Дизельный генератор: устройство, схема и как выбрать для дома

Дизельный генератор — это дизельный двигатель и электрический генератор (альтернатор) на одной раме. Двигатель вращает ротор, альтернатор вырабатывает переменное напряжение 230 или 400 В, а регулятор следит, чтобы напряжение и частота 50 Гц держались в норме. От бензинового его отличают не только топливо, но и способ воспламенения смеси, вес, ресурс и характер работы.

Эта статья — о бытовых дизельных генераторах на 3–15 кВт для дома, дачи или мастерской: устройство дизельного генератора, схема дизель-генератора от двигателя до щитка и выбор модели. Промышленные станции на десятки и сотни кВА, где считают кВА, контейнеры и жидкостное охлаждение, разобраны отдельно — в статье дизельная электростанция: как выбрать.

Устройство и принцип работы дизель-генератора

В дизельном двигателе нет свечи зажигания. Поршень сжимает воздух в цилиндре так сильно, что он разогревается до нескольких сотен градусов, и в этот момент форсунка впрыскивает мелко распылённое топливо — оно воспламеняется именно от температуры сжатия. Отсюда главные черты дизеля: более высокий КПД и меньший расход на киловатт-час, большая масса (цилиндр и поршень держат высокое давление) и более трудный пуск на морозе, когда сжатый воздух нагревается слабее.

Коленвал двигателя соединён с ротором альтернатора. Чтобы частота тока была 50 Гц, двигатель классического генератора держит постоянные обороты, а регулятор подачи топлива добавляет дизель при росте нагрузки и уменьшает, когда она падает. В инверторных дизельных генераторах иначе: альтернатор выдаёт «сырой» ток, электроника превращает его в стабильную синусоиду 230 В / 50 Гц, а обороты двигателя подстраиваются под нагрузку — при малом потреблении он работает тише и расходует меньше.

Устройство дизельного генератора: из чего он состоит

Например, EnerSol SKD-3B — самая простая компоновка: открытая рама, ручной запуск, двигатель ES-178, бак 12,5 л, вес 85 кг. А KS 6500iDE S ATSR — инверторный дизель в шумозащитном кожухе с электростартером, баком 25 л и двумя розетками: Schuko на 16 А и CEE на 32 А для кабеля к щитку.

Схема дизельного генератора: от двигателя до розетки

Электрическая схема дизель-генератора для дома — это несколько последовательных звеньев. Знать её полезно, чтобы понимать, где стоит защита и куда правильно подключаться.

1. 1 Двигатель → альтернатор. Вращение коленвала превращается в переменное напряжение в обмотках статора.
2. 2 Регулятор напряжения. В классическом генераторе это AVR, который держит 230 В при изменении нагрузки; в инверторном — электронный преобразователь, формирующий чистую синусоиду.
3. 3 Автоматический выключатель генератора. Обесточивает выход при перегрузке или коротком замыкании.
4. 4 Розетки или клеммы. Розетки — чтобы включить приборы напрямую; клеммы или мощная розетка на 32 А — для кабеля к щитку дома.
5. 5 Перекидной рубильник или АВР в щитке. Переключает дом между сетью и генератором так, что они никогда не соединяются одновременно.
6. 6 Групповые автоматы дома. Дальше ток идёт обычной проводкой к потребителям.

В трёхфазном генераторе три обмотки соединены «звездой» с выведенной нейтралью: между фазой и нейтралью — 230 В, между двумя фазами — 400 В. На каждую фазу приходится лишь треть номинала, поэтому трёхфазный генератор на 7,5 кВт не даст 7,5 кВт однофазным приборам. Подробно — в статье трёхфазный или однофазный генератор.

Электрические схемы дизельных генераторов с автоматическим резервом добавляют ещё два звена: блок автозапуска, который подаёт команду на стартер, и контроллер АВР, следящий за напряжением сети. Так собран комплект AGT 10001DSEA + блок автоматики ATS22S: свет пропал — блок запускает двигатель и переключает дом на генератор, свет вернулся — переключает обратно и глушит двигатель. Какие бывают схемы АВР — в статье АВР для генератора.

Дизельный генератор для дома: когда он уместен

Дизель оправдывает себя там, где генератор работает много и долго: отключения по 8–12 часов, частный дом с насосом и котлом, мастерская, дача, где света нет неделями. На короткие отключения раз в несколько дней проще взять бензиновый — он легче, тише и доступнее. Сравнение трёх видов топлива — в статье бензиновый, дизельный или газовый генератор.

• Преимущества: меньший расход на киловатт-час, долгий ресурс, более безопасное хранение топлива, спокойно держит длительную нагрузку.
• Недостатки: вес — от 85 кг у модели на 3 кВт до более чем 300 кг у трёхфазных на 12–15 кВт; шум открытых моделей 77–85 дБ; более трудный пуск на морозе; более высокая стоимость.
• Чего не любит: многочасовой работы с мизерной нагрузкой. Ради роутера и нескольких ламп дизель на 10 кВт не запускают — для этого есть зарядные станции.

Как выбрать дизельный генератор: семь критериев

1. Мощность

Сложите приборы, которые будут работать одновременно, и добавьте самый большой пусковой скачок: холодильник на старте тянет около 700 Вт, скважинный насос — втрое больше своего номинала. Сверху — 20–25% запаса. Смотрите на номинальную мощность, а не на максимальную: максимум генератор даёт лишь кратковременно. Пошаговый расчёт — в статье сколько кВт нужно для дома.

Пример (ориентир): котёл 150 Вт + холодильник 150 Вт + насос 1 кВт + свет и роутер 200 Вт + бойлер 1,5 кВт = 3 кВт рабочей нагрузки. Пуск насоса добавляет ещё около 2 кВт — пик 5 кВт. С запасом 20% получается генератор с номиналом от 6 кВт.

2. Одна фаза или три

Однофазный — для большинства домов и всех бытовых приборов. Трёхфазный — когда есть потребители на 380 В: насос, станок, компрессор. Примеры: Full FDK 10000LE3 — 6,8 кВт на три фазы с электростартером; на 12–15 кВт — Mitsui АРW-16 S-3 с номиналом 12,5 кВт и баком 45 л. Подборки — трёхфазные и однофазные дизельные генераторы.

3. Открытая рама или кожух

Открытые модели громкие: в карточках — 77–85 дБ. Тихие исполнения заметно комфортнее: Mitsui PD-7S/3 при номинале 6,5 кВт имеет 65 дБ. В коттеджном посёлке, где соседи за забором, разница ощутима. Открытый генератор ставят под навесом или в проветриваемом боксе — как его обустроить и отвести выхлоп, читайте в статье бокс и выхлоп для генератора.

4. Тип запуска

Ручной запуск дешевле, но дёрнуть дизель тяжелее, чем бензиновый мотор: компрессия выше. Электростартер — это кнопка или ключ и аккумулятор, который нужно поддерживать заряженным. Автозапуск в паре с АВР включает генератор без вашего участия — как у трёхфазного NiK DG 17000 на 15 кВт. Подборка — дизельные генераторы с автозапуском.

5. Классический или инверторный

Инверторный дизель даёт чистую синусоиду и экономит топливо при неполной нагрузке: KS 6500iDE S ATSR на 6 кВт и KS 9500iDE ATSR на 9,5 кВт с баком 18 л — в карточке заявлено до 14 часов работы на баке. Классический с AVR проще и доступнее; для котла и чувствительной электроники с ним иногда ставят стабилизатор — когда он действительно нужен, разобрано в статье нужен ли стабилизатор для генератора. Все модели этого типа — в подборке инверторных генераторов на дизеле.

6. Бак и автономность

У моделей на 3–7 кВт бак обычно 12,5–16 л, на 9–10 кВт — 25 л, на 12–13 кВт — 45–50 л. Там, где производитель указывает время работы, оно заметно различается: у KS 9200HDES-1/3 ATSR с баком 20 л — 11,1 часа. Свой расход под реальную нагрузку посчитайте по статье расход топлива генератора.

7. Вес и место

Однофазные модели на 3–10 кВт весят 85–170 кг (EnerSol SKD-5EB — 111 кг, Forte FGD8000E — 160 кг), трёхфазные на 12–15 кВт — более 300 кг. Такой генератор не переносят каждый день: ему нужно постоянное место на ровном основании, с доступом для заправки и обслуживания.

Какую мощность брать: задача → модель

Подборки по мощности: дизельные генераторы на 5 кВт, на 7 кВт, на 8 кВт, на 12 кВт, на 15 кВт. Больше 15 кВт, круглосуточная работа или объект бизнеса — это уже дизельные электростанции с жидкостным охлаждением.

Эксплуатация: что стоит знать до покупки

• Зимнее топливо. Летнее дизтопливо на морозе густеет, фильтр забивается парафином. Зимой заливайте зимнее или арктическое. Если двигатель уже не заводится — причины и порядок проверки в статье дизельный генератор не заводится.
• Нагрузка — не меньше трети номинала. Длительная работа почти вхолостую даёт нагар в цилиндре, поэтому не берите мощность с двукратным запасом «на всякий случай».
• Обкатка и масло. Первые часы — без полной нагрузки, замена масла — по регламенту из инструкции. Какое масло заливать — в статье какое масло для генератора.
• Аккумулятор стартера. В моделях с электростартером и автозапуском АКБ должна быть заряжена, иначе автоматика не запустит двигатель.
• Выхлоп и угарный газ. Генератор работает только на улице или в проветриваемом помещении с отводом выхлопа — никогда в закрытом гараже или подвале.

Все модели — в разделе дизельные генераторы с фильтрами по мощности, фазам и типу запуска. Самовывоз — со склада в с. Софиевская Борщаговка, доставка Новой Почтой по Украине, условия — на страницах доставка и гарантия.