Что такое силовой генератор и как он работает?

Силовые генераторы по сути являются небольшими электростанциями. Они позволяют своим владельцам вырабатывать электричество на территории их дома или предприятия для замены или дополнения энергоснабжения энергосети. Силовые генераторы и крупные тепловые электростанции работают по одному и тому же принципу — они сжигают топливо, чтобы создать движение (или механическую энергию) и преобразовать его в электрическую энергию. У генераторов есть два основных компонента: двигатель внутреннего сгорания и синхронный генератор.

Для работы двигателю генератора требуется топливо, так же, как и двигателю внутреннего сгорания автомобиля. Распространенными вариантами топлива являются дизель, природный газ, пропан, бензин и биотопливо. Посредством сжигания топлива в коленчатом вале создается вращательное движение следующим образом:

Воздух и топливо смешиваются и поджигаются внутри цилиндра. В результате горения происходит небольшой взрыв, который заставляет поршень цилиндра подниматься и опускаться. Поршень прикреплен к коленчатому валу, вследствие чего коленчатый вал начинает вращаться по мере движения поршня. Несколько поршней, двигающихся один за другим, создают плавное вращательное движение для коленчатого вала. В автомобили это движение используется для того, чтобы он начал двигаться. В генераторе оно используется для выработки электричества.


Каким образом генератор производит электричество?

Вращательное движение, создаваемое двигателем, распространяется и на второй основной компонент — синхронный генератор. Синхронный генератор преобразовывает одну форму энергии (кинетическую энергию вращательного движения) в электричество при помощи свойств электромагнитной индукции — физического феномена, в рамках которого переменные магнитные поля создают электрический ток. Синхронный генератор состоит из двух частей — статора и ротора. Статор — это корпус, состоящий из множества медных обмоток. По мере того, как ротор вращается внутри статора, также вращается и его магнитное поле. Вращающееся магнитное поле приводит в движение электроны в статоре, создавая таким образом электрический ток.


Компоненты силового генератора

Помимо двигателя и синхронного генератора, в силовом генераторе также имеются другие компоненты, которые обеспечивают его корректную работу. Топливная система позволяет обеспечить непрерывное снабжение двигателя генератора топливом. В менее крупных генераторах топливная система может просто состоять из топливного бака и топливного фильтра. Генератору также нужно подавать электричество с правильным напряжением, поэтому в нем используется стабилизатор напряжения для достижения и поддержания правильного напряжения. Детали генератора нагреваются во время его работы, поэтому для предотвращения перегревания ему необходима система охлаждения. В менее крупных генераторах зачастую используется система воздушного охлаждения, в то время, как более крупным генераторам необходимо водяное охлаждение. В генераторах также есть система выхлопных газов, которая избавляется от горячих выхлопных газов. В них также могут использоваться каталитические конвертеры, пылесборники или газоочистители для очистки выхлопной трубы. В более крупных генераторах, применяющихся в совместном производстве электрической и тепловой энергии, выхлопные газы могут использоваться, например, для нагревания воды в рамках схемы централизованного теплоснабжения. Это значит, что энергия топлива преобразовывается как в электрическую, так и в полезную тепловую энергию, что оптимизирует эффективность установки.

Кроме того, в большинстве случаев у генераторов есть система смазки, аккумулятор для зажигания, механизм для зарядки аккумулятора, панель управления для отслеживания положения различных датчиков и параметров установки, а также корпус, в котором находятся все компоненты установки.

+

Новое поколения систем питания.

Надежные источники энергии для вашей работы, дома и жизни. Найдите свой вариант использования среди сфер применения, для которых требуются надежные источники питания, начиная от больниц и центров обработки данных и заканчивая бурением и горнодобывающей промышленностью.

Подробнее
+

Поддерживайте свое душевное спокойствие

Благодаря домашнему генератору или переносному генератору Cummins вашей семье не придется сидеть в темноте. Ваш домашний или переносной генератор обеспечивает энергоснабжение без лишнего шума и автоматически включается при отключении электроэнергии.

Подробнее

Сравнение генераторов на дизельном топливе, пропане и природном газе

Генераторы могут работать на самых разных видах топлива, начиная от тяжелого топлива и заканчивая пропаном. Выбор топлива зависит от различных факторов: стоимость генератора, стоимость топлива, доступность топлива, аспекты хранения топлива, характер выбросов каждого вида топлива, а также ограничения по шуму. Генераторы могут быть предназначены для работы с широким рядом видов топлива, начиная от лигроина и заканчивая биотопливом, но некоторыми из наиболее широко используемых видов топлива являются дизель, пропан и природный газ.


Что такое дизельные генераторы и как они работают?

Как и в случае с автомобильными двигателями, двигатели генератора отличаются в зависимости от используемого топлива. Дизельные двигатели являются видом двигателей с воспламенением от сжатия. Такие двигатели поджигают топливо посредством его нагревания до температуры выше его температуры самовоспламенения. Относительна низкая температура самовоспламенения дизельного топлива, составляющая 410 °F, делает его идеальным вариантом для, как вы уже догадались, дизельных двигателей. Как правило, для запуска менее крупных дизельных двигателей электростартер толкает поршни двигателя, сжимая при этом воздух внутри цилиндров двигателя и повышая его температуру. Это называется запуском посредством проворота коленчатого вала. Когда температура внутри цилиндра достигает температуры самовоспламенения топлива, топливо впрыскивается в цилиндр и мгновенно воспламеняется. Это отталкивает поршень (при этом выпускной клапан открывается для выброса газа) и приводит в движение коленчатый вал. Тот же процесс происходит и с другими цилиндрами, в результате чего возникает вращательное движение, необходимое для выработки электричества и поддержания цикла воспламенения от сжатия в двигателе.

В то же время бензиновые двигатели впрыскивают воздух и топливо в свои цилиндры в одно и то же время, а для зажигания им необходима искра. Благодаря простоте своего механизма зажигания дизельные двигатели зачастую являются очень надежными и долговечными. Отсутствие свечей зажигания также устраняет излучение радиочастот, которые могут мешать работе чувствительного электронного оборудования. Дизельные двигатели также являются высокоэффективными, в том числе и при более низких нагрузках, благодаря своему высокому коэффициенту сжатия.

Знаете ли вы, что только автомобили с дизельными двигателями допускаются в американскую национальную зону радиомолчания? Американская национальная зона радиомолчания — это масштабная зона в штатах Виргиния и Западная Виргиния, в которой действует ограничение на радиоизлучение для предотвращения помех в работе расположенных там радиотелескопов. (В ней также запрещены мобильные телефоны, Wi-Fi и микроволновые печи).



Что такое пропановые генераторы и как они работают?

Пропан — это еще один превосходный вариант топлива для генераторов. Двигатели на пропане очень похожи на бензиновые двигатели тем, что оба этих варианта работают по принципу зажигания от искры. Пропановые двигатели впрыскивают смесь воздуха и топлива в цилиндры двигателя, после чего свеча зажигания поджигает эту смесь.

Пропан имеет несколько преимуществ, которые позволяют генераторам на пропане особенно хорошо подходить для работы в качестве резервных источников питания для жилых домов. Как бензин, так и дизель могут испортиться в течение нескольких лет, а если хранить канистру с одним из этих видов топлива в доме, она может начать выделять испарения. Бензин и дизель также можно пролить, а процесс их уборки может оказаться довольно сложным. В то же время пропан можно хранить на бессрочной основе и не волноваться о том, что он может разлиться. Важно отметить, что многие домовладельцы уже имеют в своей собственности пропановый цилиндр, что устраняет необходимость хранения дополнительной топливной канистры у них в доме.


Что такое генераторы на природном газе и как они работают?

Генераторы на природном газе очень схожи по своей работе с пропановыми генераторами. Оба этих вариант используют свечи зажигания и оба имеют экологически чистый характер выбросов. Использование природного газа зачастую целесообразно только в тех местах, где функционирует распределительная сеть природного газа, поскольку самостоятельное его хранения редко бывает возможным. Но это не всегда так в сельской местности.

Генераторы на природном газе хорошо подходят для коммерческих и промышленных сфер применения в местах с надежным снабжением природным газом. В Соединенных Штатах природный газ зачастую является недорогим и широкодоступным. Для сфер крупномасштабного применения, для которых требуется большой объем топлива, возможность отказаться от хранения топлива на территории предприятия является огромным преимуществом. Кроме того, поскольку сжигание природного газа является довольно экологически безопасным, экологические стандарты для генераторов на природном газе зачастую являются менее ограничительными, чем стандарты для генераторов на жидком топливе. В результате этого иногда их можно намного легче подстроить под ситуацию, чем дизельные или бензиновые генераторы.
 

spark_cycle_ignition.JPG


Сравнение резервных генераторов, генераторов основной мощности и генераторов бесперебойного питания

Одним из наиболее важных критериев при выборе генератора является цель его использования. Генераторы имеют разные классификации в зависимости от того, где и для чего они используются. Выбор подходящего для вашей деятельности генератора похож на выбор правильных аккумуляторных батарей для трейлера: один аккумулятор заводит двигатель трейлера, поэтому он должен высвобождать мощный поток электричества, в то время, как резервный аккумулятор, обеспечивающей энергию для освещения и холодильника, должен высвобождать небольшой объем электричества в течение более длительного периода времени.

О генераторах тоже можно рассуждать в подобном ключе — будет ли требоваться очень большой объем электричества на короткий период времени или сравнительно большой объем на более длительный период, или же генератор будет использоваться постоянно? Тремя основными категориями использования генераторов являются: использование в качестве резервного или первичного источника питания, а также использование для постоянной выработки электроэнергии.

Многие современные генераторы имеют модульную конструкцию, что обеспечивает возможность создания идеальной комбинации двигателя и синхронного генератора в соответствии со сферой применения.

Отдельный генератор можно использовать для разных сфер применения и получать разную номинальную мощность по паспорту в зависимости от сферы применения. Другими словами, один и тот же генератор может предоставлять 100 % от своей максимальной номинальной мощности при использовании в одной сфере применения (например, в экстренных ситуациях) но всего 70 % при постоянной эксплуатации.

Поднимите свой энергетический IQ (Energy IQ)

Профессионально Развивайте свои энергетические тренды и идеи, доставляемые на ваш почтовый ящик. Ознакомьтесь с энергетическими технологиями и тенденциями в области <а> Energy IQ Hub .

Что такое резервный генератор и как он работает?

Резервный генератор предназначен для энергоснабжения в случае перебоев в подаче электроэнергии на протяжении всего периода времени до восстановления основного источника энергоснабжения. Больницы, центры обработки данных, государственные учреждения, офисы и многие другие здания нуждаются в резервных генераторах для обеспечения беспрерывной работы критически важных ресурсов при возникновении такой ситуации. Кроме того, такие второстепенные ресурсы, как освещение и кондиционирование воздуха в отелях, также должны поддерживаться в случае отключения электроэнергии. Резервные генераторы должны запускаться в течение несколько секунд или минут, в зависимости от критичности их сферы применения. Они созданы для ограниченной эксплуатации и предназначены для быстрого и мощного запуска.


Что такое генератор основной мощности и как он работает?

Генераторы основной мощности предназначены для различного уровня нагрузки и неограниченной эксплуатации. Они используются в ситуациях, когда возникает необходимость в переменных объемах электричества. Примером этого могут быть ситуации, при которых на рабочей площадке полностью отсутствует электричество и необходимо, например, снабдить энергией работающий у причала козловой кран в порту, или предоставить дополнительный объем энергии для здания в период пиковой нагрузки. Для коммерческих и промышленных потребителей использование генераторов основной мощности в периоды пикового потребления может быть эффективным способом снижения или избавления от платы энергокомпании за потребляемую мощность электроэнергии. В некоторых случаях генераторы основной мощности могут позволить таким потребителям увеличить масштабы своей деятельности, избегая при этом дорогостоящего обновления своей инфраструктуры точек подключения к энергосети. Установки основной мощности не предназначены для эксплуатации на полную мощность в режиме 24/7. Они созданы для удовлетворения меняющихся потребностей в разное время суток.


Что такое генератор бесперебойного питания и как он работает?

Генераторы бесперебойного питания — это надежные установки, предназначенные для обеспечения бесперебойного энергоснабжения. Генераторы бесперебойного питания необходимы для тех мест, где отсутствует надежная энергосеть. Это, например, горнодобывающие работы в отдаленной от цивилизации местности или корабли.

Существуют различия в конструкциях генераторов, предназначенных для разных сфер применения. Например, генераторы основной мощности и генераторы бесперебойного питания имеют более крупные системы охлаждения и зачастую работают при меньшей скорости оборотов для увеличения их срока службы, в то время, как резервные генераторы нуждаются в более высокой скорости для быстрого запуска.


Сравнение между домашними, коммерческими и промышленными генераторами

Как работает генератор для дома?

Генераторы для дома являются менее крупными, чем коммерческие и промышленные генераторы, но имеют такой же принцип работы и такие же компоненты. Лучшим способом установки домашнего генератора является его подключение к главному электрораспределительному щиту вашего дома, что позволит ему при необходимости снабжать энергией электрические цепи во всем доме. Это возможно благодаря устройству под названием передаточный ключ. Передаточный ключ предотвращает переход электричества от генератора к линиям электропередач, что защищает работников коммунальных предприятий от удара током из-за чьего-то домашнего генератора во время работы над подвесными линиями электропередач.

В большей части домов генераторы используются в качестве резервного источника питания. В случае перебоев в энергоснабжении генератор обнаруживает потерю электричества и запускается автоматически, обычно в течение нескольких секунд.

Портативные генераторы являются уменьшенными версиями домашних генераторов. Они оснащены двигателем размером примерно в половину двигателя газонокосилки. На рынке доступно множество портативных генераторов весом 50 фунтов и меньше. Их портативность делает их хорошим вариантом для турпоходов, пикников и строительных проектов.

Современные портативные генераторы оснащены стандартными электрическими розетками и USB-разъемами для зарядки. Некоторые из них даже оснащены технологией Bluetooth и имеют приложение, которое позволяет пользователям отслеживать состояние генератора через смартфон. Другие модели оснащены встроенными аккумуляторами, которые обеспечивают энергоснабжение на протяжении определенного промежутка времени без необходимости в запуске двигателя. Портативные генераторы нельзя использовать внутри помещения, транспортного средства или палатки, потому что они могут вырабатывать смертельно опасный углекислый газ.


Домашний генератор какого размера подойдет для меня?

Даже небольшого генератора обычно хватает для энергоснабжения всех осветительных приборов, электронных устройств и небольшой бытовой техники в доме. Чтобы продолжать пользоваться такой энергоемкой бытовой техникой, как электрические кухонные плиты и плинтусные обогреватели, возможно понадобится более крупный генератор. Размер домашнего генератора может зависеть от того, как много электричества вы потребляете. Вы можете воспользоваться нашим калькулятором размеров генераторов, чтобы определиться со своими потребностями.

+

Калькулятор размеров коммерческих генераторов

Power Suite™ — это наше ведущее в отрасли решение для определения размеров продуктов, выработки спецификаций и хранения технической информации в целях консультации специализирующихся инженеров, подрядчиков, архитекторов и клиентов.

Войти сейчас
+

Калькулятор размеров домашних генераторов

Во время чрезвычайной ситуации у вас вряд ли найдется время разобраться, какая мощность необходима вашему дому. Мы создали этот калькулятор размеров генераторов, чтобы помочь вам определиться со своими потребностями и решить, что именно вы будете снабжать электричеством во время отключения электроэнергии.

Рассчитать сейчас

Как работают коммерческие генераторы?

Коммерческие генераторы работают так же, как описано выше, и могут использовать разные виды топлива. Распространенными вариантами их применения в коммерческих сферах является обеспечение резервного питания в сфере здравоохранения и в секторе центров обработки данных. Больницы нуждаются в надежной выработке резервного питания, поскольку любые перебои в энергоснабжении могут привести к потере жизни людей, ведь системы жизнеобеспечения и операционные нуждаются в бесперебойном энергоснабжении. Центры обработки данных также нуждаются в беспрерывном энергоснабжении, поскольку отключение электроэнергии может подвергнуть угрозе важные государственные и коммерческие данные. Существует множество других коммерческих секторов, представители которых выбирают генераторы в качестве резервного источника энергии. Сюда входят отели, школы, коммерческие офисные здания и др.

Генераторы также используются для обеспечения бесперебойного энергоснабжения для коммерческих и промышленных целей. Например, в схемах совместного производства электрической и тепловой энергии. Использовать генераторы имеет смысл в тех случаях, когда крупные здания или комплексы построек нуждаются как в отоплении, так и в электричестве. Причиной этому является тот факт, что при преобразовании энергии топлива в электричество внутри генератора или даже на электростанции примерно половина этой энергии преобразуется в тепло и теряется. Вместо того, чтобы тратить это тепло зря, схемы совместного производства электрической и тепловой энергии используют его для обогрева здания, наряду с производством электричества.


Коммерческий генератор какого размера подойдет для меня?

Размер генератора зависит от сферы применения, а также от гарантии соответствия номинальной мощности требованиям сфер применения в качестве резервного или первичного источника питания, либо же источника бесперебойного питания. Вы можете использовать наше ведущее в отрасли решение PowerSuite, чтобы определиться со своими потребностями в выработке электроэнергии.


Как работают промышленные генераторы?

Промышленные генераторы работают так же, как описано выше, но зачастую являются более износостойкими, что позволяет им использоваться в тяжелых условиях. Например, генераторы, использующиеся в горнодобывающих работах, могут находится в очень пыльной среде, поэтому им необходимо иметь более мощные компоненты для фильтрования воздуха и топлива. Генераторы, используемые на химических объектах и в нефтехимических комплексах, могут работать в коррозионной или взрывоопасной среде, в результате чего им необходимо иметь соответствующие защитные характеристики. Кроме того, к промышленным генераторам могут выдвигаться более строгие требования по надежности. Например, отсутствие энергоснабжения на объектах, на которых происходит бурение нефтяных и газовых скважин, может привести к десяткам, а может и сотням долларов убытков. В горнодобывающей промышленности потеря энергоснабжения может означать отключение вентиляции в шахте, что может поставить под угрозу жизни шахтеров. Промышленные генераторы необходимо настраивать для совмещения необходимого объема энергии (для резервного, основного и бесперебойного питания), что позволит обеспечить безопасность и эффективность деятельности. Существует огромная разница между генератором, снабжающим энергией офисное здание на Среднем Западе США, и генератором, помогающим отопить здание в ледяной пустыне Канады.

Энергокомпании также могут использовать генераторы для снабжения энергосистемы электричеством. Благодаря их высокой гибкости и возможности быстрого запуска генераторы идеально сочетаются с ресурсами для выработки солнечной и ветряной энергии в рамках энергосети. Например, при появлении облаков, которые закрывают собой солнце, генераторы могут быстро запуститься и продолжить энергоснабжение приемников электроэнергии, раннее снабжавшихся посредством солнечных панелей. Генераторы также идеально подходят для энергоснабжения энергосетей на островах, где они все чаще и чаще начинают совмещаться с ресурсами для выработки солнечной и ветряной энергии, а также с ресурсами для хранения энергии.

Иногда различия между коммерческими, промышленными и коммунальными сферами применения становятся менее ясными. На некоторых военных базах, например, генераторы являются гарантией беспрерывного энергоснабжения в случае потери внешнего энергоснабжения, но в обычное время они также направляют электроэнергию в энергосеть, фактически выступая в качестве электростанций для общего пользования. Некоторые центры обработки данных поступают схожим путем, используя свои резервные генераторы в качестве небольших электростанций для энергоснабжения местной энергосети в то время, когда центр обработки данных в них не нуждается.


Промышленный генератор какого размера мне подойдет?

Каждому свое. Правильный размер зависит от вида сферы применения, а также от необходимого объема электричества. Вы можете использовать наше ведущее в отрасли решение PowerSuite, чтобы определиться со своими потребностями в выработке электроэнергии.

Перенаправление на
cummins.com

Информация, которую вы ищете, находится в
cummins.com

Мы запускаем этот сайт.

Спасибо!