Jak działa generator diesla？

Jak działa generator diesla?

Generatory diesla to niezawodne źródła prądu, które przekształcają energię chemiczną zmagazynowaną w oleju napędowym w energię elektryczną. Są szeroko stosowane w różnych zastosowaniach, od zapewniania zasilania rezerwowego w sytuacjach awaryjnych po zasilanie odległych lokalizacji, w których energia elektryczna z sieci jest niedostępna. Zrozumienie działania generatora diesla wymaga zbadania jego podstawowych elementów i procesów zachodzących w nich w celu wytworzenia energii elektrycznej.

Podstawowe elementy generatora diesla

Układ generatora diesla zazwyczaj składa się z dwóch głównych elementów: silnika (w szczególności silnika wysokoprężnego) i alternatora (lub generatora). Elementy te współpracują ze sobą, wytwarzając energię elektryczną.

1. Silnik wysokoprężny: Silnik wysokoprężny jest sercem układu generatora. Jest to silnik spalinowy spalający olej napędowy w celu wytworzenia energii mechanicznej w postaci ruchu obrotowego. Silniki wysokoprężne są znane ze swojej trwałości, niskiego zużycia paliwa i niskich wymagań konserwacyjnych.
2. Alternator: Alternator przekształca energię mechaniczną wytwarzaną przez silnik wysokoprężny w energię elektryczną. Dokonuje tego poprzez proces zwany indukcją elektromagnetyczną, podczas którego wirujące pola magnetyczne wytwarzają prąd elektryczny w zestawie cewek nawiniętych na żelazny rdzeń.

Zasada działania

Zasadę działania generatora diesla można podzielić na kilka etapów:

1. Wtrysk paliwa i spalanie: Silnik wysokoprężny działa na zasadzie zapłonu samoczynnego. Powietrze jest zasysane do cylindrów silnika przez zawory dolotowe i sprężane do bardzo wysokiego ciśnienia. W szczytowym momencie sprężania olej napędowy wtryskiwany jest do cylindrów pod wysokim ciśnieniem. Ciepło i ciśnienie powodują samozapłon paliwa, uwalniając energię w postaci rozprężających się gazów.
2. Ruch tłoka: Rozprężające się gazy popychają tłoki w dół, przekształcając energię spalania w energię mechaniczną. Tłoki są połączone z wałem korbowym za pomocą korbowodów, a ich ruch w dół powoduje obrót wału korbowego.
3. Mechaniczne przenoszenie energii: Obracający się wał korbowy jest połączony z wirnikiem alternatora (zwanym również twornikiem). Gdy wał korbowy się obraca, obraca wirnik wewnątrz alternatora, tworząc wirujące pole magnetyczne.
4. Indukcja elektromagnetyczna: wirujące pole magnetyczne oddziałuje ze stacjonarnymi cewkami stojana nawiniętymi wokół żelaznego rdzenia alternatora. Ta interakcja indukuje przemienny prąd elektryczny (AC) w cewkach, który jest następnie dostarczany do obciążenia elektrycznego lub przechowywany w akumulatorze do późniejszego wykorzystania.
5. Regulacja i kontrola: Napięcie wyjściowe i częstotliwość generatora są regulowane przez system sterowania, który może obejmować automatyczny regulator napięcia (AVR) i regulator. AVR utrzymuje napięcie wyjściowe na stałym poziomie, natomiast regulator reguluje dopływ paliwa do silnika, aby utrzymać stałą prędkość, a tym samym stałą częstotliwość wyjściową.
6. Chłodzenie i wydech: Silnik wysokoprężny wytwarza znaczną ilość ciepła podczas spalania. Układ chłodzenia, zwykle wykorzystujący wodę lub powietrze, jest niezbędny do utrzymania temperatury roboczej silnika w bezpiecznych granicach. Dodatkowo w procesie spalania powstają gazy spalinowe, które są wydalane przez układ wydechowy.