Приветствую Вас Гость • Регистрация • Вход
Четверг, 8.12.2016


Электрогенераторы, передвижные электростанции, электродвигатели

 

       В различных аппаратах, машинах, агрегатах ценится такое качество, как мобильность. А как же быть в том случае, если что-то мобильное работает на электричестве, а вблизи нет источника электроэнергии? К примеру, как обеспечить нормальный быт нефтяникам в тундре, пограничникам на удалённой заставе в горах, егерю на дальнем кордоне? А если вся деятельность компании, производства или офиса с оргтехникой зависит от электричества, а с ним случаются частые перебои? В таких ситуациях выручит генератор (с лат. "производитель"), который и выработает его.

 

Принцип действия генератора

 

Есть полюса у магнита "+" и "-", такие же "+" и "-" есть у электрического тока. Но если соединить полюса магнита металлическим проводником, ток в нём не появится. А вот если этот проводник отсоединить от магнита, изогнуть прямоугольной рамкой и крутнуть вдоль оси, перпендикулярной силовым линиям магнита, электроток появится. Откуда? Перед этим свободные электроны металлического проводника просто располагались вдоль силовых магнитных линий, теперь они тоже стремятся к этому, но проводник перемещается, и потому свободные электроны целенаправленно движутся. А что такое по определению электрический ток, как ни направленное движение электронов?

 Вот на этом и основан принцип работы генератора: двигатель внутреннего сгорания работает ― его поршень через кривошипно-шатунный механизм вращает вал ― на валу расположено несколько таких контуров ― они вращаются между полюсами магнита. Вырабатывается электрический ток, и чем больше будет контуров-проводников и скорость их вращения или сила магнита, тем этот ток будет сильнее. Далее понятно: генераторы рационально использовать в местах с отсутствием централизованного электроснабжения или там, где нужда в электроснабжении временная.

Таким образом, генератор ― это автономное устройство, которое преобразовывает в электрическую энергию энергию сжигаемого топлива, то есть тепловую энергию переводит в электрическую.

 

Классификация генераторов

Места использования генераторов, их мощность, способ использования самые разнообразны, потому существует много видов генераторов. Они могут подразделяться по:

  • - способу запуска (вручную или стартером от аккумулятора). Но лучше, когда комбинируются оба способа, в этом случае хотя бы один, да сработает;
  • - топливу (бензиновые, дизельные, газовые). Наиболее часто используются дизель-генераторы;
  • - особенностям конструкции корпуса (открытые, закрытые и контейнерные). Первые намного легче, зато вторым не грозят влага и грязь, третьи ― автономны;
  • - возможности транспортировки (стационарные и передвижные);
  • - функциональности (простые, инверторные, сварочные). Первые просто вырабатывают ток, вторые производят ток с заданными точными характеристиками, третьи специализированы под монтажные работы.

 

Передвижные электростанции

Так уж повелось, что, используя сравнительно небольшие по мощности механизмы для выработки электроэнергии (особенно если они применяются локально), мы называем их генераторами. Мощные же генераторы или их комплекс обычно называют электростанциями. Правда, станциями также называют маломощные бытовые электростанции.

Передвижные электростанции изначально предназначены для автономного электроснабжения тех мест, где поблизости нет ни ТЭС, ГЭС или АЭС, ни даже линий электропередач. Перемещать их можно разными средствами и способами, а именно:

  • - установленными на тракторный или автомобильный прицеп с применением тягачей;
  • - своим ходом, если электростанции установлены на автомобильные шасси грузовика или тягача (скорость перемещения до 90 км/час);
  • - агрегированными с тракторным шасси (скорость до 35км/час);
  • - установленными на сани-волокуши или сани-лыжи. 

 

Конструкции передвижных электростанций

Мобильные эти электростанции отличаются не только способом передвижения, но и типом исполнения конструкции. Это диктуется особенностями эксплуатации и необходимостью их защиты от воздействия окружающей среды. Основные типы конструкций следующие:

  • - станции, помещённые в КУНГ. Это чаще всего станции, устанавливаемые на прицепы, сани и волокуши. КУНГ ― это попросту кузов-фургон (расшифровка "кузов унифицированный нормального габарита"), служащий для размещения и перевозки разного оборудования, не исключая силового электрического. Системы вентиляции, отопления, освещения и стены, теплоизолированные пенопластом, дают возможность использовать электростанции в КУНГах при температурах от -50°С до +50°С;

  • - капотированные. Эти станции "спрятаны" под капотом. Капот имеет нужное количество боковых дверец, необходимых для осмотра и ремонта станции без разборки капота. Дверцы имеют резиновые уплотнители для непопадания внутрь осадков. Жалюзи на передней стенке капота предохраняют систему охлаждения от механического воздействия. Помимо защиты от воздействия окружающей среды и механического воздействия, капот уменьшает шумовое загрязнение;

  • - контейнерные. Передвижные электростанции, установленные в контейнерах, имеют неоспоримые достоинства. Они готовы к работе уже через пару-тройку часов после доставки к месту назначения, достаточно лишь правильно собрать соединения с потребителем энергии. Они всепогодны, так как не испытывают атмосферного воздействия, по этой же причине долговечны. Их удобно перевозить, они не нарушают экологию и имеют очень низкий уровень шума;

  • - станции-энергомодули. Если попробовать представить их себе приблизительно, то нарисуйте себе картину из нескольких соединённых между собой контейнеров, установленных как в ряд, так и друг на друга. Все отдельные модули всегда готовы к монтажу, так как всё внутри них уже собрано, остаётся только соединить модули, а также увязать этот комплекс с местной инфраструктурой (вода, канализация, вентиляция, отопление и т.п.). Чем больше модулей, тем больше мощность электростанции.

 

Газовые электростанции

Обычно при разговоре о передвижных электростанциях на слуху дизель-генераторные установки, реже ― карбюраторные, то есть работающие на бензине. А ведь есть ещё генераторы, работающие на газе. Чему отдать предпочтение? Бензин и соляр несколько дороже газа, зато КПД таких станций несколько выше, особенно при использовании ещё и тепловой энергии, получаемой от сгорания топлива (от 45% до 85% соответственно). Газ дешевле, но и КПД меньше (в районе 40%). Причём газовые электростанции делятся на два вида: газопоршневые и газотурбинные.

Газопоршневой генератор работает по принципу двигателей внутреннего сгорания, собственно, он им и является. Продукты сгорания газа двигают поршень, который, в свою очередь, через кривошипно-шатунный механизм вращает вал ротора генератора. Его КПД может быть даже несколько выше 40%.


Принцип работы газотурбинного генератора несколько иной: воздух через компрессор под давлением загоняется в камеру сгорания, впрыскивается топливо, воздушно-газовая смесь сжигается. Далее горячие продукты сгорания газа поступает на лопасти турбины, она проворачивается, вращая вал генератора. Если отработанные газы выбрасываются в атмосферу, то КПД этих станций не превышает 38%, если газы утилизируются в теплообменнике для дальнейшего использования, то есть нагрева теплоносителя в радиаторах отопления, то КПД увеличивается.


Стоит упомянуть о том, что для работы газотурбинной установки нужно давление 6-10 атм., в то время как для поршневой достаточно 4 атм. Но если и КПД поршневых выше, и нет необходимости в дополнительных компрессорах для создания необходимого давления, зачем используются газотурбинные электростанции? Газопоршневые электростанции подводит экология: при выгорании моторного масла образуются значительные вредные выбросы в атмосферу.

 

Двигатели

Облегчить труд ― всегда было мечтой довольно ленивого по натуре homo sapiens. Начало положили водяное колесо и парус, продолжили паровые двигатели. В наши дни основные виды двигателей ― двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели. И если первые создают массу экологических проблем, то электродвигатели при соблюдении правил техники безопасности экологически безвредны.

Самая главная их классификация:

  • - электродвигатели постоянного тока
  • - электродвигатели переменного тока.

Что ещё важно знать и помнить: электродвигатели, работающие на переменном токе не могут дать более 3000 об/мин. Если нужно больше, следует применять редукторы с более высоким передаточным числом.

Электродвигатели обратимы. Что это означает? По устройству они почти тождественны генераторам. По этой причине они способны не только электрическую энергию преобразовывать в механическую (режим двигателя), но и, если позволяют редукторы или другие передаточные механизмы, механическую энергию превращать в электрическую (режим генератора).

 

Строительные машины и механизмы, работающие на электричестве, постепенно вытесняют своих собратьев, использующих другие виды энергии. Основные причины кроются в экономичности и простоте передачи, экологичности, лёгкому распределению электроэнергии среди потребителей, даже имеющих разную мощность. Помимо этого важным фактором является и универсальность использования: лёгкая возможность превращать электрическую энергию в механическую или тепловую, в электромагнитные колебания, в тепловое и световое излучение и многое-многое другое…   

загрузка...