Электрогенераторная установка – ГОСТ Р 55760-2013 Установки электрогенераторные с приводом от двигателей внутреннего сгорания. Правила маркировки, упаковки, транспортирования и хранения, ГОСТ Р от 08 ноября 2013 года №55760-2013

Содержание

Выбор автономной электрогенераторной установки – Основные средства

И. Павлов, фото автора и компаний-производителей

Выбор дизеля, бензинового или газового двигателя

По типу двигателей внутреннего сгорания и виду используемого топлива ГУ делятся на дизельные, бензиновые и газовые (газогенераторы). Выбор типа зависит от требуемой мощности и назначения. Именно ресурс двигателя определяет срок «жизни» электростанции: среднее время наработки на отказ у блока электрогенератора всегда в несколько раз выше, чем у ДВС.

Дизельные. В общем, дизельные генераторы экономичны, надежны, долговечны, неприхотливы в эксплуатации. Дизельное топливо дешевле бензина и не требует особых условий хранения. Дизельные электростанции могут эксплуатироваться в самых жестких погодных условиях – при температуре воздуха от –50 до +50 °С. Однако дизельный двигатель несколько капризен в зимних условиях, требуется хорошее зимнее и летнее топливо, электростанции с дизельным двигателем в 1,5–2 раза дороже генераторов такой же мощности с бензиновым двигателем, без шумоизолирующего кожуха уровень шума от такого генератора намного выше, чем от бензинового.

Зато в эксплуатации ГУ с дизелем намного дешевле, что компенсирует разницу в цене и обеспечивает быструю окупаемость вложенных средств. Также дизельные электростанции за счет большего моторесурса могут работать значительно дольше, чем бензиновые. В силу этих обстоятельств дизельные электростанции рекомендуется применять как источники постоянного или аварийного электроснабжения на беспрерывном производстве. Современный дизельный генератор имеет небольшие размеры и возможность работы в шумопоглощающем корпусе. Дизельное топливо не обладает летучестью, как пары бензина или газ. Это обеспечивает дизелю определенную защиту от взрыва, что для дизельных электростанций, используемых при ликвидации различных аварий, особенно ценно. Даже значительная утечка дизельного топлива не создает опасности пожара.

ГУ комплектуются дизелями различных типов. В случае, если генератор не планируется интенсивно использовать в ежедневном режиме, следует выбирать станции с двигателем, работающим при 3000 об/мин с воздушным охлаждением. Они имеют небольшой ресурс – 2500–5000 моточасов (порядка 500 моточасов в год, но это вдвое больше, чем у бензиновых двигателей с воздушным охлаждением), высокий расход топлива и повышенный уровень шума. Такие ГУ рассчитаны только на непродолжительное время работы, и их рекомендуется использовать в качестве аварийного или резервного источника электроснабжения. Использование их в качестве основного источника электроэнергии не рекомендуется.

Дизельные двигатели с жидкостным охлаждением, работающие при 3000 об/мин, имеют ресурс 7000–10 000 моточасов. Рекомендуется использовать в качестве резервного источника энергоснабжения, при эксплуатации до 1000 моточасов в год или в качестве постоянного источника на период до 6–9 месяцев.

Для постоянного энерго­снабжения необходим низкооборотный дизель с частотой вращения 1500 об/мин. Стационарные тихоходные дизельные двигатели с жидкостным охлаждением, работающие при 1500 об/мин, имеют ресурс 15 000–40 000 моточасов. Их преимущества: низкий уровень шума и вибрации, оптимальный расход топлива. С другой стороны, они дороже высокооборотных мобильных дизельных генераторов и больше их по массе и габаритам. Рекомендуется использовать их для круглосуточной работы без ограничения наработки и в качестве резервного источника питания на длительное время (около 2 и 10 лет соответственно), особенно если на объекте эксплуатируются другие машины, работающие на дизтопливе и если необходимая мощность выше 10–12 кВА – ГУ такой мощности с бензиновыми двигателями практически не применяются.

При выборе дизельной ГУ следует учесть, что дизельному двигателю вредно работать на холостом ходу больше 30 минут и при малых нагрузках (менее 20% от номинальной мощности), это может привести к снижению моторесурса. Поэтому с целью снижения вредных последствий работы при неблагоприятных режимах необходимо предусмотреть в качестве профилактики через каждые 100 моточасов работу дизеля со 100%-ной нагрузкой, но не более двух часов. Дизель-генераторная установка должна работать в диапазоне от 35 до 75% от своей полной мощности. Также не рекомендуется допускать работу дизеля с перегрузкой. Характерными признаками перегрузки являются перегрев, сильная копоть, снижение мощности и перебои в подаче электроэнергии.

Дизельные генераторы малой мощности по сравнению с бензиновыми имеют в 2–3 раза больший ресурс. Но качество российского топлива и отечественные условия эксплуатации сильно сокращают ресурс дизеля до уровня бензинового двигателя. Поэтому при выборе генератора малой мощности можно рекомендовать бензиновый вариант, он дешевле, имеет более низкий уровень шума и менее требователен к качеству топлива, хорошо запускается в морозы.

Бензиновые. В линейку бензиновых генераторов входят агрегаты малой и средней мощности примерно от 0,5 до 15 кВ.А. Основные преимущества бензинового двигателя по сравнению с дизельным – это низкая цена, небольшая масса и невысокий уровень шума. Бензиновый генератор намного легче запускается в холодное время года. Но затраты на топливо у бензогенератора выше из-за более высокого расхода и стоимости топлива. Бензин также более пожароопасен, чем дизельное топливо.

Бензиновыми двухтактными двигателями воздушного охлаждения с алюминиевым блоком цилиндров оснащаются легкие, компактные и маломощные (до 1 кВт) генераторы. Их моторный ресурс составляет не более 500–1000 моточасов, длительность непрерывной ежедневной работы – не более 3 ч, поэтому они предназначены для бытового применения.

Двухтактными одноцилиндровыми бензиновыми двигателями мощностью до 3 кВА также оснащаются маломощные инверторные генераторы. Как отмечалось, такие двигатели отличаются малой наработкой на отказ и рассчитаны на непродолжительную непрерывную работу.

Модели мощностью около 5 кВт оснащаются высокооборотными двигателями (3000 об/ мин) с воздушным охлаждением и с чугунными гильзами цилиндров, ресурс которых составляет до 1000–2000 моточасов в зависимости от производителя и условий эксплуатации. Они также непригодны для круглосуточной работы. Через каждые 8–10 ч работы ГУ необходимо останавливать и проверять уровень масла. При интенсивном режиме работы следует менять масло каждые 50 моточасов работы. Подобные ГУ рекомендуются для кратковременного использования (до 100 моточасов в год) и резервирования сети – в общем, для бытового применения.

Бензиновые генераторы с 4-тактным одно- или двухцилиндровым двигателем воздушного охлаждения часто бывают в стационарном исполнении и применяются для продолжительной непрерывной работы, около 5–8 ч, затем генератор необходимо охладить до температуры окружающей среды и можно снова запускать на 5–8 ч. Они имеют жесткую конструкцию и моторный ресурс 2500–4000 моточасов. Конечно, ресурс двигателя сильно зависит от производителя и может отличаться на порядок. В мощных, на 9–15 кВ.А моделях применяются V-образные двухцилиндровые бензиновые двигатели, обладающие немного большим ресурсом. Подобные генераторы могут достигать довольно высоких мощностей и соответственно немалой массы, это необходимо учитывать, если генератор предполагается периодически перемещать на другие объекты.

Итак, можно заключить, что бензиновую ГУ следует выбирать в случае, когда требуется резервный или аварийный источник невысокой мощности, в основном для бытовых нужд. Учтите, что бензиновые генераторы могут непродолжительное время работать на холостом ходу, а остальное время нагрузка должна составлять не менее 20% от номинальной мощности. При длительном хранении (более 6 месяцев) свойства бензина ухудшаются, легкие фракции улетучиваются, и запустить двигатель на таком бензине будет сложно. Поэтому, если генератор не используется, бензин необходимо менять раз в 3–4 месяца.

Газовые электростанции могут оснащаться ДВС либо турбинами, работающими на газе. Газовые ГУ считаются очень надежными и более экономичными по сравнению с дизельными и бензиновыми. Моторесурс газовых генераторов составляет до 10 000 моточасов без кап­ремонта, что на 25–30% превышает показатели аналогичных дизельных и тем более бензиновых генераторов. Газ является наиболее безопасным топливом в экологическом и пожарном аспектах, очень стабилен и может храниться продолжительное время, вплоть до нескольких лет. Однако пуск газовых двигателей при низких температурах затруднен, и для облегчения пуска требуется применение специальных средств.

Газовые ГУ можно рекомендовать как источник резервного электропитания, а в случае, если есть возможность подключения к магистральному газоснабжению – в качестве основного на неопределенное время.

Система охлаждения – жидкостная или воздушная. Охлаждаемые воздухом двигатели имеют более высокий уровень шума, так как у них отсутствует жидкостная «рубашка охлаждения», несколько поглощающая шум. Теплонапряженность двигателей такого типа выше, однако считается, что они легче запускаются при низких температурах, так как предварительно не нужно прогревать ОЖ.

Как правило, жидкостной системой охлаждения оснащаются более мощные двигатели. Двигатели с жидкостным охлаждением имеют более широкий диапазон рабочих температур, так как их система охлаждения эффективнее. Дизельные станции с жидкостной системой охлаждения считаются одними из самых надежных и долговечных.

Запуск двигателя: ручной или электростартер. Ручной запуск – простейший вариант, для него необходимо с силой потянуть за шнур. Бензиновые генераторы до 4 кВт заводятся очень легко. Установки мощностью 5–10 кВт и дизельные генераторы выше 5 кВт вручную может завести только физически сильный человек.

Электрический запуск позволяет без усилий запустить генератор любой мощности. Но для этого необходима аккумуляторная батарея, которая устанавливается на генератор. Ряд агрегатов, оснащенных электростартером, допускают дистанционный запуск с помощью пульта, соединенного со станцией кабелем. В маломощных моделях электростартер может дублироваться ручным пуском с помощью шнура.

 

Длительность работы без дозаправки

Покупая генератор, рекомендуется сразу уточнить время его безостановочной работы. Мощные дизельные электростанции могут работать и круглосуточно, в то время как маломощным бензиновым и газовым нужны регулярные перерывы.

Данный параметр определяется, кроме прочего, объ­емом топливного бака и расходом топ­лива. При сравнении этих характеристик у разных моделей важно, чтобы они были приведены к «общему знаменателю». Дело в том, что расход на режимах полной 100%-ной мощности и на режимах частичных нагрузок, например 75 или 50%, у разных моделей ГУ может существенно различаться в зависимости от того, какие режимы у данного двигателя являются наиболее экономичными. Поэтому, сравнивая модели, нужно смотреть, для какого режима работы указан их расход топлива.

Увеличить продолжительность работы ГУ без дозаправки можно либо увеличивая объемы топливных емкостей, либо организуя автоматизированную подачу топлива и масла из емкостей-хранилищ. Для электростанций большой мощности обычной опцией является возможность работы от большой нештатной емкости с топливом. Можно обеспечить непрерывную работу электростанции в течение длительного времени: до 150–240 ч. Но установка такого оборудования будет стоить дорого, и необходимо просчитать его экономическую целесообразность.

Для автономных мобильных ГУ невозможно использовать оба вышеназванных способа. Поэтому обычная продолжительность их необслуживаемой работы составляет 4–8 ч.

Для резервных ГУ рекомендуемое время необслуживаемой работы – 24 ч. Это требование можно удовлетворить путем установки топливного бака соответствующей емкости, а для станций большой мощности обычно организуется автоматическая подача топлива в расходные емкости из внешней емкости-хранилища.

 

Исполнение установки: на шасси, прицепе, фундаменте, выбор места

Еще одна группа важных вопросов: где будет расположен генератор – в помещении (или в подвале) или на открытой площадке? Какое требуется исполнение ГУ: стационарная, передвижная, в шумозащитном кожухе, контейнерная (тоже бывают в различных вариантах) и т. д. Имеются ли ограничения оборудования по габаритам и массе? Каковы условия прокладки электрокабеля между генератором и силовым распределительным щитом?

Современные генераторы работают намного тише ранее выпускавшихся моделей. Считается, что самый громкий звук создают дизельные ГУ. При необходимости установка может быть заключена в шумозащитный кожух, который понижает уровень шума в среднем на 10 дБ. При установке на улице нужно обратить внимание на то, чтобы кожух был из морозостойких материалов. После установки кожуха шум воспринимается в два раза тише. В помещении возможна обшивка стен шумопоглощающими панелями. Контейнер может оборудоваться системами освещения, пожаротушения, сигнализации и т. п.

Где бы ни размещалась ГУ, следует предусмотреть надежную вентиляцию установки, поскольку ГУ является мощным источником тепла; защиту от воздействий окружающей среды, а также пыли, газов и т. д.; свободное пространство вокруг установки для эффективного охлаждения и доступа для обслуживания.

Если ГУ установлена на шасси прицепа, выясните все вопросы, связанные с оформлением этого транспортного средства в ГИБДД: номерной знак, регулярный техосмотр и проч.

Для стационарной ГУ выясните, выдержат ли перекрытия массу установки, уточните требования к фундаменту, например, «бетонная подушка толщиной не менее 150 мм, длиной и шириной не менее габаритных размеров рамы генератора, установка генератора на шпильки фундамента должна производиться строго горизонтально».

Если ГУ оснащена системой автоматического запуска, она должна располагаться либо в отап­ливаемом помещении, либо в контейнере (кожухе) с подогревом, так как при температурах ниже +5 °С надежность электронной аппаратуры значительно уменьшается.

Монтаж и подключение ГУ (особенно установки большой мощности) рекомендуется поручить специализированной организации, которая будет нести гарантийные обязательства по результатам работы.

 

Заключение

В заключение необходимо еще раз отметить, что выбор генераторной установки – проблема непростая. Специалисты предупреждают, что агрегаты любой марки имеют множество технических нюансов, которые не описаны в технической документации, и только практический опыт эксплуатации может их выявить. Поэтому всегда полезно посоветоваться перед покупкой со специалистом, эксплуатировавшим ГУ именно данной марки.

После того, как вы точно определили, какую генераторную установку хотите купить, учли все необходимые параметры устройства, изучили рынок и определились с ценой, не забудьте заранее подумать об обслуживании и внимательно проверяйте гарантийные документы при покупке.

Рекомендуем также перио­дически узнавать у местного дилера, что появляется нового и высокопроизводительного из оборудования на данном специфическом рынке. Производители в конкурентной борьбе постоянно совершенствуют продукцию и разрабатывают новинки. Некоторые сосредоточивают усилия на вопросах уменьшения эксплуатационных затрат, упрощения эксплуатации и повышения надежности, другие создают оригинальные узкоспециализированные решения. Поэтому рекомендуется быть постоянно в курсе новинок, чтобы не пропустить то, что поможет сделать вашу работу более экономичной и производительной.

Рекомендуется выяснить у местных дилеров, имеются ли общегосударственные или местные нормы и правила, которые нужно выполнять при использовании данной конкретной модели генератора.

os1.ru

Электрогенераторная установка

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение качества напряжения генератора и надежности. Электрогенераторная установка содержит газотурбинный двигатель 1, синхронный биротативный генератор 10 с вращающимися ротором 11 и статором 12, редуктор 13 с коническим дифференциалом 14 и повышающей зубчатой передачей 15 и регулирующую синхронную электрическую машину 17, подключенную к сети с постоянной частотой. При изменении частоты вращения газотурбинного двигателя частота напряжения биротативного генератора 10 остается неизменной, поскольку благодаря регулирующей синхронной машине 17, подсоединенной к статору 12 биратативного генератора через редуктор 13, сохраняется неизменной разность частот вращения ротора 11 и статора 12 биротативного генератора. Это приводит к повышению точности поддержания частоты выходного напряжения энергоустановки, к упрощению устройств регулирования, что в итоге повышает качество напряжения генератора и надежность энергоустановки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Qi (гд

О

6д (2i) 4683756/07; 4683758/07 (22) 25.04,89 (46) 15.07,91. Бюл. М 26 (72) А,А.Кохэн, В,В.Некрасов и M.Â,Ñîáèíà (53) 621.717(088.8) (56) Балагуров В,А, и др. Электроснабжение летательных аппаратов. M.; Машиностроение, 1975, с. 187, рис. 76.

Авторское свидетельство СССР

М 984929, кл. А 63 Н 21/20, 1982, Авторское свидетельство СССР

f4 1167108, кл. В 63 Н 21/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 491536, кл. В 63 Н 23/00, 1976. (54).ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения — повышение качества напряжения генератора и .надежности.

Электрогенераторная установка содержит газотурбинный двигатель 1, синхронный би,, Ы „„1663703 А1 ()5 Н 02 К 7/18, Н 02 P 9/48 ротативный генератор 10 с вращающимися ротором 11 и статором 12, редуктор 13 с коническим дифференциалом 14 и повышающей зубчатой передачей 15 и регулирующую синхронную электрическую машину 17, подключенную к сети с постоянной частотой. При изменении частоты вращения газотурбинного двигателя частота напряжения биротативного генератора 10 остается неизменной, поскольку благоДаря регулирующей синхронной машине 17, подсоединенной к статору 12 биротативного генератора через редуктор 13, сохраняет- ся неизменной разность частот вращения ротора 11 и статора 12 биротативного генератора. Это приводит к повышению точности поддержания частоты выходного напряжения энергоустановки, к упрощению устройств регулирования, что в итоге повышает качество напряжения генератора и надежность энергоустановки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1663703

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям электрических генераторов отбора мощности для полу ения переменного тока постоянной частоты.

Цель изобретения — повышение качества напряж ния генератора и надежности установки, На фиг.1 изображена общая схема электрогенераторной установки; на фиг.2 — схема установки с импульсной паровой турбиной.

Установка содержит газотурбинный двигатель 1, снабженный котлом-утилизатором 2, включающим силовую турбину 3, соединенную с гребным винтом 4 фиксированного шага через редуктор 5, и турбокомпрессор 6, состоящий из компрессора 7, камеры 8 сгорания и турбины 9.

Установка содержит также синхронный биротативный электрогенератор 10 с вращающимися ротором 11 и статором 12. Второй редуктор 13 содержит конический дифференциал 14 и зубчатую передачу 15. Редуктор 13 соединен валом 16 с регулирующей синхронной электрической машиной 17.

Дизель-генератор 18 состоит из дизеля

19 и электрогенератора 20. B состав установки входят электрощиты 21 и 22 носовой и кормовой электростанций, подключенные к генераторам 10, 17 и 20. Утилизационная паровая турбина 23 соединена валом с редуктором 5 и подключена паропроводом 24 к котлу-утилизатору 2, а на выходе турбина

23 сообщается с конденсатором 25. Зубчатая передача 15 содержит шестерни 26 и 27, соединенные валом 28. Ротор 11 биротативного электрогенератора 10 насажен на вал

29, соединенный на входе с турбокомпрессором 6, а на выходе — с шестерней 30 конического дифференциала 14. Статор 12 через вал 31 и шестерню 32 соединен зубчатым зацеплением с шестерней 26, Шестерня 33 конического дифференциала 14 насажена на вал 16 и соединена с регулирующей электрической машиной 17, Шестерни 30 и ЗЗ связаны с шестерней 34 водила 35, на котором закреплена шестерня 36, соединенная с шестерней 27.

Установка может быть снабжена соединенной с валом 28 импульсной паровой турбиной 37 (фиг.2), включающей турбины переднего 38 и заднего 39 хода, пар к которым подведен через управляемые запорные клапаны 40 и 41, связанные с регулятором

42 частоты и мощности биротативного элек-5

ЗО

45 трогенератора 10. На выходе турбина 37 сообщена с конденсатором 25.

Установка работает следующим образом.

При работающем газотурбинном двигателе 1 независимо от режима работы силовой турбины 3 с гребным винтом 4 турбокомпрессор 6, т.е. турбина 9 с компрессором 7, постоянно вращается в одном направлении с переменной частотой в зависимости от нагрузки газотурбинного двигателя 1, При этом вал 29 с ротором 11 биротативного электрогенератора 10 и шестерней 30 конического дифференциала 14 вращается с частотой турбокомпрессора 6, например no=12000 об/мин, при этом подключенная к сети синхронная регулирующая машина 17 вращается с постоянной частотой, например пд=1000 об/мин, в одном или противоположном вращению турбокомпрессора 6 направлении. По законам конического дифференциала 14 частота вращения водила 35 nas равна половине суммы частот neo и пзз шестерен 30 и 33. С учетом того, что neo=no, а пзз=пп, пзь=0,5(пв+п1т).

Передаточное отношение ускоряющей зубчатой передачи 15 равно I

Именно поэтому электрогенератор 10 не имеет кроме регулирующей электрической машины 17 других регулирующих сложных устройств. Мощности машины 1 и электрогенератора 10 определяются соотношением частот вращения их роторов, поэтому при

no=12000; 9000 Иту=(0,066; 0,1) N

Для повышения устойчивости и качества вырабатываемого тока биротативного электрогенератора 10 на переходных режимах, особенно при одновременном увеличении и уменьшении мощности газотурбинного двигателя 1 и биротативного электрогенератора 10, на вал 28 зубчатой передачи устанавливают импульсную реверсивную паровую турбину (фиг.2), В обычных условиях и при плавных изменениях нагрузки запорные клапаны 40 и 41 закрыты и турбины 38 и 39 вращаются в вакууме вхолостую совместно с валом 28 передачи

15, При резком увеличении мощности биро1663703 тативного электрогенератора. 10 и снижении мощности газотурбинного двигателя 1 на заданный промежуток времени открывают клапан 40 и подают пар на турбину 38 переднего хода, которая работает в режиме подкрутки. В обратном случае, когда снижается мощность биротативного электрогенератора 10 и увеличивается мощность газотурбинного двигателя 1, включают на определенный промежуток времени, например на 5-10 с, турбину 39 заднего хода, которая работает в тормозном режиме. Рабочие лопатки турбин 38 и 39 могут быть выполнены двухъярусными и установлены на одном общем диске. Кроме того, для обеспечения автономной работы биротативного электрогенератора 10 независимо от автономного дизель-генератора 18 в установке используют силовую паровую турбину 3, подключенную к котлу-утилизэтору

2. В ее качестве используют привод эксплуатируемого на судах паротурбогенератора требуемой мощности.

По сравнению с известной установкой за счет выполнения электрогенератора биротативным, использования регулирующей синхронной машины, подключенной к судовой электросети переменного тока постоянной частоты и дополнительной зубчатой передачи, соединенной с ротором биротативного электрогенератора 10 и с водилом дифференциала, обеспечивается постоянная разность частот вращения ротора и статора биротативного электрогенератора на всех режимах установки, т.е. обеспечивается постоянная частота вырабатываемого тока независимо от режима работы газотурбинного двигателя, при этом упрощается система регулирования электрогенератора 10, повышается надежность работы установки и качество вырабатываемого тока на всех режимах.

Формула изобретения

1. Электрогенераторная установка, содержащая газотурбин н ый двигател ь с кот5 лом-утипизатором и утилизационной паровой турбиной, синхронный генератор, соединенный с валом газотурбинного двигателя через дифференциальный механизм, регулирующую электрическую машину, свя10 занную с дифференциалом, зажимы дпя подключения генератора к сети переменного тока и зажимы для подключения регулирующей электрической машины, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения

15 качества напряжения генератора и надежности установки, она снабжена дополнительной повышающей зубчатой передачей, синхронный генератор выполнен биротативным с вращающимся ротором и стато20 ром, регулирующая электрическая машина — синхронной, предназначенной для подключения к сети постоянной частоты, а дифференциал выполнен коническим, соосные шестерни которого на входе и выходе сое25 динены соответственно с ротором генератора и регулирующей электрической машиной, при этом водило дифференциала соединено со статором биротативного генератора через дополнительную повышаю30 щую зубчатую передачу, при этом ротор генератора соединен непосредственно с валом газотурбинного двигателя.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю35 щ а я с я тем, что она снабжена импульсной паровой турбиной, установленной на валу дополнительной повышающей зубчатой передачи, регулирующим органом подачи пара котла-утилизатора, датчиком

40 частоты и мощности генератора, при этом импульсная паровая турбина подключена к котлу-утили затору, ре гул иру ющи и орга н подачи пара которого связан с датчиком частоты и мощности генератора.

1663703

Составитель В. Никаноров

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С. Шевкун

Редактор М. Петрова

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2271 Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

    

www.findpatent.ru

Электрогенераторы. Виды и устройство. Применение и как выбрать

Для питания электроприборов в случае отсутствия проложенной линии электропередач или при аварийном отключении напряжения используются электрогенераторы. Они представляют собой технические устройства, которые вырабатывают электричество, потребляя при этом бензин, дизельное топливо или газ.

Что такое электрогенератор и его конструкция

Прибор представляет собой устройство, состоящее из двигателя внутреннего сгорания, который обеспечивает раскручивание якоря небольшого электромотора, сделанного по принципу генератора. В результате постоянного поддержания высоких оборотов создается электрическое напряжение, снимаемое на специальные клеммы и выводимое на внешнюю розетку, используемою для подключения потребителей энергии.

Электрогенераторы могут быть рассчитаны на кратковременное включение и на постоянную работу. По этому критерию они делятся на резервные источники питания и постоянные. Резервные применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить питание приборов на короткий период, пока не будет возобновлено электроснабжение сети. Постоянные станции применяются, когда подключение к линии электропередач вообще отсутствует. В этом случае генератор является единственным источником энергии, поэтому работает непрерывно. В зависимости от предназначения оборудование генератора может оснащаться системой воздушного или водяного охлаждения. Воздушные обеспечивают эффективное снижение температуры корпуса устройства на несколько часов, а водяные не допускают перегрев вообще.

Стоит учитывать, что во время работы двигатель создает большой шум, что не всегда приемлемо. По этой причине электрогенераторы могут производиться не только в открытом, но и в шумопоглощающем корпусе, который значительно снижает уровень шума. Устройство с открытым корпусом представляет собой силовую раму, на которую устанавливается ДВС, топливный бак и генератор, при этом они являются открытыми, и все составляющие легко просматриваются. Устройство в шумопоглощающем корпусе имеет специальный защитный кожух, препятствующий распространению звука и вибрации.

Виды электрогенераторов

Электрические генераторы принято разделять на 3 вида в зависимости от используемого топлива для выработки энергии:

  • Бензиновые.
  • Дизельные.
  • Газовые.

Каждая разновидность имеет свои достоинства и недостатки, которые нужно оценить и выбирать подходящую модель уже отталкиваясь от задач, запланированных для генератора.

Бензиновый

Бензиновые станции работают на бензине, за что и получили свое название. Данная категория устройств является самой дешевой при покупке, но очень дорогой в обслуживании. Работающие на бензине генераторы имеют компактный корпус и сравнительно небольшой вес, что делает такие станции максимально мобильными. Зачастую их можно разместить в багажнике легкового автомобиля.

Благодаря дешевизне их преимущественно выбирают для использования в качестве аварийного источника питания. Включение на несколько часов 5-10 раз в год потребует не таких уж и больших затрат на покупку бензина, что на фоне низкой стоимости самой станции является очень выгодным решением. В тех случаях, когда генератор должен работать постоянно, бензиновый вариант совершенно неприемлем. Во-первых, потребуется ежедневно тратить большие суммы на заправку горючего, а во-вторых, моторесурс таких устройств сравнительно короткий.

Дизельный  

Дизельные электрогенераторы являются более экономичными в плане потребления топлива, но стоят значительно дороже, а также весят больше. Их моторесурс в 3-4 раза выше, чем у бензиновых аналогов. Дизельная станция может работать непрерывно по 10 и более часов на одной заправке. Такое оборудование редко выбирают для резервного питания частного дома в связи с дороговизной. Практическая экономия топлива при нескольких включениях в год будет незначительной и не покроет затраты на покупку генератора.

Дизельные станции выбирают в тех случаях, когда требуется постоянная выработка электричества. Это могут быть строительные объекты, которые еще не подключены к центральной сети электроснабжения, а также загородные участки и дачи, с такой же проблемой. Стоит отметить, что устройство на дизельном топливе являются более мощными и стойкими к поломкам, но очень шумными.

Газовый

Газовые генераторы еще называют двухтопливными, поскольку они оснащены гибридным двигателем, который может работать как на бензине, так и на баллонном газе. Такие устройства используют в качестве резервного источника энергии. Станция вырабатывает одинаковое количество электричества как на газе, так и на бензине. При питании гибридного двигателя из баллона существенно снижаются затраты на выработку энергии, поскольку стоимость газа намного ниже чем бензина. Стоит отметить, что двухтопливные станции довольно тяжелые и не такие компактные как бензиновые. Их моторесурс тоже не идет ни в какое сравнение с дизельными системами.

Однофазные или трехфазные

Электрогенераторы бывают однофазные и трехфазные. Первые используется для питания бытовых приборов, которые рассчитаны для работы от сети 220В и 50Гц. Они выбираются для установки в частные дома и офисы, где основная задача заключается в обеспечении работы бытовых приборов, таких как телевизор, холодильник, компьютер, водяной насос, фен, зарядка телефона, кондиционер и прочее. Также однофазные генераторы применяют строители при работе на объектах, поскольку именно от такой сети питаются шуруповерты, дрели, перфораторы, компрессоры и прочее оборудование.

Трехфазные электрогенераторы выдают 380 вольт. Для домашнего использования они применяются редко. Их применяют для питания промышленного оборудования. Такая станция позволит продолжить производство даже в том случае, если электроснабжение было остановлено. Особенность трехфазного генератора заключается в том, что на его корпусе имеется две розетки. Первая выдает одну фазу и обеспечивает питание обычных бытовых приборов на 220В, а вторая выводит 380В для промышленного оборудования.

Расчет мощности

Предлагаемые на рынке электрогенераторы имеют большой диапазон мощности от 0,6 и до 10 и выше кВт. Чем производительней станция, тем она дороже, шумнее и менее экономичная. По этим причинам следует подойти к выбору мощности генератора со всей серьезностью. Если мощности будет недостаточно, то при критической нагрузке устройство будет отключаться или просто выйдет из строя. В том случае, когда взять слишком высокий запас производительности, то устройство будет выдавать неоправданно большой поток, который не будет использоваться. В результате будет значительный расход горючего, что существенно увеличит себестоимость выработанной энергии.

Чтобы выбрать электрический генератор требуемых параметров следует провести расчет потребление энергии каждого прибора, который будет работать от него.

К примеру, требуется обеспечение одновременного питания:
  • Холодильника на 700 Вт.
  • Кондиционера на 1000 Вт.
  • Лампы на 23 Вт.
  • Компьютера на 50 Вт.

В результате подсчета можно определить, что для одновременного питания всех этих потребителей необходимо, чтобы генератор выдавал 1773 Вт. Кроме этого, нужно учитывать, что отдельные приборы в момент включения не доли секунды потребляют больше энергии, чем непосредственно в период нормальной работы. Данное явление называется коэффициент пускового тока. У холодильника и кондиционера он составляет 3,5. По этой причине в момент включения холодильник резко потребует 2450 Вт, а кондиционер 3500 Вт.

Таким образом, чтобы приборы с высоким коэффициентом пускового тока смогли работать, нужен генератор с мощностью не на 1773, а на 6023 Вт. К этому показателю нужно прибавить запас на 20%, который позволит исключить остановку и сгорание генератора при небольших скачках потребления, в случае включения дополнительной лампочки, утюга или фена. Фактически для таких потребителей нужна станция мощностью 7 кВт и более. Нужно отметить, что в указанном примере предложены приборы с очень высоким коэффициентом пускового тока. Если использовать более скромные потребители, которые не тянут много энергии при включении, то для частного дома, где электричество отключено на несколько часов, нужен только свет, телевизор и компьютер, поэтому даже генератор на 3 кВт справится с легкостью. Холодильник вполне постоит несколько часов выключенным.

Типы запуска
По типу запуска электрогенераторы делятся на 4 группы с:
  • Ручным стартером.
  • Электростартером.
  • Дистанционным запуском.
  • Системой ATS.

Генератор с ручным стартером имеет специальный шнурок, при вытягивании которого обеспечивается раскручивание коленвала, что и запускает двигатель. Это самые бюджетные устройства. Чтобы запустить такой генератор может понадобиться несколько раз дернуть за пусковой шнур, что требует некоторых усилий, особенно в холодную погоду. Завести двигатель ручным способом в мороз очень тяжело, особенно у мощного генератора с высокой компрессией мотора.

Генераторы с электростартером запускаются как и любой автомобиль. Достаточно просто вставить ключ и повернуть. Стартер работает от аккумулятора. Также бывают генераторы с дистанционным запуском. Они являются модификацией модели с электростартером, которые дополнительно оснащены пультом дистанционного управления. Пульт напоминает обычную автосигнализацию. Он позволяет провести включение не выходя из дома.

Электрогенераторы с системой ATS работают автоматически. Они оборудованы специальным прибором, который постоянно контролирует наличие в системе электричества. В случае его отключения проводится автоматический запуск станции, и питание электроприборов возобновляется. При включении электроснабжения генератор сам отключается. Это позволяет исключить перерасход топлива в те моменты, когда это уже не нужно.

Похожие темы:

 

tehpribory.ru

Техническое обслуживание электрогенераторных установок — Генераторы Inmesol

Чтобы обеспечить надежную работу электрогенераторных установок и продлить срок эксплуатации, необходимо осуществлять специфическое техническое обслуживание всех систем: двигателя, генератора переменного тока, емкости для топлива, аккумулятора и панели управления.

Техническое обслуживание следует проводить регулярно, а технический персонал должен иметь все необходимые инструменты, соответствующую подготовку и квалификацию, а также соблюдать требования по безопасности.

Кроме того, в зависимости от типа двигателя электрогенераторной установки — марки, модели, мощности, типа используемого топлива —, а также климатических условий применяется соответствующий протокол технического обслуживания.

Виды технического обслуживания

Для всех типов электрогенераторных установок — за исключением аварийных, для которых проводится специфическое обслуживание, — существует 3 вида технического обслуживания: эпизодическое, периодическое и экстренное.

Эпизодическое обслуживание

Это базовое техническое обслуживание, которое проводит непосредственно пользователь электрогенераторной установки; для этого необходимо периодически в течение нескольких минут запускать установку, следуя инструкциям производителя.

Периодическое и экстренное обслуживание

Периодическое обслуживание должен выполнять подготовленный технический персонал (компания Inmesol предоставляет своим клиентам необходимую подготовку), а экстренное обслуживание выполняется исключительно квалифицированным персоналом из Сети технического обслуживания Inmesol.

 Техническое обслуживание аварийных электрогенераторных установок

Поскольку, согласно своему назначению, электрогенераторные установки этого типа начинают работать только в случае сбоя в электроснабжении, необходимо один раз в год проводить замену следующий компонентов:

  • Масло
  • Масляный фильтр
  • Дизельный топливный фильтр
  • Дизельный префильтр (если имеется).

 

Техническое обслуживание двигателя

Так же как и в автомобилях, двигатели электрогенераторных установок состоят из камеры сгорания, поршней и различных дополнительных систем: системы охлаждения (радиаторы и вентиляторы), фильтрации (воздуха, масла и топлива) и электрической системы (ответственная за пуск и выключение оборудования).

Что касается системы фильтрации, как воздушные, топливные и масляные фильтры, так и само масло следует заменять по истечении определенного срока. Обычно это необходимо делать один раз в год, однако сроки могут отличаться, в зависимости от производителя и других факторов. Например, периодичность замены воздушного фильтра зависит от концентрации частиц пыли в воздухе, в котором находится электрогенераторная установка. В свою очередь, при техническом обслуживании топливного фильтра двигатель должен быть холодным, чтобы не допустить возгорания.

Что касается электрической системы, необходимо регулярно проверять уровень заряда аккумулятора, а также поддерживать необходимый уровень электролита, доливая дистиллированную воду, чтобы компенсировать неизбежное испарение. Чтобы проверить плотность кислотного раствора, применяется денсиметр.

Компания Inmesol предоставляет своим клиентам НАБОР для технического обслуживания, имеющего все гарантии марки INMESOL.

Техническое обслуживание других компонентов

Кроме всего вышеперечисленных, в любой электрогенераторной установке есть ряд других компонентов, которые также требуют профилактического обслуживания: 

  • Выхлопная система: проверка уровня шума и потока выхлопных газов.
  • Подвижные детали: проверка вентиляторов, приводных ремней и натяжителей. Подшипники генераторов переменного тока обычно не требуют технического обслуживания, однако подлежат замене каждые 25 000 часов эксплуатации.
  • Обмотка: в некоторых случаях рекомендуется измерять электрическое сопротивление корпуса оборудования, чтобы проверить наличие адекватного заземления.
  • Панель управления: проверка предохранителей и при необходимости чистка контактов.

 

Компания Inmesol использует двигатели разных марок Каждый производитель предоставляет подробное описание и характеристики своих моделей, а также приводит специфические рекомендации в Руководстве по эксплуатации и техническому обслуживанию, которыми должен руководствоваться технический персонал, в связи с чем следует обеспечить наличие необходимой документации при проведении технического обслуживания.

 

Ниже в качестве примера приводим сводную таблицу с информацией о сроках технического обслуживания отдельных компонентов электрогенераторных установок:

www.inmesolgenerator.ru

Представляем электрогенераторные установки Inmesol — новости Inmesol Gensets

Что такое электрогенераторная установка?

 

Электрогенераторная установка  — это устройство, имеющее дизельный двигатель внутреннего сгорания и преобразующее механическую энергию в электрическую с помощью генератора переменного тока. Другими словами, электрогенераторная установка — это устройство для выработки электрической энергии.

Важнейшим элементом электрогенераторной установки является электрический щит, состоящий из панели управления и защиты и служащий мозговым центром устройства, ответственным за управление его работой и предоставляющим информацию о состоянии двигателя, генератора, сети и нагрузке.

 

Типы электрогенераторных установок

 

Существует большое разнообразие электрогенераторных установок. Прежде всего, они отличаются мощностью производимой ими электроэнергии. В свою очередь установки могут быть открытыми или иметь шумоизоляцию. Электрогенераторные установки первого типа предназначены для использования в помещении, в то время как устройства второго типа спроектированы для работы под открытым небом.

Электрогенераторные установки с шумоизоляцией должны быть хорошо подготовлены для работы в неблагоприятных погодных условиях и обеспечивать максимальную звуковую изоляцию, чтобы избежать возникновения неприятного шума. Именно поэтому крайне важно, чтобы оболочка установки была прочной и надежной.

 

Корпуса Inmesol имеют выгодные преимущества

 

В течение 28 лет компания Inmesol работает над разработкой корпусов для электрогенераторных установок, отвечающих указанным требованиям, используя систему непрерывного производства, позволяющую производить механическую обработку листового металла (всегда высшего качества) с помощью станков с числовым программным управлением. Таким образом, мы получаем детали, точно соответствующие требованиям к размерам и форме, что позволяет осуществлять высокоточную сварку при помощи сварочного робота.

Все детали корпусов Inmesol окрашиваются отдельно, включая места их соединения между собой, чтобы предотвратить коррозию. Это осуществляется подобно аналогичным процессам в автомобильной отрасли. Все детали проходят тщательную чистку и последующую сушку, после чего перемещаются в порошковую покрасочную камеру, а затем в печь для полимеризации, завершающей фазы всего процесса.

 

Дизайн корпусов Inmesol предполагает использование минимального количества болтов на внешней поверхности. Эта характеристика в совокупности с закругленными краями обеспечивает высокую прочность изделий, допуская размещение электрогенераторных установок мощностью от 6 до 1000 кВА. В свою очередь, благодаря дизайну и использованию каменной ваты для звукоизоляции, корпуса Inmesol являются одними из самых бесшумных из имеющихся сегодня на рынке.

www.inmesolgenerator.ru

Электрогенераторные установки и вращающиеся электрические преобразователи

(I) ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

Термин «генераторные установки» относится к сочетанию электрического генератора и любого первичного двигателя, кроме электродвигателя (например, гидравлических турбин, паровых турбин, ветродвигателей, паровых двигателей с возвратно–поступательным движением поршня, двигателей внутреннего сгорания). Генераторные установки, представляющие собой генератор и первичный двигатель, которые смонтированы (или предназначены для монтажа) вместе как единый агрегат или на общем основании (см. общие положения к разделу XVI), включаются в данную товарную позицию при условии, что они поставляются вместе (даже если для удобства при транспортировке они упакованы отдельно).
Электрогенераторные установки для сварочного оборудования относятся к данной товарной позиции, когда они поставляются отдельно и без сварочных головок или сварочных приспособлений. Однако они не включаются в данную товарную позицию (товарная позиция 8515), когда они поставляются вместе со своими сварочными головками или сварочными приспособлениями.

(II) ВРАЩАЮЩИЕСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Представляют собой сочетание электрогенератора и первичного двигателя, который представляет собой электродвигатель, постоянно смонтированных на общем основании, хотя в некоторых случаях обе эти функции объединяются в одном агрегате, и некоторые обмотки являются общими. Применяются для преобразования характера тока (для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот) или для изменения определенных параметров, таких как напряжение, частота или фаза переменного тока (для преобразования, например, частоты 50 Гц в 200 Гц или для преобразования однофазного тока в трехфазный). Другой тип вращающегося преобразователя (иногда именуемого вращающимся трансформатором) применяется для преобразования постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения.

ЧАСТИ

При условии соблюдения общих положений, относящихся к классификации частей (см. общие положения к разделу XVI), части машин данной товарной позиции включаются в товарную позицию 8503.


8502Электрогенераторные установки и вращающиеся электрические преобразователи:
*-установки электрогенераторные с поршневым двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (дизелем или полудизелем):
850211—номинальной выходной мощностью не более 75 кВА:
8502112000—номинальной выходной мощностью не более 7,5 кВА
8502118000—номинальной выходной мощностью более 7,5 кВА, но не более 75 кВА
8502120000—номинальной выходной мощностью более 75 кВА, но не более 375 кВА
850213—номинальной выходной мощностью более 375 кВА:
8502132000—номинальной выходной мощностью более 375 кВА, но не более 750 кВА
8502134000—номинальной выходной мощностью более 750 кВА, но не более 2000 кВА
8502138000—номинальной выходной мощностью более 2000 кВА
850220-установки электрогенераторные с поршневым двигателем внутреннего сгорания с искровым зажиганием:
8502202000—номинальной выходной мощностью не более 7,5 кВА
8502204000—номинальной выходной мощностью более 7,5 кВА, но не более 375 кВА
8502206000—номинальной выходной мощностью более 375 кВА, но не более 750 кВА
8502208000—номинальной выходной мощностью более 750 кВА
*-электрогенераторные установки прочие:
8502310000—ветроэнергетические
850239—прочие:
8502392000—турбогенераторы
8502398000—прочие
8502400000-электрические вращающиеся преобразователи







8502


Электрогенераторные установки и вращающиеся электрические преобразователи


В дополнение к электрическим машинам, описанным в пояснениях к товарной позиции 8502, части (I) и (II), в данную товарную позицию включаются каскадные преобразователи, системы Варда – Леонарда и вращающиеся дефазирующие устройства.






8502 39 200 0


Турбогенераторы


Турбогенераторы приводятся в движение непосредственно газовой или паровой турбиной. Они имеют сплошной цилиндрический ротор с продольными желобами, в которых установлены индукционные обмотки. Ротор может представлять собой или единое изделие, или изделие, состоящее из нескольких целых частей.








Как правило, турбогенераторы охлаждаются воздухом, однако турбогенераторы большой мощности имеют водородное охлаждение.






poisnen.rastamoj.ru

Электрогенераторная установка для микрогэс

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в альтернативной энергетике в качестве электрической машины в микроГЭС, а также в пикоГЭС на реках с любой скоростью течения для получения переменного напряжения постоянной частоты и поддержания выходного напряжения генератора на заданном уровне при изменении скорости вращения ротора. Технический результат состоит в повышении эффективности. Электрогенераторная установка содержит вращающуюся турбину, коллекторную машину переменного тока, ротор которой связан с валом вращающейся турбины, и устройство автоматического регулирования магнитного потока, которое содержит симисторы для переключения отпаек обмотки возбуждения коллекторной машины, связанные с управляющим микроконтроллером. При переключении отпаек напряжение питания возбуждения подается на различное количество витков обмотки возбуждения, от чего изменяется величина создаваемого магнитного потока. Установка предназначена для работы параллельно с сетью переменного тока, от которой запитывается устройство автоматического регулирования магнитного потока и обмотка возбуждения 3 коллекторной машины. 1 ил.

 

Изобретение относится к альтернативной энергетике и предназначено для использования в качестве электрической машины в микроГЭС, а также в пикоГЭС на реках с любой скоростью течения для получения переменного напряжения постоянной частоты и поддержания выходного напряжения генератора на заданном уровне при изменении скорости вращения ротора.

Известен однофазный коллекторный двигатель, содержащий якорь, соединенный последовательно с обмоткой возбуждения и включенный в сеть через трансформатор с секционированной вторичной обмоткой (Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины: в 2-х ч. Ч. 2. Машины переменного тока: учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений / М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский. — Изд. 3-е, перераб. — Ленинград: Энергия, 1973 — С. 573, рис. 28-10).

Недостатками такого двигателя являются невозможность регулирования магнитного потока, создаваемого индуктором, колебания ЭДС в обмотке якоря, при изменении скорости вращения, и, следовательно, необходимость использования дополнительного трансформатора для стабилизации выходного напряжения.

Известна автономная водопогружная свободнопоточная электрогенераторная установка для микроГЭС, содержащая вращающуюся гидротурбину с механизмом регулирования угла поворота лопастей, электрогенератор, расположенный ниже уровня воды в герметичном корпусе, вал которого соединен с гидротурбиной через зубчатую передачу, и управляемую балластную нагрузку. Механизм регулирования угла поворота лопастей, предназначенный для регулировки скорости вращения вала гидротурбины, выполнен в виде автоматического привода с обеспечением возможности поворота лопастей гидротурбины относительно их продольных осей в свою очередь с приводом от потока (патент RU 62995, МПК F03B 13/10 (2006.01)).

Недостатками данной электрогенераторной установки являются повышенная трудоемкость ее изготовления вследствие сложности механизма регулирования угла поворота лопастей турбины и необходимости подключения к мощной балластной нагрузке; жесткие требования к скорости вращения вала гидротурбины, так как иначе электрогенератор не может вырабатывать электроэнергию нужной частоты.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является ветроэлектрическая генераторная установка, предназначенная для работы параллельно с сетью переменного тока, содержащая вращающуюся турбину, коллекторную машину переменного тока, ротор которой связан с валом вращающейся турбины, и устройство регулирования выходного напряжения, выполненное в виде механизма автоматического сдвига щеток коллекторной машины в зависимости от скорости ветра (авторское свидетельство СССР №72210, МПК6 H02K 27/00, Н02Р 9/42).

Недостатками описанной установки являются пониженная эффективность работы за счет сдвига щеток, снижающего суммарную ЭДС ветви якоря коллекторной машины, отсутствие возможности автоматического регулирования выходного напряжения и учета колебания напряжения сети, связанного с изменением нагрузки.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы установки и обеспечение автоматизации регулирования выходного напряжения.

Поставленная задача решается тем, что электрогенераторная установка для микроГЭС, предназначенная для работы параллельно с сетью переменного тока, содержащая вращающуюся турбину и коллекторную машину переменного тока, ротор которой связан с валом вращающейся турбины, согласно изобретению снабжена устройством автоматического регулирования магнитного потока, содержащим симисторы, предназначенные для переключения отпаек обмотки возбуждения коллекторной машины, связанные с управляющим микроконтроллером.

При изменении скорости вращения ротора пропорционально изменяется скорость движения обмоток в магнитном поле, и по закону электромагнитной индукции электродвижущая сила, наводимая в проводящем контуре, перемещающемся в магнитном поле, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Поэтому при уменьшении скорости вращения ротора необходимо увеличивать поток, создаваемый обмоткой возбуждения коллекторной машины, что приведет к возрастанию изменения скорости магнитного потока и увеличению ее выходного напряжения. Соответственно, при увеличении скорости вращения ротора поток возбуждения нужно уменьшить, для чего в электрогенераторную установку для микроГЭС введено устройство автоматического регулирования магнитного потока, которое изменяет количество витков обмотки возбуждения, тем самым изменяя магнитный поток машины.

В отличие от других типов генераторов переменного тока частота на выходе коллекторной машины переменного тока не зависит от скорости вращения ротора и равна частоте тока возбуждения. Таким образом, обеспечивается постоянство частоты и напряжения на выходе генератора микроГЭС, даже при отсутствии гидротехнических сооружений, предназначенных для стабилизации скорости водного потока и уровня воды.

Благодаря этому потенциально использование данной установки для универсальных микроГЭС и пикоГЭС, которые устанавливаются на реки с любой скоростью течения. Кроме того, изменение уровня воды в результате паводков, дождей или других факторов не влияет на частоту и напряжение получаемой электроэнергии.

Таким образом, повышение эффективности работы установки и обеспечение автоматизации регулирования выходного напряжения обусловлены тем, что частота напряжения на выходе коллекторной машины не зависит от скорости вращения ротора, но, в отличие от прототипа, регулирование выходного напряжения коллекторной машины переменного тока осуществляется автоматически изменением магнитного потока поля возбуждения машины при помощи введенного электронного устройства автоматического регулирования магнитного потока, которое содержит управляющий микроконтроллер и симисторы, переключающие отпайки витков обмотки возбуждения, изменяя ее индуктивность, подобно стабилизатору напряжения или однофазному коллекторному двигателю.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлена электрическая принципиальная схема устройства автоматического регулирования магнитного потока с восемью отпайками крайних витков обмотки возбуждения коллекторной машины переменного тока.

Кроме того, на чертеже дополнительно изображено следующее:

— ОВ — обмотка возбуждения;

— пунктирные линии — управляющие цепи микроконтроллера.

Электрогенераторная установка для микроГЭС содержит турбину, непосредственно вращаемую движущейся водой, коллекторную машину переменного тока, обеспечивающую постоянство частоты, ротор которой связан с валом вращающейся турбины (на чертеже не показаны), и устройство автоматического регулирования магнитного потока, изменяющее количество витков обмотки возбуждения, тем самым регулируя магнитный поток коллекторной машины.

Устройство автоматического регулирования магнитного потока содержит симисторы 1, предназначенные для переключения отпаек крайних витков 2 обмотки возбуждения 3 коллекторной машины, связанные с управляющим программируемым микроконтроллером 4. Каждая отпайка соединена с клеммой питания 5 через свой симистор. Устройство автоматического регулирования магнитного потока обеспечивает стабильность напряжения изменением амплитуды синусоидального магнитного потока коллекторной машины при помощи изменения числа витков обмотки возбуждения 3.

Электрогенераторная установка для микроГЭС предназначена для работы параллельно с сетью переменного тока, от которой запитывается устройство автоматического регулирования магнитного потока и обмотка возбуждения 3 коллекторной машины.

Так же, как и трансформаторе, при переключении отпаек напряжение питания возбуждения подается на различное количество витков 2 обмотки возбуждения, от чего изменяется величина создаваемого магнитного потока. Переключение отпаек производится при помощи симисторов 1, управляемых микроконтроллером 4, на который подаются сигналы от датчиков, измеряющих скорость вращения ротора и напряжения сети (на чертеже не показаны).

Электрогенераторная установка для микроГЭС работает следующим образом. При уменьшении скорости вращения ротора и уменьшении ЭДС на выходе управляющий программируемый микроконтроллер 4 подает на симисторы 1 сигнал к переключению от некоторой отпайки к следующей, соответствующей меньшему количеству витков в обмотке возбуждения 3, что приведет к увеличению магнитного потока машины. При этом ЭДС коллекторной машины увеличится, возвращаясь на номинальный уровень. И, наоборот, при увеличении скорости вращения ротора возрастает ЭДС, симистор текущей отпайки закрывается и открывается симистор отпайки, соответствующей большему числу витков обмотки возбуждения 3, магнитный поток уменьшается, напряжение на выходе коллекторной машины также уменьшается, и так далее, пока напряжение на выходе не достигнет необходимого уровня.

Чтобы не происходило размыкания цепи возбуждения машины, переключение отпаек происходит в момент прохождения синусоиды тока через ноль. При этом, если одновременно открыты два симистора, ток через короткозамкнутый виток, находящийся в переменном магнитном поле, будет минимальным, так как магнитный поток машины совпадает по фазе с током, создающим его.

Кроме того, предложенное устройство может использоваться для выработки электроэнергии из других источников, у которых скорость вращения вала генератора непостоянна, например, для ветроэлектрических установок.

Следовательно, применение данной электрогенераторной установка для микроГЭС позволяет обеспечить повышенную эффективность работы и автоматизацию регулирования выходного напряжения.

Электрогенераторная установка для микроГЭС, предназначенная для работы параллельно с сетью переменного тока, содержащая вращающуюся турбину и коллекторную машину переменного тока, ротор которой связан с валом вращающейся турбины, отличающаяся тем, что она снабжена устройством автоматического регулирования магнитного потока, содержащим симисторы, предназначенные для переключения отпаек обмотки возбуждения коллекторной машины, связанные с управляющим микроконтроллером.

www.findpatent.ru