Як працює дизель-генератор?

Як працює дизель-генератор?

Дизельні генератори є надійними джерелами енергії, які перетворюють хімічну енергію, що зберігається в дизельному паливі, в електричну. Вони широко використовуються в різних додатках, від забезпечення резервного живлення під час надзвичайних ситуацій до живлення віддалених місць, де електроенергія недоступна. Розуміння того, як працює дизельний генератор, передбачає вивчення його основних компонентів і процесів, які відбуваються в них для виробництва електроенергії.

Основні компоненти дизель-генератора

Система дизель-генератора зазвичай складається з двох основних компонентів: двигуна (зокрема, дизельного двигуна) і генератора (або генератора). Ці компоненти працюють у тандемі для виробництва електроенергії.

1. Дизельний двигун: дизельний двигун є серцем генераторної системи. Це двигун внутрішнього згоряння, який спалює дизельне паливо для отримання механічної енергії у вигляді обертового руху. Дизельні двигуни відомі своєю довговічністю, паливною ефективністю та низькими вимогами до обслуговування.
2. Генератор: генератор змінного струму перетворює механічну енергію, вироблену дизельним двигуном, в електричну. Це відбувається за допомогою процесу, який називається електромагнітною індукцією, коли обертові магнітні поля створюють електричний струм у наборі котушок, намотаних навколо залізного сердечника.

Принцип роботи

Принцип роботи дизель-генератора можна розділити на кілька етапів:

1. Вприскування палива та згоряння: дизельний двигун працює за принципом запалювання від стиснення. Повітря втягується в циліндри двигуна через впускні клапани і стискається до дуже високого тиску. На піку стиснення дизельне паливо впорскується в циліндри під високим тиском. Тепло і тиск спричиняють самовільне займання палива, вивільняючи енергію у вигляді газів, що розширюються.
2. Рух поршня: гази, що розширюються, штовхають поршні вниз, перетворюючи енергію згоряння в механічну. Поршні з’єднані з колінчастим валом за допомогою шатунів, і їх рух вниз обертає колінчастий вал.
3. Механічна передача енергії: колінчастий вал, що обертається, з’єднаний з ротором генератора змінного струму (також відомим як якорь). Коли колінчастий вал обертається, він повертає ротор всередині генератора, створюючи обертове магнітне поле.
4. Електромагнітна індукція: обертове магнітне поле взаємодіє з нерухомими котушками статора, намотаними навколо залізного сердечника генератора. Ця взаємодія індукує змінний електричний струм (AC) у котушках, який потім подається на електричне навантаження або зберігається в акумуляторі для подальшого використання.
5. Регулювання та контроль: вихідна напруга та частота генератора регулюються системою керування, яка може включати автоматичний регулятор напруги (AVR) та регулятор. AVR підтримує вихідну напругу на постійному рівні, тоді як регулятор регулює подачу палива в двигун для підтримки постійної швидкості та, таким чином, постійної вихідної частоти.
6. Охолодження та вихлоп: дизельний двигун виділяє значну кількість тепла під час згоряння. Система охолодження, як правило, з використанням води або повітря, необхідна для підтримки робочої температури двигуна в безпечних межах. Крім того, в процесі згоряння утворюються вихлопні гази, які викидаються через вихлопну систему.