Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Щетки – слабое место генератора

Щетки – слабое место генератора. Есть бесщеточные варианты, но их мало используют. Почему?

Если автомобильный генератор выходит из строя, то самой распространенной причиной является износ щеточного узла. Однако давным-давно изобретены бесщеточные генераторы – почему же они до сих пор не вытеснили своих якобы менее продвинутых «конкурентов»?

Самая распространенная и массовая на сегодня конструкция автомобильного генератора – с использованием графитовых щеток, подающих напряжение на обмотку ротора (так называемую «катушку возбуждения») через пару вращающихся скользящих контактов в виде медных колец на валу ротора. Подобное решение применяется на большинстве автомобилей за редким исключением, ибо оно отработано и за десятилетия подтвердило свою практичность.

В такой конструкции крайне просто и эффективно реализовано поддержание стабильного напряжения в бортсети автомобиля на любых оборотах двигателя и, соответственно, генератора – электронный блок стабилизации напряжения (который по старинке принято именовать «реле-регулятором») отслеживает уровень напряжения на выходе и уменьшает или увеличивает ток в катушке возбуждения. Как только напряжение проседает, ток увеличивается. Как только оно приближается к верхнему пределу 14,2 вольта – уменьшается. Этот процесс идет быстро и непрерывно, и в результате мы имеем стабильное напряжение и на холостых оборотах, и на высокой скорости.

Щеточный узел – сухой и слабо защищенный от песка и влаги. А все, что открыто и трется без смазки, постепенно изнашивается и отказывает. Именно щеточный узел является наиболее частым источником выходов генератора из строя. Тем более что он обычно еще и неразборно совмещен с электронным блоком стабилизации напряжения («реле-регулятором»).

Однако в последние годы слово «БЕСщеточный» (или его аналог «бесколлекторный») на слуху у «широких народных масс» (с) – оно стало известно даже относительно далеким от техники людям. В самых разных сферах быта активно пропагандируются бесщеточные электромоторы – сегодня на них летают квадрокоптеры, крутятся шуруповерты, косят газоны триммеры и работают прочие механизмы и гаджеты. Даже откровенным гуманитариям уже успешно внушили, что «щетки – это плохо: они изнашиваются, отказывают, греются и вызывают потери тока». Почему же в автомобильном генераторе щеточный узел до сих пор не исчез, тогда как в последнее время от него все чаще отказываются даже в моторчиках дешевых детских игрушек?!

Может быть, потому, что на бесколлекторные (или же бесщеточные – как больше нравится) технологии массово переводятся электромоторы, а мы-то ведем речь про генератор? Нет, дело не в этом. Тут как раз никаких препятствий нет. Электромотор и электрогенератор – чрезвычайно похожие по своей сути электрические машины, вдобавок зачастую обратимые: мотор способен вырабатывать ток, если его вращать принудительно, а генератор может выполнять роль мотора, если на него опять же подать ток извне.

Использовать бесщеточный генератор в автомобиле можно, это давно реализовано и практикуется. Однако выпускаются подобные генераторы весьма ограничено и массовыми почему-то не стали… Почему?

Сделать автомобильный генератор бесщеточным в принципе не так сложно. Для чего, собственно, нужны щетки? Чтобы подать через них питание 12 вольт на катушку возбуждения внутри вращающегося ротора. После чего сегментный ротор с катушкой, на которую подан постоянный ток от аккумулятора, становится многополюсным электромагнитом и порождает возникновение тока в неподвижной обмотке – в статоре.

Убрать скользящий щеточный контакт в автомобильном генераторе возможно за счет особой конструкции ротора. Для этого ротор делают удлиненным, а катушку возбуждения выполняют в виде внешнего кольца и неподвижно закрепляют на статоре. Ведь для работы генератора ротор должен стать магнитом, а как намагничивать ротор – катушкой внутри, или катушкой снаружи – непринципиально…

Первые бесщеточные генераторы с неподвижной катушкой возбуждения встречались на автомобилях и полвека назад, и даже раньше. Как правило, ставили их на коммерческий транспорт (дальнобойные грузовики) и сельскохозяйственные и строительные машины (комбайны, трактора, бульдозеры и т. п.). Первым была важна увеличенная надежность и уменьшенная вероятность отказов на длинных перегонах пути, а вторым – защита от постоянно сопровождающих их при работе абразивной пыли и влаги, способных быстро убивать щеточный узел, проникая в генератор через вентиляционные щели. В принципе, в ограниченных объемах используются они в подобных машинах и по сей день.

Однако, согласитесь: генератор, не боящийся воды и пыли, с увеличенным сроком службы благодаря отказу от трущихся насухую деталей – это весьма недурственно! Причем  неплохо для любого генератора, а не только для установленного на грузовике или комбайне! Почему же технология не распространилась на массовый легковой сегмент? Причин тут несколько.

  • Технология производства бесщеточных генераторов более многоэтапна, и генераторы в конечном итоге существенно дороже.
  • При сопоставимых технологиях производства (без дорогостоящих инноваций) бесщеточный генератор в итоге получается крупнее и тяжелее щеточного с теми же характеристиками.
  • Большинство грузовых и сельскохозяйственных «бесщеточников» имели относительно узкий диапазон рабочих оборотов, на которых они эффективны, и на холостом ходу и просто на пониженных передачах толком не заряжали аккумулятор.
  • Современные «бесщеточники» существенно усложнились, дабы сохранить компактность, одновременно получив возможность выдавать большие токи с малых оборотов и не бояться оборотов высоких. Вдобавок к неподвижной обмотке возбуждения в конструкцию добавились постоянные магниты, позволяющие увеличить токоотдачу на малых оборотах, специальные размагничивающие обмотки, нейтрализующие действие постоянных магнитов на высоких оборотах, многофазные статоры, усложненные диодные мосты.

Все это и ряд других факторов ограничивали и продолжают ограничивать распространение таких генераторов. А после эволюционной оптимизации генераторов со щетками (ставших мощнее, компактнее, линейнее и т. п.) преимущества «бесщеточников» оказались еще менее выраженными. Несмотря на явно изнашивающиеся пары трения медь-графит, реально щеточные генераторы ходят весьма долго и их не принято считать потенциально проблемным узлом автомобиля, требующим инновационных вмешательств.

Впрочем, в ряде случаев бесщеточные генераторы имеют актуальность не только на фурах и тракторах. К примеру, щеточного узла нет на некоторых генераторах ряда дизельных кроссоверов BMW и Mercedes. В их моторах применяются генераторы повышенной мощности (180-190 ампер) с водяным охлаждением, которые прикручиваются своей задней крышкой к крышке водяной рубашки двигателя с соответствующим отверстием, как бы «затыкая его своим задом», и, таким образом, частично омываются антифризом. В конструкции мощных водоохлаждаемых генераторов щетки сильно затрудняют компоновку и обслуживание, поэтому от них иногда отказываются. Также серийно встречаются такие генераторы в некоторых комплектациях серьезных рамных внедорожников типа Nissan Patrol. А уазисты любят внедрять в свои тюнингованные «котлеты» не боящиеся купания в болоте 110-амперные бесщеточные генераторы от автобусов ПАЗ. Ну а алтайский завод тракторного электрооборудования еще с советских времен (и, кажется, по сей день!) производит небольшими тиражами бесщеточный генератор для моделей ВАЗ классического (01-07) и раннего переднеприводного (08-099) семейств.

Тем не менее в конечном итоге все решает экономика и отчасти инжиниринг. На сегодняшний день в массовом потребительском автопроме надежность простейшего щеточного генератора принята за образец баланса цены, живучести и ремонтопригодности. И отходят от этого канона лишь в относительно редких случаях, когда проектирование технически сложного, продвинутого и достаточно дорогого автомобиля неизбежно требует усложненных и недешевых решений…

Мотор-генератор

Мотор-генератор (нем. Umformer , двигатель-генератор) — электрическая машина для преобразования электрической энергии из одной её формы в другую, либо же, в некоторых случаях, функционирующая как проводник электрической энергии, не производящий в конечном итоге данного преобразования.

  • преобразование постоянного электрического тока в переменный, как правило, более высокого напряжения;
  • получение постоянного тока из переменного для специальных случаев (питание сварочного оборудования, некоторые модели старых электровозов);
  • передача мощности между электросетями разной частоты (50 и 60 Гц, железные дороги с питанием переменным током пониженной частоты).
  • преобразование однофазного тока в трёхфазный.

Чаще всего представляет собой электродвигатель, соединенный валом с электрическим генератором. В конструкцию также вводятся дополнительные устройства для стабилизации выходного напряжения и частоты.

Известны также умформеры с единым якорем (одноякорные преобразователи), в которых обмотки разного рода тока разъединены. Обмотки постоянного тока выводятся на коллектор, а переменного — на контактные кольца.

Есть также машины с общими обмотками для разного рода тока. В случае преобразования числа фаз даже нет нужды в коллекторе или скользящих контактах. В этом случае вся обмотка навивается на статоре и в нужном месте делаются отпайки. Таким образом, например, асинхронная машина может преобразовывать одно- или двухфазный ток в любой многофазный (например — 3-фазный). Пример такой машины — фазорасщепитель электровозов ВЛ60, ВЛ80, ВЛ85 [1] , а также ЭП1М, 2ЭС5К и 3ЭС5К новых выпусков [2] .

Читать еще:  402 двигатель на горячем нет холостых

Содержание

  • 1 Применения
  • 2 Достоинства и недостатки
  • 3 В настоящее время
  • 4 Примечания
  • 5 Литература
  • 6 Ссылки

Применения

Принцип действия умформера может применяться для преобразования:

  • рода тока;
  • напряжения;
  • частоты;
  • числа и смещения фаз.

Широко использовались в авиационной, танковой и ракетной технике СССР вплоть до 70-х годов, в частности, для питания ламповых устройств. В частности, на отечественной авиационной технике чрезвычайно распространены однофазные (серии ПО — преобразователь однофазный) и трёхфазные (серии ПТ) преобразователи, питающиеся постоянным напряжением 27 В, например, ПО-600, выдающий однофазное напряжение 127 В, 50 Гц, ПТ-1000, выдающий трёхфазное напряжение 36 В, 400 Гц, ПО-4500 выходной мощностью 4,5 кВА, напряжением 115 В, частотой 400 Гц [3] . Похожие преобразователи установлены на пассажирских вагонах выпусков 50-70-хх годов XX века, например, ППО-2-400У4 и MB12, преобразующие 50 В постоянного тока в 220 В, 400—425 Гц для питания люминесцентных светильников, или маломощные преобразователи, вырабатывающие 127 В, 50 Гц для питания электробритв [4] .

Умформеры использовались в системах электрического питания ЭВМ первого поколения.

Умформеры (мотор-генераторы) применяются на трамваях, троллейбусах с косвенной системой управления, электровозах и электропоездах постоянного тока [5] для получения низкого напряжения (24 и 50 В соответственно), питающего цепи управления. В 80-х—90-х годах на городском электротранспорте были вытеснены статическими полупроводниковыми преобразователями на тиристорах (ТЗУ), а позже — на транзисторах.

Достоинства и недостатки

К достоинствам можно отнести:

  • гальваническую развязку входной и выходной цепей;
  • получение на выходе почти идеального синусоидального напряжения, без шумов, связанных с работой других потребителей сети;
  • простоту устройства и его обслуживания;
  • возможность получения на выходе трёхфазного напряжения без существенного усложнения конструкции;
  • фильтрация бросков тока при резком изменении нагрузки или кратковременном отключении питающего напряжения за счёт инерции ротора;
  • простота рекуперации энергии.
  • сравнительно низкий ресурс по причине наличия движущихся частей;
  • высокая масса и стоимость за счет материалоёмкости конструкции;
  • вибрация и шум;
  • необходимость технического обслуживания (смазка подшипников, чистка коллекторов, замена щёток в коллекторных машинах);
  • низкий КПД, как правило, 50 —70 %, из-за двойного преобразования энергии. [6]

В настоящее время

В настоящее время вытеснен из мобильных применений твердотельными преобразователями, а также более широким использованием низковольтной аппаратуры.

По-прежнему выгодно применение в промышленности и энергетике для преобразования сравнительно больших мощностей. Перспективно применение умформеров на основе машин двойного питания для передачи мощностей между сетями 50 и 60 Гц, а также между сетью с низкими параметрами напряжения и частоты и сетью с особо высокими требованиями. В этом случае для питания обмоток ротора применяется ещё и статический преобразователь частоты, но мощность преобразователя нужна меньшая (для приведённого примера преобразования 50 в 60 Гц это составляет около 1/5 полной мощности).

Асинхронный генератор

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.

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

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).

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.

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).

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

Читать еще:  В форде горит знак неисправности двигателя

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);

  • 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);

  • 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.

Видео

Генераторы – виды, применение, установка

Все не один раз слышали о наличии такого устройства как генератор, многие знают что это, некоторые только поверхностно. Далее в этой статье будет более подробно описано, что представляет собой данное устройство, для чего он используется и как устанавливается.

Генератор происходит от латинского слова generator, что в переводе означает производить, производитель.

Электрогенератор – это установка, которая непосредственно вырабатывает электрическую энергию. Бытовая генераторная установка состоит в свою очередь из силового агрегата – двигателя и узла, который отвечает за преобразование крутящего момента в электричество. Для бытовых условий используются в основном дизельгенераторы и бензогенераторы.

Бензогенератор представляет собой электростанцию, у которой в качестве первичного двигателя используется бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Применяются бензодвигатели в основном для резервного энергоснабжения. Что касается основного применения бензиновой электростанции, то это в свою очередь источник энергии с продолжительностью непрерывной работы от 4 до 12 часов. В случае отключения электроэнергии бензиновые электрогенераторы просто незаменимы. Помимо этого такого типа электрогенератор очень удобно использовать в тех местах, где просто нет электроэнергии.
Дизельный генератор – это генератор, в котором используется дизельный двигатель. Область применения такого типа генераторов: основной или аварийный источник электроэнергии. Как правило, дизельные двигатели имеют наиболее продолжительный ресурс работы.

Генераторы делятся на два вида: синхронные и асинхронные. Которые из них лучше?

Преимущество синхронных генераторов заключается в том, что для них характерна высокая стабильность выходного напряжения, недостаток их в том, что имеют возможность перезагрузки по току, так как при завышенной нагрузке, регулятор может слишком сильно повысить ток в обмотке ротора. К недостаткам синхронного генератора относится также наличие щеточного узла, который в свою очередь все равно придется обслуживать. За счет подобного способа регулировки, независимо от того как изменяется ток нагрузки и оборотов двигателя электростанции, стабильность выходного напряжения генератора при этом остается очень высокой, приблизительно ± 1 %.

Асинхронный генератор – это асинхронный двигатель, который работает в режиме торможения, его ротор вращается с опережением, но, в том же, направлении, что и само магнитное поле статора. Такого типа генераторы используются довольно редко, даже не смотря на свою простоту и небольшую чувствительность к короткому замыканию, а также невысокую стоимость. Причиной этому служит то, что асинхронный генератор всегда потребляет намагничивающий ток значительной силы, плюс ненадежность работы в экстремальных условиях.

Как выбрать правильно генератор

При выборе генератора Ваш выбор должен быть полностью осознан, и главное не в том, что бы станция была дорогой, дешевой или же эксклюзивной. Ни в ком случае не стоит при выборе генератора учитывать его непосредственную цену. Дешевая установка не всегда означает, что она качественная. Следовательно, рекомендуется в первую очередь обратить свое внимание на качество, характеристики работы, производителя и т.д.

В основном клиента интересует цена и мощность станции. В некоторых случаях интересуются сколько потребляет генераторная установка, сильно ли она шумит, какова ее масса. В случае, когда станция предназначена непосредственно для дома, то является ли она трехфазной. Хотя здесь же сразу стоит отметить, что лучше работать будет все таки однофазная.

Что бы знать ответы на все эти вопросы, лучше всего проконсультироваться со специалистом. Он в свою очередь посмотрит объект, и даст свои рекомендации по нужной мощности, уточнит непосредственное место ее расположения и много других полезных советов. Исходя из осмотра объекта, специалист поможет Вам подобрать наиболее оптимальный вариант генератора и дополнительного оборудования.

Однофазный или трехфазный генератор

Генераторы разделяются на две группы в зависимости от того каково количество фаз. К ним непосредственно относятся однофазные и трехфазные генераторы переменного тока. Однофазный генератор в свою очередь предназначен для работы только с однофазными потребителями электроэнергии. Но если в доме или, же на каком-либо другом объекте имеются в наличии трехфазные потребители, наиболее правильным решением является приобретение и непосредственная установка трехфазного генератора переменного тока.

При выборе генератора необходимо точно оценить множество различных параметров. Для этого, непосредственно необходимо выяснить, будет ли генератор питать весь дом, или же будет достаточно выделить только наиболее важные точки. Имеются ли среди потребителей энергии сложные для работы генератора приборы, к примеру, насосы или электродвигатели и т.д. имеют в свою очередь пусковые точки, которые кратковременно увеличивают их потребляемую мощность в 4 – 5 раз.

Также следует учесть и другие специфические моменты, которые непосредственно влияют на оценку мощности электрогенераторной установки. В том числе следует учесть и то, планируется ли на будущее увеличение количества потребителей электроэнергии и, следовательно, мощность потребителей электроэнергии.

Виды нагрузок

Активные нагрузки. Это самые простые нагрузки, для них характерно преобразование всей потребляемой энергии в тепло. К примеру, лампа накаливания, электроплиты, обогреватели, утюги и т.п. Их суммарная потребляемая мощность равна 2 кВт, поэтому для их питания достаточно в точности 2 кВт.

Читать еще:  Что такое lean burn на тоетовских двигателях

Реактивные нагрузки. К ним относятся все остальные нагрузки. Они в свою очередь подразделяются на емкостные и индуктивные. Простым примером индуктивных нагрузок является катушка, у вторых – конденсатор. Что касается реактивных потребителей энергии, то они превращают энергию не только в тепло, но и ее часть расходуется на другие цели, к примеру, на образование электромагнитных полей. Мерой реактивности принято называть cos?. Таким образом, к примеру, если он равняется 0,8, то 20 % энергии преобразуется не в тепло.

В основном на приборах принято указывать их тепловую потребляемую мощность и cos?. Для того, чтобы подсчитать реальное потребление, необходимо мощность разделить на cos?. К примеру, если на дрели указано, что ее мощность 500 Вт и cos? = 0,6, то в этом случае означает, что данный инструмент будет потреблять от генератора 500/0,6=833 Вт. Не стоит забывать о том, что каждая электростанция имеет свой собственный cos?, который необходимо учитывать. В случае, когда он равен 0,8, то непосредственно для работы приведенной выше дрели, электростанция потребует 833 Вт / 0,8 = 1041ВА. Именно это является причиной грамотного обозначения выдаваемой электростанцией мощности: ВА – Вольт-Ампер, а не Вт – Ватт.

Виды генераторных установок

Генераторная установка состоит непосредственно из двигателя и генератора, которые непосредственно соединены между собой и укреплены через амортизаторы на стальной раме (у портативный) или на станине (у стационарных). Запуск двигателя может быть ручным (шнуром), с помощью элетростартера (поворотом ключа) или же автоматически (при непосредственном попадании напряжения в основной сети, электростанция заводится посредством контролера АВР).

То настолько долговечна будет работа генераторной установки непосредственно зависит от того насколько надежен двигатель.

Двух- и четырехтактный бензиновый двигатель

Четырехтактные двигатели. На сегодняшний день существует множество производителей. Что бы использовать такой двигатель продолжительное время (около 8 часов ежедневно) необходимо остановить свой выбор на двигателях профессионального класса с верхним расположением клапанов (OHV). Такого типа двигатели оборудованы системой автоматического «останова» при понижении уровня масла, имеют наиболее высокий запас прочности и считаются наиболее надежными в своем классе. Еще большим ресурсом наделены V-образные двухцилиндровые двигатели, которые непосредственно устанавливаются на мощные электроустановки (9-15 кВА). Еще более мощных бензиновых установок практически нет, это уже не экономично.

Дизельные двигатели с воздушным охлаждением

Такого типа двигатели занимают промежуточное положение между бензиновыми станциями и более серьезными дизелями с жидкостным охлаждением. Что касается маломощных двигателей – до 6 кВт, то они в свою очередь мало отличаются по своей надежности от бензиновых двигателей, а вот что касается их стоимости, то она выше, примерно, вдвое. На топливе врядли столько можно сэкономить. Следовательно, если нет каких-то особых причин для выбора маломощного дизеля, то стоит подумать о бензиновой станции с хорошим двигателем, она гораздо проще в обслуживании и шумит гораздо меньше.

Дизельные двигатели с жидкостным охлаждением

Такие двигатели считаются более надежными и долговечными, используются в генераторных установках индустриального класса.

Существуют генераторные установки с «низкооборотистыми» двигателями (1500 об/мин) и более шумными, которые работают на 3000 об/мин. «Быстроходные» двигатели гораздо дешевле, меньши по габаритам и весу, помимо шума отличаются наиболее высоким расходом топлива и меньшим ресурсом. Следует отметить, что для круглосуточной работы 365 дней в году подходят исключительно электростанции, которые работают на 1500 об/мин.

Типы генераторов

Как говорилось выше, существуют два типа генераторов асинхронные и синхронные. Что касается асинхронных, то они высокую степень защиты от воздействия окружающей среды, но, что касается приемлемого качества электричества то здесь не все так хорошо. Такая нагрузка как элетродвигатель, потребляет в момент своего запуска кратковременно 3-5 кратную мощность, следовательно, необходимо сделать соответственный запас по мощности выбираемой генераторной установки.

Для асинхронного генератора не приемлемо переносить пиковые нагрузки, хотя такая компания как Geko выпускает электростанции со стартовым усилителем, который в свою очередь обеспечивает стартовый ток. Что же касается синхронных генераторов, то их отличительная черта это более высокое качество электроэнергии, в том числе они могут переносить трехкратные мгновенные перегрузки. В профессиональных и стационарных электростанциях устанавливаются только синхронные и обсщеточные генераторы.

Дополнительные опции

Дополнительных опций может быть довольно много, и они оказывают большое влияние на саму стоимость электростанции. За счет штатных опций и получается та станция, которая непосредственно нужна. Дополнительные опции применимы как для бензиновых, так и для дизельных установок с жидкостным охлаждением. К некоторым возможностям можно отнести: контроль параметров на жидкоскристалическом дисплее и непосредственно дистанционно на компьютере, автоматический запуск генератора, разнообразные защиты (от утечки тока, перегрузки, атмосферных явлений), увеличенные топливные баки, шумоизолирующие кожухи, арктические контейнеры, недорогие кожухи-укрытия и многое другое.

Качество сборки

Немаловажным пунктом является и то, где и каким образом собирается генераторная установка. Для качественной электростанции необходимы не только двигатель известной марки, но также и культура производства, квалифицированный персонал и соответствующее оборудование. В противном случае на выходе может получиться слишком большой процент брака, стоимость исправления которого, довольно сильно влияет на цену самого изделия. Сегодня на рынке представлены производители таких стран как Испания, Франция, Великобритания, Бельгия, именно они предоставляют лучший ассортимент, сервис, и соотношение цена/качество. Рекомендуется остановить свой выбор на тех производителях, которые занимаются непосредственным только производством генераторных установок.

Какая генераторная установка лучше всего подойдет для коттеджа

Когда приобретается электростанция для загородного дома, в основном мы ожидаем от нее надежности, пожарной и электрической безопасности, достаточно длительную автономную работу, малошумность, довольно часто требуется автоматический запуск (АВР) при пропадании электричества в сети. Специалист сразу сделает вывод, что в этом случае под описание подходит дизель-генератор с жидкостным охлаждением. В данном случае необходимо быть готовым потратить огромную сумму денег. Так как только такие дизельные генераторы отвечают всем требованиям безопасности, надежды и наделены большим количеством штатных опций для решения практически любой задачи. Монтаж должны осуществлять специалисты, и в таком случае у Вас на протяжении долгих лет не будет проблем ни с электростанцией, ни с электричеством.

Но так как финансовый фактор практически всегда играет основную роль в выборе, то в основном приходится ограничивать свои непосредственные требования к уровню надежности и качества, и рассматривать более дешевые бензиновые и дизельные генераторные установки с воздушным охлаждением.

Монтаж генераторов

В первую очередь необходимо подготовить специальную площадку, на которой и будет устанавливаться генератор. Что касается установки дизельного генератора, то она осуществляется на анкера, которые непосредственно крепятся к бетонному полу. Поверхность в свою очередь должна быть идеально ровной, так как монтаж генератора на неровной поверхности может привести к тому, что в процессе эксплуатации может быть повреждены основные блоки. В том случае, если генератор будет работать непосредственно внутри помещения, необходимо будет сделать хорошую звукоизоляцию и вентиляцию. Помимо всего этого следует позаботиться о том, что бы доступ посторонним в помещение был закрыт.

После того, как генератор будет закреплен на поверхности, необходимо осуществить непосредственное подключение силового кабеля, для него должны быть предусмотрены кабель — каналы. Непосредственный монтаж генераторов требует обязательной установки распределительного щита, который в свою очередь должен быть оснащен входным и выходным защитным автоматом. Необходимо это для того, что бы подключить блок управления и коммутации нагрузки. Установлены они должны быть, непосредственно рядом с электрощитком. Монтаж дизельного генератора требует проведения ряда специальных подготовительных работ, самостоятельное подключение запрещено.

Для подключения бензиновой, дизельной или же газовой электростанции необходимо обратиться к специалистам в целях безопасности. Так как при самостоятельном подключении, не имея опыта и квалификации в данной сфере, генератор может быстро износиться, сломаться и т.д. Если Вы уж выбрали хороший качественный и надежный генератор, то не стоит экономить и на его установке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector