Однако главное различие заключается в функции генератора и двигателя: двигатель вырабатывает механическую энергию, потребляя электрическую энергию, в то время как генератор вырабатывает электрическую энергию, потребляя механическую или другие виды энергии.
Какой генератор лучше: обычный бензиновый или инверторный?
Области применения бензиновых генераторов становятся все более широкими. Они могут использоваться для работы электрических устройств практически любой мощности на автомобильном топливе без подключения к электросети. Эти устройства используются в качестве резервных источников питания в частных домах, дачах, различных предприятиях, офисах, медицинских учреждениях и т.д. На рынке предлагаются не только стационарные устройства, но и компактные устройства в виде чемоданов, которые можно взять с собой в поход.
Классические электрогенераторы делятся на две большие категории: обычные электростанции и инверторы. Они работают по одному и тому же принципу: двигатель вырабатывает механическую энергию, которая преобразуется в напряжение. Модели отличаются механизмом стабилизации параметров выходного напряжения. Рассмотрим, чем инверторный генератор отличается от обычного и какой из них лучше всего подходит для работы в определенных условиях.
Обычные генераторы
Структура бензинового генератора состоит из ряда катушек. Обычно они изготавливаются из меди. Устройство генерирует грубый сигнал. Для обеспечения стабильной работы устройства двигатель должен работать на высокой скорости независимо от мощности подключенного оборудования. Устройство работает шумно и потребляет одинаковое количество топлива при питании 1 прибора или нескольких приборов. Чистота выходного сигнала переменного тока оставляет желать лучшего. Поэтому приборы, чувствительные к качеству сети и колебаниям сетевого напряжения, могут работать неправильно.
Полезная информация! Ток, протекающий в обмотках ротора при его вращении, создает магнитное поле, необходимое для запуска и работы генератора. Современные модели генераторов переменного тока также оснащены конденсатором. Эта часть генератора может быть неисправна и в этом случае должна быть заменена. Емкость нового конденсатора должна быть выбрана в зависимости от выходного напряжения переменного тока.
Не рекомендуется использовать такие генераторы для питания точных электронных устройств, требующих высокого качества тока. Однако стандартные генераторы представлены в широком ассортименте, поэтому вы легко сможете выбрать хорошую модель для любых нужд. С другой стороны, инверторные генераторы все еще довольно редко встречаются на российском рынке, и многие из них стоят дорого.
Принцип работы
Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, приводит в движение роторный механизм. Напряжение переменного тока, снимаемое с обмотки статора, подается в распределительный щит генератора и распределяется между потребителями при заданной выходной мощности.
При увеличении потребляемой мощности к ротору прикладывается тормозное усилие, которое снижает скорость вращающегося двигателя генератора. Это снижает частоту и амплитуду напряжения. Если нагрузка уменьшается, возникает обратный эффект. Это приводит к пику напряжения.
Для стабилизации двигателя используются два механизма. Центробежный регулятор контролирует вращение коленчатого вала и обеспечивает подачу топлива в зависимости от нагрузки. Для дополнительной стабилизации конденсатор заряжается с помощью обмотки.
Однако главное различие заключается в функции генератора и двигателя: двигатель вырабатывает механическую энергию, потребляя электрическую энергию, в то время как генератор вырабатывает электрическую энергию, потребляя механическую или другие виды энергии.
Генератор-двигатель
Генератор-двигатель (нем. Umformer, преобразователь, электромашинный преобразователь) — это электрическая машина для преобразования электрической энергии из одной формы энергии в другую.
- Он преобразует постоянный ток в переменный, который обычно имеет более высокое напряжение,
- Генерация постоянного тока из переменного для специальных применений (ток для сварочного оборудования),
- передача электроэнергии между электросетями с разной частотой (50 и 60 Гц).
Наиболее распространенным типом является электродвигатель, соединенный с генератором через вал. Конструкция также включает дополнительные устройства для стабилизации выходного напряжения и частоты.
Известны также односторонние преобразователи, в которых различные типы токовых обмоток отделены друг от друга. Обмотки постоянного тока замыкаются на коллектор, а обмотки переменного тока — на контактное кольцо.
Существуют также машины с обмотками общего типа для различных видов тока. При фазовом преобразовании не требуется ни коллектор, ни контактные кольца. В этом случае вся обмотка наматывается на статор, а планки устанавливаются в правильное положение. Например, асинхронная машина может преобразовывать однофазный или двухфазный ток в любой многофазный ток (например, трехфазный). Примером такого аппарата является делитель фазы ВЛ60, ВЛ80, ВЛ85 1, а также ЭП1М, 2ЭС5К и 3ЭС5К производства новых приборов 2.
Содержание
Для преобразования можно использовать принцип работы преобразователя:
- Текущий тип,
- напряжение,
- частота,
- число и фазовый сдвиг.
До 1970-х годов они широко использовались в советских самолетах, танках и ракетах, особенно в качестве привода трубчатых устройств. В частности, однофазные (серия PO — однофазные преобразователи) и трехфазные (серия PT) преобразователи, питающие 27 В постоянного тока, широко используются в отечественном авиационном оборудовании. Например, PO-600 производит однофазное напряжение 127 В, 50 Гц, PT-1000 — трехфазное напряжение 36 В, 400 Гц и PO-4500 с выходной мощностью 4,5 кВА, 115 В, 400 Гц 3. Подобные инверторы устанавливались на легковые автомобили в 1950-х и 1970-х годах, например, ППО-2-400У4 и МБ12, преобразующие 50 В постоянного тока в 220 В, 400-425 Гц для работы люминесцентных ламп, или маломощные инверторы, вырабатывающие 127 В, 50 Гц для работы электробритв 4 .
Преобразователи использовались в системах электропитания компьютеров первого поколения.
Преобразователи (мотор-генераторы) используются в трамваях, троллейбусах с косвенными системами управления, электровозах и электропоездах для выработки низкого напряжения (24 В или 50 В) для питания цепей управления. В 1980-х и 1990-х годах они были заменены статическими тиристорными полупроводниковыми инверторами (ТЗУ), а затем транзисторами в местном электротранспорте.
Достоинства и недостатки
К преимуществам относятся:
- Гальваническая изоляция входных и выходных цепей,
- Достижение почти идеального синусоидального напряжения на выходе, без шумов, связанных с работой других нагрузок в сети,
- простота устройства и его обслуживания,
- устойчивость к радиации,
- возможность получения трехфазного напряжения на выходе без существенного усложнения конструкции,
- фильтрация тока в случае резкого изменения нагрузки или кратковременного прерывания питающего напряжения из-за инерции ротора.
- Сравнительно низкий срок службы из-за наличия подвижных частей,
- Большой вес и стоимость, так как для изготовления конструкции требуется много материалов,
- Вибрации и шум,
- Техническое обслуживание (смазка подшипников, очистка коллекторов, замена щеток в коллекторных машинах),
- Низкий КПД, обычно 50-70% из-за двойного преобразования энергии 5 .
- Высокий пожарный риск
Генератор-двигатель (нем. Umformer, преобразователь, электромашинный преобразователь) — это электрическая машина для преобразования электрической энергии из одной формы энергии в другую.
Генератор
Когда проводник движется между двумя магнитными полюсами, возникает электродвижущая сила. При коротком замыкании проводника в нем течет ток под действием электродвижущей силы. Это явление лежит в основе работы электрического генератора.
Генератор переменного тока
Генератор может вырабатывать электричество из тепловой или химической энергии. Однако наиболее распространенными являются генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую.
Основные компоненты генератора постоянного тока:
- Арматура, которая действует как ротор.
- Статор, в котором находится катушка возбуждения.
- Жилье.
- Магнитные полюса.
- Коллекторный блок и щетки.
Альтернаторы используются не так часто. В основном они используются в электромобилях, сварочных инверторах и ветряных турбинах.
Генератор постоянного тока
По своей конструкции генератор похож на генератор постоянного тока, но отличается конструкцией коллекторного блока и обмоток в роторе.
Диаграмма генератора переменного тока
Как и двигатели, генераторы переменного тока могут быть синхронными или асинхронными. Разница между этими генераторами заключается в конструкции ротора. В синхронном генераторе индукционные катушки расположены на роторе, в то время как асинхронный генератор имеет специальные пазы для крепления обмотки на валу.
Синхронные генераторы используются в тех случаях, когда на короткое время требуется высокая пусковая мощность, превышающая номинальный ток. Асинхронные генераторы используются в основном в домашних хозяйствах для работы бытовых приборов и для освещения, так как ток вырабатывается практически без искажений.
Чем отличается генератор от двигателя?
В целом, работа двигателей и генераторов основана на общем принципе электромагнитной индукции. Конструкция этих электродвигателей схожа, но есть разница в конфигурации ротора.
Однако главное различие заключается в функции генератора и двигателя: двигатель вырабатывает механическую энергию, потребляя электрическую энергию, в то время как генератор вырабатывает электрическую энергию, потребляя механическую или другие виды энергии.
В семейных домах и квартирах есть много приборов, которые питаются от электросети. Поэтому лучше всего использовать инверторное устройство с подходящей выходной мощностью.
Что выбрать классический или инверторный генератор?
Жизнь в загородном доме в условиях российской действительности не лишена трудностей. В основном это связано с перебоями в подаче электроэнергии. Проблема решается покупкой независимого источника энергии — генератора.
Количество моделей, предлагаемых производителями на рынке, огромно. В этой статье мы проанализируем некоторые характеристики, которые помогут домовладельцам купить генератор. Последовательность действий:
- Во-первых, определите общее потребление энергии для всего дома.
Эта цифра варьируется от владельца к владельцу. В среднем, дачному дому требуется около 10-15 кВт электроэнергии. Для летнего дома достаточно 2-5 кВт.
Генераторные установки могут быть обычными дизельными или бензиновыми генераторными установками или инверторными генераторными установками.
Стандартный генератор
Вырабатываемая электроэнергия является грубой и не совсем чистой. Этот параметр значительно отличается от значения, указанного в паспортах производителей бытовой техники. По этой причине обычные генераторы не следует использовать для питания высокоточной электроники. Однако у этих устройств есть определенные преимущества:
Генераторы варьируются от самых маленьких мощностью 1 кВт до мощных 9-10 кВт. Существуют промышленные модели мощностью от 20 до 100 кВт. Однако они не подходят для домашнего использования, так как слишком мощные.
Генератор прост в эксплуатации при условии соблюдения условий работы, указанных производителем.
Благодаря своей доступной цене стационарные генераторы сегодня пользуются большим спросом на рынке.
Видео описание
Слабые стороны и недостатки инверторных генераторов.
Помимо преимуществ, есть и недостатки:
- Существует ограничение по нагрузке.
Обычные агрегаты можно использовать, если общая нагрузка составляет менее 25%, но нежелательно, чтобы она превышала 75%.
- Если мощность подключаемого оборудования низкая, расход топлива почти такой же, как при работе на полном газу.
- Шумная работа генератора.
- Выхлопные газы.
- Помещение, в котором установлен генератор, должно вентилироваться через отдельный воздуховод.
Если машина работает на бензине, не рекомендуется запускать двигатель на постоянной скорости. Такая ситуация существенно влияет на качество вырабатываемой электроэнергии. Именно при несоблюдении этой рекомендации устройство часто выходит из строя.
Инверторный генератор
Эти устройства подходят для питания сложного стационарного оборудования, требующего постоянного напряжения: Компьютеры, котлы, различные системы управления и электронные системы.
Инверторные генераторы имеют множество преимуществ:
- Они характеризуются стабильными электрическими параметрами.
- Уровень нагрузки влияет на расход топлива.
При частичной нагрузке, т.е. при низкой скорости, расходуется мало топлива.
Такое устройство можно взять с собой на любое мероприятие вдали от цивилизации. Например: охота, рыбалка, кемпинг.
В случае аварийного отключения электроэнергии в доме с большим количеством бытовых приборов лучше подключить инверторный генератор. Ремонт и покупка новых приборов, пострадавших от внезапного скачка напряжения, обойдется несколько дороже, чем цена генератора.
Он стоит примерно в 1,5-2 раза дороже, чем стационарно установленный генератор такой же мощности в магазинах.
Если какой-либо компонент выходит из строя, приходится покупать новый генератор.
- Предельная мощность инвертора составляет 6 кВт.
Доказано, что имеет смысл приобрести стандартный генератор, если необходим постоянный источник электроэнергии для зданий, строительных площадок или аварийного освещения.
При полной мощности такое устройство имеет длительный срок службы. Нет необходимости в ремонте, и маловероятно, что в течение эксплуатационного периода возникнут дополнительные расходы. Если использовать только качественное топливо и своевременно проводить техническое обслуживание и замену масла, срок службы генератора значительно увеличится.
Если вам необходимо решить одновременно 2 задачи: для аварийных ситуаций и в качестве постоянного источника питания, лучше использовать комбинированное решение. В этом случае стандартный генератор и инверторный генератор работают одновременно.
Принцип работы инверторного генератора отличается тем, что вырабатываемая им электроэнергия не подается в сеть, а накапливается в аккумуляторе. В классической генераторной установке, с другой стороны, выработанная энергия передается потребителю по линиям электропередач.
Генератор с инвертором такой же мощности весит всего 22 кг, что в два раза меньше, чем классическая электростанция FUBAG мощностью 2 кВт.
В семейных домах и квартирах есть много приборов, которые питаются от электросети. Поэтому лучше всего использовать инверторное устройство с подходящей выходной мощностью.
Дополнительная информация о генераторах
Но у каждого преимущества есть и недостаток. И разница между инвертором и обычным генератором заключается не только в качестве вырабатываемой электроэнергии, но и в цене. Кроме того, существует ограничение по мощности; в этом отношении инверторные генераторы не превышают 7 кВА.
Поэтому выбор системы аварийного питания должен быть сделан очень тщательно. Самое главное, вы должны определить требования к качеству. Для работы ламп и ручных инструментов не требуется максимально возможное напряжение, для этих целей можно использовать обычные бензиновые генераторы.
Холодильник, циркуляционный насос отопления или блок управления газовым котлом, напротив, требуют высококачественного источника питания. В этом случае лучшим выбором будет инверторный генератор. Подробнее об этом вы можете узнать здесь:
Вопрос самодостаточного энергоснабжения не так прост, как кажется на первый взгляд. Прежде всего, речь идет о получаемом напряжении, которое во многом определяется типом бензогенератора. В большинстве случаев можно обойтись обычным оборудованием, но для критически важных компонентов необходимо использовать инверторные генераторы. Они дороже, но надежность некоторых изделий напрямую зависит от качества тока.
Компактные размеры. Инверторные аппараты не оснащаются мощными системами вентиляции и подобными устройствами, что позволяет уменьшить их размеры и вес.
Недостатки асинхронного генератора в режиме асинхронного двигателя (БП)
Одним из недостатков инверторов является то, что они потребляют значительное количество реактивной мощности (50 % или более от общей мощности), необходимой для создания магнитного поля в автомобиле, поскольку асинхронный двигатель работает параллельно с работой сетевого генератора или другого источника питания. пассивные (конденсаторы батареи (BC) или синхронный компенсатор (SC)) во время ожидания AG. В последнем случае более эффективным является включение серии конденсаторов параллельно нагрузке в цепь статора, хотя в принципе возможно включение конденсатора в цепь ротора. Для улучшения рабочих характеристик асинхронного генератора конденсаторы могут быть дополнительно подключены последовательно со статором или параллельно нагрузке.
Во всех случаях автономной работы асинхронного двигателя в режиме генератора источник реактивной мощности (BK или SK) должен обеспечивать реактивную мощность как для АГ, так и для нагрузки, обычно в виде индуктивной составляющей (cosph n 0).
Масса и размеры конденсаторных установок или синхронного компенсатора могут превышать массу асинхронного генератора, и только при cosph n = 1 (чисто активная нагрузка) размер и масса АС сопоставимы с размером и массой АГ.
Другая, более сложная проблема — стабилизация напряжения и частоты автономного АГ с «мягкими» внешними характеристиками.
При использовании асинхронного генератора. В контексте автономной задачи эта проблема усугубляется нестабильностью скорости вращения ротора. Также возможны современные методы асинхронной генерации напряжения.
При проектировании АГ выполните оптимизированные расчеты для достижения максимальной эффективности в широком диапазоне изменения скорости и нагрузки и минимальной стоимости, принимая во внимание всю систему управления. При проектировании генератора необходимо учитывать климатические условия работы ветряных турбин, постоянные механические нагрузки на компоненты, особенно сильные электродинамические и тепловые воздействия во время переходных процессов при запуске, сбоях в подаче электроэнергии, потерях синхронизации, коротких замыканиях и других, а также при сильных порывах ветра.
Асинхронное устройство, асинхронный генератор
Конструкция двигателя с короткозамкнутым ротором объясняется на примере рядного двигателя AM.
Основными компонентами АМ являются неподвижный статор 10 и вращающийся ротор, который отделен от статора воздушным зазором. Для снижения токов утечки сердечники ротора и статора состоят из отдельных стальных листов толщиной 0,35 или 0,5 мм. Листы оксидируются (закаляются при термической обработке), что повышает их поверхностную прочность. Сердечник статора встроен в раму 12, которая является внешней частью машины. На внутренней стороне сердечника имеются пазы, в которых размещается обмотка 14. Обмотка статора обычно выполняется в три фазы из двух слоев отдельных катушек, расположенных ближе друг к другу изолированным медным проводом. Начальная и конечная фазы обмотки ведут к клеммам клеммной коробки и обозначаются следующим образом:
Концы — C 4, C 5, sbs.
Обмотка статора может быть соединена в звезду (U) или треугольник (D), так что один и тот же двигатель может работать с двумя разными напряжениями сети, например, 127/220 В или 220/380 В. В то же время, соединение Y соответствует переключению АД на более высокое напряжение.
Собранный сердечник ротора закрепляется на валу 15 с помощью горячего зажима и фиксируется от проворачивания перьевой шпонкой. Сердечник ротора имеет на внешней поверхности пазы для крепления обмоток 13. Катушка ротора, в наиболее распространенном артериальном давлении, представляет собой ряд медных или алюминиевых стержней, помещенных в пазы и замкнутых на концах кольцами. Для двигателей мощностью до 100 кВт и выше обмотка ротора изготавливается путем литья пазов из алюминия, расплавленного под давлением. Одновременно с намоткой формируются крепежные кольца вместе с вентиляционными клетками 9. Форма этой обмотки напоминает «клетку короткого замыкания».
Двигатель с фазным рабочим колесом. Асинхронный режим генератора и
Для специальных асинхронных двигателей обмотка ротора может быть выполнена в виде статора. Помимо вышеуказанных деталей, рабочее колесо с таким типом обмотки имеет три контактных кольца, установленных на валу, которые используются для соединения обмотки с внешней цепью. АД в этом случае называется двигателем с фазным ротором или контактным кольцом.
Вал ротора 15 соединяет все элементы ротора и служит для соединения асинхронного двигателя с приводным устройством.
Воздушный зазор между ротором и статором составляет 0,4-0,6 мм для двигателей малой мощности и до 1,5 мм для двигателей большой мощности. Крышки подшипников двигателя 4 и 16 поддерживают подшипники ротора. Асинхронный двигатель охлаждается по принципу самоохлаждающегося вентилятора 5. Подшипники 2 и 3 закрыты крышками 1 с лабиринтными уплотнениями. Корпус 21c установлен в корпусе статора с выводами обмотки статора 20. К корпусу прикреплена этикетка 17 с указанием данных о базальном артериальном давлении. На рисунке 5.1 также показаны: 6 — входные ножки; 7 — корпус; 8 — корпус; 18 — ножка; 19 — вентиляционный канал.
Для получения автономных источников энергии специалисты нашли способ встроить трехфазный асинхронный двигатель в генератор. Этот метод имеет ряд преимуществ и некоторые недостатки.
Внешний вид асинхронного двигателя
В этом разделе представлены наиболее важные элементы:
- Чугунный корпус с ребрами охлаждения для эффективного охлаждения,
- сплошной корпус ротора с линиями магнитного поля вокруг его оси,
- группа коммутационных контактов в корпусе (boro) для коммутации обмоток статора в соединении звезда или треугольник и для подключения силовых кабелей,
- узкие пучки обмоток статора, изготовленные из меди,
- стальной вал ротора с пазом для установки шкива с помощью гаечного ключа.
