Современный генератор электрического тока. Генераторы – виды, применение, установка. Однофазный или трехфазный генератор

Если вы устали от шума и смога большого города, то можно поехать за его пределы, чтобы отдохнуть на территории загородного коттеджа, расположенного близко к речке или лесу. Воздух там чистый и располагает к умиротворению. Но без электричества жизнь современного человека немыслима. Если вы тоже не можете обойтись без бытовой техники и телефонов, а мощности старой линии централизованного электроснабжения недостаточно, то можно рассмотреть генераторы электрического тока. Они будут просто необходимы о том случае, когда электроснабжение и вовсе не подведено.

Чтобы жизнь загородного дома не замирала ни на минуту, при проектировании домовладельцы предусматривают наличие дополнительного источника электроэнергии. Однако перед выбором такого прибора необходимо разобраться в характеристиках, которые позволят вам понять, с помощью какого агрегата можно будет экономить на энергоносителях. Стоит помнить о том, что не все приборы подходят для длительной бесперебойной работы. Некоторые из них можно использовать только в роли аварийного источника энергии. Многие модели издают достаточно много шума, что требует специально оборудовать помещение.

Разновидности генераторов энергии

Как бы далеко вы ни находились от цивилизации - на даче или в условиях загородного дома - можно пользоваться электричеством, которое позволит эксплуатировать атрибуты комфорта. В зависимости от типа производимого тока электрогенераторы могут быть однофазными и трехфазными. В первом случае выход напряжения составляет 220 вольт, а частота равна 50 герцам. Что касается то напряжение в них эквивалентно а частота составляет 50 герц.

Эти параметры сети обеспечат бесперебойную работу бытовых приборов и электроинструментов. Рассматривая генераторы электрического тока, вы поймете, что в зависимости от используемого исходного топлива, вида двигателя или источника энергии агрегаты могут быть дизельными, бензиновыми или газовыми, а также работающими на альтернативных источниках энергии по типу воды, солнца и ветра. В продаже можно встретить и электроэнергии.

Характеристики и применение бензиновых генераторов

Такие агрегаты широко используются для аварийного обеспечения электричеством загородных домов, коттеджей и дач, когда стационарное электроснабжение отключено. Эксплуатировать прибор можно и для локального освещения придомовых, торговых и автомобильных площадок. Такие генераторы в роли самостоятельных постоянных источников питания почти не используются, так как их лишь в редких случаях превышает 20 киловатт. Автономные бензиновые генераторы, как правило, работают на бензине марки АИ-92, но в некоторых случаях можно использовать АИ-76 или АИ-95 с добавлением масла.

Разновидности бензиновых генераторов

Генераторы электрического тока, работающие на бензине, могут быть переносными, стационарными или передвижными. Установки импортного производства адаптированы к отечественным маркам топлива. В нормальных условиях их можно использовать для обеспечения стабильной работы и запуска двигателей. В зависимости от потребности можно подобрать бензиновые генераторы с ручным запуском или стартером, со стандартным или увеличенным топливным баком. Они могут быть в открытом исполнении или в специальном звукопоглощающем кожухе.

Характеристики и разновидности бытовых дизельных генераторов

Дизель-генератор бытовой обладает достаточно широким диапазоном мощности, который изменяется в пределах от 2 киловатт до 3 МВт. Использовать такие приборы можно в качестве основного или дополнительного источника электропитания в условиях загородного дома или любого другого объекта. В продаже можно найти дизель-генератор, представленный передвижным, стационарным или открытым исполнением. Агрегаты могут быть в контейнере или шумозащитном кожухе. Такие установки, в равной степени импортные и отечественные, адаптированы к европейским и местным стандартам дизельного топлива. Среди их преимуществ можно выделить такие: низкий уровень шума и незначительный расход топлива, а также малый выброс вредных веществ во внешнюю среду.

Дополнительные преимущества дизельных генераторов

Современные дизельные приборы для электроснабжения оснащены устройствами видеонаблюдения, контроля и управления процессом генерации энергии. Данные системы анализируют качество электрического тока на выходе. С их помощью можно синхронизировать работу нескольких агрегатов в сети. Производители даже снабжают их устройствами для автоматической установки и пуска. Сегодня такие приборы являются самыми популярными для бесперебойного обеспечения электроэнергией небольших производств, индивидуальных домов и жилых построек.

Характеристики и применение генератора марки SDMO Technic 3000

Если вам необходим генератор бензиновый, вы можете обратить внимание на упомянутую модель, стоимость которой составляет 50 800 рублей. Внутри установлен 13-литровый бак, а время работы на полностью заполненном баке составляет 10 часов. Вес устройства составляет 20 килограмм. Этот генератор бензиновый рассчитан на интенсивную эксплуатацию в довольно сложных условиях, именно поэтому его можно использовать даже на строительных площадках. Применяется агрегат и для резервного электроснабжения при временном отсутствии основной сети. Оборудование имеет четырехтактный двигатель с искровым зажиганием и верхним расположением клапанов. Если отмечается низкий уровень масла, то срабатывает система автоматической остановки. Агрегат может быть перезагружен 5 раз за 4 секунды.

Характеристики и применение бензинового генератора "Зубр ЭСБ-3500"

Если вы выбираете 3 кВт, то можете обратить внимание на модель «Зубр», которая стоит довольно недорого. Цена составляет 27 000 рублей. Внутри имеется 15-литровый бак, при наполненности которого агрегат работает в течение 9 часов. Предназначено устройство для основного электроснабжения. Вес прибора составляет 40 килограмм. Выбирая генератор, размеры тоже вы должны учесть, например, у данной модели они составляют 650 x 510 x 460 миллиметров.

Характеристики Redverg RD5GF-MEW

Мощность этой модели 1,6 киловатт. Оборудование рассчитано на 7 часов беспрерывной работы при полном баке. Масло заливается в 1,65-литровую емкость, а размеры устройства равны 760 x 500 x 650 миллиметров. Этот генератор (кВт 1,6) является мобильным устройством, которое может работать в качестве бесперебойного источника питания. Оборудование работает за счет легкого четырехтактного двигателя с воздушным охлаждением и прямым впрыском. Устройство можно запустить вручную. Внутри есть большой топливный бак, конденсатор автоматической стабилизации напряжения, а также автоматика, отвечающая за регулировку напряжения.

Области использования модели

Оборудование может эксплуатироваться в полевых условиях. А работать с его помощью легко за пределами помещения. Именно поэтому оно столь популярно у строительных бригад, а также потребителей, занимающихся прокладкой труб. Его можно использовать в роли переносного источника питания в армии и при проведении сварочных работ.

В состав электрогенераторов входят два основных агрегата – силовая установка, которая приводит в действие генератор и альтернатор. В данной статье будут рассмотрены виды генераторов в зависимости от типа альтернатора.

Базовая основа для установок, которые генерируют электричество при помощи электромагнитов, была разработана британским экспериментатором и физиком Майклом Фарадеем в 1831 году, который затем построил диск Фарадея, являющийся одним из первых . После этого электрогенераторы постоянно совершенствовались в течение полутора веков. Были созданы асинхронные и синхронные альтернаторы, одно и трехфазные, без инверторного управления и с ним. В чем отличие всех этих типов?

В синхронном альтернаторе электроэнергия производится с совпадением частоты вращения статора и ротора. Электродвижущая сила или ЭДС создается, когда поле, сформированное магнитными полюсами ротора, пересекает стартерную обмотку. В таком генераторе ротор является либо постоянным магнитом, либо электромагнитом, который имеет число полюсов кратное двум. Двухполюсный ротор, который имеет частоту вращения 3000 об/мин, устанавливается в резервных генераторах, а в основных генераторах, которые вырабатывают электроэнергию круглые сутки, ротор вращается с частотой 1500 об/мин.

После запуска синхронного генератора, ротор формирует довольно слабое магнитное поле, но постепенно количество его оборотов возрастает и ЭДС повышается. На выходе стабильность напряжения контролируется с помощью блока автоматической регулировки (AVR), который изменяет магнитное поле во время поступления напряжения на ротор с обмотки возбуждения. При работе синхронных генераторов возможно возникновение «реакции якоря», то есть при активации индуктивной нагрузки генератор размагничивается и при этом падает напряжение. А в том случае, когда подается емкостная нагрузка, наоборот, генератор подмагничивается и напряжение растет.

Преимуществом синхронных генераторов заключается в стабильном напряжении на выходе, но их недостатком является склонность к перегрузкам, которые возможны тогда, когда нагрузки растут и превышают допустимый уровень, то есть ток в роторной обмотке чрезмерно увеличивается блоком AVR.

Синхронный генератор способен кратковременно произвести на выдаче такой ток, который может превысить номинальное значение в несколько раз. Так как некоторым электроприборам, к которым относятся электродвигатели, компрессоры, насосы и некоторые другие, требуется повышенный стартовый ток, и они оказывают повышенную нагрузку на сеть, то лучшим источником, как основного, так и резервного питания для них будут как раз такие альтернаторы.

Вращение ротора в таких генераторах немного опережает по оборотам магнитное поле, которое создается статором. У таких электрогенераторов в комплекте идут роторы с двумя видами обмотки – короткозамкнутой и фазной. У асинхронного генератора принцип работы точно такой же, как и у его синхронного аналога – статор создает магнитное поле на вспомогательной обмотке, которое затем передается ротору и формирует на статорной обмотке ЭДС. Но разница заключается в том, что частота, с которой вращается магнитное поле, неизменна, то есть недопустима ее регулировка. Именно поэтому и частота электрического тока, который вырабатывается альтернатором, и напряжение, имеют прямую связь с числом оборотов ротора, которые в свою очередь зависят от стабильной работы приводного двигателя электрогенератора.

Асинхронные альтернаторы имеют высокую защиту от действий извне и довольно малочувствительны к коротким замыканиям, благодаря чему они отлично подходят для сварочных аппаратов. Данные генераторы также хорошо подходят для запитывания приборов, имеющих омическую (активную) нагрузку, которые преобразуют практически всю электроэнергию, поставляемую им, в работу – компьютеры, осветительные лампы, кухонные конфорки, нагреватели и т.п.

Высокая реактивная (стартовая) нагрузка, которая возникает при включении, например, насосного оборудования, длится около секунды, но при этом электрогенератор должен выдержать ее. А дело вот в чем – допустим, что вам необходимо сдвинуть с места тяжелую тележку, которая установлена на горизонтальной поверхности. Для того, чтобы сдвинуть тележку, необходимо приложить намного больше усилий, что нужно для того, чтобы поддерживать ее движение. Именно такая же ситуация возникает при запуске компрессора холодильника или сплит-системы, электродвигателей и любых насосов, поэтому справиться с ней под силу только синхронному электрогенератору.

Реактивные нагрузки в центральной электросети компенсируются при помощи дросселей или конденсаторов, а также с помощью специально повышенного сечения электрических кабелей и трансформаторов.

У асинхронного альтернатора есть существенный недостаток – от не способен выдерживать повышенные нагрузки. Но, не смотря на это, он проще по конструкции и дешевле, чем синхронный аналог. Помимо этого, асинхронные электрогенераторы имеют закрытую конструкцию, которая способна обеспечить им хорошую защиту от влаги и внешних загрязнений.

Трехфазный и однофазный генератор

Некоторые люди убеждены, что однофазный генератор электроэнергии хуже, чем трехфазный. Логику тех, кто не разбирается в электричестве, легко понять – одна фаза меньше, чем три, поэтому и хуже. На самом деле выбирать между трех- и однофазным энергоснабжением необходимо исходя из нужд конечных потребителей.

Электрогенератор, который имеет три фазы, нужен не для того, чтобы питать три группы однофазных потребителей, а для того, чтобы питать трехфазные устройства.

Бывает так, что разводка трехфазного ввода в доме выполняется на однофазные группы, но это выгодно делать не жильцам, а электрикам, так как для этого нужна очень дорогая защита энергосистемы, а ее монтаж стоит очень дорого. Почти вся современная бытовая техника является однофазной, а трехфазными были старые модели электродвигателей и электрических плит.

У трехфазных электродвигателей есть один существенный недостаток – при мощности альтернатора, к примеру, 10 кВт, мощность каждой фазы будет 3,3 кВт. Среди фаз максимально возможное смещение мощностной нагрузки не может превышать 25% от номинала, который равен 1/3 общей мощности генератора. Исходя из этого, однофазный генератор, имеющий мощность 4,5 кВт, будет мощнее, чем трехфазный генератор на 10 кВт.

Инверторный альтернатор имеет электронный блок управления, который способен обеспечить выработку электричества отличного качества, с отсутствием при этом каких-либо перепадов напряжения. Инверторные альтернаторы отлично подходят для питания таких потребителей, которые нуждаются только в номинальном напряжении.

Устанавливается инверторная система управления на синхронный альтернатор и действует в три ступени: производит напряжение с частотой 20 Гц; затем из него формирует постоянный ток 12 В; далее постоянный ток преобразуется в переменный номинальный, имеющий частоту 50 Гц.

Инверторные генераторы делятся на три типа по импульсному напряжению на выходе:

1. Для самых дешевых моделей характерен прямоугольный импульс. Такие модели могут питать лишь строительные электроинструменты. Такой тип инверторов уже почти не продается, так как он имеет малую популярность и очень ограниченные возможности.
2. Генераторы средней ценовой зоны могут обеспечить трапециевидный импульс. Это позволяет им питать довольно сложные бытовые электроприборы, такие как холодильник. Но для наиболее чувствительной техники такое качество напряжения часто оказывается недостаточным.
3. При синусоидальном импульсе создаются самые лучшие условия для работы любых приборов – от самых простых до самых сложных. Синусоидальное напряжение имеет стабильные характеристики и точно соответствует всем параметрам электричества, которое поставляется центральными электросетями. Стоимость подобных инверторов гораздо выше, чем у двух других типов.

Достоинства генераторов-инверторов:

• гораздо меньший вес и размеры, если сравнивать с простыми генераторами такой же мощности;
• меньшая шумность во время работы, которая достигается за счет того, что изменяется скорость вращения ротора;
• очень малый расход топлива, который достигается с помощью электронного управления процессом выработки электроэнергии. Генератором производится такое количество энергии, которое требуется в данный момент всем потребителям, а его производительность уменьшается или возрастает при соответственном уменьшении или увеличении числа потребителей;
• так как в их основе лежит синхронный альтернатор, инверторы могут кратковременно снабжать высоким пусковым током энергоемкое оборудование. К тому же, у некоторых моделей генераторов-инверторов есть функция «режим перегрузки», при котором инвертор может производить мощности на 50% больше, чем номинальная. Но этот режим может действовать примерно 20-30 минут;
• хорошая наработка на отказ – около 3 тысяч часов.

Недостатки:

• максимальное время непрерывной работы составляет 8 часов;
• имеют более высокую стоимость по сравнению с не инверторными аналогами такой же мощности;
• довольно чувствительный к температурным перепадам электронный блок управления, а его ремонт достаточно дорог;
• максимальная мощность у генераторов подобного типа – 7,2 кВт, а моделей, имеющих большую мощность, нет.

Выводы

Все рассмотренные выше типы генераторов, кроме инверторных, могут применяться не только в маломощных бытовых моделях электростанций, но и в крупных генераторных системах, которые вырабатывают мегаватты электроэнергии.