Выбор генератора для дачи по виду топлива, количеству фаз и мощности. Особенности синхронных, асинхронных и инверторных устройств

Содержание
  1. Бензиновый генератор для дома и дачи
  2. Классификация разновидностей бензогенераторов
  3. Типы электрогенераторов
  4. Асинхронный генератор
  5. Синхронный генератор
  6. Инверторный бензиновый генератор
  7. Как выбрать лучший бензиновый генератор
  8. Бензиновый генератор для дома
  9. Резервный бензиновый генератор
  10. Компактный бензиновый генератор
  11. Бензогенератор для питания сварочного инверторного аппарата и электроинструмента
  12. Генераторы переменного тока
  13. Синхронный генератор. Принцип действия
  14. Способы возбуждения синхронных генераторов
  15. Асинхронный генератор. Отличия от синхронного
  16. Выбор генератора для дачи по виду топлива, количеству фаз и мощности. Особенности синхронных, асинхронных и инверторных устройств
  17. Вид топлива
  18. Эксплуатационные расходы
  19. Уровень шума
  20. Температура запуска
  21. Количество фаз
  22. Синхронные, асинхронные, инверторные
  23. Мощность
  24. Ватты и вольт-амперы
  25. Стартовый ток
  26. Полезные мелочи
  27. Заключение
  28. Асинхронный генератор
  29. Принцип работы
  30. Возможность управления
  31. Преимущества и области применения
  32. Виды асинхронных машин

Бензиновый генератор для дома и дачи

Выбор генератора для дачи по виду топлива, количеству фаз и мощности. Особенности синхронных, асинхронных и инверторных устройств

КЛАССИФИКАЦИЯ
ВИДЫ И ТИПЫ
ИНВЕРТОРНЫЙ
ВЫБОР

Автономный бензогенератор по сути представляет собой бензиновую мини электростанцию, вырабатывающую однофазный или трёхфазный электрический ток.

В одном агрегате, расположенном на общем шасси, объединены собственно генератор и приводной бензиновый двигатель внутреннего сгорания.

Эксплуатационные характеристики бензиновых двигателей по некоторым параметрам превосходят дизельные аналоги.

Например, к показателям бензогенераторов относятся:

  • высокое значение отдаваемой мощности на один килограмм веса бензинового двигателя;
  • лёгкий запуск, что важно в холодное время года.

Первый из приведённых параметров определяет доминирование бензиновых генераторов электричества в сегменте переносных электрогенераторов. Дизельный мотор при равной с бензиновым двигателем мощности тяжелее и габаритнее последнего.

Принцип воспламенения топлива в дизеле основан на высокой степени сжатия и носит детонационный характер. Это требует более прочной и толстостенной конструкции блока цилиндров, чем у бензиновых аналогов. К этому добавляется наличие специфической топливной аппаратуры.

Не менее важным качеством, особенно для переносных и мобильных вариантов бензиновых электрогенераторов является лёгкий запуск в зимних условиях.

Что же касается стационарных электрогенераторов большой мощности для питания дома или дачи, здесь определённые качества дизелей, в частности экономичность и эксплуатационный ресурс делают их более привлекательными по сравнению с бензогенераторами.

Существующие разновидности бензиновых генераторов отличаются по многим признакам, среди которых:

  • конструктивные различия используемых бензиновых двигателей;
  • типы электрогенераторов;
  • оформление бензогенераторов с точки зрения их мобильности.

Классификация разновидностей бензогенераторов

Для привода генераторов бытовых электростанций применяются бензиновые двигатели с различными техническими параметрами. С точки зрения рабочего цикла, бензиновые двигатели могут быть двухтактными или четырёхтактными.

Двухтактные бензиновые моторы.

Полный рабочий цикл двигателя такого типа осуществляется за один оборот коленчатого вала. В течение этого периода движение поршня в одном направлении происходит дважды, поэтому такой цикл и называется двухтактным.

Двухтактные бензиновые моторы отличаются резким звуком при работе, для осуществления их смазки используется бензиновое топливо, смешанное в заданных пропорциях с моторным маслом.

Четырёхтактные бензиновые моторы.

Здесь поршень в течение одного рабочего цикла совершает четыре движения в одном направлении. При работе такой мотор издаёт более мягкий звук. В топливный бак заливается чистый бензин, система смазки работает автономно.

Двухтактные моторы за счёт короткого рабочего цикла имеют некоторое преимущество в мощности перед четырёхтактными машинами с таким же объёмом цилиндров.

Преимущества же четырёхтактного цикла выражаются в следующем:

  • топливная экономичность, обусловленная более полным сгоранием топлива;
  • эффективная система смазки, обеспечивающая более продолжительный эксплуатационный ресурс;
  • более высокий уровень экологической чистоты, связанный с тем, что в цилиндрах не происходит сгорание смазки.

В силу этих факторов двухтактные машины применяются только на самых бюджетных моделях генераторов малой мощности.

Электрогенераторы, работающие в составе бензиновых агрегатов, также классифицируются по ряду признаков:

  • количеству фаз электрогенератора;
  • синхронизму частоты наведённой в статоре ЭДС с частотой вращения ротора электрогенератора.

По количеству фаз вырабатываемого напряжения, генераторы делятся на однофазные и трёхфазные. Здесь особые пояснения не требуются, какого рода нагрузку предполагается подключать, такого типа генератор и следует выбрать. По отношению к синхронизму электрогенератор может быть синхронным либо асинхронным.

Типы электрогенераторов

Следует выделить три основных типа электрических генераторов:

  • асинхронные;
  • синхронные;
  • инверторные.

Каждый из них обладает определенными достоинствами и недостатками, главные из которых рассмотрены ниже.

Асинхронный генератор

Конструктивно генератор асинхронного типа относится к наиболее простым электрогенераторам. Ротор оснащён короткозамкнутой обмоткой, скользящие контакты отсутствуют, что относится к хорошим качествам.

В физическом плане асинхронный электрогенератор характеризуется различием между частотой вращения электрического поля, наведённого в обмотке статора и частотой вращения ротора.

Разность этих величин называется скольжением по аналогии с механикой, когда два элемента, вращаясь в одном направлении, имеют разную частоту, как — бы проскальзывая друг относительно друга.

В плане эксплуатации недостатком асинхронного электрогенератора является выраженная зависимость уровня вырабатываемого напряжения от величины нагрузки. То есть, асинхронный генератор способен обеспечивать хорошие выходные параметры в достаточно узком диапазоне нагрузочной мощности.

Синхронный генератор

Само название машин этого типа говорит о синхронности частоты вращения ротора и вращающегося электромагнитного поля статора электрогенератора. В конструктивном отношении генератор синхронного типа более сложен, чем асинхронный.

Обмотка ротора этого генератора не является короткозамкнутой, она питается постоянным током от внешних цепей, для чего служит коллекторный механизм с токосъёмными щётками, обеспечивающими скользящий контакт.

С точки зрения уязвимости, именно коллекторный механизм является ахиллесовой пятой электрогенераторов этого вида. Этот узел подвержен интенсивному износу, требует регулярной очистки и регулировки. Однако взамен потребитель получает хорошую устойчивую работу электрогенератора в широком диапазоне нагрузок.

Большинство агрегатов хорошего качества, предназначенных для дома, комплектуется именно синхронными генераторами.

Инверторный бензиновый генератор

Новая разновидность генераторов, появившаяся с развитием инверторных технологий. Если быть точным, определение «инверторный» относится в данном случае не к генератору как таковому, а к конструкции агрегата в целом.

Агрегаты такого типа, в отличие от ранее рассмотренных, состоят из трёх основных узлов:

  • приводного бензинового двигателя;
  • электрического генератора;
  • инверторного преобразователя.

Функционирование инверторного бензогенератора принципиально отличается от мини электростанций традиционного вида. В качестве собственно генератора здесь используется асинхронный электрогенератор с увеличенным количеством пар полюсов, благодаря чему генерируется напряжение повышенной частоты.

Полученное напряжение выпрямляется и поступает на вход инверторного блока, который преобразует его в синусоидальный сигнал требуемой амплитуды.

Таким образом, нагрузка в данном случае получает питание не от генератора, а от инверторного преобразователя. В этом отличие этого электрогенератора от традиционного.

Инверторный бензогенератор обладает важными преимуществами, к которым относятся:

  • высокое качество вырабатываемого напряжения, которое выражается в стабильности частоты, амплитуды и низком уровне высокочастотных составляющих. В этом смысле инверторные устройства относятся к лучшим бензиновым генераторам для дома;
  • экономичность, обеспечиваемая в режимах неполной загрузки бензогенератора.

Как выбрать лучший бензиновый генератор

Критерии выбора бензогенератора определяются теми целями, для которых его предполагается использовать. Иными словами, ответ на вопрос, какой бензогенератор выбрать, зависит от того, где мы хотим его использовать.

Автономные мини электростанции вообще и бензиновые в частности могут служить одной из следующих целей:

  • постоянное электроснабжение объекта (частного дома, дачи), изолированного от центральных электрических сетей; резервное электропитание дома, дачи или отдельных единиц электрооборудования (газовый котёл и т.п.);
  • обеспечение электроэнергией в походах на природу, поездках на дачу, рыбалку и т.п.;
  • питание электроинструмента, сварочного аппарата в полевых условиях.

Бензиновый генератор для дома

При выборе хорошего бензогенератора для дома или дачи предпочтение чаще отдаётся бензогенераторам стационарного типа. Это условие вовсе не является обязательным, просто суммарная мощность электроприборов жилого дома или большой дачи обычно достаточно велика.

А в этом сегменте мощностей бензогенераторы в основном стационарные. Если среди электрооборудования в доме или даче присутствует электроника, критичная к качеству напряжения (например, электрика газового котла), стоит присмотреться к инверторным агрегатам. К сожалению, линейка инверторных источников ограничена по мощности.

В любом случае перед покупкой источника электроэнергии для дачи или дома нужно оценить его показатели качества электроэнергии. Хорошую синусоиду способны выдавать не только инверторные агрегаты.

Кроме этого, бензогенераторы, которые предполагается использовать для постоянного питания дачи или дома должны быть предназначены для длительной безостановочной работы. А отсюда вытекает необходимость наличия хорошей системы жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией, что обусловливает увеличение габаритов установки.

Запуск бензогенераторов большой мощности невозможно произвести вручную, поэтому они укомплектованы мощным электрическим стартером и целым набором аккумуляторных батарей.

Из совокупности приведённых аргументов следует, что для цели постоянного электроснабжения дома, дачи или другого объекта следует делать выбор в линейке стационарных крупногабаритных бензогенераторов, требующих выделения специального места для установки на участке жилого дома или дачи.

Резервный бензиновый генератор

Использование бензогенератора в качестве резервного не предполагает его эксплуатацию в длительном режиме без остановок. Поэтому и требования в частности к системе охлаждения не столь высоки. Здесь могут использоваться достаточно хорошие агрегаты с воздушным охлаждением.

Покупая бензогенератор для резервного питания дачи или дома можно предусмотреть его многоцелевое использование. Так, если предусматривать резервирование не всего электрооборудования, установленного в доме или на даче, а только самого необходимого

  • газовый котёл;
  • часть освещения;
  • компьютерная техника,

можно обойтись хорошим мобильным или переносным вариантом бензогенератора, в том числе инверторным, который можно использовать не только дома, но и в поездках на дачу.

Отдельного подхода требует выбор источника питания для электроники газовых котлов отопления жилого дома или дачи. В силу требовательности этих устройств к качеству питающего напряжения, лучшим вариантом для них будет инверторный источник.

Компактный бензиновый генератор

Таким качеством в первую очередь должен обладать агрегат, который предполагается использовать в поездках. Выбор оборудования в этом сегменте велик. При недостатке средств можно ограничиться бюджетной асинхронной моделью с двухтактным двигателем, а можно сделать выбор в пользу инверторного электрогенератора.

Затраты на приобретение инверторного источника могут окупиться в результате экономии топлива и длительного срока эксплуатации. По крайней мере, это обещают продавцы инверторной техники. К тому же, его можно использовать для резервного питания электрооборудования котла отопления в доме, на даче.

В любом случае нужно правильно рассчитать мощность электроприборов, которые будут подключены к бензогенератору.

Бензогенератор для питания сварочного инверторного аппарата и электроинструмента

Для выполнения строительно-монтажных работ в полевых условиях или на даче при отсутствии стационарного электроснабжения, без мобильной электростанции не обойтись. Основным критерием выбора в этом случае, кроме размера бензогенератора, позволяющего его перевозить, является требуемая мощность.

Необходимо просуммировать мощность всех инструментов, работа которых должна осуществляться одновременно.

Что касается сварочного аппарата , целесообразней использовать инверторный преобразователь, так как для питания сварочного трансформатора потребуется более мощный бензогенератор.

При подборе хорошего варианта бензогенератора для питания сварочного инверторного аппарата в идеале нужно обеспечить запас по мощности. Но потребляемая мощность зависит от режима сварки.

Поэтому, осуществляя сварку токами, меньше максимальных значений, можно использовать в качестве источника питания инверторный бензогенератор меньшей мощности.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: https://eltechbook.ru/jelektrogeneratory_benzinovye.html

Генераторы переменного тока

Выбор генератора для дачи по виду топлива, количеству фаз и мощности. Особенности синхронных, асинхронных и инверторных устройств

Генератор — устройство, преобразующее один вид энергии в другой.
В данном случае рассматриваем преобразование механической энергии вращения в электрическую.

Различают два типа таких генераторов. Синхронные и асинхронные.

Синхронный генератор. Принцип действия

Отличительным признаком синхронного генератора является жёсткая связь между частотой f переменной ЭДС, наведённой в обмотке статора, и частотой вращения ротора n , называемой синхронной частотой вращения:

n = f / p

где p – число пар полюсов обмотки статора и ротора.
Обычно частота вращения выражается в об/мин, а частота ЭДС в Герцах (1/сек), тогда для количества оборотов в минуту формула примет вид:

n = 60·f / p

На рис. 1.1 представлена функциональная схема синхронного генератора. На статоре 1 расположена трёхфазная обмотка, принципиально не отличающаяся от аналогичной обмотки асинхронной машины.

На роторе расположен электромагнит с обмоткой возбуждения 2, получающей питание постоянным током, как правило, через скользящие контакты, осуществляемые посредством двух контактных колец, расположенных на роторе, и двух неподвижных щёток.

В некоторых случаях в конструкции ротора синхронного генератора вместо электромагнитов могут использоваться постоянные магниты, тогда необходимость в наличии контактов на валу отпадает, но существенно ограничиваются возможности стабилизации выходных напряжений.

Приводным двигателем (ПД), в качестве которого используется турбина, двигатель внутреннего сгорания либо другой источник механической энергии, ротор генератора приводится во вращение с синхронной скоростью.

При этом магнитное поле электромагнита ротора также вращается с синхронной скоростью и индуцирует в трёхфазной обмотке статора переменные ЭДС EA , EB и EC , которые будучи одинаковыми по значению и сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 1/3 периода (120°), образуют симметричную трёхфазную систему ЭДС.

C подключением нагрузки к зажимам обмотки статора С1, С2 и С3 в фазах обмотки статора появляются токи IA, IB, IC , которые создают вращающееся магнитное поле.

Частота вращения этого поля равна частоте вращения ротора генератора. Таким образом, в синхронном генераторе магнитное поле статора и ротор вращаются синхронно.

Мгновенное значение ЭДС обмотки статора в рассматриваемом синхронном генераторе

e = 2Blwv = 2πBlwDn

Здесь: B – магнитная индукция в воздушном зазоре между сердечником статора и полюсами ротора, Тл;
l – активная длина одной пазовой стороны обмотки статора, т.е. длина сердечника статора, м;
w – количество витков;
v = πDn – линейная скорость движения полюсов ротора относительно статора, м/с;
D – внутренний диаметр сердечника статора, м.

Формула ЭДС показывает, что при неизменной частоте вращения ротора n форма графика переменной ЭДС обмотки якоря (ста- тора) определяется исключительно законом распределения магнитной индукции B в зазоре между статором и полюсами ротора.

Если график магнитной индукции в зазоре представляет собой синусоиду B = Bmax sinα , то ЭДС генератора также будет синусоидальной. В синхронных машинах всегда стремятся получить распределение индукции в зазоре как можно ближе к синусоидальному.

Так, если воздушный зазор δ постоянен (рис. 1.2), то магнитная индукция B в воздушном зазоре распределяется по трапецеидальному закону (график 1). Если же края полюсов ротора «скосить» так, чтобы зазор на краях полюсных наконечников был равен δmax (как это показано на рис. 1.

2), то график распределения магнитной индукции в зазоре приблизится к синусоиде (график 2), а, следовательно, и график ЭДС, индуцированной в обмотке генератора, приблизится к синусоиде.

Частота ЭДС синхронного генератора f (Гц) пропорциональна синхронной частоте вращения ротора n (об/с)

f = pn

где p – число пар полюсов.
В рассматриваемом генераторе (см. рис.1.1) два полюса, т.е. p = 1.
Для получения ЭДС промышленной частоты (50 Гц) в таком генераторе ротор необходимо вращать с частотой n = 50 об/с (n = 3000 об/мин).

Способы возбуждения синхронных генераторов

Самым распространенным способом создания основного магнитного потока синхронных генераторов является электромагнитное возбуждение, состоящее в том, что на полюсах ротора располагают обмотку возбуждения, при прохождении по которой постоянного тока, возникает МДС, создающая в генераторе магнитное поле.

До последнего времени для питания обмотки возбуждения применялись преимущественно специальные генераторы постоянного тока независимого возбуждения, называемые возбудителями В (рис. 1.3, а). Обмотка возбуждения (ОВ) получает питание от другого генератора (параллельного возбуждения), называемого подвозбудителем (ПВ).

Ротор синхронного генератора, возбудителя и подвозбудителя располагаются на общем валу и вращаются одновременно. При этом ток в обмотку возбуждения синхронного генератора поступает через контактные кольца и щётки. Для регулирования тока возбуждения применяют регулировочные реостаты, включаемые в цепи возбуждения возбудителя r1 и подвозбудителя r2 .

В синхронных генераторах средней и большой мощности процесс регулирования тока возбуждения автоматизируют.

В синхронных генераторах получила применение также бесконтактная система электромагнитного возбуждения, при которой синхронный генератор не имеет контактных колец на роторе. В качестве возбудителя в этом случае применяют обращенный синхронный генератор переменного тока В (рис. 1.

3, б).

Трехфазная обмотка 2 возбудителя, в которой наводится переменная ЭДС, расположена на роторе и вращается вместе с обмоткой возбуждения синхронного генератора и их электрическое соединение осуществляется через вращающийся выпрямитель 3 непосредственно, без контактных колец и щёток. Питание постоянным током обмотки возбуждения 1 возбудителя В осуществляется от подвозбудителя ПВ – генератора постоянного тока. Отсутствие скользящих контактов в цепи возбуждения синхронного генератора позволяет повысить её эксплуатационную надёжность и увеличить КПД.

В синхронных генераторах, в этом числе гидрогенераторах, получил распространение принцип самовозбуждения (рис. 1.

4, а), когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупроводниковый преобразователь ПП преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счёт остаточного магнетизма машины.

На рис. 1.4, б представлена структурная схема автоматической системы самовозбуждения синхронного генератора (СГ) с выпрямительным трансформатором (ВТ) и тиристорным преобразователем (ТП), через которые электроэнергия переменного тока из цепи статора СГ после преобразования в постоянный ток подаётся в обмотку возбуждения.

Управление тиристорным преобразователем осуществляется посредством автоматического регулятора возбуждения АРВ, на вход которого поступают сигналы напряжения на входе СГ (через трансформатор напряжения ТН) и тока нагрузки СГ (от трансформатора тока ТТ).

Схема содержит блок защиты (БЗ), обеспечивающий защиту обмотки возбуждения (ОВ) от перенапряжения и токовой перегрузки.

Мощность, затрачиваемая на возбуждение, обычно составляет от 0,2 до 5 % полезной мощности (меньшее значение относится к генераторам большой мощности).
В генераторах малой мощности находит применение принцип возбуждения постоянными магнитами, расположенными на роторе машины.

Такой способ возбуждения даёт возможность избавить генератор от обмотки возбуждения. В результате конструкция генератора существенно упрощается, становится более экономичной и надёжной.

Однако, из-за высокой стоимости материалов для изготовления постоянных магнитов с большим запасом магнитной энергии и сложности их обработки применение возбуждения постоянными магнитами ограничено машинами мощностью не более нескольких киловатт.

Синхронные генераторы составляют основу электроэнергетики, так как практически вся электроэнергия во всём мире вырабатывается посредством синхронных турбо- или гидрогенераторов.
Так же синхронные генераторы находят широкое применение в составе стационарных и передвижных электроустановок или станций в комплекте с дизельными и бензиновыми двигателями.

Асинхронный генератор. Отличия от синхронного

Асинхронные генераторы принципиально отличаются от синхронных отсутствием жесткой зависимости между частотой вращения ротора и вырабатываемой ЭДС. Разницу между этими частотами характеризует коэффициент s — скольжение.

s = (n — n r )/n

здесь:
n — частота вращения магнитного поля (частота ЭДС).
n r — частота вращения ротора.

Более подробно с расчётом скольжения и частоты можно ознакомиться в статье: асинхронные генераторы. Частота.

В обычном режиме электромагнитное поле асинхронного генератора под нагрузкой оказывает тормозной момент на вращения ротора, следовательно, частота изменения магнитного поля меньше, поэтому скольжение будет отрицательным. К генераторам, работающим в области положительных скольжений, можно отнести асинхронные тахогенераторы и преобразователи частоты.

Асинхронные генераторы в зависимости от конкретных условий применения выполняются с короткозамкнутым, фазным или полым ротором. Источниками формирования необходимой энергии возбуждения ротора могут являться статические конденсаторы или вентильные преобразователи с искусственной коммутацией вентилей.

Асинхронные генераторы можно классифицировать по способу возбуждения, характеру выходной частоты (изменяющаяся, постоянная), способу стабилизации напряжения, рабочим областям скольжения, конструктивному выполнению и числу фаз.

Последние два признака характеризуют конструктивные особенности генераторов. Характер выходной частоты и методы стабилизации напряжения в значительной степени обусловлены способом образования магнитного потока.

Классификация по способу возбуждения является основной.

Можно рассмотреть генераторы с самовозбуждением и с независимым возбуждением.

Самовозбуждение в асинхронных генераторах может быть организовано: а) с помощью конденсаторов, включенных в цепь статора или ротора или одновременно в первичную и вторичную цепи; б) посредством вентильных преобразователей с естественной и искусственной коммутацией вентилей.

Независимое возбуждение может осуществляться от внешнего источника переменного напряжения.

По характеру частоты самовозбуждающиеся генераторы разделяются на две группы. К первой из них относятся источники практически постоянной (или постоянной) частоты, ко второй переменной (регулируемой) частоты. Последние применяются для питания асинхронных двигателей с плавным изменением частоты вращения.

Более подробно рассмотреть принцип работы и конструктивные особенности асинхронных генераторов планируется рассмотреть в отдельных публикациях.

Асинхронные генераторы не требуют в конструкции сложных узлов для организации возбуждения постоянным током или применения дорогостоящих материалов с большим запасом магнитной энергии, поэтому находят широкое применение у пользователей передвижных электроустановок по причине своей простоты и неприхотливости в обслуживании. Используются для питания устройств, не требующих жёсткой привязки к частоте тока. Техническим достоинством асинхронных генераторов можно признать их устойчивость к перегрузкам и коротким замыканиям. С некоторой информацией по мобильным генераторным установкам можно ознакомиться на странице:

Дизель-генераторы.

Асинхронный генератор. Характеристики.
Асинхронный генератор. Стабилизация.

Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Источник: https://tel-spb.ru/dizel_generator/sinc_g.php

Выбор генератора для дачи по виду топлива, количеству фаз и мощности. Особенности синхронных, асинхронных и инверторных устройств

Выбор генератора для дачи по виду топлива, количеству фаз и мощности. Особенности синхронных, асинхронных и инверторных устройств

Как подобрать генератор для дачи? На какие параметры этого устройства стоит обратить внимание? Вообще, какими бывают генераторы? Давайте попробуем ответить на эти вопросы максимально просто и доступно, не углубляясь в дебри теории.

Миниатюрную электростанцию можно разместить прямо в дачном домике.

Вид топлива

Самое очевидное различие между разными моделями портативных топливных электростанций — используемое ими горючее.

В широкой продаже присутствует три типа генераторов:

  1. Бензиновые;
  2. Дизельные (использующие в качестве горючего соляру);
  3. Газовые — предназначенные для работы от магистрали или баллона.

Кроме того: существуют модели, которые способны работать на двух видах топлива. Как правило, они совмещают возможность использования бензина и газа.
Дизель — генератор для дачи использует другую схему воспламенения топлива в цилиндре.

Какой генератор выбрать для дачи по этому признаку? Для начала давайте выясним, на что влияет тип горючего.

Эксплуатационные расходы

Вид топливаЦена киловатт-часа электроэнергии
Магистральный газ4 рубля
Баллонный газ9 рублей
Соляра6 рублей
Бензин8 рублей

Три очевидных вывода:

  1. При наличии магистрального газа искать ему альтернатив определенно не стоит.
  2. Газ в баллонах применять в качестве топлива невыгодно.

Сомнительное решение.

  1. Ни один вид топлива не обеспечивает расходов на электроснабжение, сопоставимых со стоимостью продаваемой энергетическими компаниями электроэнергии. Сэкономить, купив газовый генератор для дачи вместо ее централизованного энергоснабжения, не получится.

Уровень шума

Насколько громко работают миниатюрные электростанции?

  • Наиболее бесшумные генераторы для дачи — бензиновые. Лучший показатель уровня шума у этих устройств — на уровне примерно 50 децибел, что примерно соответствует звучанию негромкой речи. Большинство моделей в процессе работы издает звуки с громкостью около 70 — 75 дБ.
  • Дизельные генераторы для дачи шумят на уровне 80 — 95 децибел, что соответствует громкости звуков на оживленном шоссе.
  • Газовые устройства занимают промежуточное положение (75 — 80 дБ).

Сравните эти значения с привычными вашему уху звуками.

Температура запуска

На диапазон рабочих температур тип топлива тоже влияет, и довольно заметно.

  • Газовые и бензиновые агрегаты способны запускаться при -20 С;
  • Температура запуска дизеля куда выше — -5 С.

Количество фаз

В продаже можно встретить однофазные и трехфазные генераторы. Разница между ними вроде бы понятна и не требует особых комментариев: три фазы позволяют подключить к генератору соответствующий тип потребляющих электроэнергию устройств (станки с мощными электродвигателями, многоконфорочные электроплиты и т.д.); при этом возможность подключения однофазных потребителей тоже сохраняется.

Схема выходов трехфазного электрогенератора.

Казалось бы, выбор однозначен. А вот не тут-то было! Максимум нагрузки на каждой фазе трехфазного устройства не должен превышать трети номинальной; стало быть, с обычной 220-вольтовой розетки 6-киловаттного генератора можно получить не больше 2 КВт постоянной мощности.

Вывод? Если у вас нет острой необходимости в трехфазных потребителях, однофазная электростанция предпочтительнее.

Синхронные, асинхронные, инверторные

Чем синхронный генератор отличается от асинхронного?

Разница — в том, что в первом случае частота генерируемого тока соответствует частоте вращения ротора, а во втором независима от него.

Ротор синхронного генератора имеет собственную обмотку и для работы требует подачи на нее питания.

В более практической плоскости стоит упомянуть еще несколько отличий.

  • Асинхронные электростанции в основной массе лучше защищены от пыли и влаги. Схема работы позволяет выполнить генератор полностью герметичным.

Кроме того: они конструктивно проще (ротор не имеет обмоток); как следствие — асинхронники менее чувствительны к коротким замыканиям и не требуют периодической замены щеток.

  • Синхронные устройства в основной массе точнее поддерживают заданное напряжение. Вероятно, будет точнее сказать, что точность параметров тока легче достигается именно с этой конструкцией: стабилизатор на выходе электростанции может превратить 200 вольт в 220 и отфильтровать помехи.
  • Синхронные генераторы легче переносят нагрузку с высокими токами запуска.

Чем отличаются от описанных схем инверторные генераторы для дачи?

В основном это асинхронники со сравнительно сложной схемой формирования выходного напряжения.

В ней используется двойное преобразование:

  1. Снятый с генератора переменный ток преобразуется в постоянный.
  2. При повторном преобразовании электроника позволяет получить переменный ток с исключительно стабильными параметрами. Бонус — эффективный контроль за нагрузкой, исключающий просадки питания при запуске мощных потребителей.

Инструкция по выбору электрогенератора довольно очевидна:

  • Если подключаемой оборудование требовательно к качеству питания, наш выбор — инвертор.

Инверторный Энерго ЭА1000И. Мощность — 1КВт.

Впрочем: большая часть современной бытовой техники обладает собственным стабилизатором и способна работать при напряжениях от 100 до 250 вольт.
Кроме того, линейный стабилизатор несложно подключить своими руками на выход электростанции.

  • Применение синхронников оправдано разве что для работы с электроинструментом.

Мощность

Очевидно, что электрическая мощность генерирующего устройства должна соответствовать потребности в ней. Маломощные мини — генераторы для дачи бесполезны для питания электроплиты и бойлера; избыток мощности приведет к неоправданному перерасходу топлива, да и стоимость самого устройства будет заоблачной.

Определить потребность в электроэнергии, однако, несколько сложнее, чем может показаться на первый взгляд.

Ватты и вольт-амперы

Общеизвестно, что электрическая мощность равна произведению напряжения и силы тока. Однако вольт-ампер — единица, в которых зачастую указывается мощность генератора — не равен ватту.

Мощность генератора на фото указана в вольт-амперах.

В чем разница?

  • В ваттах измеряется так называемая активная мощность (потребляемая активной нагрузкой). Что это такое? Говоря предельно упрощенно — это электроприборы, не содержащие катушек индуктивности, вызывающих запаздывание изменения тока вслед за напряжением.
  • Реактивная нагрузка — это в первую очередь всевозможные электромоторы. Изменение питающего их напряжения приводит к изменению тока с заметным запозданием. Единица измерения — «вольт-ампер реактивный», или просто VA.

Для того, чтобы перевести вольт-амперы в привычную электрическую мощность в ваттах, нужно знать два параметра: собственный коэффициент мощности электростанции (cos ф) и коэффициент мощности нагрузки. Их несложно найти в маркировке или сопроводительной документации любого изделия.

Активная мощность расходуется на совершаемую работу, реактивная — на создание электромагнитных полей.

Скажем, у нас есть:

  1. Электростанция с реактивной мощность 6 кВА и коэффициентом мощности 0,8.
  2. 3-киловаттный электромотор с коэффициентом мощности 0,5.

Максимальная нагрузка для генератора в ваттах с учетом обоих коэффициентов составит 6000 х 0,8 х 0,5 = 2400 ватт. Увы — для нашего мотора этого недостаточно.

Стартовый ток

В случае активной нагрузки расчет мощности прост и понятен: генераторы для дачи 5 КВт способны справиться с 5-киловаттной нагрузкой. А вот в случае реактивной нагрузки приходится учитывать ток запуска, значительно превышающий номинальный; соответственно, реактивной нагрузке нужен запас по электрической мощности.

Насколько большим должен быть этот запас? Приведем типичные значения для некоторых электроприборов.

ПриборПотребляемая при запуске мощность в процентах от номинальной
Телевизор100
Обогреватель120
Пылесос150
Компьютер200
Болгарка, электропила200
Дрель300
Холодильник330
Стиральная машина350
Кондиционер350
Погружной насосДо 800

ТПН — ток полной нагрузки. ТЗР (ток заблокированного ротора) — стартовый.

Подсказка: в случае использования нескольких приборов, создающих реактивную нагрузку, автономные генераторы для дачи вовсе не обязательно рассчитывать по их суммарной пиковой нагрузке.
Достаточно не включать устройства одновременно.

Полезные мелочи

  • При выборе генератора по шумности стоит учитывать, среди прочего, материал стен дома. Если деревянные строения обеспечивают неплохую звукоизоляцию, то, к примеру, дачные дома из блок-контейнеров делают слышным малейший звук снаружи.
  • Водяное охлаждение позволяет электростанции не бояться перегрева даже в сильную жару.

Устройство с водяным охлаждением.

  • Если автономный источник электроэнергии нужен лишь на время строительства, его вовсе не обязательно покупать. Аренда дизель — генератора для дачи мощностью 16 КВт обходится примерно в 1500 рублей за сутки. (См. также статью Электрогенератор для дачи: особенности.)

Заключение

Надеемся, что предложенный вниманию читателя материал поможет ему в выборе будущей покупки. Как всегда, в видео в этой статье можно обнаружить дополнительную тематическую информацию. Успехов!

Добавить в избранное Версия для печати

Источник: https://9dach.ru/instrumenty/184-vybor-generatora-dlya-dachi

Асинхронный генератор

Выбор генератора для дачи по виду топлива, количеству фаз и мощности. Особенности синхронных, асинхронных и инверторных устройств

Все известные виды генераторных устройств по особенностям своей работы делятся на синхронные и асинхронные машины, причем наибольшее распространение получила именно последняя разновидность.

Их конструкция и принцип действия аналогичны асинхронным двигателям, но преобразование энергии в генераторе происходит в обратном направлении (из механической в электрический её вид).

С тем, как выглядит асинхронный генератор в натуре, можно ознакомиться на рисунке ниже.

Асинхронный генератор (АГ)

Подобно двигателям асинхронного типа, включённым в реверсном режиме (на торможение), при генерации энергии наблюдается примерно тот же эффект, приводящий к её частичному рассеиванию в виде тепла. Из этого следует, что КПД такого устройства сравнительно невелико.

Принцип работы

Хорошо усвоить принцип работы асинхронного механизма поможет предварительное ознакомление с основами функционирования генераторных машин синхронного типа. Дело в том, что синхронные и асинхронные генераторы по своему устройству и способу действия очень схожи и отличаются лишь небольшими деталями (конструкцией вращающегося ротора, в частности).

В механизмах первого класса используется ротор с размещёнными на нем постоянными магнитами.

При его вращении от механического привода магнитные элементы наводят в статоре меняющееся по величине и направлению э/м поле, обеспечивающее протекание переменного тока в подключённой к его зажимам нагрузке. При этом сам ротор вращается без рассогласования с создаваемой им в катушках ЭДС (синфазно с ней).

В отличие от синхронных машин, асинхронный генератор характеризуется наличием небольшого отставания вращения роторного элемента устройства по отношению к наводимому в статоре электромагнитному полю. Последнее как бы тормозит его движение, что принято называть «эффектом скольжения».

Обратите внимание! Указанное явление объясняется особенностью конструкции ротора АГ, изготавливаемого в виде короткозамкнутой цельной решётки (так называемого «беличьего колеса»). Её внешний вид приводится на фото ниже.

При вращении приводного вала под воздействием внешнего механического импульса (от двигателя внутреннего сгорания, например) за счёт остаточного магнетизма статора в решётке такого ротора наводится собственная ЭДС. Вследствие этого оба поля (и подвижное, и неподвижное) начинают взаимодействовать друг с другом в динамическом режиме.

Поскольку поле в обмотках ротора наводится с задержкой относительно неподвижного статора генератора, он несколько отстаёт от наводимого в ней э/м поля (то есть вращается асинхронно).

Возможность управления

Инверторный генератор или обычный: что лучше

Ещё одной особенностью синхронного генератора (как, впрочем, и асинхронного) является то, что частота и амплитуда наводимой на зажимах статора ЭДС существенно зависит от скорости вращения ротора.

Важно! С изменением подключённой к генератору активной нагрузки пропорционально ей меняется и частота вращения вала генератора, что приводит к изменению характеристик создаваемой в статоре ЭДС.

Указанный недостаток вынуждает устанавливать в устройствах синхронного и асинхронного типа электронный регулятор напряжения и частоты, обеспечивающий поддержание этих параметров на должном уровне (схема регулятора приводится ниже).

Схема регулятора напряжения АГ

Поскольку асинхронный генератор работает по принципу рассогласованного вращения полей подвижной и неподвижной части, обеспечить регулирование выходных параметров внутри системы не удаётся. Это объясняется невозможностью организовать мгновенную обратную связь по напряжению путём подачи части выходного сигнала со статора на ротор (в АГ могут применяться лишь внешние стабилизаторы напряжения).

В этом заключается ещё одно отличие асинхронных агрегатов от их синхронных аналогов, которые по всем остальным характеристикам очень схожи с первыми.

Преимущества и области применения

К числу достоинств асинхронных генераторов относят следующие их свойства:

  • АГ устойчивы к перегрузкам и КЗ, а также имеют сравнительно простую конструкцию (этим они отличаются от более сложных в исполнении синхронных машин);
  • Показатель нелинейных искажений синусоиды у них не превышает 2-х процентов (сравните 15 % у их синхронных аналогов);
  • Благодаря низкому значению клирфактора, асинхронные устройства гарантируют высокую устойчивость работы подключённых к ним БИП и ТВ приёмников;
  • При электропитании сварочного оборудования они обеспечивают существенное улучшение качества сварки;
  • Для стабилизации выходного напряжения в них могут применяться внешние устройства автоматического регулирования;
  • Роторы АГ при вращении выделяют ограниченное количество тепла, для компенсации которого не требуется мощных вентиляторных устройств.

Принцип работы синхронного генератора

Последнее свойство позволяет надёжно герметизировать внутреннюю полость агрегата, то есть защитить её от проникновения пыли и грязи. Благодаря этому обстоятельству существенно расширяется сфера применения асинхронных машин, способных работать в условиях большой запыленности и повышенной влажности.

Возможность герметизации способствует тому, что электрогенераторы асинхронного типа имеют больший показатель по сроку службы и могут эксплуатироваться при пониженных температурах. Добавим к этому, что к каждой из фазных обмоток этих агрегатов допускается подключать нагрузки различной мощности.

Дополнительная информация. Допустимый показатель неравномерности фазных нагрузок (разница потребляемых ими токов) составляет для АГ порядка 70%, что невозможно реализовать при работе с синхронными агрегатами.

К легко устранимому в процессе эксплуатации недостатку следует отнести довольно «тяжелые» пусковые характеристики генератора, что удаётся исправить за счёт установки в них специальных стартовых усилителей (рисунок далее по тексту).

Схема стартового генератора

Указанные устройства обеспечивают возможность плавного вывода генератора в рабочий режим даже при значительных по величине пусковых токах.

Во всём остальном АГ обладают бесспорными преимуществами над синхронными машинами, некоторые различия с которыми были рассмотрены ранее. Благодаря этим достоинствам, они широко применяются в качестве источников электроэнергии в следующих хозяйственных областях:

  • Для энергоснабжения оборудования с реостатным или рекуперативным режимом торможения (подъёмные краны, транспортёры и тому подобное);
  • В промышленном оборудовании, не нуждающемся в компенсации паразитной реактивной мощности и к которому не предъявляют высоких требований по качеству поставляемой энергии;
  • В бытовых и полевых условиях, где требуются источники дешёвой электроэнергии с механическим приводом от дизельного двигателя;
  • В качестве мощного зарядного устройства, обеспечивающего подзарядку АКБ в автомастерских, например.

Помимо этого, они могут использоваться как источники электроснабжения, к которым подключаются сварочные агрегаты, а также для обеспечения бесперебойного питания особо важных объектов здравоохранения.

Виды асинхронных машин

Различные виды АГ могут отличаться по следующим рабочим характеристикам:

  • Типом вращающейся части генерирующего устройства – его ротора;
  • Количеством выходных или статорных обмоток в генераторе (числом рабочих фаз);
  • Схемой включения катушек трехфазного генератора – треугольником или звездой, а также способом их размещения и укладки на полюсах статора (фото ниже);

Размещение обмоток статора

  • Наличием или отсутствием отдельной обмотки возбуждения.

В соответствие с первым из этих признаков, все известные разновидности АГ оснащаются короткозамкнутым или фазным ротором. Первый из них изготавливается в виде цельной конструкции цилиндрической формы, состоящей из отдельных штырей с двумя замыкающими их кольцами (типа «беличье колесо»).

Фазный ротор, в отличие от своего короткозамкнутого аналога, имеет индуктивную обмотку из изолированного провода, обеспечивающую создание динамического электромагнитного поля. Из-за особенностей своей конструкции такой ротор имеет высокую стоимость изготовления и нуждается в специализированном обслуживании.

Выходные обмотки статора, как и весь генератор, могут быть однофазными или трехфазными, что определяется непосредственным назначением данного агрегата (когда требуется источник напряжения 220 или 380 Вольт). Относительно первого из этих исполнений всё достаточно ясно, а вот у трехфазной модификации АГ имеется ещё одна особенность, касающаяся электрической схемы включения обмоток.

Известно, что для формирования любой трехфазной питающей сети в электротехнике применяются два вида включения обмоток, смещённых в векторном представлении одна относительно другой на 120 градусов. Это:

  • Включение звездой, когда начала катушек соединены в одной точке, где формируется нулевая жила, а их концы расходятся по трём линиям питания (вместе с нулевым проводом их получается четыре, как это указано на фото ниже);

4-х проводное включение по схеме «звезда»

  • Подсоединение по схеме «треугольник», при котором конец одной катушки соединяется с началом второй и так далее до полного замыкания цепочки. Второй вариант включения используется в 3-х проводных линиях энергоснабжения, поскольку в этой схеме отсутствует нулевой провод.

В каждом изделии АГ подключение по той или иной схеме реализуется вполне конкретными способами, позволяющими поместить провода всех обмоток статора между полюсами его сердечника. Они наматываются таким образом, чтобы каждая секция фазных катушек A, B и C была сдвинута по окружности одна относительно другой точно на 120 градусов.

В заключение обзора генераторных устройств обратим внимание на возможность изготовления АГ из асинхронного двигателя. Подобная перспектива появляется, благодаря известному принципу обратимости действия электрических машин, согласно которому направление преобразования энергии может выбираться произвольно.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/asinhronnyj-generator.html

8dach
Добавить комментарий