Генератор переменного тока

В подавляющем своем большинстве современные генераторы — это синхронные генераторы переменного тока. У них на статоре располагается якорная обмотка, от которой и отводится генерируемая электрическая энергия. На роторе располагается обмотка возбуждения, на которую через пару контактных колец подается постоянный ток, чтобы получить вращающееся магнитное поле от вращающегося ротора.

За счет явления электромагнитной индукции, при вращении ротора от внешнего привода (например от ДВС), его магнитный поток пересекает поочередно каждую из фаз обмотки статора, и таким образом наводит в них ЭДС.

Чаще всего фаз три, они смещены физически на якоре друг относительно друга на 120 градусов, так получается трехфазный синусоидальный ток. Фазы можно соединить по схеме «звезда» либо «треугольник», чтобы получить стандартное сетевое напряжение.

Упрощенная схема трехфазного генератора переменного тока:

Трехмашинный синхронный генератор

Конечно, у классического синхронного генератора есть один серьезный минус — на роторе располагаются контактные кольца и щетки, прилегающие к ним. Щетки искрят и изнашиваются из-за трения и электрической эрозии. Во взрывоопасной среде это не допустимо. Поэтому в авиации и в дизель-генераторах более распространены бесконтактные синхронные генераторы, в частности — трехмашинные.

У трехмашинных устройств в одном корпусе установлены три машины: предвозбудитель, возбудитель и генератор — на общем валу. Предвозбудитель — это синхронный генератор, он возбуждается от постоянных магнитов на валу, генерируемое им напряжение подается на обмотку статора возбудителя.

Статор возбудителя действует на обмотку на роторе, соединенную с закрепленным на ней трехфазным выпрямителем, от которого и питается основная обмотка возбуждения генератора. Генератор генерирует в своем статоре ток.

Газовые, дизельные и бензиновые переносные генераторы

Сегодня очень распространены в домашних хозяйствах дизельные, газовые и бензиновые генераторы, которые в качестве приводных двигателей используют ДВС — двигатель внутреннего сгорания, передающий механическое вращение на ротор генератора.

У генераторов на жидком топливе имеются топливные баки, газовым генераторам — необходимо подавать топливо через трубопровод, чтобы затем газ был подан в карбюратор, где превратится в составную часть топливной смеси.

Во всех случаях топливная смесь сжигается в поршневой системе, приводя во вращение коленвал. Это похоже на работу автомобильного двигателя. Коленвал вращает ротор бесконтактного синхронного генератора (альтернатора).

Лучшие инверторные генераторы домашних электростанций имеют встроенный аккумулятор для компенсации перепадов и систему двойного преобразования, у таких устройств переменное напряжение получается более стабилизированным.

Автомобильные генераторы

Встроенный электронный регулятор удерживает напряжение в допустимых для автомобильного аккумулятора пределах. Автомобильный генератор — высокооборотный генератор, его обороты могут достигать 9000 в минуту.

Хотя изначально ток получается переменным (полюсные наконечники ротора поочередно и в разной полярности пересекают своими магнитными потоками три фазы обмотки статора), затем он выпрямляется диодами и превращается в постоянный, пригодный для зарядки аккумулятора.

Необычные конструкции электрических генераторов:

Источник

Основные виды генераторов и их применение

По типу двигателей внутреннего сгорания и потребляемого устройствами типа топлива делятся на следующие виды: дизельные, газовые, бензиновые генераторы.

Бензиновый. Благодаря компактным размерам и простоте использования он является идеальным вариантом в быту при временном отключении электроэнергии, также от него могут питаться автомобильные аккумуляторы, инструменты, лампы аварийного освещения и так далее.

Топливо для такого вида аппарата всегда под рукой. Однако напомним, что такой вид аппарата подходит только как аварийный (резервный) источник на не большие промежутки времени в период отключения постоянной подачи электроэнергии, и они не подходят для бесперебойного обеспечения электроэнергией.

Различие двигателей генераторов

Двигатели генераторов бывают двух видов:

Дизельные (более длительный период работы на отказ, меньший расход топлива, высокая начальная стоимость и используются как постоянный источник электроэнергии).

Бензиновые (легкий запуск даже при низких температурах, значительно дешевле дизельных и используются как кратковременный источник электроэнергии).

Бензиновые двигатели моделей делятся на 2-тактные и 4-тактные.

2-тактные применяются для компактных и маломощных генераторных установок (например, для небольшого дачного участка или поездки на природу). Беспрерывная ежедневная работа должна быть не более 1 часа в сутки. Наработка на отказ не более 500 часов.

4-тактные более мощные и экономичные. Возможна беспрерывная работа примерно 8 часов в сутки. У этого виды генераторов высокий запас прочности, наработка на отказ до 2000 часов.

Синхронные и асинхронные генераторы

Различие фаз генераторов

Модели бывают однофазными (220 В) и трехфазными (380 В).

Трехфазный стоит выбирать, только если есть трехфазные потребители (в последнее время в загородных домах либо небольших производствах таковые встречаются достаточно редко, так как в основном это какие-либо старые устройства).

Еще трехфазные модели отличаются высокой стоимостью и довольно дорогим обслуживанием, а это значит, что при отсутствии трехфазных потребителей целесообразно приобрести мощный однофазный аппарат.

Купить генератор в нашем интернет-магазине

Источник

Принцип работы и устройство современного автомобильного генератора

В стандартном исполнении в автомобиле существуют два источника питания – генератор и аккумулятор. Разница между ними заключается в том, что АКБ накапливает электроэнергию, а автомобильный генератор ее вырабатывает. То есть это устройство преобразует механическую энергию от двигателя в электрическую с целью дальнейшего питания всех потребителей и заряда аккумулятора.

Функции генератора

При запуске двигателя пусковой ток на стартер подается от аккумулятора. Но сам аккумулятор не вырабатывает энергию, а только ее накапливает и потом отдает. Если использовать для питания всех потребителей только АКБ, то она быстро разрядится. Автомобильный генератор производит электроэнергию, заряжает АКБ и питает бортовую сеть автомобиля во время работы двигателя (при достижении им определенных оборотов вращения коленчатого вала).

Генератор начинает вырабатывать электрический ток начиная с частоты вращения холостого хода, однако, на оптимальный режим работы он выходит при достижении двигателем 1600-1800 об/мин и более.

Виды генераторов

Выделяют два вида автомобильных генераторов:

Первый вид генераторов в настоящее время уже не используется. Такие устройства устанавливались на старых моделях автомобилей (ГАЗ-51, Победа и др.). Они имеют много недостатков, такие как:

Сейчас применяются генераторы переменного тока. Главное их отличие в том, что вне зависимости от режима работы двигателя автомобильную сеть питает постоянный ток. Это достигается благодаря полупроводниковому выпрямителю.

Устройство генератора переменного тока

Работу любого генератора можно сравнить с электродвигателем, который работает в обратном режиме, то есть не потребляет, а вырабатывает ток. По типу конструкции современные генераторы делятся на два вида: компактный и традиционный. Они имеют общее устройство, но различаются в компоновке корпуса, вентилятора, выпрямительного узла и приводного шкива. Также у современных устройств имеется три фазы.

Генератор состоит из следующих основных элементов:

Разберем каждый элемент устройства отдельно и подробно.

Корпус

В корпусе находятся все основные элементы генератора. Он состоит из двух крышек (передняя и задняя). Крышки соединяются между собой болтами. Для изготовления крышек используют легкие сплавы алюминия, которые не намагничиваются и хорошо отводят тепло. В крышках есть вентиляционные отверстия и крепежные фланцы.

В задней крышке установлен диодный мост и щеткодержатель со щетками. Также в задней крышке расположен выводной контакт, по которому ток поступает от генератора.

Привод

Вращение от коленчатого вала передается на шкив генератора и вращает ротор. Частота вращения шкива больше частоты вращения коленвала в 2-3 раза. Крутящий момент от двигателя передается посредством ременной передачи. Могут использоваться поликлиновый и клиновый ремень в зависимости от конструкции. Поликлиновый ремень считается более универсальным и современным.

Ротор

На валу ротора находится обмотка возбуждения, которая создает магнитное поле и, по сути, представляет собой обычный электромагнит. Обмотка находится между двух полюсных половин (сердечников), необходимых для регулирования и направления магнитного поля. Каждая из половин имеет по шесть треугольных выступов, называемых клювами. Также на валу ротора расположены два медных контактных кольца. Иногда они изготавливаются из стали или латуни. Через контактные кольца на обмотку возбуждения поступает питание от аккумулятора. Контакты обмотки припаяны к кольцам.

На переднем конце вала ротора находится приводной шкив, а на другом крепится крыльчатка вентилятора. Их может быть две. Они нужны для охлаждения внутренних деталей генератора. Также на обоих концах ротора установлены необслуживаемые шариковые подшипники.

Статор

Конструктивно статор имеет форму кольца. Это основная деталь, служащая для создания переменного тока от магнитного поля ротора. Состоит из обмотки и сердечника. В свою очередь, сердечник состоит из соединённых стальных пластин, в которых образуются 36 пазов. В пазы навивается три обмотки, которые образуют трехфазное соединение. Может быть две схемы соединения обмоток: «звезда» и «треугольник». По схеме «звезда» концы каждой из трех обмоток соединены в одной точке. По схеме «треугольник» концы обмоток выводятся отдельно.

Выпрямительный блок или диодный мост

Выпрямительный блок выполняет задачу по преобразованию переменного тока генератора в постоянный, который необходим для питания бортовой сети автомобиля. Другими словами, он выдает напряжение стабильной и одинаковой величины.

Блок также называют диодным мостом, который состоит из двух радиаторных пластин (положительной и отрицательной) и диодов. На каждую фазу приходится по два диода. Сами диоды герметично вмонтированы в пластины. Диодный мост имеет форму подковы.

С обмотки статора ток поступает на диодный мост, затем «выпрямляется», и подается на выводной контакт на задней крышке.

Через диоды ток проходит только в одном направлении, при этом отсекаются токи обратной полярности. Диодный мост может находиться в корпусе генератора, а может быть вынесен за корпус. Но чаще всего он крепится на внутренней стороне задней крышки.

Регулятор напряжения

Регулятор поддерживает напряжение генератора в определенных пределах. В современных моделях применяются полупроводниковые электронные регуляторы напряжения. Они устанавливаются сверху блока щеткодержателей.

Когда двигатель работает на больших оборотах, то напряжение на обмотке статора может доходить до 16В. Такое напряжение не должно поступать в бортовую сеть. Чтобы это исключить, регулятор напряжения, получая ток от АКБ, будет снижать его значение. Малый ток на обмотке ротора будет создавать такое же малое магнитное поле. Это значит, что на обмотке статора будет понижаться напряжение.

Щеточный узел

Щеточный узел в современных генераторах объединен с регулятором напряжения в один неразборный механизм. Он передает ток возбуждения на медные контактные кольца ротора. Это простая конструкция, которая состоит из щеткодержателя, двух графитовых щеток и прижимающих пружин.

Принцип работы

Теперь разберем подробнее работу генератора переменного тока в автомобиле. При включении зажигания, на щеточный узел подается ток от аккумуляторной батареи. Через щеточный узел он попадает на медные контактные кольца, а затем на обмотку возбуждения ротора. Напомним, что ротор, по сути, является электромагнитом, который создает магнитное поле. Коленчатый вал через шкив и ременную передачу начинает вращать ротор. Вокруг ротора расположен статор, который от вращения начинает вырабатывать переменный ток. Когда вращение ротора достигает определенной частоты, обмотка возбуждения питается от самого генератора.

Через диодный мост переменный ток “выпрямляется” и преобразуется в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Так автомобильный генератор обеспечивает питание потребителей и подзаряжает аккумулятор. Регулятор напряжения изменяет работу обмотки возбуждения при возрастании частоты вращения ротора. Таким образом поддерживается стабильная нагрузка.

В салоне автомобиля на приборной панели есть контрольная лампа генератора, которая показывает состояние устройства. Например, лампа может загореться при обрыве ремня. Тогда питание сети будет идти только через аккумулятор. Продолжительность работы в этом случае будет зависеть от уровня заряда АКБ.

Параметры генератора

Работу генератора оценивают по нескольким параметрам:

Номинальное напряжение для бортовой сети автомобиля от генератора 12В или 24В. Токоскоростная характеристика показывает зависимость силу тока от частоты вращения генератора.

Напряжение генератора можно измерить мультиметром. При всех выключенных потребителях без нагрузки на холостом ходу мультиметр должен показывать напряжение в пределах 14,3В – 15,5В. Если напряжение после запуска двигателя свыше 14В, то это может говорить о разряде АКБ и зарядке его генератором. При поочередном включении потребителей (фары, подогрев, кондиционер и т.д.) напряжение уменьшается примерно на 0,2 после каждого включения. Но в итоге напряжение не должно снижаться ниже 12,8В. Если значение меньше, то аккумулятор начнет разряжаться. Если напряжение, наоборот, сильно высокое (14В и выше), то это может привести к выходу АКБ из строя. При этом на выходе самого аккумулятора напряжение должно быть в пределах 12,6В – 12,7В.

Напряжение генератора под нагрузкой может отличаться от номинальных значений 12В. После включения всех потребителей тока значение должно быть в пределах 13,5В – 14В. Если ниже, то это может указывать на неисправность устройства. Допустимым пределом считается 13В.

На картинке ниже показана подробная схема подключения генератора в автомобиле.

Мощность автогенератора

Если включить все энергоемкие приборы в автомобиле, то генератор может не справляться с нагрузкой и часть энергии будет отдавать аккумулятор.

Чтобы рассчитать мощность генератора достаточно воспользоваться простой формулой из школьного курса P = I * U, где Р – мощность, I – сила тока, U – напряжение.

Мы узнали, что напряжение на выходе генератора должно быть в районе 13,5В – 14,2В. Сила тока у разных моделей может отличаться. В среднем это от 80А до 140А. Возьмем среднее значение в 100А.

По формуле получаем 13,5В*100А = 1 350 Вт или 1,35 КВт. Это и есть мощность генератора, которая измеряется в Ваттах. Нужно также учитывать, что это максимальное значение, которое достигается при определенных оборотах двигателя, как правило, от 3000 об/мин и выше. На холостом ходе выдаваемая мощность равняется 75% от максимально возможной. Считается, что для автомобиля хватает 80А. Если применить более мощный автогенератор, то бортовая сеть может не справиться с нагрузкой. Нужно это учитывать. Большая мощность не всегда идет на пользу.

Основные неисправности

Устройство довольно надежное и должно работать продолжительное время, но некоторые компоненты могут выходить из строя по разным причинам. Неисправности могут иметь механический или электрический характер.

Так как генератор автомобиля и аккумулятор работают неотъемлемо друг от друга, при неисправности любого из устройств загорится лампа разряда аккумулятора, а также может загореться индикатор “Check Engine”. Проверить состояние аккумулятора и диагностировать неисправность можно с помощью универсального автомобильного сканера Rokodil ScanX Pro.

На неисправность, связанную с генератором или плохим электрическим соединением в цепи управления часто указывают ошибки P0620 и P0622.

Механические неисправности

Главной возможной поломкой может быть обрыв приводного ремня. В этом случае вращение от коленвала на ротор не будет передаваться. Всю нагрузку на себя берет аккумулятор, который начнет разряжаться. Это покажет контрольная лампа в салоне автомобиля. Чтобы избежать обрыва ремня, нужно периодически проверять его состояние и натяжение.

Также может случиться простой износ графитовых щеток. В этом случае надо менять весь щеточный узел.

Электрические неисправности

Неполадки с электрикой в генераторе случаются нередко, и заметить их трудно. Может возникнуть замыкание в обмотках возбуждения ротора или статора, обрыв обмотки. Может выйти из строя регулятор напряжения, что чревато большими проблемами для всей электроники и АКБ. Также случается так называемый пробой диодного моста по различным причинам. Нельзя отключать генератор или АКБ во время работы двигателя. Также нужно следить за надежностью соединений, чистить клеммы и т.д.

Каждому водителю нужно знать устройство и принцип работы автомобильного генератора. Это поможет избежать многих проблем, которые могут возникнуть с устройством. Нужно регулярно следить за компонентами генератора. Проверять натяжение и состояние приводного ремня, крепление устройства, напряжение и другое. При правильной эксплуатации устройство прослужит исправно долгие годы.

Источник

Как выбрать электрогенератор: от малых до сверхмощных?

Какой электрический генератор выбрать, чем отличаются бензиновые и дизельные модели, что такое инверторная станция? СтабЭксперт.ру подготовил большой материал и ответит на все эти и другие вопросы.

Зачем нужны, как и где применяют?

Автономные электрические генераторы с приводом от двигателя внутреннего сгорания используются для питания различных объектов в качестве основных или резервных источников. Как источники основного питания, автономные агрегаты чаще всего применяются на объектах следующего типа:

Стоимость электроэнергии, вырабатываемой автономно, обычно выше, чем в централизованных электросетях. По этой причине, автономные электростанции чаще выполняют функции резервирования основного электропитания.

Резервными генераторами оснащаются объекты повышенной категории по надёжности электроснабжения, где перерыв питания может привести к авариям, человеческим жертвам или большому экономическому ущербу. Например, операционные отделения больниц, родильные дома, центры авиадиспетчерского управления.

В районах с нестабильным электроснабжением, генераторы могут обеспечивать питание жилых домов и коттеджей.

Виды автономных электростанций

В зависимости от используемого топлива, автономные агрегаты подразделяются на следующие виды:

Рассмотрим каждый вид подробнее.

Бензиновые генераторы

Представлены в основном в сегменте машин малой мощности, достаточно редко превышающей рубеж в 10 кВт. Как правило, это компактные переносные устройства, способные выполнять комплексные функции. Занимая немного места в багажнике автомобиля, они приходят на помощь рыбакам, туристам, дачникам.

Рис 1. Компактная модель Fubag Tl 700 на 700 Вт мощности, с баком на 1,5 л бензина (3 часа работы).

Такой агрегат незаменим при выполнении строительных и монтажных работ в полевых условиях, обеспечивая питание электроинструмента, небольших сварочных аппаратов и освещения.

Компактный бензогенератор также может служить источником резервного питания. Его мощности может быть достаточно для обеспечения электричеством небольшого жилого дома.

Если суммарная нагрузка потребителей превышает возможности генератора, можно ограничиться резервированием только самого необходимого, например, освещения, телевизионной и компьютерной техники, электрооборудования газовых котлов отопления.

Рис 2. Модель 2,6 кВт — DDE GG3300E с баком на 15 л (10 часов работы).

Для дома популярны мощности на 2, 3, 4, 5, 6 кВт, но в целом линейка бензиновых генераторов может доходить до 18-20 кВт, в зависимости от производителя. Если необходимая мощность свыше этих значений, то подходит следующий вариант — дизельгенераторы.

Дизельные электростанции

Экономичнее бензиновых, при одинаковых значениях мощности они больше весят, более шумны в работе. В силу этих отличий, сфера применения дизельных электрических агрегатов несколько иная, нежели бензиновых.

Рис 3. Довольно популярный 3 кВт-ный компактный дизельгенератор с двигателем Subaru — Energo ED 3.0/230-S.

Электростанции с дизельным двигателем представлены в большей степени стационарными моделями, которые служат источниками постоянного или резервного электроснабжения. Мобильные установки выпускаются в очень небольшом диапазоне мощностей. В передвижном варианте агрегаты с дизелем монтируются на раме автомобильного прицепа. Мощность дизельных установок варьируется от нескольких киловатт до нескольких тысяч киловатт.

Рис 4. Установка на 1 МВт, от одного из лидеров в производстве мощных моделей FG WILSON P1250P3.

К особенностям дизельных двигателей следует отнести повышенную степень сжатия топливной смеси, что затрудняет вращение коленчатого вала при запуске. По этой причине, устройствами ручного запуска оборудуются только агрегаты самой малой мощности (4 – 4,5 кВт). Наиболее типичен для дизеля стартерный запуск.

В этом случае, кроме стартера, агрегат должен быть укомплектован стартерной аккумуляторной батареей. СтабЭксперт.ру напоминает, что даже агрегаты с ручным запуском должны иметь аккумулятор для предпускового разогрева свечей накаливания.

Помимо пуска от стартера существуют системы автозапуска, читайте о них ниже.

Кроме этого, система питания дизельного двигателя довольно чувствительна к качеству топлива, что требует более тщательного подхода при его заправке.

Газовые генераторы

Обладают рядом преимуществ перед своими конкурентами, работающими на жидком топливе. При сравнении цены на горючее, а также его расхода на выработку 1 кВт•часа, агрегаты, работающие на газе, оказываются самыми экономичными.

Рис 5. Газовые генераторы производит, например Russian Engineering Group.

К плюсам двигателей внутреннего сгорания, работающих на газе нужно также отнести практически полное отсутствие вредных веществ в их выхлопе.

Наиболее оправдано применение генераторов на газе в качестве резервных источников питания в регионах, охваченных централизованным газоснабжением. При наличии магистрального газа целесообразно предусмотреть стационарный электрогенератор, обеспечивающий резервирование основного электроснабжения.

Что касается мобильных газовых агрегатов, наиболее удобны варианты, адаптированные для работы, как на природном, так и на сжиженном баллонном газе, что позволяет использовать их в поездках на природу, дачу, аналогично бензиновым. Правда при этом неотъемлемым атрибутом становится газовый баллон.

Комбинированные

Агрегаты, способные работать на газе и на бензине относятся к наиболее универсальным решениям. В мобильном исполнении они могут решать комплексные задачи. Находясь на объекте (в доме, офисе, цехе), комбинированный генератор может служить резервом на случай отключения электричества. В то же время он может использоваться выездной бригадой для обеспечения работ в полевых условиях или снабжать электричеством дачный домик.

Рис 6. Популярная серия гибридных генераторов СПЕЦ.

Выбор стационарного агрегата комбинированного типа позволит повысить надёжность резерва, который будет обеспечен при одновременном отсутствии электричества и магистрального газа.

Сколько фаз?

К основным техническим характеристикам генераторов, на которые следует обратить внимание в первую очередь при выборе конкретной модели, относятся мощность и количество фаз.

Бытовые электроприборы и электроинструмент, как правило, рассчитаны на питание от однофазной сети переменного напряжения 220 вольт. Промышленное электрооборудование чаще имеет трёхфазное исполнение, предполагающее подключение к сети 3х380 вольт.

Каждый из перечисленных выше видов автономных генераторов может быть как однофазным, так и трёхфазным. При выборе агрегата следует чётко представлять, какие именно потребители будут к нему подключаться. Если генератор должен обеспечить работу освещения, бытовых приборов и электроинструмента, можно остановиться на однофазной модели.

Трёхфазные машины универсальны, они могут обеспечить питанием как однофазную, так и трёхфазную нагрузку. Такие агрегаты следует выбирать при наличии трёхфазных потребителей.

Мощность

Ещё один критерий выбора – мощность. Понятно, что суммарная мощность подключаемых к генератору электроприборов не должна превышать ту мощность, которую он может выдать. А лучше, если нагрузка всех потребителей меньше предельного значения для генератора процентов на 20 (СтабЭксперт.ру). Именно так и следует рассчитывать данный параметр, но это ещё не всё.

Под электрической мощностью сети переменного тока может подразумеваться полная (S), активная (P), или реактивная (Q) её величина. Каждый из перечисленных видов мощности имеет свою единицу измерения:

Активная мощность потребляется нагревательными элементами, лампами накаливания. Электродвигатели, пусковые устройства ламп освещения некоторых типов, наряду с активной мощностью, потребляют и реактивную составляющую.

Для того, чтобы правильно подсчитать мощность потребителей, нужно корректно учесть её в сопоставимых единицах. На шильдиках электроприборов часто присутствует значение активной мощности в Вт, кВт. На устройствах, потребляющих не только актив, может быть указана полная мощность в В•А, кВ•А. Для корректного сложения нагрузок, из полной мощности следует выделить активную составляющую. Делается это по формуле:

Подсчитав суммарное значение активной мощности всех предполагаемых потребителей, нужно добавить к нему около 20% запаса (т.е. умножить полученную сумму на 1,2). Полученное значение определит минимальную активную мощность выбираемого генератора.

Типы применяемых генераторов

Основу электрической части автономного агрегата составляет собственно генератор (он же альтернатор) — электрическая машина, генерирующая переменное электрическое поле. Существует два основных типа электрогенераторов:

Оба типа представляют собой вращающиеся электрические машины, состоящие из двух основных частей – неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор и ротор содержат магнитопроводы с намотанными на них обмотками. Обмотка статора может быть однофазной или трёхфазной, в зависимости от вида генератора. На этом сходство синхронной и асинхронной машин кончается.

Асинхронный генератор

Конструктивно относительно прост и неприхотлив. Обмотка ротора этого генератора короткозамкнута и выполнена в виде так называемой беличьей клетки. Соответственно, никаких связей с внешними цепями она не имеет, и какие либо токосъёмные приспособления отсутствуют.

По этой причине, генераторы такого типа называют бесщёточными. Это обстоятельство делает асинхронный генератор менее чувствительным к неблагоприятным внешним факторам и более надёжным в эксплуатации. В частности, он не боится запылённости и не требует столь частого и квалифицированного обслуживания, как синхронная машина. К тому же, он существенно дешевле.

С другой стороны, по своим рабочим характеристикам асинхронный генератор существенно уступает синхронному. Отсутствие возможностей для автоматического регулирования электрических параметров в процессе работы обусловливают очень малый диапазон изменения нагрузки, в котором сохраняются допустимые выходные электрические параметры.

Синхронный генератор

Имеет на роторе обмотку возбуждения, питаемую извне. Изменение тока обмотки возбуждения позволяет поддерживать номинальное напряжение генератора в большом диапазоне изменения нагрузки. Для этой цели синхронные генераторы оборудованы скользящим токосъёмным устройством щёточного типа. Именно щёточный механизм является ахиллесовой пятой машин этого класса. Щётки подвержены интенсивному износу, весьма чувствительны к загрязнениям.

Коллекторные пластины ротора требуют регулярной очистки, так как при загрязнении могут либо замыкаться между собой, либо терять контакт со щётками. Узкие зазоры между пластинами коллектора регулярно забиваются продуктами износа графитовых щёток и смазочными материалами, которые под воздействием температуры образуют твёрдый токопроводящий состав, нарушающий работу машины.

Для устранения этих нарушений, щёточный механизм демонтируется, а зазоры между пластинами коллектора «продороживаются», то есть, выскабливаются специальным режущим инструментом для удаления загрязнений. Данная процедура довольно трудоёмка, занимает много времени и требует определённой квалификации. Неквалифицированному частному владельцу в этом случае необходимо обращаться в специализированную мастерскую.

Однако, несмотря на все возможные проблемы, подавляющее количество продаваемых автономных генераторов являются именно синхронными машинами. Объясняется это их несравнимо более высокими техническими характеристиками.

Электростанции инверторного типа

До сих пор речь шла об агрегатах, нагрузка которых подключается непосредственно к выводам генератора. В агрегатах инверторного типа, нагрузка подключена к выводам инвертора, располагающегося между ней и генератором.

Принцип работы системы с инвертированием заключается в следующем. Приводной двигатель внутреннего сгорания вращает ротор генератора (в данной системе он всегда асинхронный, почему, будет сказано ниже). Генератор вырабатывает однофазное или трёхфазное напряжение, которое выпрямляется и сглаживается фильтром, устраняющим пульсации.

Сварочная электростанция

В том случае, когда планируется приобретение генератора и сварочного аппарата, есть смысл рассмотреть возможность покупки сварочной электростанции, совмещающей в себе эти два устройства. Логично ожидать, что затраты на приобретение одного многофункционального устройства окажутся меньше, чем стоимость двух отдельных.

Рис 7. Популярны сварочные станции бренда BlueWeld Motoweld.

Сварочная электростанция представляет собой автономный электрогенератор, совмещённый с аппаратом для дуговой электросварки. Электростанция предназначена для выполнения сварочных работ в полевых условиях, а также обеспечения потребителей электрической энергией. Существуют различные модификации таких станций:

Сварочный аппарат переменного тока относится к самым бюджетным вариантам, однако сварка ответственных металлоконструкций, как правило, переменным током не производится. Сварка постоянным током обладает большими возможностями, сварной шов при её использовании получается более качественным.

Самым лучшим является комбинация генератора с инверторным сварочным аппаратом, но этот вариант и наиболее затратный, помимо них существуют, как бензиновые, так и дизельные варианты.

Виды запуска

Запуск агрегатов может осуществляться несколькими способами:

Ручным запуском оснащаются агрегаты самой малой мощности, более крупные машины имеют электростартерный пуск. Такие системы кроме электрического стартера комплектуются аккумуляторной батареей что, безусловно, дополнительно утяжеляет конструкцию.

Рис 8. Аккумулятор для стартерного пуска Patriot.

Генераторы, предназначенные для обеспечения резервирования питания, оснащаются специальными входными цепями для автоматического запуска при исчезновении основного электропитания. Для осуществления этого режима созданы специализированные системы автоматической коммутации генераторов.

Примером может служить установка автоматического ввода резерва GPA-1005, выполняющая следующие функции:

Рис 9. Блок автозапуска GPA-1005.

Генераторы, совместимые с устройствами автозапуска могут быть запущены и ключом от стартера.

Приводные двигатели

В автономных агрегатах устанавливают двигатели внутреннего сгорания, которые кроме применяемого топлива различаются количеством тактов рабочего цикла и номинальными оборотами. Бюджетные модели малой мощности могут комплектоваться двухтактными двигателями с комбинированной системой смазки.

Рис 10. Генератор малой мощности, пример.

Такие варианты могут заинтересовать тех, для кого основными критериями выбора являются низкая цена, маленькие габариты и вес агрегата. Четырёхтактные двигатели с системой смазки и жидкостным охлаждением наиболее надёжны и долговечны. Полезной опцией является наличие счётчика моточасов, позволяющего своевременно производить обслуживание и профилактические работы.

Рис 11. С помощью счетчика моточасов можно точно определить, сколько времени осталось до следующего обслуживания двигателя.

Что касается номинальных оборотов двигателя, этот параметр зависит от исполнения генератора, используемого в агрегате. В зависимости от количества пар полюсов, генератор вырабатывает напряжение частотой 50 Герц при частоте вращения ротора 1500 об/мин, либо 3000 об/мин. Соответственно, приводной двигатель должен быть рассчитан на такие обороты.

Лидеры двигателестроения

Лучшие двигатели для электростанций бензинового типа выпускают: Honda, Briggs & Stratton, Robin Subaru, Mitsubishi, в среднеценовом сегменте Fubag, а в бюджетном — Patriot.

Где встречаются эти двигатели:

Для дизельных электростанций самыми надежными производителями считаются:

Почему одни и теже производители в двух перечислениях?
Очень просто, например производитель генераторов Europower на слабые бензиновые модели ставит двигатели Honda, на более мощные Briggs & Stratton, а на дизельные Kubota, Вольво, Ивеко. По тому же пути пошли инженеры фирмы GEKO.

В качестве итога, давайте со СтабЭксперт.ру составим перечисление самых важных моментов при выборе генерирующей станции:

Добавьте ссылку на данную страницу в соцсети (кнопки ниже), она Вам еще пригодится. Удачного выбора!

Источник