Типы бензогенераторов

Для выработки и преобразования электроэнергии сегодня существуют различные устройства.

Отдельным упоминанием в истории остались альтернаторы. Что такое альтернатор? Этим термином принято обозначать генераторы переменного тока, преобразующие механическую энергию в электрическую.

Однако более современными являются бензиновые генераторы. Сегодня они производятся для различных целей. Во многом именно назначением будет обусловлен тип устройства. О том, какие есть бензиновые генераторы, осведомлены почти все.

В свою очередь, классификация будет во многом определяться критерием.

Классификации бензиновых генераторов

Прежде всего, стоит выделить следующие отличающиеся друг от друга по назначению типы бензиновых генераторов. В соответствии с данным разделением, следует выделить 2 большие группы устройств:

1. бытовые;
2. промышленные.

Промышленные и бытовые генераторы, в свою очередь, можно разделить по другому признаку, в качестве которого будет выступать тип запуска и управления:

1. автоматический;
2. ручной.

Кроме того, в зависимости от примененных при создании прибора материалов и технологических особенностей конструкции, можно привести еще несколько классификаций, отдельно выделив генераторы с медной обмоткой и без таковой, и т.д.

Выделения в отдельную классификацию также заслуживают бензиновые генераторы инверторного и классического типа. Инверторный бензиновый генератор отличается от обычного двойным преобразователем, за счет использования которого переменный ток вначале преобразуется в постоянный со стабилизацией показателей, после чего возвращается в состояние переменного. Данный процесс ведет к увеличению безопасности использования бензинового генератора.

Промышленные бензиновые генераторы

Промышленные генераторы также неоднородны. Во многом отличия обусловлены максимальной вырабатываемой мощностью. Среди промышленных генераторов следует отдельно выделить бензиновые электростанции с электростартером. Это большие и сложные системы, предназначенные для бесперебойного питания электроэнергией крупных построек, в пределах которых осуществляет свою деятельность большое количество людей.

К устройствам данного типа предъявляются повышенные требования, поскольку при их выходе из строя велика вероятность не только остановки производства, но и аварии с непредсказуемым исходом.

Бытовые бензиновые генераторы

Бытовые бензиновые генераторы подразделяются по числу фаз на:

• однофазные (220 В) — для подключения однофазных потребителей;
• трехфазные (380 В) — для подключения трехфазных потребителей и обеспечения загородных домов резервным электроснабжением.

Мини-бензогенераторы также делятся на двух- и четырехтактные.

Благодаря упрощенной конструкции двухтактные дешевле, но в то же время с их использованием сопряжены определенные неудобства и проблемы:

• низкая экологичность работы;
• высокий уровень шума;
• низкий ресурс двигателя;
• высокое потребление горючего.

Эти недостатки исправлены в четырехтактных моделях бензиновых генераторов.

Таким образом, при подборе устройства первоначально необходимо определить его главное предназначение, будет ли оно использоваться в промышленных или бытовых, личных целях. После определения основного назначения необходимо определиться с конкретными параметрами, среди которых:

• тип запуска;
• принцип работы;
• примененные материалы и новации.

После определения последних параметров следует переходить к выбору конкретного производителя и модели.

Виды генераторов для электростанций

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 генераторов. 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?

Синхронные генераторы

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.

Асинхронные генераторы

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 генератор

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.

Электрические генераторы для дома и дачи, устройство и принцип работы электрогенераторов различных типов

Автономные электрические станции или электрогенераторы могут служить в быту для решения следующих задач:

• снабжение электрическим током на постоянной основе жилых домов или дач при отсутствии возможности или нецелесообразности использования централизованных электросетей;
• обеспечение резервного электропитания в периоды отключения электроэнергии;
• применение в качестве мобильного источника электричества во время походов, отдыха на природе, охоты и рыбалки, поездок на дачу.

В зависимости от того, для какой из названных целей предназначается выбираемый электрогенератор, к нему предъявляются различные требования.

Генератор, обеспечивающий постоянное электропитание дома, дачи, электроники котла на газе, должен обладать мощностью, с некоторым запасом покрывающей суммарное потребление всего электрооборудования.

Электрогенератор для дома должен быть приспособлен для длительной постоянной работы без остановок и иметь повышенный эксплуатационный ресурс.

Таким условиям отвечают стационарные электрогенераторы, оборудованные жидкостной системой охлаждения.

При обеспечении резервного питания дома, дачи или электрооборудования газового котла, требования к ресурсу и продолжительности работы генератора не столь высоки. В этих случаях достаточно нескольких часов непрерывной работы с последующим охлаждением. Для этой цели подходят компактные генераторы с воздушным охлаждением.

Мощность резервного электрогенератора для дома, дачи или котла отопления может быть выбрана с таким расчётом, чтобы обеспечить питанием только самое необходимое электрооборудование – освещение дома, дачи, придомовой территории (полностью или частично), телевизионную и радиоаппаратуру, компьютеры, электрику газовых котлов и циркуляционные насосы.

Электрогенераторы, предназначенные для использования в походах и поездках на дачу, в первую очередь выбираются по габаритам и весу. Электрогенератор для дачи должен удобно размещаться в багажнике легкового автомобиля, не занимая слишком много места и быть удобными для ручной переноски.

РАЗНОВИДНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ ПО ТИПАМ ПРИВОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Для привода автономных электрогенераторов, использующихся на постоянной основе в доме или на даче, применяются двигатели внутреннего сгорания различной конструкции.

По виду используемого топлива, встречаются следующие их разновидности:

• бензиновые;
• дизельные;
• газовые.

Бензиновые.

Наиболее часто используются с резервными электрогенераторами малой и средней мощности для дома, котла или дачи. Объясняется это их относительной компактностью по сравнению с дизельными машинами и более широкой доступностью топлива по сравнению с работающими на газе.

В стационарных электростанциях большой мощности для постоянного функционирования дома применяются редко, так как проигрывают дизельным и газовым установкам по экономическим показателям.

Дизельные.

Такими двигателями чаще оснащаются мощные стационарные электрогенераторы для постоянного питания дома (в том числе котла отопления). Хотя, безусловно, они представлены и в сегменте установок средней и малой мощности.

Сравнительно небольшое количество компактных и мобильных моделей в продуктовой линейке дизельных станций объясняется особенностями этого вида двигателей.

Они имеют больший вес и габариты в расчёте на 1 кВт мощности по сравнению с бензиновыми или газовыми. Кроме этого, дизельный двигатель несколько сложнее завести в сильный мороз, для этого обычно используется предварительный подогрев.

Газовые.

По техническим характеристикам этот вид двигателей внутреннего сгорания близок бензиновым, обладая при этом своими особенностями. Машины, сжигающие в процессе работы газ, являются самыми экологически чистыми, что особенно важно при их использовании вблизи жилого дома или дачи.

Вторым и очень важным преимуществом газовых электрогенераторов является самая низкая стоимость 1 киловатт часа вырабатываемой электроэнергии, ввиду относительно низкой цены на природный и сжиженный газ.

Но особенно привлекательной чертой газовых электрогенераторов является возможность их заправки, как природным, так и сжиженным газом.

Во всяком случае, все современные модели могут быть оперативно перестроены под любой вид газообразного топлива.

Это позволяет владельцам частных домов и дач, оборудованных газовыми отопительными котлами использовать такой генератор в качестве резервного, подключив его дома к газовой магистрали на постоянной основе наряду с котлом и адаптировав для функционирования на природном газе. Его же можно взять с собой на дачу, прихватив газовый баллон и перестроив генератор на сжиженный газ.

Таким образом, приобретая только один электрогенератор можно решить две задачи:

• обеспечить резервное питание отопительного котла, работающего на газе, циркуляционных насосов и хотя бы частично другого электрооборудования в доме или на даче;
• использовать тот же генератор в комплекте с газовым баллоном в поездках на дачу, рыбалку и т.п.

К некоторым неудобствам газовых электрогенераторов можно отнести определённые сложности с заправкой газовых баллонов, которые необходимо возить вместе с генератором.

Заправка таких баллонов сжиженным газом производится только на специальных зарядных станциях, на автозаправках с газовыми колонками в такой услуге обычно отказывают. Зарядные же станции имеются только в относительно крупных населённых пунктах.

Вне зависимости от применяемого топлива, двигательный привод генераторов может быть следующих видов:

• двухтактным;
• четырёхтактным.

При выборе электрогенератора для дома или дачи, а тем более для питания котла отопления, по возможности предпочтение следует отдавать четырёхтактным приводным машинам.

Они обладают более длительным эксплуатационным ресурсом, полноценной системой смазки и мягкой работой. Двухтактные агрегаты для использования в доме или на даче можно рекомендовать только в крайних случаях, как самые бюджетные варианты.

РАЗНОВИДНОСТИ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА