Как устроен инверторный бензогенератор. Самодельный бензогенератор своими руками — особенности исполнения. Какую силовую установку можно подобрать для генератора

Если рассматривать устройство бензогенератора, то можно увидеть, что в него входят всего два основных элемента: двигатель и генератор. Вся сложность изготовления устройства заключается в регулировке характеристик взаимодействия составляющих. Качество выдаваемой электроэнергии определяется двумя величинами – частотой и напряжением. И если стабилизацию величины напряжения выполнить достаточно просто, то регулировка частоты сопряжена со значительными трудностями.

Схема недорогого бензогенератора

Принцип работы

В недорогих промышленных бензогенераторах регулировка частоты и напряжения выполняется в два этапа. Первый этап механический. Принцип его работы основан на том, что при увеличении электрической нагрузки падают обороты двигателя. Датчик оборотов двигателя механически связан с дроссельной заслонкой карбюратора, поэтому любое изменение оборотов компенсируется регулировкой положения дроссельной заслонки автоматически. Второй этап регулировки осуществляется электронным способом. На рисунке выше показана схема типичного недорогого бензогенератора.

Принцип работы электронной стабилизации оборотов основан на зависимости сопротивления конденсатора от частоты тока. На схеме показана стабилизирующая обмотка (L3), нагруженная на конденсатор (С1). При работе на номинальную нагрузку выходное напряжение составляет 220 В с частотой 50 Гц. Поскольку частота выходного напряжения напрямую зависит от количества оборотов в секунду, то изменение скорости вращения ротора генератора вызывает однозначное изменение частоты напряжения на всех обмотках генератора.

Сопротивление конденсатора зависит от частоты приложенного напряжения. Чем больше частота, тем меньше сопротивление. В результате, ток через стабилизирующую обмотку изменяется в зависимости от нагрузки на генератор. При уменьшении нагрузки число оборотов возрастает, соответственно, растет частота и уменьшается сопротивление конденсатора. Растет ток через обмотку (L3) и растет ее тормозящее значение на ротор генератора. Таким образом, регулировка частоты вращения происходит непрерывно и мгновенно во время работы генератора.

Электрическая стабилизация работает в небольшом диапазоне изменений, поэтому основная функция регулировки возлагается на механический регулятор. Здесь диапазон регулировок гораздо шире, но в ущерб быстроты реакции. Двигатель внутреннего сгорания обладает инерционностью, и изменение количества его оборотов немного запаздывает при регулировке дроссельной заслонкой (такая характеристика работы двигателя называется приемистостью). Резкие скачки нагрузки могут вызвать колебательный процесс системы регулировки.

Подобную систему регулирования трудно сделать самостоятельно, а электронная требует переделки генератора. Достоинство подобной схемы управления – получение синусоидального напряжения с минимальными искажениями формы сигнала.

Более сложные генераторы выполнены по инверторной схеме с двойным преобразованием (рис. ниже).

Инверторный бензиновый генератор

Переменное напряжение генератора поступает на выпрямитель, а затем на транзисторный преобразователь, на выходе которого получается стабилизированное напряжение необходимой величины. Наличие выпрямителя снимает ограничения по стабильности частоты генератора, а транзисторный преобразователь формирует напряжения вне зависимости от величины нагрузки. Недостатком инверторных генераторов является их высокая стоимость и искажение формы выходного напряжения.

Выбор элементов для бензинового генератора

Как уже было сказано, механическую регулировку выполнить самостоятельно весьма затруднительно. Электронная потребует переделки генератора.

Поэтому бензогенератор своими руками имеет смысл делать по инверторной схеме, а в качестве преобразователя использовать преобразователь от источника бесперебойного питания.

На выбор оборудования влияют такие факторы:

• мощность двигателя;
• обороты двигателя;
• напряжение генератора;
• ток генератора;
• мощность преобразователя.

Максимальная мощность бензинового генератора в первую очередь зависит от мощности двигателя. Следующие устройства имеют такие значения мощности и количества оборотов:

• газонокосилка (триммер) – 0.5…2 кВт, 8000…9000 об/мин;
• бензопила – 1.5…3 кВт, 9000…12000 об/мин;
• мотоблок – 3…9 кВт, 2000…3000 об/мин.

Наиболее просто бензогенератор своими руками выполнить на генераторе от автомобиля (рис. ниже). Типичный генератор для легкового автомобиля способен выдать на выходе напряжение 13…14 В при токе нагрузки 80…100 А. Простой подсчет покажет, что мощность такого генератора составляет не более 1.4 кВт. Большие значения можно получить, используя генераторы от грузовых автомобилей.

Автомобильный генератор хорошо подходит для создания бензогенератора

Многие грузовые автомобили комплектуются генераторами на 24 В.

Указанные характеристики генератор имеет при количестве оборотов в среднем 5000 об/мин, что не соответствует нормальным оборотам перечисленных двигателей. Для выравнивания значений можно воспользоваться ременной передачей с разными диаметрами шкивов (рис. ниже). Количество оборотов на ведущем и ведомом шкиве обратно пропорционально их диаметрам. А вот передаваемая мощность изменяется наоборот.

Ременная передача с разными диаметрами шкивов

Бензиновый генератор, выполненный на двигателе от бензопилы или газонокосилки, нуждается в понижающей передаче, чтобы уменьшить количество оборотов на валу генератора примерно вдвое. Мощность, передаваемая двигателем на шкив генератора, также соответственно возрастет вдвое. В случае использования двигателя от мотоблока, передача необходима повышающая.

Использовать редукторные передачи в самодельной конструкции нецелесообразно, поскольку трудоемкость работы по изготовлению редуктора высока. Плохо выполненный редуктор сильно снижает КПД установки и служит источником дополнительного шума.

Следующее необходимое устройство – инверторный преобразователь напряжения (рис. ниже).

Инверторный преобразователь – источник бесперебойного питания

Говоря о мощностях двигателя и генератора, не была упомянута мощность преобразователя. Именно она может стать слабым местом самодельного бензинового генератора. Мощные преобразователи имеют достаточно высокую стоимость. Переделка маломощного преобразователя под силу только тем, кто очень хорошо разбирается в радиоэлектронике и знает принцип работы устройства. Минимальная переделка заключается в замене элементов выпрямителя (силовых диодов и конденсаторов фильтра), ключевых транзисторов и выходного трансформатора.

Аккумулятор источника бесперебойного питания отключать нежелательно. Он используется для нагрузки генератора и призван сглаживать скачки напряжения на его выходе. Большинство автомобильных генераторов при малой нагрузке выдают завышенное напряжение.

Конструкция самодельного бензогенератора

Все элементы конструкции необходимо закрепить на жестком основании. Для основания проще всего сделать раму из стальных уголков 50х50 мм. На раме нужно предусмотреть крепления для двигателя, генератора, преобразователя и бензобака.

Для уменьшения вибраций все элементы должны быть закреплены через амортизирующие прокладки из толстой резины.

Пример расчета бензинового генератора

Рассчитывать самодельный бензогенератор в каждом индивидуальном случае нужно, исходя из имеющихся деталей. В качестве примера можно привести расчет для двигателя от бензопилы и распространенного генератора от автомобиля ВАЗ 2110 5102.3771.

Двигатель имеет мощность 2 кВт при 10000 об/мин. Генератор 5102.3771 выдает напряжение 14 В током до 80 А при 5000 об/мин. Мощность генератора составляет 1120 Вт.

Для получения необходимого количества оборотов на валу генератора требуется понижающая передача с передаточным отношением 1:2. Если оставить на валу генератора его стандартный шкив с диаметром 51 мм, то на вал двигателя нужно будет устанавливать шкив с диаметром 25 мм. Это очень мало. Ремень передачи будет сильно изогнут и будет испытывать большие нагрузки. Лучше, если шкив генератора установить на двигатель, а на его место поставить шкив диаметром 100 мм. Шкив можно выточить на токарном станке из дюралюминия.

Во время работы двигателя на номинальных оборотах 10000 об/мин, ротор генератора будет вращаться с частотой 5000 об/мин, что является оптимальным значением. Для того чтобы полностью использовать запас мощности генератора, необходим преобразователь с мощностью не менее 1.5 кВт.

Видео. Бензогенератор своими руками.

Изготавливать бензогенератор своими руками имеет смысл только при наличии большей части необходимых комплектующих. Покупка всех составляющих не позволит сделать бензиновый генератор дешевле, чем готовый промышленный. Необходимо также учесть потраченное время и риск поломок в результате настройки и регулировки.

Довольно часто встречаются проблемы с подачей электроэнергии в отдалённых от города поселениях, в том числе и на дачах. Поэтому многие владельцы начинают задумываться над альтернативными способами для домашнего пользования. Одним из таких является прибор для преобразования и накапливания электроэнергии - бензогенератор. Своими руками его сделать несложно. Ресурсы для переработки используются разные. Это может быть энергия солнца, ветра, воды и прочее. Вариант считается выгодным, кроме этого, основывается на простом принципе работы.

Сравнивая свойства моделей, сделанных своими руками с заводскими, отмечают некоторые просчёты. Но даже самый примитивный самодельный генератор способен выручить в ситуации полного отсутствия электроэнергии. И в плане стоимости сможет существенно сэкономить семейный бюджет.

Принцип работы генератора

В основе работы бензинового генератора для вырабатывания электричества положены явления электромагнитной индукции, изучаемые ещё в школьном курсе физики. Суть заключается в том, что через электромагнитное облако проходит проводник и получает импульс, который впоследствии перерабатывается в ток постоянного характера. Все операции следуют друг за другом:

Общая картина ясна, но необходимо понимать, что положительный результат гарантирован только в том случае, если правильно выполнены расчёты и соединения основных конструктивных частей.

Генераторы существуют разной мощности. Потребление топливных ресурсов также отличается. Но, независимо от перечисленных параметров, основополагающими являются две составляющих: ротор и статор. Якорь используется для создания электромагнитных полей , именно поэтому состоит из магнитов, равноудалённых от сердечника. Назначение статора - приведение в движение ротора и регулировка состояния электромагнитных полей.

В зависимости от того, как совершает вращение ротор, генераторы бывают синхронного и асинхронного типа. Синхронные считаются более капризными, так как восприимчивы к изменениям напряжения. Отличаются они и сложностью конструкции. Выигрышны в этом отношении асинхронные электрогенераторы. Они имеют довольно солидный перечень технических характеристик.

Сборка бензогенератора своими руками

Для создания электрогенераторов на 220 своими руками дома с целью использования в бытовых условиях, необходимо выполнить ряд мероприятий. Для начала составляется схема и уже согласно ей определяются с деталями и порядком сборки.

Перечень основных деталей

Для сборки электрогенератора на 220 В своими руками необходимо заранее подобрать все основные детали, из которых он состоит.

Принцип сборки

После того как все составляющие найдены и подготовлены, приступают непосредственно к сборке самодельного генератора переменного тока 220 В. Принцип состоит из нескольких этапов .

Самодельные генераторы переменного тока 220 В собрать довольно просто. Подготовленные детали соединяют между собой в такой последовательности: к двигателю подключают конденсаторы, как указано в схеме. Обращают внимание на тот факт, что ёмкость каждого последующего конденсатора такая же, как у предыдущего.

Самодельные генераторы на 220 В вполне справляются с обеспечением питания таких бытовых электроприборов, как болгарки, сварочного аппарата, электропилы и прочих.

Нюансы в использовании

Рассмотренный вариант очень прост как в сборке, так и в использовании, но имеет определённые недочёты:

Электрогенераторы могут работать не только на бензине. Для них подойдёт любой энергоресурс, к примеру, дрова или ветряной вариант. Но мощность таких приборов незначительна, да и самих ресурсов понадобится довольно много, что становится затратным.

Плюсы и минусы самодельных генераторов

Бесспорно, генератор, собранный в заводских условиях, существенно выигрывает перед самодельными. Но, тем не менее, стоит поговорить о том, какие положительные и отрицательные стороны отмечают у приборов, изготовленных в домашних условиях.

К плюсам самодельных генераторов переменного тока 220 В относят:

Кроме всех перечисленных достижений, присутствуют и негативные факторы, которые не смогут обеспечить бесперебойную работу генератора. Причиной этому могут быть частые поломки, спровоцированные такими моментами:

• невозможность обустройства герметичных соединений между деталями;
• неверный расчёт потребляемой мощности может вывести из строя генератор или понизить его производительность;
• отсутствие определённого опыта.

Для начинающих можно попробовать свои силы, изготавливая самодельный бензогенератор на 12 вольт. Принцип устройства аналогичный.

Как видим, электрогенераторы на 220 своими руками - неплохая альтернатива обычному электроснабжению. Он станет палочкой-выручалочкой при аварийном отсутствии электричества, поможет сэкономить, если необходимо выполнять строительные работы с помощью электроприборов. Если отсутствуют малейшие понятия обращения с электричеством, то не стоит рисковать и приступать к конструированию генератора самостоятельно без помощи специалистов.

Бензогенератор – силовая установка с двухтактными или четырехтактными бензиновыми двигателями, в которую может устанавливаться асинхронный либо синхронный генератор переменного тока. При частых отключениях электроэнергии сделанный бензогенератор своими руками – идеальное решение для поддержания потока электроэнергии.

Не менее необходим и бензогенератор в промышленных целях, например, при работе со сварочным аппаратом. Среднестатистическая работа устройства с полным баком топлива может колебаться 5-10 часов в зависимости от мощности отдачи энергии и потребления топлива.

Устройство и конструкция

В частных загородных домах, на дачных участках в селах можно очень часто наблюдать пропадание электроэнергии на несколько часов или даже дней в зимнее время года. Генератор энергии – идеальный вариант для поддержания работоспособности бытовой техники в доме, но, иногда в суровую зимнюю пору может случиться ЧП и ваш генератор перестанет работать.

Это крайне неприятная ситуация требует быстрого ремонта, но для него у нас есть отдельная статья. Сейчас мы разберем конструкцию бензогенератора и его составляющие.

Ключевой элемент агрегата - бензиновый двигатель, который комплектуется разными системами, такими как: подача смазки, шумоподавление и подача топлива. От двигателя наружу ведет выхлопная труба для выведения отходов.

Над двигателем чаще всего располагается топливный бак с индикатором уровня топлива. Рядом с двигателем и ниже бака расположены воздушный фильтр и аккумулятор.

Схема устройства бензинового генератора

Чтобы генератор работал как можно тише, на выхлопную трубу устанавливается глушитель. Отметим сразу, что глушитель для бензогенератора своими руками делать не будем, так как это сильно затратно по времени и зачастую небезопасно.

На панели управления генератором присутствует вольтметр, прерыватель цепи, показания генератора (у более продвинутых моделей), замок зажигания, розетки, выход постоянного тока и клеммы заземления. Чтобы генератор было удобно передвигать, его оборудуют колесами и специальными упорами, предотвращающими свободное движение.

Собираем бензогенератор своими силами

Перед тем как сделать бензогенератор своими руками, хотелось бы привести краткий ликбез по двигателю. Для слабых генераторов подойдет и двухтактный двигатель для использования в течение короткого времени. Но если требуется бесперебойная работа огромного количества коммуникационных и бытовых приборов в доме на протяжении более 5 часов, придется обзавестись четырехтактным.

Генератор созданный из газонокосилки:

Мощность двигателя определяет вид генератора переменного тока: трехфазный или однофазный. Если потребуется нагрузка более 5 кВт, однофазные варианты уже не подойдут.

Итак, для создания простой версии бензинового генератора своими руками вам понадобится бензиновый двигатель, инвертор и генератор переменного тока. На практике очень часто используют двигатели от мотоциклов, автомобилей, бензопил или газонокосилок. Преимущественно купить или подобрать автомобильный генератор, так как в нем уже имеется регулятор напряжения.

Очень важно!!! Мощный автомобильный генератор, который разработан под мощные моторы, может не работать со слабым двигателем будущей конструкции. Если иной возможности нет, нужно уменьшить отдачу тока с помощью балансировки катушки возбуждения.

В качестве преобразователя напряжения можно приобрести обычный ИБП, приобретаемый для компьютеров или различной оргтехники.

Помимо основных вышеперечисленных элементов понадобится также крепление на бензиновый генератор своими руками (можно взять ненужную покрышку автомобиля) и корпус (можно сделать их старой бытовой техники или из нескольких листов металла). Вместо топливного бака, за неимением идеального варианта, можно взять пятилитровую пластиковую бутылку. Ну и на глушитель придется потратиться.

Этапы сборки

Все элементы будущего генератора следует прикрепить в отдельных частях покрышки. Закреплены они должны быть прочно, так как при работе генератора могут исходить вибрации и генератор распадется, не проработав и дня. Уровень очень сильного шума уменьшается установкой глушителя, сдерживающего распространение звука. Можно изготовить шумоизоляцию бензогенератора своими руками, но практически каждый механик скажет, что это того не стоит, поэтому данный момент мы упустим.

При использовании бензокосы, работа существенно упрощается, так как установку можно собрать, взяв за основу крышку устройства. Как дополнение, можно сделать корпус их фанеры со снимающейся стороной для ремонта конструкции и удобного обслуживания.

Более детально понять и изучить сборку бензогенератора своими руками можно, просмотрев видео:

Любопытство к «очумелым ручкам» и банальное желание сэкономить мотивирует достаточно немалое количество народа на самостоятельную сборку агрегата по выработке электроэнергии. Насколько эта идея является целесообразной, и как долго будет работать установка подобного рода, изготовленная из «подножных средств»?

Насколько надежен самодельный генератор

Некоторые мастера, занимающиеся конструированием бензогенераторов не один год, смело заявляют, что подобный аппарат прослужит ничуть не меньше профессионально собранного на заводе. К тому же при самостоятельной сборке имеется очень много плюсов, а именно:

1. Экономия финансов (средняя стоимость агрегата до 1 кВт мощностью будет стоить не менее 120$)
2. Гордость и удовольствие от самостоятельной сборки
3. Возможность подобрать необходимые параметры генератора под личные нужды
4. Знание аппарата и возможность разборки бензогенератора своими руками для починки

Другая часть народа, которая скептически относится к самодельным агрегатам, уверяет, что экономия не стоит этого, так как:

• Если покупать все элементы для бензогенератора, то сумма всех элементов по отдельности обойдется в полтора-два раза дороже.
• Подобрать генератор под двигатель и наоборот для новичка – очень сложное, а порой и невыполнимое задание.
• Изготовление агрегата требует определенных знаний в инструментарии.
• На реализацию задуманного может потребоваться немалое количество времени
• Бензогенераторы, изготовленные на заводах, имеют много преимуществ над самодельными, а именно: автоматическое включение генератора как резервное питание при отключении основной линии, эстетически красивый внешний вид, самодиагностика с отслеживанием рабочих параметров и ошибок в работе.
• Самодельные аппараты обычно тяжелее и габаритнее фабричных моделей.

Увеличить время работы генератора и понизить шанс выхода из строя можно, придерживаясь основных правил эксплуатации аппарата, а именно:

• Перед запуском бензогенератора стоит проверить его герметичность и отсутствие повреждений.
• Элементы конструкции стоит прочно закрепить. Незакрученная до конца гайка во время работы, особенно при длительной эксплуатации, может привести к аварии.
• Нужно периодически проверять оставшееся количество масла.
• Заправлять аппарат следует бензином хорошего качества, так как двигатели сами по себе весьма чувствительны к низкооктановым показателям топлива.
• Не нагружайте бензогенератор больше чем на 80 процентов от его максимальной мощности.
• Не забывайте своевременно чистить фильтры двигателя.
• Дайте двигателю прогреться после запуска. Подключайте электросеть в доме только через 2-3 минуты после старта.

Подведем итоги

Бензиновый генератор – отличный агрегат для резервного или основного источника питания дома электроэнергией. Широкий выбор моделей в магазинах позволит подобрать его исходя из собственных нужд и пожеланий, однако, стоимость их не всегда оказывается достаточно низкой, чтобы была весомая причина покупать его без раздумий.

Изготовление бензогенератора своими руками будет приемлемым, когда вы уже имеете большую часть элементов конструкции и выкидывать их жалко. Если вы умелый механик и для вас не составит труда сконструировать собственный бензогенератор, можете смело заняться этим делом. Однако, если хотя бы один из пунктов или одно из предложений данной статьи вызвало у вас замешательство – не советуем приступать к сборке во избежание непредвиденных ситуаций.

Переносной электрогенератор является незаменимым источником энергии в условиях, когда отсутствует возможность подключения к электрическим магистралям или подача по ним электроэнергии прекращается. В качестве топлива в них используется обычный автомобильный бензин.

Переносной электрогенератор будет полезен везде, где нет постоянного источника электропитания, например в поездке на природу.

Дизельные электрогенераторы имеют большую массу, поэтому ставятся стационарно в качестве резервного источника электричества. Бензиновый же их аналог намного легче, поэтому достаточно мобилен и его часто берут с собой в удаленные труднодоступные места. Поэтому в случае поломки бензогенератора вызвать специалистов по ремонту крайне проблематично, возникает необходимость ремонтировать его самостоятельно, своими руками.

Внутреннее устройство переносного бензинового электрогенератора

Такая машина является механизмом по выработке переменного тока на основе синхронного вращения своих элементов. При этом такой ток в зависимости от ее модели и мощности может быть как однофазным, так и трехфазным. Первый имеет возможность вырабатывать напряжение 220 В и питать током однофазную нагрузку, необходимую для электрического освещения и работы большинства бытовых электроприборов. Второй же может давать нагрузку в три фазы и обеспечивать напряжение 380 В, что дает возможность подключать в первую очередь сварочные аппараты.

В состав бензогенератора входят электрогенератор и снабжающий его энергией бензиновый двигатель. Соединяет их между собой специальная эластичная муфта. При электрогенераторе установлен металлический ящик, где смонтированы устройство для его включения, приборы для измерения параметров работы и автоматические предохранители на случай коротких замыканий. Бензиновый двигатель может иметь от 1 до 8 цилиндров в зависимости от необходимой мощности, а также быть двух- или четырехтактным. Последние применяются чаще, поскольку они более экономичны и имеют больший КПД. Способ включения может как быть от искры, полученной механическим путем с помощью ручного привода, так и от аккумулятора.

Ситуации с отключениями электроэнергии или отсутствие питающей сети заставляют задуматься о резервном источнике тока. Хорошее решение проблемы – или сделать бензогенератор .