Jenis genset bensin dan genset listrik diesel. Bagaimana cara kerja generator?
Penemuan ini berkaitan dengan bidang transportasi dan tenaga listrik dan dimaksudkan untuk berfungsi sebagai sumber arus listrik. Hal ini akan meningkatkan efisiensi dan memperbaiki karakteristik lingkungan pembangkit listrik. Generator pembakaran internal berisi rumah dengan silinder tempat piston bergerak. Piston dipasang pada batang yang di atasnya dipasang magnet permanen (angker). Piston, batang dan jangkar merupakan satu kesatuan yang melakukan gerakan bolak-balik pada bodi. Armature bergerak sesuai dengan piston pada kumparan kawat (stator) yang dipasang pada housing. Piston, batang dan jangkar dihubungkan ke badan dengan elemen elastis (misalnya pegas atau diafragma elastis). Stator terdiri dari beberapa kumparan yang dapat digabungkan menjadi satu kumparan. Volume ruang bakar dibagi dengan volume kerja silinder, sedangkan ruang bakar berkomunikasi dengan silinder melalui katup masuk. 1 sakit.
Invensi ini berkaitan dengan bidang transportasi dan tenaga listrik dan dimaksudkan untuk berfungsi sebagai sumber arus listrik. Pemohon mengetahui analog (prototipe) terdekat dari penemuan yang diklaim sebagai yang paling dekat dengannya dalam hal totalitas fitur-fitur penting. Analog ini adalah mesin pembakaran internal piston bebas yang berisi rumahan dengan silinder tempat piston bergerak. Piston dipasang pada batang yang di atasnya dipasang magnet permanen (angker). Piston, batang dan jangkar merupakan satu kesatuan yang melakukan gerakan bolak-balik pada bodi. Angker bergerak sesuai dengan piston pada kumparan kawat (stator) yang dipasang pada housing (sertifikat penemu untuk model utilitas N 95103064/20, 1995). Mesin ini memiliki kelemahan sebagai berikut: a) mesin pembakaran dalam piston bebas dapat berisi empat silinder dalam siklus kerja empat langkah dan dapat juga memiliki dua silinder dalam siklus dua langkah; lagi, tapi hanya genap; b) piston pada mesin pembakaran dalam piston bebas tidak mempunyai titik mati atas dan bawah; c) mesin piston bebas tidak mempunyai sistem start. Masalah yang ingin dipecahkan dengan penemuan ini adalah menghilangkan kekurangan mesin pembakaran internal piston bebas, meningkatkan ekologi dan keekonomian mesin. Hasil teknis dari penemuan ini adalah: pembuatan sistem peluncuran; lewatnya piston titik mati; penerapan rangkaian mesin satu silinder, serta dengan jumlah silinder ganjil; pengurangan emisi berbahaya dalam gas buang. Tujuan yang disebutkan di atas dicapai dengan fakta bahwa generator pembakaran internal berisi rumahan dengan silinder tempat piston bergerak. Piston dipasang pada batang yang di atasnya dipasang magnet permanen (angker). Piston, batang dan jangkar merupakan satu kesatuan yang melakukan gerakan bolak-balik pada bodi. Armature bergerak sesuai dengan piston pada kumparan kawat (stator) yang dipasang pada housing. Piston, batang dan jangkar dihubungkan ke badan dengan elemen elastis (misalnya pegas atau diafragma elastis). Stator terdiri dari beberapa belitan (setidaknya dua bagian) dengan kemungkinan sambungan listrik dalam satu belitan. Ruang bakar merupakan rongga dengan bentuk yang menjamin pembakaran bahan bakar terbaik. Volume ruang bakar dibagi dengan volume kerja silinder, sedangkan ruang bakar berkomunikasi dengan silinder melalui katup masuk. Perolehan hasil teknis dari penemuan ini dimungkinkan karena: a) piston, batang dan jangkar dihubungkan ke badan melalui suatu elemen elastis, yang bila dikompresi (diregangkan), tidak memungkinkannya melampaui titik mati. Berkat elemen elastis, piston, dan, karenanya, batang dan jangkar, melakukan osilasi harmonis, yang memungkinkan diperolehnya "sinusoidal" arus listrik. b) stator terdiri dari beberapa belitan. Pada saat penyalaan, arus listrik disuplai ke beberapa belitan stator. Medan magnet muncul di dalamnya, yang mendorong atau menarik jangkar. Arus listrik dialirkan sehingga menimbulkan efek medan magnet beresonansi dengan osilasi jangkar, dan ketika piston mulai mencapai titik mati, bahan bakar dan udara disuplai ke ruang bakar. Setelah dimulai, semua belitan stator dapat dihubungkan secara elektrik menjadi satu belitan. c) volume ruang bakar dipisahkan dari volume kerja silinder, dan ruang bakar berkomunikasi dengan silinder melalui katup masuk. Siklus dua langkah melewati proses berikut. Ketukan pertama adalah pelepasan. Proses seperti intake terjadi di ruang bakar udara terkompresi, injeksi bahan bakar, pembakaran campuran kerja, dan di dalam silinder - pelepasan campuran yang terbakar. Piston naik ke atas dari titik mati bawah ke titik mati atas, katup buang terbuka, katup masuk tertutup, dan gas buang dikeluarkan dari silinder ke atmosfer. Bahan bakar dan udara disuplai ke ruang bakar. Ini menyala dan berakhir ketika piston mencapai titik mati atas. Pukulan kedua adalah pukulan yang berhasil. Terjadi proses pemuaian gas kerja dan pembersihan ruang bakar dan silinder. Piston bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah, katup buang tertutup, dan katup masuk yang menghubungkan ruang bakar dan silinder terbuka. Campuran kerja yang terbakar keluar dari ruang ke dalam ruang di atas piston silinder dan memberi tekanan pada piston, sehingga bergerak dari titik mati atas ke titik mati bawah. Dengan cara ini hal itu tercapai pekerjaan yang bermanfaat. Ketika piston mendekati titik mati bawah, katup buang terbuka dan gas buang yang memiliki tekanan berlebih mulai keluar dari silinder ke atmosfer, dan udara disuplai ke ruang bakar, menggantikan gas buang dari ruang ke dalam silinder. , lalu ke atmosfer dan mendinginkan ruang bakar. Ketika piston mencapai titik mati bawah, katup masuk menutup. Gambar menunjukkan diagram penampang generator pembakaran internal satu silinder. Generator berisi housing 1, silinder 2 dan ruang bakar 3 yang terletak di dalam housing. Campuran hasil pembakaran masuk ke silinder dari ruang bakar melalui katup 4, menekan piston 5 dan keluar melalui katup buang 6. Piston dipasang pada batang 7, di mana jangkar 8 dipasang, Elemen elastis yang bergerak di stator 9, dalam hal ini pegas 10 dan 11, menghubungkan piston, batang dan jangkar ke rumahan.
Rumus penemuan
Generator pembakaran dalam yang berisi rumahan dan silinder yang terletak di dalam rumahan, piston dipasang pada batang, magnet permanen dipasang pada batang, bergerak dalam kumparan kawat, ditandai dengan piston, magnet, dan batang dihubungkan ke housing melalui elemen elastis, kumparan kawat terdiri dari setidaknya dua bagian, volume ruang bakar dipisahkan dari volume kerja silinder dan ruang bakar berkomunikasi dengan silinder menggunakan katup.
Paten serupa:
Invensi ini berkaitan dengan teknik mesin dan dimaksudkan untuk mengubah energi kinetik piston, khususnya piston mesin pembakaran internal, menjadi listrik dengan menggunakan piezoelektrik dan membalikkan konversi listrik menjadi energi kinetik piston.
Generator listrik adalah suatu mesin atau instalasi yang dirancang untuk mengubah energi non-listrik menjadi energi listrik: mekanik menjadi listrik, kimia menjadi listrik, termal menjadi listrik, dan lain-lain. Saat ini, ketika kita mengucapkan kata “generator”, yang umumnya kita maksud adalah pengubah energi. energi mekanik - menjadi energi listrik.
Ini bisa berupa generator portabel berbahan bakar diesel atau bensin, generator pembangkit listrik tenaga nuklir, generator mobil, generator buatan sendiri dari motor listrik asinkron, atau generator berkecepatan rendah untuk kincir angin berdaya rendah. Di akhir artikel kita akan melihat dua generator paling umum sebagai contoh, tetapi pertama-tama kita akan membahas prinsip pengoperasiannya.
Dengan satu atau lain cara, dari sudut pandang fisik, prinsip pengoperasian masing-masing generator mekanis adalah sama: ketika, ketika garis-garis medan magnet melintasi suatu konduktor, ggl induksi terjadi pada konduktor ini. Sumber gaya yang menyebabkan terjadinya pergerakan timbal balik antara konduktor dan medan magnet dapat berupa berbagai proses, namun sebagai akibatnya, selalu diperlukan ggl dan arus dari generator untuk memberi daya pada beban.
Prinsip pengoperasian generator listrik - Hukum Faraday
Prinsip pengoperasian generator listrik ditemukan pada tahun 1831 oleh fisikawan Inggris Michael Faraday. Prinsip ini kemudian disebut hukum Faraday. Itu terletak pada kenyataan bahwa ketika sebuah konduktor melintasi medan magnet secara tegak lurus, perbedaan potensial muncul di ujung-ujung konduktor ini.
Generator pertama dibuat oleh Faraday sendiri sesuai dengan prinsip yang ditemukannya; itu adalah "cakram Faraday" - generator unipolar di mana cakram tembaga diputar di antara kutub magnet tapal kuda. Perangkat menghasilkan arus yang signifikan pada tegangan rendah.
Belakangan diketahui bahwa konduktor berinsulasi individu dalam generator jauh lebih efektif dari sudut pandang praktis daripada disk penghantar padat. Dan pada generator modern, belitan stator kawat yang digunakan sekarang (dalam kasus demonstrasi paling sederhana, kumparan kawat).
alternator
Di sebagian besar kasus generator modern- Ini adalah generator arus bolak-balik sinkron. Mereka memiliki belitan jangkar pada stator, dari mana energi listrik yang dihasilkan dihilangkan. Pada rotor terdapat belitan eksitasi, dimana arus searah disuplai melalui sepasang slip ring untuk menghasilkan medan magnet berputar dari rotor yang berputar.
Karena fenomena induksi elektromagnetik, ketika rotor berputar dari penggerak eksternal (misalnya, dari mesin pembakaran internal), fluks magnetnya secara bergantian melintasi setiap fase belitan stator, dan dengan demikian menginduksi EMF di dalamnya.
Paling sering, ada tiga fase, mereka secara fisik dipindahkan pada jangkar relatif satu sama lain sebesar 120 derajat, sehingga diperoleh arus sinusoidal tiga fase. Fase-fase tersebut dapat dihubungkan dalam konfigurasi bintang atau delta untuk memperolehnya.
Frekuensi EMF sinusoidal f sebanding dengan frekuensi putaran rotor: f = np/60, dimana - p adalah jumlah pasangan plus magnet rotor, n adalah jumlah putaran rotor per menit. Biasanya, kecepatan rotor maksimum adalah 3000 rpm. Jika Anda menghubungkan penyearah tiga fase ke belitan stator generator sinkron, Anda akan mendapatkan generator arus searah (omong-omong, semua generator mobil bekerja dengan cara ini).
Tiga generator sinkron mesin
Tentu saja, generator sinkron klasik memiliki satu kelemahan serius - rotor memiliki cincin selip dan sikat yang berdekatan dengannya. Sikat menyala dan aus karena gesekan dan erosi listrik. Hal ini tidak diperbolehkan di lingkungan yang mudah meledak. Oleh karena itu, dalam generator penerbangan dan diesel, generator sinkron non-kontak, khususnya generator tiga mesin, lebih umum digunakan.
Perangkat tiga mesin memiliki tiga mesin yang dipasang di satu rumah: pra-eksitasi, eksitasi, dan generator - pada poros yang sama. Pra-eksitasi adalah generator sinkron yang dieksitasi olehnya magnet permanen pada poros, tegangan yang dihasilkannya disuplai ke belitan stator eksitasi.
Stator eksiter bekerja pada belitan pada rotor yang terhubung ke penyearah tiga fase yang terpasang padanya, dari mana belitan eksitasi utama generator ditenagai. Generator menghasilkan arus di statornya.
Generator portabel berbahan bakar gas, solar dan bensin
Saat ini mereka sangat umum di rumah tangga yang menggunakan mesin pembakaran internal sebagai mesin penggerak - mesin pembakaran internal yang meneruskan putaran mekanis ke rotor generator.
Di generator bahan bakar cair terdapat tangki bahan bakar, generator gas perlu menyuplai bahan bakar melalui pipa agar gas tersebut kemudian dialirkan ke karburator, kemudian diubah menjadi komponen campuran bahan bakar.
Dalam semua kasus campuran bahan bakar terbakar dalam sistem piston sehingga menyebabkan poros engkol berputar. Mirip dengan cara kerja mesin mobil. Poros engkol memutar rotor generator sinkron nirkontak (alternator).
Andrey Povny
Generator listrik bensin dan solar merupakan alat yang mengubah energi mekanik putaran poros mesin pembakaran dalam menjadi energi listrik. Mereka digunakan sebagai sumber listrik sementara atau permanen.
Ketika berbicara tentang perangkat otonom yang menghasilkan listrik, mereka menggunakan ungkapan “generator listrik” dan “pembangkit listrik”. Tidak ada perbedaan yang jelas antara istilah-istilah ini, namun ketika berbicara tentang pembangkit listrik, istilah tersebut sering kali berarti perangkat yang cukup kuat (lebih dari 15-20 kW) yang ditujukan untuk operasi berkelanjutan. Ketika berbicara tentang generator listrik, yang mereka maksud adalah unit bergerak berdaya relatif rendah yang digunakan sebagai sumber listrik cadangan (darurat).
Prinsip pengoperasian generator listrik didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik, yang diwujudkan sebagai berikut. Ketika konduktor tertutup berputar dalam medan magnet, arus listrik timbul di dalamnya (gaya gerak listrik - EMF). Besarnya EMF bergantung pada panjang penghantar, rapat medan magnet, kecepatan perpotongannya, dan sudut perpotongan garis-garis medan magnet.
Pembangunan generator listrik berbahan bakar bensin dan solar
DI DALAM pandangan umum Generator listrik terdiri dari mesin pembakaran dalam dengan segala sistem yang menjamin pengoperasiannya (tangki bahan bakar, filter udara, starter, muffler, dll) dan generator itu sendiri (alternator), terdiri dari bagian yang bergerak (rotor, armature) dan bagian yang diam (stator). Pada generator, EMF tereksitasi bukan pada konduktor yang berputar dalam medan magnet stasioner, seperti pada gambar di atas, tetapi sebaliknya pada konduktor stasioner (pada belitan stator) akibat perputaran medan magnet yang diciptakan oleh generator. rotor.
Untuk menciptakan medan magnet, rotor dapat dibuat dari magnet permanen (generator asinkron) atau memiliki belitan yang dialirkan arus untuk menciptakan medan magnet (generator sinkron). Dan dengan mengubah jumlah kutub rotor, Anda bisa mendapatkan frekuensi tegangan yang dibutuhkan (50 Hz) pada kecepatan mesin yang berbeda. Misalnya untuk memperoleh frekuensi tegangan 50 Hz pada rangkaian gambar di atas, rotor harus berputar pada kecepatan 3000 rpm, dan pada rangkaian gambar di bawah - 1500 rpm.
Rangkaian generator tiga fasa tidak jauh lebih rumit:
Jadi, ketika rotor diputar oleh mesin pembakaran internal, gaya gerak listrik diinduksi pada belitan stator, menciptakan tegangan bolak-balik di dalamnya, yang digunakan untuk memberi daya pada perangkat tertentu - konsumen energi.
Gambar di bawah menunjukkan generator bensin kompak 2,75 kVA.
Generator bensin dengan kapasitas 2,75 kVA: 1 - rangka, 2 - mesin, 3 - generator, 4 - filter udara, 5 - tangki bensin, 6 - knalpot, 7 - panel dengan soket.
Tiga fase dan satu fase
Berdasarkan jumlah fasa dan tegangan keluarannya, generator listrik dapat berupa satu fasa (220V) atau tiga fasa (380V). Pada saat yang sama, Anda perlu memahami bahwa konsumen energi satu fase juga dapat diberi daya dari generator tiga fase - dengan menghubungkan antara fase dan nol.Saat menggunakan generator listrik tiga fasa, fenomena ketidakseimbangan fasa harus diperhitungkan. Penting untuk menjaga perkiraan kesetaraan (berbeda tidak lebih dari 20-25%) dari jumlah daya perangkat yang terhubung ke fase yang berbeda, dan beban pada satu fase harus tidak melebihi 1/3 dari generator kekuatan.
Selain generator tiga fasa untuk 380V, ada juga generator tiga fasa untuk 220V. Mereka hanya digunakan untuk penerangan saja. Dengan menghubungkan antara fasa dan nol, Anda bisa mendapatkan tegangan 127V.
Banyak model generator dapat menghasilkan 12V.
Sinkron dan asinkron
Menurut desainnya, generator (alternator) bersifat asinkron dan sinkron. Pada jangkar asinkron, jangkar tidak memiliki belitan; hanya magnetisasi sisa yang digunakan untuk membangkitkan EMF.
Hal ini memungkinkan untuk memastikan kesederhanaan desain dan keandalan perangkat, ketertutupan bodinya, dan perlindungan dari debu dan kelembapan. Namun, hal ini dicapai dengan mengorbankan kemampuan yang buruk untuk menahan beban awal yang timbul ketika peralatan dengan daya reaktif distarter, termasuk, khususnya, motor listrik. Oleh karena itu, perangkat asinkron paling baik digunakan untuk bekerja dengan beban aktif.
Generator sinkron mempunyai belitan pada jangkarnya yang disuplai arus listrik.
Dengan mengubah nilainya, mereka mengubah medan magnet dan, karenanya, tegangan keluaran pada belitan stator. Penyesuaian parameter keluaran dilakukan dengan menggunakan umpan balik tegangan dan arus, diimplementasikan dalam bentuk rangkaian listrik sederhana. Berkat ini, generator sinkron memastikan bahwa tegangan dalam jaringan dipertahankan dengan akurasi lebih tinggi daripada generator asinkron dan dengan mudah mentolerir beban awal jangka pendek.
Kerugian dari generator sinkron termasuk adanya rakitan sikat pada rotor, yang melaluinya arus disuplai ke sana. Sikat menjadi terlalu panas dan terbakar selama pengoperasian, kesesuaiannya memburuk, dan resistansinya meningkat, yang menyebabkan unit menjadi terlalu panas. Selain itu, percikan kontak yang bergerak menimbulkan interferensi radio.
Model generator sinkron modern dilengkapi dengan sistem eksitasi brushless pada belitan rotor. Mereka tidak memiliki kelemahan yang terkait dengan keberadaan rakitan kuas.
Alternator sinkron dipasang di sebagian besar generator.
Generator inverter
Prinsip pengoperasian generator gas inverter adalah sebagai berikut. Arus bolak-balik yang keluar dari generator (alternator) dialirkan ke unit penyearah (langkah 1, gambar di bawah), kemudian diubah menjadi arus searah (langkah 2). Setelah menghaluskan riak (penyaringan) dengan filter kapasitif (langkah 3), sinyal dikirim ke unit konverter transistor atau thyristor, di mana terjadi konversi terbalik dari arus searah menjadi arus bolak-balik (langkah 4).Hanya sekarang, mendapatkan gelombang sinus yang memuaskan pada keluarannya bukanlah hal yang murah; produsen generator inverter, menghemat komponen yang mahal, membuat pada keluaran generator mereka sesuatu yang hanya samar-samar mengingatkan pada gelombang sinus, dan semakin murah generatornya, semakin kurang mirip bentuk gelombang tegangan keluarannya dengan gelombang sinus.
Bentuk ketegangan yang digambarkan dengan warna biru bukanlah sebuah pengecualian, melainkan sebuah realitas universal. Anda tidak hanya tidak dapat menghubungkan komputer ke generator inverter dengan tegangan ini, tetapi juga bola lampu. Sebelum membeli, Anda harus mengetahui seberapa dekat bentuk gelombang tegangan keluaran dengan sinusoidal, karena Bahkan tingginya biaya dan reputasi perusahaan bukanlah jaminan bahwa pabrikan tidak berhemat pada suku cadang.
Bentuk gelombang tegangan keluaran berkualitas tinggi dicapai tidak hanya dengan inverter tetapi juga dengan menggunakan generator tiga fasa dan bukan generator satu fasa, karena dalam hal ini sinyal yang jauh lebih halus diperoleh segera setelah penyearah (langkah 2).
Penggunaan benar Generator gas tipe inverter berkontribusi pada keselamatan dan masa pakai yang lama semua perangkat elektronik yang membutuhkan voltase berkualitas tinggi. Selain itu, generator gas jenis ini ringan, berukuran kecil, dan tingkat kebisingannya berkurang. Selain semua kelebihannya, generator gas inverter memungkinkan Anda mengatur kecepatan mesin tergantung pada beban, sehingga menghemat bahan bakar.
Bagaimanapun, sebagian besar generator rumah tangga beroperasi pada beban minimum setidaknya 70% dari keseluruhan waktu. Generator bensin konvensional harus mempertahankan 3000 rpm dalam mode operasi apa pun (sehingga frekuensi arusnya 50 Hz). Pada mode beban minimum, meski mengkonsumsi bahan bakar lebih sedikit, namun tidak signifikan. Generator inverter bebas dari batasan dan waktu ini beban minimum dapat menurunkan kecepatan hingga 1000-1200 rpm. Oleh karena itu, konsumsi bahan bakar dalam mode ini 2-3 kali lebih sedikit dibandingkan generator konvensional. Dan berkat putaran mesin yang lebih rendah, kebisingan generator pun berkurang.
Kekurangan generator inverter dibandingkan generator konvensional adalah:
- Biaya tinggi. Jika harga generator gas inverter tidak jauh lebih mahal dari biasanya, maka kemungkinan besar tidak ada tegangan sinusoidal pada outputnya.
- Tidak adanya (dengan pengecualian langka) model dengan daya di atas 7 kW.
- Keandalan yang lebih rendah. Seperti yang Anda ketahui, seiring dengan bertambahnya kompleks peralatan, keandalannya menurun. Selain itu, perangkat elektronik generator inverter mungkin tidak tahan terhadap arus start dari motor peralatan yang terhubung, seperti pompa.
Generator listrik bensin
Generator bensin menggunakan mesin bensin sebagai penggeraknya. Generator bensin biasanya merupakan model yang relatif ringan, kompak, dan portabel sistem udara unit pendingin dengan daya yang relatif rendah (hingga 10 kW).Mereka menggunakan bahan bakar A-92 atau A-95 dan digunakan terutama sebagai sumber listrik cadangan selama pemadaman listrik sementara atau untuk menyalakan peralatan listrik di tempat-tempat di mana tidak ada pasokan listrik.
Masa pakai generator listrik berbahan bakar bensin relatif singkat - 500-2500 jam mesin (masa pakai terpendek adalah untuk generator dengan mesin dua langkah). Namun, beberapa model yang memiliki mesin empat langkah dengan silinder besi tuang, katup atas, dan suplai oli ke bagian bergesekan di bawah tekanan dapat mencapai masa pakai 4000 jam atau lebih.
Dua tak dan empat tak. Mesin generator bensin bisa dua langkah atau empat langkah. Perbedaan mereka disebabkan oleh kesamaan fitur desain Mesin 2 dan 4 tak - mis. keunggulan yang terakhir dibandingkan yang pertama dalam hal efisiensi dan masa pakai.
Generator listrik dengan mesin dua langkah lebih kecil dan lebih ringan; hanya digunakan sebagai sumber listrik cadangan karena masa pakainya yang rendah, sekitar 500 jam.
Generator bensin dengan mesin 4 tak dirancang untuk penggunaan yang lebih aktif. Tergantung pada desainnya, masa pakainya bisa mencapai 4000 jam pengoperasian atau lebih.
Perangkat empat langkah mesin bensin(Honda) dengan katup overhead: 1 - filter bahan bakar, 2 - poros engkol, 3 - filter udara, 4 - bagian sistem pengapian, 5 - silinder, 6 - katup, 7 - bantalan poros engkol.
Fitur desain. Fitur desain mesin pembakaran internal (ICE) dari generator bensin yang mempengaruhi masa pakainya meliputi jenis bahan pembuat blok silinder, lokasi katup, dan cara suplai oli ke bagian gosok.
Generator dengan blok silinder aluminium tidak mahal, tetapi masa pakainya pendek - sekitar 500 jam. Mesin dengan silinder besi cor dan katup samping mempunyai masa pakai sekitar 1.500 jam. Generator dengan mesin pembakaran internal dengan silinder besi cor, katup overhead dan pasokan oli ke bagian gosok di bawah tekanan, selain masa pakai yang lama (sekitar 3000 jam), telah mengurangi konsumsi bahan bakar dan tingkat rendah kebisingan. Namun, harganya jauh lebih mahal daripada opsi pertama.
Keuntungan dari pengaturan katup atas adalah karena mengurangi luas permukaan ruang bakar dan, karenanya, memanaskan bagian-bagian mesin. Selain itu, rasio kompresi meningkat sehingga efisiensi mesin meningkat. Letak katup bagian atas ditandai dengan singkatan OHV (katup atas, lihat foto di atas).
Generator bensin bisa berbentuk silinder tunggal atau silinder ganda. Generator dengan mesin dua silinder empat langkah berbentuk V adalah unit yang bertenaga.
Kelebihan dan kekurangan generator listrik berbahan bakar bensin. Selain relatif ringan dan kompak, keunggulan generator bensin antara lain biaya rendah, tingkat kebisingan lebih rendah (dibandingkan diesel), dan kemampuan bekerja tanpa masalah dalam cuaca dingin.
Tingkat kebisingan yang lebih rendah (generator listrik dengan mesin bensin dua langkah jauh lebih berisik dibandingkan dengan mesin empat langkah) dijelaskan oleh fitur umum pengoperasian mesin pembakaran internal berbahan bakar bensin. Namun generator gas masih sangat bising, dan casing kedap suara dapat membuatnya lebih senyap.
Namun keunggulan utama genset berbahan bakar bensin dibandingkan genset solar adalah harganya yang lebih murah.
Kerugiannya termasuk sumber daya yang relatif rendah dan peningkatan konsumsi bensin (dibandingkan bahan bakar diesel untuk generator diesel).
Adapun sumber dayanya dapat diperluas dengan pemeliharaan yang tepat waktu dan berkualitas tinggi serta penggunaan bahan bakar berkualitas tinggi. Penting untuk mengganti oli, filter, busi tepat waktu, dan mengontrol pengencangan sambungan baut dll.
Generator diesel
Generator diesel menggunakan mesin diesel sebagai penggeraknya. Generator diesel digunakan terutama selama pemadaman listrik yang lama. Dalam kasus inilah mereka menyadari kelebihan mereka secara maksimal. Namun, jika perlu, mereka juga dapat digunakan sebagai cadangan jika terjadi pemadaman jangka pendek.
Generator diesel memiliki rentang daya yang luas - dari 2 hingga 200 kW atau lebih.
Sumber daya pekerjaan mereka juga mengesankan. Itu tergantung pada desain dan parameter generator (terutama pada kecepatan dan jenis pendinginan) dan dapat bervariasi dalam rentang yang luas - dari 3.000 hingga 30.000 jam pengoperasian atau lebih.
Saat mengoperasikan generator diesel, penting untuk diketahui bahwa pengoperasian pada beban rendah atau idle berbahaya bagi mesin diesel. Jadi, dalam petunjuk pengoperasian mungkin ada persyaratan untuk tidak bekerja pada kecepatan idle lebih dari 5 menit, dan bekerja dengan beban 20% tidak lebih dari 1 jam (angkanya mungkin berbeda, misalnya 40%) . Ini menghidupkan generator pada kecepatan idle. Ada rekomendasi, sebagai tindakan pencegahan, untuk melakukan beban 100% setiap 100 jam pengoperasian, yang berlangsung sekitar 2 jam. Karena penyalaan bahan bakar pada mesin diesel terjadi karena suhu tinggi pada akhir langkah kompresi udara dan suplai bahan bakar pada saat yang tepat, dan pada saat idle suhu rata-rata siklus menurun, hal ini menyebabkan terganggunya proses pembentukan campuran, pembakaran di dalam silinder dan pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna. Yang, pada gilirannya, menyebabkan pembentukan endapan yang persisten di dalam silinder, manifold buang, kokas pada injektor, pengenceran oli di bak mesin dengan bahan bakar yang tidak terbakar, dan terganggunya sistem pelumasan.
Kecepatan. Berdasarkan jumlah putarannya, generator diesel dibedakan menjadi kecepatan rendah (1500 rpm) dan kecepatan tinggi (3000 rpm). Yang pertama memiliki keunggulan operasional yang lebih tinggi. Mereka memiliki konsumsi bahan bakar dan tingkat kebisingan yang rendah, serta masa pakai yang lama. Mereka biasanya digunakan sebagai sumber listrik permanen jika tidak ada. Kerugiannya termasuk harganya yang mahal.
Generator dengan mesin berkecepatan tinggi mempunyai konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin berkecepatan rendah, peningkatan tingkat kebisingan dan sumber daya yang lebih sedikit. Keuntungan utama mereka adalah harganya yang murah.
Berkurangnya masa pakai generator berkecepatan tinggi dapat dengan mudah dijelaskan. Intensitas keausan bergantung pada jumlah putaran poros; semakin tinggi, semakin tinggi pula keausannya.
Pendinginan. Pendinginan mesin pada generator listrik diesel dapat berupa udara atau cairan. Perangkat berpendingin udara sebagian besar merupakan generator berdaya rendah (hingga 10 kW) dengan kecepatan 3000. Generator diesel berpendingin cairan (air atau antibeku) adalah model stasioner berukuran besar. Pada intinya, ini adalah pembangkit listrik; biasanya berkecepatan rendah (1500 rpm), tetapi bisa juga berkecepatan tinggi (3000 rpm).
Generator diesel (15 kW) dengan pendingin cair. Pendingin mesin didinginkan di radiator yang dihembuskan oleh kipas.
Kelebihan dan kekurangan generator diesel. Di antara keunggulan utama generator diesel adalah: kekuatan tinggi, parameter stabil listrik yang dihasilkan, konsumsi rendah solar(jauh lebih rendah dibandingkan konsumsi bensin pada generator gas) dan masa pakai yang lama. Perlu diperhatikan rendahnya bahaya kebakaran karena jenis bahan bakarnya. Keunggulan inilah yang menjadikannya paling cocok untuk penggunaan terus-menerus dalam kondisi di mana tidak ada jaringan listrik.
Kekurangannya antara lain biaya tinggi dibandingkan generator bensin, bobot besar, tingkat tinggi kebisingan, start manual yang lebih sulit, ketidakmampuan untuk memulai dalam cuaca dingin tanpa pemanasan awal, tidak dapat diterimanya pekerjaan dengan beban kurang dari 20-40%, perbaikan yang relatif rumit dan mahal. Meskipun, untuk yang terakhir, kelemahan ini mungkin diimbangi dengan keandalan dan daya tahan generator diesel. Tingkat kebisingan yang tinggi terjadi terutama saat idle. Saat beroperasi di bawah beban, kelemahan ini tidak terlalu terlihat.
Kombinasi kekurangan dan kelebihan mesin diesel menentukan ruang lingkup penerapannya - yaitu. kelayakan penggunaan yang tinggi sebagai sumber tegangan permanen dan lebih sedikit lagi - sebagai cadangan jika terjadi pemadaman listrik jangka pendek.
Jika genset diesel digunakan dalam jangka waktu yang lama sebagai sumber utama listrik, maka pada akhirnya berkat penghematan bahan bakar dapat menghemat uang pemiliknya meskipun harganya lebih mahal.
Jadi, dalam banyak kasus, generator diesel untuk tempat tinggal musim panas bukanlah suatu pilihan. Karena paling sering generator untuk tempat tinggal musim panas dibeli sebagai sumber cadangan listrik dan daya kecil, dan generator diesel paling efektif sebagai sumber energi yang konstan dan/atau kuat.
Generator gas
Menurut prinsip pengoperasian dan tampilannya (mungkin juga memiliki tangki bensin), generator gas tidak berbeda dengan generator bensin. Perbedaannya hanya pada gas yang digunakan sebagai bahan bakar mesin pembakaran dalam.Ada beberapa varietas generator gas: bekerja untuk gas cair(campuran propana dan butana, dilambangkan dengan singkatan LPG - Liquefied Petroleum Gas), metana (gas jaringan, NG - Gas Alam), gas cair dan jaringan (LPG/NG), generator bensin gas universal yang awalnya diadaptasi untuk beroperasi pada gas cair dan bensin.
Kelebihan dan kekurangan generator gas. Generator listrik berbahan bakar gas memiliki beberapa keunggulan dibandingkan generator berbahan bakar bensin dan solar.
Masa pakai generator listrik bertenaga gas lebih lama dibandingkan dengan generator bensin. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa pembakaran gas menghasilkan lebih sedikit zat yang menyebabkan keausan pada bagian-bagian mesin, dan lapisan oli tidak terhapus dari permukaan kerja silinder dan piston saat mesin dihidupkan.
Pengoperasian generator listrik gas mudah diotomatisasi karena karakteristik bahan bakarnya. Ketika generator terhubung ke jaringan gas, kebutuhan untuk mengisinya kembali hilang.
Kerugiannya termasuk potensi bahaya ledakan gas dan kebutuhan untuk menggunakan silinder (atau memiliki jaringan pasokan gas).
Saat menggunakan konten situs ini, Anda perlu memasang tautan aktif ke situs ini, terlihat oleh pengguna dan robot pencari.
Banyak pemilik cepat atau lambat mulai memikirkannya sumber alternatif energi. Kami mengusulkan untuk mempertimbangkan apa itu generator otonom bebas bahan bakar dari Tesla, Hendershot, Romanov, Tariel Kanapadze, Smith, Bedini, prinsip pengoperasian unit, sirkuitnya, dan cara membuat perangkat dengan tangan Anda sendiri.
TINJAUAN GENERATOR
Saat menggunakan generator tanpa bahan bakar, mesin pembakaran internal tidak diperlukan karena perangkat tidak perlu mengubah energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik untuk menghasilkan listrik. Perangkat elektromagnetik ini bekerja sedemikian rupa sehingga listrik yang dihasilkan oleh generator dialirkan kembali ke sistem melalui kumparan.
Foto – Generator Kapanadze
Generator listrik konvensional beroperasi berdasarkan:
1. Mesin pembakaran dalam, dengan piston dan ring, batang penghubung, busi, tangki bahan bakar, karburator, ... dan
2. Menggunakan motor amatir, kumparan, dioda, AVR, kapasitor, dll.
Mesin pembakaran internal pada generator bebas bahan bakar digantikan oleh perangkat elektromekanis yang mengambil daya dari generator dan menggunakannya untuk mengubahnya menjadi energi mekanik dengan efisiensi lebih dari 98%. Siklus itu berulang terus menerus. Jadi konsepnya di sini adalah mengganti mesin pembakaran dalam yang bergantung pada bahan bakar dengan perangkat elektromekanis.
Foto - Rangkaian generator
Energi mekanik akan digunakan untuk menggerakkan generator dan menghasilkan arus yang dihasilkan generator untuk menggerakkan perangkat elektromekanis. Generator tanpa bahan bakar yang digunakan untuk menggantikan mesin pembakaran dalam dirancang sedemikian rupa sehingga menggunakan lebih sedikit energi dari keluaran daya generator.
Video: generator bebas bahan bakar buatan sendiri
GENERATOR TESLA
Generator listrik linier Tesla adalah prototipe utama perangkat yang berfungsi. Patennya telah didaftarkan pada abad ke-19. Keuntungan utama perangkat ini adalah dapat dibuat bahkan di rumah sekalipun energi matahari. Pelat besi atau baja diisolasi dengan konduktor luar, setelah itu ditempatkan setinggi mungkin di udara. Kami menempatkan pelat kedua di pasir, tanah, atau permukaan dasar lainnya. Sebuah kawat dimulai dari pelat logam, pengikatannya dibuat dengan kapasitor di satu sisi pelat dan kabel kedua dipasang dari dasar pelat ke sisi lain kapasitor.
Foto – Generator bebas bahan bakar Tesla
Generator mekanis listrik energi bebas bebas bahan bakar buatan sendiri secara teori berfungsi penuh, tetapi untuk implementasi nyata dari rencana tersebut, lebih baik menggunakan model yang lebih umum, misalnya, penemu Adams, Sobolev, Alekseenko, Gromov, Donald, Kondrashov , Motovilov, Melnichenko dan lainnya. Anda dapat merakit perangkat yang berfungsi meskipun Anda mendesain ulang salah satu perangkat yang terdaftar; ini akan lebih murah daripada menghubungkan semuanya sendiri.
Selain energi surya, Anda bisa menggunakan turbin generator yang beroperasi tanpa bahan bakar dengan menggunakan energi air. Magnet sepenuhnya menutupi cakram logam yang berputar, dan flensa serta kabel bertenaga mandiri juga ditambahkan ke perangkat, yang secara signifikan mengurangi kerugian, menjadikan generator panas ini lebih efisien daripada tenaga surya. Karena osilasi asinkron yang tinggi, generator bebas bahan bakar kapas ini mengalami pusaran listrik, sehingga tidak dapat digunakan di mobil atau untuk menyalakan rumah, karena. impuls tersebut dapat membakar mesin.
Foto - Generator bebas bahan bakar Adams
Namun hukum hidrodinamik Faraday juga menyarankan penggunaan generator abadi sederhana. Cakram magnetiknya terbagi menjadi kurva spiral yang memancarkan energi dari pusat ke tepi luar, sehingga mengurangi resonansi.
Dalam tegangan tinggi ini sistem kelistrikan, jika terdapat dua lilitan yang berdampingan, arus listrik mengalir melalui kawat, arus yang melewati lilitan tersebut akan menimbulkan medan magnet yang akan terpancar melawan arus yang melewati lilitan kedua sehingga menimbulkan hambatan.
CARA MEMBUAT GENERATOR
Ada dua pilihan melakukan pekerjaan.
1. Generator bensin
Karakteristik rata-rata dasar generator gas-listrik
Keunggulan utama pembangkit listrik berbahan bakar bensin
Bagaimana memilih generator (pembangkit listrik)
Kekuatan yang dibutuhkan pembangkit listrik
Beban aktif
Beban Reaktif
Arus masuk yang tinggi
Mesin
Unit profesional dan rumah tangga
Tips memilih oli mesin untuk genset gas
2. Bagaimana cara kerja mesin (motor) mobil modern dan seperti apa?
Bagaimana semuanya dimulai
Mesin (motor) pada mobil saat ini
Turun dengan setengah silinder di mesin (motor)
Masa depan mesin mobil (motor) yang dekat
Penyetelan mesin
BMW: evolusi teknologi mesin sudah selesai
1. Generator bensin
Generator - sumber listrik Anda sendiri yang independen - bukan hanya tambahan yang diinginkan untuk peralatan rumah pribadi atau perusahaan terkemuka. Di negara kita, ini merupakan kebutuhan dan jaminan terhadap masalah keuangan dan produksi yang tidak perlu. Namun pada beberapa spesies aktivitas manusia, seperti operasi penambangan atau penyelamatan darurat, sumber listrik otonom sangatlah penting. Ciri Khas pembangkit listrik modern ekonomis, ukurannya kompak, beragam solusi konstruktif pengurangan kebisingan, hadirnya perangkat cerdas untuk memantau dan mengendalikan proses pembangkitan listrik, peralihan beban, sinkronisasi generator dengan jaringan dan satu sama lain. Ada banyak istilah untuk peralatan yang sama, yang dimaksud dengan istilah tersebut pembangkit tenaga listrik:
Pembangkit listrik portabel;
Pembangkit listrik portabel;
Pembangkit listrik berbahan bakar bensin;
Pembangkit listrik tenaga diesel;
Pembangkit listrik tenaga gas;
pembangkit bensin;
pembangkit listrik tenaga diesel;
Pembangkit listrik stasioner, industri, bergerak dan kontainer;
genset.
Mereka semua bersatu prinsip umum kerja - mengubah energi panas bahan bakar menjadi energi listrik. Efisiensi pembangkit listrik tersebut adalah 25-30%. Untuk meningkatkan efisiensi (atau untuk memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh pembangkit listrik), telah diciptakan MINI-CHP yang memanfaatkan panas untuk sistem pemanas. Secara umum semua pembangkit listrik dapat dibagi:
Berdasarkan tujuan - rumah tangga, profesional (hingga 15 kVA); -berdasarkan aplikasi– cadangan, utama:
Berdasarkan jenis bahan bakar - bensin, solar, gas (gas cair atau utama);
Secara desain - terbuka, dalam wadah penyerap suara, dalam wadah, dalam kung, dll.;
Berdasarkan jenis start - manual (untuk yang berukuran kecil), starter listrik atau otomatis;
Oleh pabrikan. Yang utama dan paling populer adalah pembangkit listrik tenaga bensin dan solar.
Pembangkit listrik tenaga bensin atau generator gas
Mesin pembakaran dalam (ICE) karburator dengan pembentukan campuran eksternal dan penyalaan bunga api digunakan sebagai penggerak mula. Sebagian energi yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar diubah menjadi kerja mekanis di mesin pembakaran internal, dan sisanya menjadi panas. Pekerjaan mekanis pada poros motor digunakan untuk menghasilkan listrik dengan generator arus listrik. Bahan bakar untuk generator gas adalah bensin beroktan tinggi. Penggunaan bahan aditif anti ketukan, campuran bensin dengan alkohol, dll. hanya dimungkinkan dengan persetujuan pabrikan. Komposisi spesifik dan karakteristik lain dari bahan bakar yang digunakan untuk mengoperasikan pembangkit listrik ditentukan oleh pabrikan mesin. Perlu diperhatikan bahwa generator bensin merupakan sumber listrik dengan daya yang relatif rendah. Sangat cocok jika Anda berencana menyediakan pasokan listrik cadangan, musiman, atau darurat ke fasilitas Anda. Unit seperti itu biasanya memiliki masa pakai dan daya yang lebih pendek dibandingkan dengan generator diesel, namun lebih nyaman dioperasikan karena bobot, dimensi, dan tingkat kebisingan yang lebih rendah selama pengoperasian. Pilihan untuk penggunaan dan pelaksanaan pembangkit listrik tenaga bensin: sebagai sumber cadangan pasokan listrik berdaya rendah dalam desain stasioner, sebagai satu-satunya sumber yang mungkin selama penyelamatan darurat dan pekerjaan perbaikan, pekerjaan yang dilakukan di lapangan dan di lokasi terpencil, untuk menyediakan listrik ke berbagai jenis benda bergerak dalam desain portabel atau bergerak.
Sederhananya, pembangkit listrik tenaga bensin - pilihan yang sempurna untuk pemilik usaha kecil (pom bensin, toko), pemilik rumah pedesaan, turis, kru konstruksi, perusahaan TV, dll.
SPBU otonom yang kompak dan andal, ekonomis, dan kebisingan rendah akan memecahkan masalah pasokan energi.
Karakteristik rata-rata dasar generator gas-listrik
Konsumsi spesifik bahan bakar, kg/kWh – 0,3-0,45
Konsumsi minyak spesifik, g/kWh – 0,4-0,45
Efisiensi% - 0,18-0,24
Kisaran daya unit bensin-listrik kW – 0,5-15,00
Tegangan, V – 240/400
Rentang mode operasi, % dari nilai. Kekuatan – 15-100
Tekanan gas yang dibutuhkan, kg/cm2 – 0,02-15
Sumber daya hingga perbaikan saat ini(tidak kurang), ribuan jam – 1,5-2,0 -Sumber daya hingga pemeriksaan(tidak kurang), seribu jam – 6.0-8.0
Biaya perbaikan, % biaya –5-20
Emisi berbahaya (CO),% 2,55
Tingkat kebisingan pada jarak 1 m (tidak lebih), dB 80.
Keunggulan utama pembangkit listrik berbahan bakar bensin
Biaya peralatan yang relatif rendah dibandingkan pembangkit listrik tenaga diesel dan gas;
Kekompakan dan indikator yang baik mengenai rasio berat peralatan dengan jumlah energi yang dihasilkan;
Memulai dengan mudah pada suhu rendah;
Tingkat kebisingan pembangkit listrik yang rendah;
Mudah digunakan.
Bagaimana memilih generator (pembangkit listrik)
Kami mempertimbangkan peralatan dengan daya keluaran terbatas hingga 15 kVA dan mesin konvensional (bensin atau solar). Dasar dari setiap pembangkit listrik mini (atau genset) adalah unit mesin-generator, yang terdiri dari mesin diesel atau bensin dan generator listrik.
Mesin dan generator dihubungkan langsung satu sama lain dan diperkuat melalui peredam kejut pada dasar baja. Mesin dilengkapi dengan sistem (start, stabilisasi kecepatan, bahan bakar, pelumasan, pendinginan, suplai udara dan pembuangan) yang menyediakan operasi yang andal pembangkit listrik. Menghidupkan mesin secara manual atau menggunakan starter elektrik atau autostart yang ditenagai starter aki 12 volt. Unit generator motor menggunakan generator brushless self-eksitasi sinkron atau asinkron. Pembangkit listrik juga dapat memiliki panel kontrol dan perangkat otomasi (atau unit otomasi), yang dengannya stasiun dikendalikan, dipantau, dan dilindungi dari situasi darurat. Prinsip pengoperasian pembangkit listrik mini yang paling disederhanakan adalah sebagai berikut: motor “mengubah” bahan bakar menjadi putaran porosnya, dan generator dengan rotor yang terhubung ke poros mesin, menurut hukum Faraday, mengubah putaran menjadi putaran bolak-balik. arus listrik. Sebenarnya tidak sesederhana itu. Seringkali situasi yang aneh, pada pandangan pertama, muncul ketika, misalnya, saat menghubungkan yang biasa pompa submersible ketik “Baby” dengan konsumsi daya yang dinyatakan 350-400 W untuk pembangkit listrik mini 2,0 kVA, pompa menolak bekerja. Kami akan mencoba memberikan rekomendasi singkat yang akan membantu Anda menavigasi dengan benar saat memilih stasiun.
Kekuatan yang dibutuhkan pembangkit listrik. Untuk mengatasi masalah ini, Anda harus terlebih dahulu menentukan perangkat yang ingin Anda sambungkan.
Beban aktif. Yang paling sederhana, seluruh energi yang dikonsumsi diubah menjadi panas (penerangan, kompor listrik, pemanas listrik, dll). Dalam hal ini, perhitungannya sederhana: untuk memberi daya pada mereka, unit dengan daya yang sama dengan daya totalnya sudah cukup.
Beban Reaktif. Semua beban lainnya. Mereka, pada gilirannya, dibagi menjadi induktif (kumparan, bor, gergaji, pompa, kompresor, lemari es, motor listrik, printer) dan kapasitif (kapasitor). Pada konsumen reaktif, sebagian energinya dihabiskan untuk pembentukan medan elektromagnetik. Ukuran bagian energi yang dikonsumsi disebut cos. Misalnya, jika 0,8, maka 20% energinya tidak diubah menjadi panas. Daya dibagi cos akan menghasilkan konsumsi daya “nyata”. Contoh: jika bor menyatakan 500 W dan cos=0,6, berarti alat tersebut benar-benar mengkonsumsi 500:0,6=833 W dari generator. Kita juga harus memperhatikan hal-hal berikut: setiap pembangkit listrik memiliki konsekuensinya masing-masing, yang harus diperhatikan. Misalnya sama dengan 0,8, maka untuk mengoperasikan bor tersebut di atas, pembangkit listrik memerlukan daya sebesar 833 W: 0,8 = 1041 VA. Karena alasan inilah maka keluaran daya yang benar oleh pembangkit listrik adalah VA (volt-ampere), dan bukan W (watt).
Arus masuk yang tinggi. Motor listrik apa pun pada saat dinyalakan mengkonsumsi energi beberapa kali lebih banyak daripada mode normal. Beban berlebih awal tidak melebihi sepersekian detik, jadi yang utama adalah pembangkit listrik dapat menahannya tanpa mati dan, terlebih lagi, tanpa mogok. Sangat penting untuk mengetahui beban berlebih awal yang dapat ditahan oleh unit tertentu. Karena arus masuk yang tinggi, perangkat yang paling “mengerikan” adalah perangkat yang tidak memiliki waktu idle. Pengoperasian mesin las dari sudut pandang pembangkit listrik mini tampak seperti korsleting biasa. Oleh karena itu, untuk memasok energi kepada mereka, disarankan untuk menggunakan genset khusus, atau setidaknya “memasak”. transformator las. Untuk pompa submersible, konsumsi pada saat start-up bisa melonjak 7-9 kali lipat.
