Юный техник, 2004 № 10 - [18]
Техническая характеристика:
Длина… 4871 мм
Ширина… 1826 мм
Высота… 1460 мм
Колесная база… 2800 мм
Количество дверей… 4
Снаряженная масса, кг… 1455 кг
Полная масса, кг… 2035 кг
Колея передняя/задняя… 1539/1537
Объем двигателя… 2231 см
Количество цилиндров… 4
Число клапанов на цилиндр 4
Мощность… 116 л.с.
Максимальная скорость… 220 км/ч
Время разгона с места до 100 км/ч… 9,6 с
Расход топлива:
в городе… 12,5 л
на трассе… 7,2 л
Емкость топливного бака… 80 л
ПОЛИГОН
Электростанция почти из ничего
Страна у нас большая, и в ней немало мест с малочисленным населением, расположенных далеко, за сотни километров от крупных ЛЭП и электростанций. Небольшой деревушке для освещения и работы машин достаточно несколько сотен киловатт. Однако для передачи даже столь малой мощности нужны подчас немалые затраты. В линии для снижения потерь нужно применять высокое напряжение до 10–20 тыс. вольт, а значит, нужно иметь повышающие и понижающие подстанции.
Для обслуживания всего этого хозяйства может потребоваться больше специалистов высокого класса, чем жителей деревни. Потому и остаются у нас пока места, лишенные электричества.
С подобными проблемами, кстати, столкнулись в США, Канаде и других странах с большими территориями. Стало ясно, что электрификация начинает как бы вступать в новую фазу, которую решать путем централизованного производства электроэнергии уже не выгодно.
На этом этапе, назовем его электрификацией медвежьих уголков, нужно строить небольшие электростанции: одну на целое село или лучше даже на отдельный дом. Электростанции на одно-два села, в просторечии называемые «движками», получили у нас широкое распространение. Но они требуют серьезного ухода, а главное — ответственного отношения, что далеко не всегда, в особенности сегодня, встречается на селе. («Тусклый свет сельского движка» многократно описан в художественной литературе.)
На Западе в последние двадцать лет развернулось массовое производство мини-электростанций мощностью 0,5 — 10 кВт. Они экономичны и надежны, запускаются простым нажатием кнопки, рассчитаны на отдельную ферму или отдельный дом.
По зарубежным меркам они стоят совсем недорого: примерно месячный заработок рабочего средней квалификации. В нашей стране соотношение цен совсем иное. Мини-электростанции сельскому жителю практически недоступны. Остается лишь делать их самостоятельно.
На рисунке 1 — мини-электростанция, разработанная в Московском государственном техническом университете (МАМИ).
Она работает от двигателя бензопилы и развивает мощность около одного кВт. Такой двигатель найдется в хозяйстве у многих, а вот генераторы мощностью 1–2 кВт дефицитны и дороги. И все же малая электростанция может оказаться дешевой, если использовать как генератор обычный асинхронный двигатель.
Поясним, что это такое.
Электродвигателей, разных по конструкции и принципам работы, известны сотни. Асинхронные двигатели отличаются исключительной простотой и надежностью. Однофазный двигатель чаще всего имеет на статоре две обмотки, трехфазный — три. Статор набран из отдельных пластин электротехнической стали. Эта сталь под действием внешнего магнитного поля, меняющего свое направление, быстро и легко перемагничивается. Из пластин такой же стали сделан ротор.
Он не имеет обмотки в обычном смысле этого слова. Роль ее выполняют запрессованные в него толстые медные стержни. Ток в них возникает под действием переменного магнитного поля обмоток, поэтому какие-либо контакты для подачи тока не требуются. Ротор получается очень дешевым и прочным, а двигатель в целом чрезвычайно надежным и долговечным.
Случалось, что такие электромоторы работали до 50 лет и более. Старые образцы отличаются солидными габаритами и весом, поэтому их считают устаревшими и заменяют новыми. Именно такого «старичка» вы легко можете найти на свалке или в пункте утильсырья. После замены шарикоподшипников «дедушка» проработает еще столько же.
Если начать вращать вал такого двигателя, то на его клеммах появится напряжение в десятые доли вольта, поскольку и статор и ротор размагничены не полностью. Толку от такого генератора мало. Но если параллельно каждой фазе двигателя включить конденсатор на 50 — 100 мКф (рис. 2), то через него пойдет ток, который усилит магнитное поле. Оно начнет создавать все более сильный ток, и в конце концов электродвигатель превратится в полноценный электрогенератор трехфазного тока. Напряжение на его выходе зависит от скорости вращения вала, а мощность — от мощности привода генератора.
Современные мини-электростанции производят по всем правилам инженерного искусства. Они выдают ток, стабильный по частоте и напряжению при любых нагрузках, отличаются низким расходом топлива. Ваша первая электростанция будет пригодна только для освещения дома. Для нее, повторим, следует подыскать небольшой бензиновый мотор с ручным стартером и вентилятором для охлаждения цилиндра. Например, двигатель от старой бензопилы. До установки на электростанцию его следует запустить. Во избежание отравления угарным газом все работы по отделке и запуску бензинового мотора следует вести только на открытом воздухе.
