Содержание
Автор: Gwinbleidd, gwinbleidd91@mail.ru
Опубликовано 01.04.2015.
Создано при помощи КотоРед.
В данной статье предлагается к повторению устройство, которое осуществляет автоматический запуск двигателя бензогенератора при пропадании подачи электроэнергии потребителям. Устройство собрано на базе микроконтроллера ATtiny2313A.
В связи с большой стоимость комерческих решений было решено собрать самодельное устройство, которое давольно таки хорошо себя зарекомендовало.
Схема показана на рисунке:
Алгоритм работы устройства автозапуска генератора:
После подачи питания +12 вольт в устройство автозапуска (УА) , УА начинает контролировать городскую сеть 220 вольт. При отсутствии напряжения в городской сети примерно через 10 секунд, УА начинает процедуру:
1. УА отключает городскую сеть (т.е пускатель городской сети разъединяется ) и подаёт звуковой сигнал
2. УА вытягивает «подсос» с помощью привода сервомотора
3. УА включает зажигание
4. УА включает стартер двигателя
5. УА выключает стартер двигателя
Далее УА ждет 10 секунд пока двигатель наберет обороты, затем и подключает напряжение вырабатываемое генератором. После этого УА продолжает контролировать напряжение во внешней городской сети. При появлении напряжения 220 вольт во внешней городской сети , УА через 20 секунд глушит двигатель генератора и переключает внутреннюю сеть дома на напряжение городской сети.
Если двигатель не запустился с первого раза, УА производит запуск двигателя еще 4 раза. Если и в этом случае двигатель не запустился, УА прекращает контролировать городскую сеть и производит индикацию «Ошибка» и подаёт звуковой сигнал.
Устройство автозапуска имеет возможность установки режима работы «зима /лето» (в режиме «зима» производится прогрев двигателя – 3 минуты). Устройство автозапуска имеет возможность установки режима работы «двойное время работы стартера». В режиме «двойное время работы стартера» время работы стартера увеличивается в два раза). Также УА имеет функцию охлаждение двигателя перед остановкой.
При регулярных или частых отключениях электроэнергии, а также при нестабильной работе сети электропитания, приходится прибегнуть к альтернативным источникам электропитания. Самым распространненым и популярным на сегодняшний день остается генератор, процесс подключения которого иногда вызывает трудности у пользователя.
Подключение генератора не представляет большой сложности. Но для оптимизации расхода топлива и стабильности системы электроснабжения используется генератор с автоматическим запуском. При отключении электроэнергии устройство в автоматическом режиме запускается, тем самым обеспечивая бесперебойное электроснабжение.
Классификация по типам
В первую очередь необходимо знать, какой объект будет питаться от альтернативного источника, в таком случаи выделяют два типа устройств:
А также данное устройство можно разделить на типы потребляемого топлива для работы:
Существуют также твердотопливные типы устройств, но они менее распространены. Если рассматривать выше приведенные, у каждого существуют свои достоинства и недостатки.
Дизельный резервный источник питания, как правило, дороже своих аналогов, работающих на других типах топлива, не очень хорошо себя проявляет в морозную погоду, что вынуждает устанавливать его в отдельные закрытые помещения, к тому же двигатель его работает более шумно. Плюсом этого устройства является, его более долгий срок службы, двигатель меньше подвержен износу, а также у устройств этого типа довольно экономичный расход топлива.
Газовый электрогенератор, является самым экономичным, если смотреть на уровень потребления топлива в сравнении со своими конкурентами, менее шумный и имеет длительный ресурс работы при верной эксплуатации. Главным недостатком, является опасность работы с газом и более сложная заправка топливом.
Бензогенератор, самый распространенный и простой в эксплуатации, представлен самым большим количеством моделей на рынке, в самых разных ценовых категориях, что и является его главным преимуществом. Минусы такого устройства: большой расход топлива, маленький ресурс работы, но при этом именно его чаще всего приобретают для бытовых целей и подготавливают под автоматическое включение генератора при отключении электричества.
Быстрое подключение
Запустить генератор бензиновый при отключении света не должно вызывать больших сложностей, существует простой способ с обычным подключением в розетку. Желательно, чтобы розетка была установлена на счетчике после основного вводного автомата с отдельным трехклавишным переключателем.
Для подачи энергии используется кабель с двумя вилками. Отключается основной автомат. Делается это для того, чтобы при восстановлении электроподачи от основной сети генератор не вышел из строя.
Надо проверить щупом, в норме ли уровень масла, убедится в наличии топлива, повернуть рычаг на воздушном фильтре и клапан на подачу бензина в положение on. Произвести запуск стартера и вернуть рычаг воздушного фильтра в обратное положение, включить питание на розетку с помощью трехклавишного переключателя.
Такой способ подходит при редких отключениях света. При частых перебоях собирается система, благодаря которой происходит автоматический запуск генератора при отключении электричества.
Система автозапуска
На данный момент появилось много устройств уже с установленной системой в корпусе генератора, дополнительных манипуляций, для того чтобы произошел автозапуск бензогенератора производить не приходится. Но необходимо учитывать, подобная электростанция стоит дороже. Выходом может стать собранная автоматика для генератора своими руками. Для этого необходимо иметь в наличии блок управления (блок автоматического запуска генератора).
Если рассмотреть принцип управления при правильной настройке системы, бензогенератор с автоматическим запуском при отключении электроэнергии, не потребует вмешательства человека. Для этого используется схема с подключением устройства автоматики. На прибор необходимо подключить питание в 12 вольт, от аккумулятора, само устройство устанавливается после счетчика, для этого необходимо будет установить два двух клавишных автомата, один для устройства автоматики, второй это сеть дома. Как правило, на панели АВР расположено 4 индикатора и кнопка для переключения режимов.
К устройству подключается кабель основного питания от городской сети, в нижней части устройства располагается разъем для соединения с генератором, он и будет запускать стартер при отключении питания в 220 вольт от основного источника. При коротких отключениях и потерях сети прибор автоматики срабатывать не будет, что предотвратит холостой запуск генератора. Если в устройстве не предусмотрено подключение от АВР, тогда потребуется аккумулятор для запуска стартера генератора с реле переключения режима работы, а также контролер дроссельной заслонки.
Правилами эксплуатации электроустановок определено, что восстановление энергоснабжения потребителей II категории должно происходить в течение срока, необходимого для ручного подключения резервных источников питания.
Например, трехфазных дизель-генераторов. Если в конструкции этих установок есть стартер, питающийся от АКБ 12 или 24 вольта, то процесс можно значительно ускорить, создав схему автоматического запуска генератора при отключении электричества. Она не настолько сложна, чтобы ее не мог собрать дома любой, кто отличает плоскогубцы от отвертки.
Это довольно нехитрое устройство позволит вам избежать множества неприятностей, с которыми неизбежно сталкиваются бытовые потребители электричества, отнесенные к III категории, и имеющие в домашнем хозяйстве системы, зависящие от непрерывности электроснабжения. Например, теплицу или отопительную систему теплый пол.
Общие принципы построения систем АВР
Системы, осуществляющие коммутацию источников электроснабжения, обозначаются аббревиатурой АВР – Автоматический Ввод Резерва. Принципы их построения одинаковы как для потребителей электроэнергии I, так и II категории.
- Ими должна обеспечиваться полная гальваническая развязка между двумя источниками электроснабжения – когда работает один, все фазные линии другого отключены от линии, питающей потребителя.
- Качество энергоснабжения от резервного источника не должно быть хуже, чем от основного. Как по количеству фаз, так и по номиналу токов, напряжения и мощности.
Обеспечение гальванической развязки
Самой распространенной схемой АВР, обеспечивающей простое и надежное переключение между источниками питания, является использование магнитных пускателей, имеющих два типа контактов: силовые и управляющие. Первые всегда нормально разомкнутые – при отсутствии электричества механическая связь между клеммами отсутствует. Вторые бывают как нормально разомкнутыми, так и нормально замкнутыми.
Это разделение позволяет, например, построить цепь так называемой блокировки, через которую подается напряжение на втягивающую катушку пускателя при отпущенной кнопке «Пуск». Этим свойством мы и воспользуемся для обеспечения гальванической развязки.
Для каждого источника питания берется по одному магнитному пускателю, силовые контакты которых рассчитаны на штатное значение силы тока и напряжения в сети потребителя электрической энергии. Входная группа каждого подключается к своему источнику питания – одна к линии электропередач, другая к выходу резервного генератора переменного тока, вращаемого дизельным или бензиновым ДВС. Выходные группы силовых контактов объединяются по принципу фаза к фазе.
Если линия трехфазная, то катушку соленоида магнитного пускателя – электрики ее называют «втягивающая» – лучше иметь ту, которая рассчитана на 380 вольт и включается между фазами. У ведущего контактора (он подключен к основной линии) втягивающая включается между двумя любыми входными фазами напрямую. Так решается задача определения напряжения в основной линии. Если оно отсутствует, то силовые контакты размыкаются.
Втягивающая ведомого контактора (тот, что подключен к резервной линии) подключается сложнее: первый контакт напрямую к одной из входных силовых клемм, а второй через нормально замкнутый дополнительный контакт ведущего магнитного пускателя – обычно они располагаются с обеих сторон корпуса, попарно с нормально замкнутыми. Также электротехнической промышленностью выпускается блок, в котором два нормально замкнутых и два нормально разомкнутых контакта. Он крепится на разъем, расположенный на верхней крышке корпуса магнитного пускателя.
Для случая, когда используются две независимые (подключенные к разным силовым подстанциям) электролинии, схема работает так:
- Если в основной линии пропадает напряжение, то втягивающая катушка ведущего контактора обесточивается и его силовые контакты размыкаются.
- Одновременно с этим его дополнительный контакт, к которому подключена одна из клемм втягивающей катушки ведомого контактора, замыкается.
- На втягивающую катушку ведомого контактора подается напряжение, он срабатывает и замыкает силовые контакты. Потребителю подается энергия из резервного источника.
- При появлении напряжения в основной линии ведущий контактор срабатывает, что вызывает обрыв в линии подачи напряжения на втягивающую катушку ведомого. Резервная линия отключается, а питание потребителя осуществляется от основной.
Подключение дизель-генератора к АВР
Схема подключения дизель-генератора к АВР 380 вольт отличается от рассмотренной выше маленьким дополнением. Оно состоит в том, что вам надо использовать дополнительный нормально замкнутый контакт на корпусе ведущего магнитного пускателя. Через него на клемму стартера подается +12 вольт от аккумуляторной батареи. Когда напряжение в основной линии пропадает, он замыкается, на стартер ДВС подается ток, и он проворачивает коленвал. Задачу можно было бы считать решенной, но пуск мотора на углеводородном топливе состоит из нескольких этапов.
Запуск бензинового мотора
Особенностью процесса является то, что сначала включить систему зажигания, а потом стартер, который после запуска должен быть отключен. Чтобы его реализовать, надо построить несколько цепей, проложив проводники:
- От плюсовой клеммы АКБ до нормально замкнутого дополнительного контакта ведущего магнитного пускателя (НЗК 1).
- От НЗК 1 до низковольтной клеммы катушки зажигания, а также соленоида, открывающего дроссельную заслонку карбюратора.
- От НЗК 1 до нормально замкнутого дополнительного контакта ведомого магнитного пускателя (НЗК 2) до + клеммы стартера.
Схема работает следующим образом: при исчезновении напряжения в основной линии НЗК 1 замыкается; на катушку зажигания и стартер подается +12 вольт; после запуска ДВС генератор подает ток в резервную линию; ведомый магнитный пускатель срабатывает, что вызывает размыкание НЗК 2 и отключение стартера.
Запуск дизеля
В этом случае от НЗК 1 вам требуется провести на один проводник меньше: катушка зажигания у этого ДВС отсутствует. Схема работает аналогично.
Дополнительная автоматизация
Не всегда электричество пропадает надолго, бывают перерывы в одну-две минуты. В этом случае запуск резервного генератора нецелесообразен и даже вреден для него. Кроме того, двигатель может и не запуститься с первого раза. Проблему решает установка после НЗК 1 многофункционального программируемого реле времени, питающегося от +12 вольт.
Например, модели Songle SRD-12VDC-SL-C, рассчитанной на рабочий ток 10 ампер. Она может задержать подачу напряжения на срок до недели. А также производить цикл включений-выключений, длительность которых и промежутки между ними программируются простым нажатием кнопок на плате. Для удобства обращения модель оснащена четырех разрядным жидкокристаллическим дисплеем.
Как видите, создать своими руками схему автозапуска генератора не так уж и сложно. Работает она не менее надежно, чем АВР на контроллерах бренда DATACOM, стоимость которых доходит до 15 тысяч рублей.
