Простой бензиновый генератор из доступных деталей своими руками

Содержание

Устройство бензогенератора

Бензогенератор представляет собой довольно сложное техническое устройство, одним из основных рабочих узлов которого считается двигатель.

Как уже было сказано ранее, в конструкции могут использоваться два вида мотора — 2-тактный и 4-тактный.

Дополнительно к двигателю, агрегат комплектуется дополнительными системами подачи топлива, смазки, а также системой подавления шума. Естественно, что в конструкции присутствует выхлопная труба, т.к. устройство работает на бензине.

Бензиновые генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Агрегаты, относящиеся к первому типу, считаются более усовершенствованными, поэтому могут переносить более сильные скачки напряжения. Асинхронные системы используются в дешевых моделях, поэтому их конструкция более простая, чем у синхронных.

На видео рассказ про асинхронные

В системе также присутствуют контрольно-измерительные приборы, осуществляющие регулировку основных рабочих узлов. Данная функция крайне важна для стабильной работы всего бензогенератора в целом.

Представленная ниже схема наглядно демонстрирует весь агрегат, а также основные его рабочие узлы и степень их влияния на систему в целом. Стоит заметить, что узлы соединены между собой крепежными элементами, а также целостной рамной конструкцией.

Чем асинхронный генератор хуже синхронного?

Насколько хорош будет самодельный генератор из асинхронного двигателя? Чем он будет отличаться от синхронного генератора? Для ответа на эти вопросы кратко напомним принцип работы синхронного генератора. Через контактные кольца к обмотке ротора подводится постоянный ток, величина которого регулируется. Вращающееся поле ротора создает в обмотке статора ЭДС. Для получения требуемой величины напряжения генерации автоматическая система регулировки возбуждения изменит ток в роторе. Поскольку за напряжением на выходе генератора следит автоматика, то в результате непрерывного процесса регулирования напряжение всегда остается неизменным и не зависит от величины тока нагрузки. Для запуска и работы синхронных генераторов используются независимые источники питания (аккумуляторные батареи). Поэтому начало его работы не зависит ни от появления тока нагрузки на выходе, ни от достижения требуемой скорости вращения. От скорости вращения зависит только частота выходного напряжения. Но даже при получении тока возбуждения от генераторного напряжения все сказанное выше остается справедливым. Синхронный генератор имеет еще одну особенность: он способен генерировать не только активную, но и реактивную мощность

Это очень важно при питании потребляющих ее электродвигателей, трансформаторов и прочих агрегатов. Недостаток реактивной мощности в сети приводит к росту потерь на нагрев проводников, обмоток электрических машин, снижении величины напряжения у потребителей относительно генерируемой величины

Для возбуждения же асинхронного генератора используется остаточная намагниченность его ротора, что само по себе является величиной случайной. Регулирование параметров, влияющих на величину его выходного напряжения, в процессе работы не представляется возможным.

К тому же асинхронный генератор не вырабатывает, а потребляет реактивную мощность. Она необходима ему для создания тока возбуждения в роторе. Вспомним про конденсаторное возбуждение: за счет подключения батареи конденсаторов при запуске создается реактивная мощность, требуемая генератору для начала работы. В результате напряжение на выходе асинхронного генератора не стабильно и изменяется в зависимости от характера нагрузки. При подключении к нему большого числа потребителей реактивной мощности обмотка статора может перегреваться, что скажется на сроке службы ее изоляции. Поэтому применение асинхронного генератора ограничено. Он может работать в условиях, близким к «парниковым»: никаких перегрузок, пусковых токов нагрузки, мощных потребителей реактива. И при этом электроприемники, подключенные к нему, не должны быть критичными к изменению величины и частоты напряжения питания. Идеальным местом для применения асинхронного генератора являются системы альтернативной энергетики, работающие от энергии воды или ветра. В этих устройствах генератор не снабжает потребителя напрямую, а заряжает аккумуляторную батарею. От нее уже, через преобразователь постоянного тока в переменный, питается нагрузка. Поэтому, если нужно собрать ветряк или небольшую гидроэлектростанцию, лучшим выходом из положения является именно асинхронный генератор. Здесь работает его главное и единственное достоинство – простота конструкции. Отсутствие колец на роторе и щеточного аппарата приводит к тому, что в процессе эксплуатации его не нужно постоянно обслуживать: чистить кольца, менять щетки, удалять графитовую пыль от них. Ведь, чтобы сделать ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками, вал генератора напрямую нужно соединить с лопастями ветряка. Значит – конструкция будет находиться на большой высоте. Снимать ее оттуда хлопотно.

Чем они хороши?

Используются бензогенераторы при аварийных отключениях в качестве замены источника тока. Выручают владельцев дач, строительных участков, где еще не подведена энергия, обеспечивают достойный быт геологам, егерям, оленеводам, буровикам – всем, кто вынужден работать в труднодоступных районах. Хороший помощник домашним мастерам на даче или в гараже. Дают возможность заменить ручной труд на механизированный даже там, где недоступно использование электроэнергии. Через генератор подключают освещение, электрические приборы и инструменты, бытовую технику.

При подключении приборов обращайте внимание на допустимый вольтаж – если генератор рассчитан на 127 Вольт, то приборы, изготовленные под напряжение 220 Вольт, не смогут работать с заявленной мощностью. Время бесперебойной работы бензогенератора зависит от мощности устройства, объема топливного бака, величины нагрузки

Есть модели, способные обеспечить работу под нагрузкой до полутора тысячи часов

Время бесперебойной работы бензогенератора зависит от мощности устройства, объема топливного бака, величины нагрузки. Есть модели, способные обеспечить работу под нагрузкой до полутора тысячи часов.

Область применения

Наиболее часто встречается применение генераторных установок с короткозамкнутым ротором. Они недорогие, практически не нуждаются в обслуживании. Устройства, оборудованные пусковыми конденсаторами, обладают приличными показателями КПД.

Асинхронные альтернаторы часто используют в качестве автономного или резервного источника питания. С ними работают переносные бензиновые генераторы, их используют для мощных мобильных и стационарных дизельных генераторов.

Альтернаторы с трёхфазной обмоткой уверенно запускают трехфазный электродвигатель, поэтому часто используются в промышленных энергоустановках. Они также могут питать оборудование в однофазных сетях. Двухфазный режим позволяет экономить топливо ДВС, так как незадействованные обмотки находятся в режиме холостого хода.

Сфера применения довольно обширная:

транспортная промышленность;
сельское хозяйство;
бытовая сфера;
медицинские учреждения;

Асинхронные альтернаторы удобны для сооружения локальных ветровых и гидравлических электростанций.

Необходимые элементы для бензогенератора

Необходимые элементы также не станут в копеечку, в качестве главного элемента – бензинового сердца генератора – можно использовать практически любой старый бензиновый двигатель. Известны случаи, когда умельцы собирали бензогенератор своими руками на основе двигателя от «Запорожца». И такая установка оказывается вполне жизнеспособной, поэтому не нужно бояться экспериментировать, можно просто придерживаться определенных рекомендаций.

Основные элементы бензинового генератора:

бензиновый двигатель;
генератор;
инвертор для преобразования напряжения.

Двигатель, как мы уже сказали выше, можно использовать практически любой из доступных. Чаще всего используются двигатели от бензопил, потому что они вполне доступные (можно взять даже бывший в употреблении). Абсолютно не важна марка бензопилы, это может быть как Husquarna, так и «Дружба».

Генератор тоже может быть практически любым, выбор достаточно широкий. Лучше всего использовать автомобильный генератор, выдающий 12 или 24 В. Потенциала такого генератора будет более чем достаточно. Конечно, можно усложнить себе жизнь и перебрать кучу других вариантов, а для тех же, кто хочет просто собрать бензогенератор свои ми руками без лишних трудностей, автомобильный генератор будет идеальным решением.

С двигателем и генератором мы определились. Теперь нужно позаботиться о преобразовании напряжения. Для этого можно взять обычный источник бесперебойного питания, используемый для оргтехники. Имеющийся в их конструкции аккумулятор будет дополнительно накапливать энергию, поэтому можно будет давать бензогенератору отдохнуть, что продлит его работоспособность.

Видео:

Другие конструкции электрогенератора

Бензиновый вариант не является единственным. Заставить вращаться вал электродвигателя можно разными способами. К примеру, с помощью ветряка или водяного насоса. Не самые простые конструкции, но именно они позволяют отойти от потребления энергоносителя в виде бензина.

К примеру, собрать гидрогенератор своими руками тоже несложно. Если возле дома протекает речка, ее воду можно использовать в качестве силы для вращения вала. Для этого в ее русло устанавливается колесо со множеством емкостей. С помощью этой конструкции можно создать поток воды, который будет вращать турбину, прикрепленную к валу электродвигателя. И чем больше объем каждой емкости, чем чаще они установлены (увеличивается количество), тем большей мощности водяной поток. По сути, это своеобразный регулятор напряжения генератора.

С ветровыми генераторами все немного по-другому, потому что ветровые нагрузки не являются величинами постоянными. Вращение ветряка, которое передается валу электрического мотора, необходимо регулировать, подстраивая под необходимую величину частоты вращения вала электродвигателя. Поэтому в этой конструкции регулятор напряжения — это обычный механический редуктор. Но здесь, как говорится, палка о двух концах. Если ветер снижает порывы, необходим повышающий редуктор, если, наоборот, увеличивает, нужен снижающий. В этом и заключается сложность сооружения ветрового электрогенератора тока.

Преимущества бензогенератора

Бензогенераторы широко востребованы в качестве мобильных источников электроэнергии благодаря несомненным достоинствам:

Бензиновые генераторы

небольшие размеры установки делают возможным использование ее на небольших площадях;
низкие весовые параметры позволяют легко перемещать генератор без подсобных механизмов;
благодаря простой конструкции можно изготовить агрегат самостоятельно;
при необходимости все узлы или детали легко заменяются;
оборудование отличается хорошей производительностью;
бензиновые генераторы гораздо дешевле, чем дизельные или газопоршневые.

Как сделать бензогенератор, имея готовую силовую установку?

Ответ лежит на поверхности – подключить генератор к бензиновому мотору. Где его взять? Любой электромотор, при правильной организации системы возбуждения обмоток, становится генератором.

Генератор постоянного тока

Он получает крутящий момент от двигателя вашей машины, и вырабатывает напряжение постоянного тока 14 вольт. Ничего не надо изобретать. Достаточно посмотреть мощностные характеристики, и подобрать небольшой двигатель из перечисленных выше.

Главное условие – исправный регулятор напряжения и желательно «живые» обмотки. Впрочем, если вам достался сгоревший экземпляр – не беда. Как снять якорь с электроустановки бензогенератора, знает любой радиолюбитель.

Перемотать обмотку можно за один вечер. В принципе, если вы самостоятельно сможете собрать мини электростанцию, можно садиться писать книгу: «Неисправности бензогенератора и способы их устранения». Это крайне полезный опыт.

Поломка источника электроэнергии в чистом поле – это проблема. А знакомый с устройством «Кулибин», сможет восстановить работу без вызова мастера. Единственный недостаток, правда, существенный – напряжение 12-14 вольт. Освещение, зарядка мобильных устройств, подключение музыки и компьютера – без проблем. Но для дома необходимо 220 вольт. Выручит преобразователь напряжения, например, от старого бесперебойника.

Двигатель переменного тока

Тут ситуация сложнее (правда и дешевле, нет необходимости искать преобразователь). Любой электромотор можно сделать генератором, подключив его к приводу. Есть нюансы. Для возбуждения обмоток в режиме генератора, необходима конденсаторная схема (см. рисунок) и точный подбор оборотов. Если вы дочитали до этого места – нет смысла объяснять, как из 3-х фазного источника 380В получить одну фазу 220В. Это тема отдельной статьи.

Для измерения оборотов потребуется тахометр. Вы подключаете мотор к сети, и замеряете скорость вращения. Добавляете к полученным оборотам 5%-10%, и получаете оптимальную скорость вращения вала для возбуждения обмоток генератора.

Самодельный бензогенератор на 220 вольт из движка от ГАЗ 21 и генератора переменного тока на 15 кВт – видео

Как рассчитать характеристики генератора по мощности двигателя и емкости конденсаторов

Для создания нормальных условий работы электрической машины необходимо соблюсти равенство ее номинального напряжения и мощности в режимах генератора и электродвигателя.

С этой целью подбирают емкость конденсаторов с учетом вырабатываемой ими реактивной мощности Q при различных нагрузках. Ее величину рассчитывают по выражению:

Q=2π∙f∙C∙U2

Из этой формулы, зная мощность двигателя, для обеспечения полной нагрузки можно рассчитать емкость батареи конденсаторов:

С=Q/2π∙f∙U2

Однако, следует учесть режим работы генератора. На холостом ходу конденсаторы станут излишне нагружать обмотки и нагревать их. Это приводит к большим потерям энергии, перегреву конструкции.

Для устранения подобного явления конденсаторы подключают ступенчато, определяя их количество в зависимости от приложенной нагрузки. Чтобы упростить подбор конденсаторов для запуска асинхронного двигателя в режиме генератора, создана специальная таблица.

Мощность генератора (кВА)	Режим полной нагрузки	Режим холостого хода
cos φ=0.8	cos φ=1	Q (кВАр)	С (мкф)
Q (кВАр)	С (мкф)	Q (кВАр)	С (мкф)
15	15,5	342	7,8	172	5,44	120
10	11,1	245	5,9	130	4,18	92
7	8,25	182	4,44	98	3,36	74
5	6,25	138	3,4	75	2,72	60
3,5	4,53	100	2,54	56	2,04	45
2	2,72	60	1,63	36	1,27	28

Для использования в составе емкостной батареи хорошо подходят пусковые конденсаторы серии K78-17 и им подобные с рабочим напряжением от 400 вольт и больше. Вполне допустимо заменить их металлобумажными аналогами с соответствующими номиналами. Собирать их придется параллельным подключением.

Использовать модели электролитических конденсаторов для работы в цепях асинхронного самодельного генератора не стоит. Они предназначены для цепей постоянного тока, а при прохождении синусоиды, меняющейся по направлению, быстро выходят из строя.

Существует специальная схема их подключения для подобных целей, когда каждая полуволна направляется диодами на свою сборку. Но она довольно сложная.

Принцип действия прибора

В устройство бензогенератора положен принцип поэтапного превращения разных видов энергии:

тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую;
вращение коленчатого вала преобразуется в электрическую энергию;
образующийся переменный ток можно преобразовать в постоянный с помощью выпрямителя напряжения.

Получение электроэнергии происходит следующим образом:

Принцип работы инверторного бензогенератора

после запуска установки бензин из топливного бака поступает к двигателю, попутно проходя через очищающий фильтр;
с помощью топливного насоса он закачивается в карбюратор, откуда вместе с кислородом запускается в цилиндр двигателя;
при сгорании бензина образуются газы, при расширении которых выполняется механическая работа по вращению коленчатого вала;
передача вращательного момента ротору запускает процесс преобразования механической энергии в электрическую;
вращение ротора создает электромагнитное поле, на полюсах которого образуется разность потенциалов;
с помощью блока электромодуляции устанавливается необходимое напряжение и частота 50 Гц.

Электрические схемы подключения

На практике используются все распространенные способы соединения обмоток статора асинхронного двигателя. Выбирая одну из них создают различные условия для работы оборудования и вырабатывают напряжение определённых значений.

Схемы звезды

Схема асинхронного генератора с подключением конденсаторов к двум обмоткам

Этот вариант довольно популярен. Он позволяет питать от двух обмоток три группы потребителей:

две напряжением 220 вольт;
одну — 380.

Рабочий и пусковой конденсаторы подключаются в схему отдельными выключателями. На основе этой же схемы можно создать самодельный генератор с подключением конденсаторов к одной обмотке асинхронного двигателя.

Схема треугольника

При сборке обмоток статора по схеме звезды генератор будет выдавать трехфазное напряжение 380 вольт. Если осуществить их переключение на треугольник, то — 220.

Приведенные выше на картинках три схемы являются базовыми, но не единственными. На их основе могут создаваться другие способы подключения.

Другие конструкции электрогенератора

Схема ветрогенератора

Общие советы для всех видов самодельного генератора

Конструктивное исполнение

Автономное устройство электростанции должно в полной мере обеспечивать требования безопасной эксплуатации работающего оборудования и выполняться единым модулем, включающим навесной электрощит с приборами:

измерения — вольтметром до 500 вольт и частотомером;
коммутации нагрузок — три выключателя (один общий подает напряжение от генератора на схему потребителей, а два остальных осуществляют подключения конденсаторов);
защит — автоматическим выключателем, устраняющим последствия возникновения коротких замыканий или перегрузок и УЗО (устройство защитного отключения), спасающее работников от пробоя изоляции и попадания потенциала фазы на корпус.

Резервирование основной схемы питания

Если электростанция создается для резервного питания приборов, работающих от государственной сети, то использовать ее следует при отключении напряжения с линии, а при восстановлении — останавливать. С этой целью достаточно установить рубильник, управляющий всеми фазами одновременно или подключить сложную систему автоматики включения резервного питания.

Выбор напряжения

Схема на 380 вольт обладает повышенной опасностью поражения человека. Ее используют в крайних случаях, когда фазной величиной на 220 обойтись нет возможности.

Перегрузки генератора

неправильного подбора емкости конденсаторов;
подключения потребителей повышенной мощности.

В первом случае необходимо тщательно следить за тепловым режимом во время холостого хода. При излишнем нагреве требуется корректировать емкость конденсаторов.

Особенности подключения потребителей

Общая мощность трехфазного генератора состоит из трех частей, вырабатываемых в каждой фазе, которая составляет 1/3 от общей. Ток, проходящий по одной обмотке, не должен превышать номинальную величину. Это надо учитывать при подключении потребителей, распределять их равномерно по фазам.

Контроль частоты

Следить за этим показателем позволяет частотомер. Когда его в конструкцию самодельного генератора не установили, то можно пользоваться косвенным методом: на холостом ходу выходное напряжение превышает номинальное 380/220 на 4÷6% при частоте 50 Гц.

Один из вариантов изготовления самодельного генератора из асинхронного двигателя и его возможности показывают в своем видеоролике владельцы канала Мария с Александром Костенко.

Не всегда местные электросети способны полноценно обеспечивать электричеством дома, особенно, если это касается загородных дач и особняков. Перебои с постоянным электроснабжением или же его полное отсутствие заставляет искать альтернативные способы получения электричества. Одним из таких является использование электрогенератора – прибора, способного преобразовывать и накапливать электричество, используя для этого самые необычные ресурсы (энергия солнца, ветра, приливов и отливов). Его принцип работы достаточно простой, что делает возможным сделать электрогенератор своими руками. Возможно, самодельная модель не сможет конкурировать с аналогом заводской сборки, однако это отличный способ сэкономить более 10 000 рублей. Если рассматривать самодельный электрогенератор в качестве временного альтернативного источника электроснабжения, то вполне можно обойтись и самоделкой.

Как сделать электрогенератор, что для этого потребуется, а также какие нюансы придется учитывать, узнаем далее.

Применение бензогенераторов

обеспечить электропитание

Несмотря на то что бензогенераторы уступают дизельным агрегатам, они остаются весьма востребованными источниками резервного питания, которые применяются в быту и на производстве.

Бензогенератор имеет немало преимуществ.

Благодаря небольшим размерам и компактным габаритам генератор можно использовать в небольших помещениях.
Малый вес агрегата позволяет легко перемещать прибор.
Бензогенератор имеет простое устройство и при желании можно изготовить генератор самому.
Легко поддаётся ремонту — заменить вышедшие из строя конструктивные элементы и узлы не составит проблем.
Бензиновые источники резервного электропитания обладают хорошей производительностью и большим моторесурсом.
Стоимость бензогенератора значительно ниже дизельного и газопоршневого источника питания.

Бензиновые источники резервного питания широко применяются в различных сферах:

в ремонтных и строительных работах;
в мастерских и производственных цехах;
могут служить источником электрической энергии для сетей освещения и сигнализаций;
бензогенератор применим в качестве источника бесперебойного электропитания для персональных компьютеров, что даёт возможность не бояться за сохранность информации при отключении электросети;
на дачных участках, чтобы запитать водяной насос, болгарку, перфоратор и другие инструменты;
для обустройства комфортного времяпрепровождения на природе;
в качестве аварийного электроснабжения в больнице.

Конечно, не всякий бензиновый источник резервного питания сможет справиться с энергообслуживанием целого дома. Некоторые агрегаты, благодаря своей мобильности, легко используются при выезде загород на отдых. Мощные виды бензогенераторов способны функционировать в течение 1500 часов.

Виды бензиновых генераторов исчисляются десятками, которые имеют отличия в размерах, мощности и запасе энергии

Выбирая агрегат, важно сравнить требуемую мощность бензогенератора с производственными характеристиками

Требуемая мощность бензоэлектростанции — это суммарная мощность всех потребителей электрической энергии, умноженная на 1.5 (коэффициент).

Однако, если цена фабричного бензогенератора кажется завышенной, а резервный источник электропитания нужен уже сегодня, то можно собрать генератор своими руками. Для этого необходимо изучить устройство и разобраться в принципе работы.

На чем основана ветровая генерация

Ветровая генерация – это способность получать электричество из энергии ветра. Ветрогенератор – это, по сути, солнечный генератор: ветра образуются из-за неравномерного прогрева поверхности Земли солнцем, вращения планеты и ее рельефа. Генераторы используют движение воздушных масс и преобразовывают его в электричество посредством механической энергии.

На основе принципа ветрогенерации может быть построена как целая электростанция, так и возведены автономные устройства для обеспечения электричеством отдельных районов и даже домов. На сегодня, 45% всей энергии вырабатывается с помощью ветряных генераторов. Самая большая ветроэлектростанция находится в Германии, и каждый год производит до 7 млн. кВт энергии в час. Поэтому, все чаще, владельцы загородных домов в далеких регионах и селах задумываются об использовании ветровой энергии в бытовых целях. При этом, ветряки могут использоваться как единственный, так и дополнительный источник энергии.

Необходимые материалы и оборудование

Бензогенератор имеет несложную конструкцию. Его узловые элементы представлены:

бензиновым двигателем внутреннего сгорания, двух- или четырехтактным;
генератором и инвертором;
блоком электромодуляции;
пусковым стартером.

подачи топлива;
шумоизоляции;
подачи смазки;
выхлопа газов.

В более простых и дешевых вариантах используются асинхронные генераторы. Но более надежны синхронные, способные выдерживать высокие скачки напряжения. Оптимальным выбором может быть автомобильный генератор с уже имеющимся в нем преобразователем напряжения. Его можно регулировать и с помощью системного блока от старого компьютера.

Основные комплектующие самодельного бензогенератора можно подобрать из старых технических средств или подсобных материалов: