различными системами. Одна из них отвечает за подачу топлива, другая – за шумоподавление, третья – за подачу смазки.В комплектацию также входит выхлопная труба.

Вырабатываемая мощность двигателя определяет тип используемого генератора переменного тока – однофазный либо трехфазный.

Если планируемая нагрузка превышает 5 кВт, электростанция комплектуется трехфазным генератором.

Кроме этого электрогенераторы могут быть асинхронными и синхронными. Некоторые бюджетные модели оснащаются асинхронными генераторами, обладающими несложной конструкцией.

Синхронные генераторы способны переносить трехкратные скачки напряжения.

Качественная и безошибочная работа ключевых внутренних узлов электроагрегата контролируется при помощи контрольно-измерительных приборов.

Схема бензинового генератора показывает расположение всех узлов электрической установки, и их влияние на работу агрегата. Рамный каркас конструкции связывает все узлы в единый рабочий комплекс.

Принцип работы бензинового генератора.

Для того чтобы качественно и своевременно обслуживать прибор и выявлять возможные неполадки, необходимо иметь представление, как работает электрогенератор.

Принцип работы бензинового генератора заключается в следующем.

Мощность бензогенератора определяется количеством витков обмотки статора. Как правило, мощность бензиновых миниэлектростанций не превышает 12 кВт.

Автономные генераторы зачастую бывают незаменимыми, и полный список их возможных применений будет очень длинным - от обеспечения электроэнергией пляжной вечеринки на выходных до постоянной работы у частного здания. Широкий спектр выполняемых работ породил большое количество типов автономных генераторов, отличающихся как конструктивно, так и по характеристикам. Общим же у них является принцип действия - двигатель внутреннего сгорания того или иного типа вращает вал электрогенератора, преобразуя механическую энергию в электрическую .

Бытовой генератор - это, как правило, переносной агрегат с бензиновым двигателем, не предназначенный для длительной работы, имеющий мощность в несколько кВА.
Профессиональные генераторы имеют повышенные мощность и время беспрерывной работы, а для большей топливной экономичности и увеличения ресурса на них, как правило, устанавливаются дизельные двигатели. При этом, если бытовые электрогенераторы вырабатывают однофазный ток напряжением 220 В, то профессиональные генераторы в подавляющем большинстве трехфазные, рассчитанные на 380 В выходного напряжения. Большие габариты и масса заставляют либо размещать мощные генераторы на колесном шасси, либо делать их стационарными.

Итак, в этой классификации мы уже обнаружили ряд конструктивных различий. Рассмотрим их по порядку.

Двигатель

Как известно, бензиновый двигатель может работать как по двухтактному циклу, так и по четырехтактному . При этом низкая экономичность и ограниченный ресурс делает двухтактные двигатели не самым лучшим выбором для привода электрогенератора, хотя они и проще в конструкции, а значит - дешевле и легче.

Четырехтактный же двигатель, хотя он сложнее и дороже , расходует значительно меньше топлива и способен проработать гораздо больше . Поэтому генераторы мощностью до 10 кВА, как правило, оснащаются двигателями именно такого типа.

Бензогенератор – силовая установка с двухтактными или четырехтактными бензиновыми двигателями, в которую может устанавливаться асинхронный либо синхронный генератор переменного тока. При частых отключениях электроэнергии сделанный бензогенератор своими руками – идеальное решение для поддержания потока электроэнергии.

Не менее необходим и бензогенератор в промышленных целях, например, при работе со сварочным аппаратом. Среднестатистическая работа устройства с полным баком топлива может колебаться 5-10 часов в зависимости от мощности отдачи энергии и потребления топлива.

Устройство и конструкция

В частных загородных домах, на дачных участках в селах можно очень часто наблюдать пропадание электроэнергии на несколько часов или даже дней в зимнее время года. Генератор энергии – идеальный вариант для поддержания работоспособности бытовой техники в доме, но, иногда в суровую зимнюю пору может случиться ЧП и ваш генератор перестанет работать.

Это крайне неприятная ситуация требует быстрого ремонта, но для него у нас есть отдельная статья. Сейчас мы разберем конструкцию бензогенератора и его составляющие.

Ключевой элемент агрегата - бензиновый двигатель, который комплектуется разными системами, такими как: подача смазки, шумоподавление и подача топлива. От двигателя наружу ведет выхлопная труба для выведения отходов.

Над двигателем чаще всего располагается топливный бак с индикатором уровня топлива. Рядом с двигателем и ниже бака расположены воздушный фильтр и аккумулятор.

Схема устройства бензинового генератора

Чтобы генератор работал как можно тише, на выхлопную трубу устанавливается глушитель. Отметим сразу, что глушитель для бензогенератора своими руками делать не будем, так как это сильно затратно по времени и зачастую небезопасно.

На панели управления генератором присутствует вольтметр, прерыватель цепи, показания генератора (у более продвинутых моделей), замок зажигания, розетки, выход постоянного тока и клеммы заземления. Чтобы генератор было удобно передвигать, его оборудуют колесами и специальными упорами, предотвращающими свободное движение.

Собираем бензогенератор своими силами

Перед тем как сделать бензогенератор своими руками, хотелось бы привести краткий ликбез по двигателю. Для слабых генераторов подойдет и двухтактный двигатель для использования в течение короткого времени. Но если требуется бесперебойная работа огромного количества коммуникационных и бытовых приборов в доме на протяжении более 5 часов, придется обзавестись четырехтактным.

Генератор созданный из газонокосилки:

Мощность двигателя определяет вид генератора переменного тока: трехфазный или однофазный. Если потребуется нагрузка более 5 кВт, однофазные варианты уже не подойдут.

Итак, для создания простой версии бензинового генератора своими руками вам понадобится бензиновый двигатель, инвертор и генератор переменного тока. На практике очень часто используют двигатели от мотоциклов, автомобилей, бензопил или газонокосилок. Преимущественно купить или подобрать автомобильный генератор, так как в нем уже имеется регулятор напряжения.

Очень важно!!! Мощный автомобильный генератор, который разработан под мощные моторы, может не работать со слабым двигателем будущей конструкции. Если иной возможности нет, нужно уменьшить отдачу тока с помощью балансировки катушки возбуждения.

В качестве преобразователя напряжения можно приобрести обычный ИБП, приобретаемый для компьютеров или различной оргтехники.

Помимо основных вышеперечисленных элементов понадобится также крепление на бензиновый генератор своими руками (можно взять ненужную покрышку автомобиля) и корпус (можно сделать их старой бытовой техники или из нескольких листов металла). Вместо топливного бака, за неимением идеального варианта, можно взять пятилитровую пластиковую бутылку. Ну и на глушитель придется потратиться.

Этапы сборки

Все элементы будущего генератора следует прикрепить в отдельных частях покрышки. Закреплены они должны быть прочно, так как при работе генератора могут исходить вибрации и генератор распадется, не проработав и дня. Уровень очень сильного шума уменьшается установкой глушителя, сдерживающего распространение звука. Можно изготовить шумоизоляцию бензогенератора своими руками, но практически каждый механик скажет, что это того не стоит, поэтому данный момент мы упустим.

При использовании бензокосы, работа существенно упрощается, так как установку можно собрать, взяв за основу крышку устройства. Как дополнение, можно сделать корпус их фанеры со снимающейся стороной для ремонта конструкции и удобного обслуживания.

Более детально понять и изучить сборку бензогенератора своими руками можно, просмотрев видео:

Любопытство к «очумелым ручкам» и банальное желание сэкономить мотивирует достаточно немалое количество народа на самостоятельную сборку агрегата по выработке электроэнергии. Насколько эта идея является целесообразной, и как долго будет работать установка подобного рода, изготовленная из «подножных средств»?

Насколько надежен самодельный генератор

Некоторые мастера, занимающиеся конструированием бензогенераторов не один год, смело заявляют, что подобный аппарат прослужит ничуть не меньше профессионально собранного на заводе. К тому же при самостоятельной сборке имеется очень много плюсов, а именно:

Экономия финансов (средняя стоимость агрегата до 1 кВт мощностью будет стоить не менее 120$)
Гордость и удовольствие от самостоятельной сборки
Возможность подобрать необходимые параметры генератора под личные нужды
Знание аппарата и возможность разборки бензогенератора своими руками для починки

Другая часть народа, которая скептически относится к самодельным агрегатам, уверяет, что экономия не стоит этого, так как:

Если покупать все элементы для бензогенератора, то сумма всех элементов по отдельности обойдется в полтора-два раза дороже.
Подобрать генератор под двигатель и наоборот для новичка – очень сложное, а порой и невыполнимое задание.
Изготовление агрегата требует определенных знаний в инструментарии.
На реализацию задуманного может потребоваться немалое количество времени
Бензогенераторы, изготовленные на заводах, имеют много преимуществ над самодельными, а именно: автоматическое включение генератора как резервное питание при отключении основной линии, эстетически красивый внешний вид, самодиагностика с отслеживанием рабочих параметров и ошибок в работе.
Самодельные аппараты обычно тяжелее и габаритнее фабричных моделей.

Увеличить время работы генератора и понизить шанс выхода из строя можно, придерживаясь основных правил эксплуатации аппарата, а именно:

Перед запуском бензогенератора стоит проверить его герметичность и отсутствие повреждений.
Элементы конструкции стоит прочно закрепить. Незакрученная до конца гайка во время работы, особенно при длительной эксплуатации, может привести к аварии.
Нужно периодически проверять оставшееся количество масла.
Заправлять аппарат следует бензином хорошего качества, так как двигатели сами по себе весьма чувствительны к низкооктановым показателям топлива.
Не нагружайте бензогенератор больше чем на 80 процентов от его максимальной мощности.
Не забывайте своевременно чистить фильтры двигателя.
Дайте двигателю прогреться после запуска. Подключайте электросеть в доме только через 2-3 минуты после старта.

Подведем итоги

Бензиновый генератор – отличный агрегат для резервного или основного источника питания дома электроэнергией. Широкий выбор моделей в магазинах позволит подобрать его исходя из собственных нужд и пожеланий, однако, стоимость их не всегда оказывается достаточно низкой, чтобы была весомая причина покупать его без раздумий.

Изготовление бензогенератора своими руками будет приемлемым, когда вы уже имеете большую часть элементов конструкции и выкидывать их жалко. Если вы умелый механик и для вас не составит труда сконструировать собственный бензогенератор, можете смело заняться этим делом. Однако, если хотя бы один из пунктов или одно из предложений данной статьи вызвало у вас замешательство – не советуем приступать к сборке во избежание непредвиденных ситуаций.

Вам понадобится

- Силовой агрегат;
- Блок генерации;
- Блок электрических преобразований и защиты;
- Блок управления и вспомогательные системы.

Инструкция

Работа электрического бензинового генератора основана на сжигании углеводородного топлива с получением достаточного количества энергии, которая проходит цепь преобразований. Первый элемент этой системы - карбюраторный двигатель внутреннего сгорания, в котором сжигаемая топливо-воздушная смесь приводит в движение коленчатый вал с маховиком. Силовые агрегаты в портативных генераторах бывают разными: от простейших двухтактных двигателей с карбюратором прямого впрыска до четырехтактных машин с электронной системой управления всеми режимами работы.

Вращение от коленчатого вала передается на вал генератора, приводя его в движение. Как и двигатели, могут отличаться по своему устройству и принципу действия, но наибольшей популярностью пользуются электрические машины щеточного или бесколлекторного типа с самостоятельным возбуждением тока в первичной обмотке. В них, при достаточно высокой частоте вращения одной группы обмоток внутри другой, происходит смещение магнитных потоков и перераспределение зарядов, благодаря чему на разных полюсах образуется потенциал нужной величины. Он пока не является переменным током, способным питать бытовые или промышленные потребители, а потому требуется дополнительная цепь электрических преобразований.

На обмотках генератора может образовываться электрический ток разной природы, поэтому в устройство портативной электростанции включают блок электрической модуляции. Он, в зависимости от модели бензогенератора, может быть инверторным или трансформаторным. Основная задача этого элемента - привести напряжение в отходящей сети к значению в 230 Вольт при частоте в 50 Герц. Второстепенными функциями системы преобразования электроэнергии являются удаление помех и импульсных перенапряжений, контроль за утечкой тока, защита от перегрузки и коротких замыканий.

В наиболее совершенных устройствах применяются блоки электронного управления и контроля за режимами работы. В них входит автоматический регулятор мощности, блок управления системой подачи топлива и принудительным охлаждением. Довольно распространенными элементами бензинового генератора являются блоки самодиагностики, отслеживающие в реальном времени все рабочие параметры генераторной станции: от состава отработанных газов до тонкой настройки характеристик тока в отходящих сетях. Также может быть использовано устройство автоматиеского включения, мгновенно запускающие генератор при пропадании напряжения в основной питающей сети и производящие все необходимые коммутационые операции.