Устройство и принцип работы дизель-генератора

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

Конструкция дизель-генераторов

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

Основные агрегаты

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

• Двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе и служащий источником механической энергии, необходимой для вращения ротора генератора. Основное отличие от бензиновых ДВС заключается в воспламенении горючего не от системы зажигания, а за счет более высокого сжатия. Благодаря этому удалось повысить мощность ДВС и снизить расход топлива.

• Синхронный или асинхронный генератор электрического тока, соединенный с ДВС напрямую или через демпферную муфту. При вращении ротора этого агрегата происходит преобразование механической энергии в электрическую.

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

Вспомогательные системы и оборудование

В этой категории выделяют:

• Топливную систему, обеспечивающую хранение, очистку и подачу горючего в камеру сгорания ДВС.

• Система отвода продуктов сгорания, совмещенная с глушителями, снижающими уровень создаваемого установкой шума.

• Система охлаждения, позволяющая снизить температуру работающего двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от мощности ДГУ получило применение воздушное или жидкостное охлаждение.

• Панель управления и щитовые шкафы, обеспечивающие распределение электроэнергии, контроль за параметрами работы ДЭС, отображение информации о состоянии оборудования. В эту же категорию относят аппаратуру защиты, сигнализации, автоматизации.

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

• Система электрического пуска и зарядное устройство, поддерживающее АКБ в рабочем состоянии.

• Звукопоглощающий кожух, обеспечивающий дополнительное снижение уровня создаваемого при работе шума.

• АВР(автоматический ввод резерва), обеспечивающее переключение нагрузки с центрального источника энергоснабжения на генератор и обратно.

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

Принцип работы дизельных генераторов

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

• При сгорании топлива образующиеся газы создают избыточное давление на поршневую группу двигателя внутреннего сгорания.

• Движение поршней по цилиндрам создает крутящий момент на коленвале, за счет чего он начинает вращаться.

• Благодаря соединению вала с ротором электрогенератора начинается и его вращение.

• При перемещении обмотки ротора в магнитном полу статора происходит индуцирование ЭДС.

• Полученный электрический ток распределяется и передается потребителем.

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

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