Что такое инверторный двигатель в генераторе

Инверторные генераторы

Инверторный генератор для дома сочетает в себе преимущества как асинхронных, так и синхронных генераторов и позволяет снабжать электроэнергией чувствительную к скачкам напряжения технику.

Инверторные генераторы вырабатывают переменный ток частотой выше привычных нам 50 Герц. Выработанный переменный ток в последующем преобразуется выпрямителем в постоянный. Затем при помощи емкостного фильтра-аккумулятора происходит сглаживание пульсаций постоянного тока. После чего постоянный ток, накопленный в аккумуляторе поступает в инвертор и опять преобразуется в переменный. Величину напряжения и частоту сигнала контролирует микропроцессор.

Зачем такие сложности? Благодаря им на выходе инверторного генератора мы получаем нужный нам переменный ток высокого качества напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц.

В каких случаях инверторный генератор будет особо уместен?

Начнем с того, что переменный ток называется переменным, потому что изменяет свои параметры. Любой бытовой генератор дает на выходе переменный ток, изменяющий величину и направление по модифицированной синусоиде, изобилующей различными всплесками и провалами. В силу этого может быть затруднена или вовсе невозможна работа некоторых электроприборов от электротока, изменяемого по модифицированной синусоиде. Это могут быть аппараты с асинхронным двигателем, к примеру, некоторые виды холодильников. Также могут не работать или работать некорректно насосы системы отопления. Большинство источников бесперебойного питания также могут не воспринимать подобный ток и переводить подключенные к ним электроприборы на питание от аккумулятора. Здесь то и может помочь инверторный генератор.

Переменный ток, вырабатываемый инверторным генератором, благодаря встроенному инвертору изменяет величину и направление с частотой 50 раз в секунду (50 Герц) по хоть и модифицированной, но почти такой же плавной синусоиде, что и переменный ток, поступающий в дома от линий центрального электроснабжения.

Но надо помнить. что инверторные генераторы обычно запускаются вручную, поворотом ключа. Инверторные генераторы с системой автозапуска что-то не встречаются в продаже. Теоретически можно переделать ручной запуск генератора в автоматический режим. Но, во-первых, это необходимо сделать надежно, чтобы не было сбоев в электроснабжении. А во-вторых, при переоборудовании нового генератора сразу же теряются бонусы гарантийного ремонта и обслуживания, а также не будет производиться замена и возврат денег в случае неудовлетворительной работы генератора.

К тому же существующие инверторные генераторы представлены моделями мощностью не более 5-6 кВт. Такая мощность достаточна лишь для энергопотребления относительно небольшого дома. Следовательно инверторный генератор для дома может служить лишь как резервный, а не автономный источник питания из-за его недостаточной мощности.

Еще одним недостатком инверторного генератора, помимо малой мощности и отсутствия автозапуска, является его более высокая по сравнению с обычными генераторами цена. К тому же обычные генераторы могут обеспечивать электроэнергией большинство электроприборов, а электропотребители требовательные к качеству электротока можно подключить через так называемые on-Line ИБП двойного преобразования, то есть источники бесперебойного питания, питающие подключенное к ним оборудование через инвертор постоянно, а не только в аварийном режиме. Соответственно они выдают на выходе переменный ток, изменяющийся по такой же сглаженной модифицированной синусоиде, что и у инверторного генератора, близкой к синусоиде переменного тока от линий электропередачи.

Обычно инверторные генераторы работают на бензине, который расходуют более экономно. Соответственно производимый ими выхлоп менее токсичен. Экономия топлива происходит за счет того, что в отличии от обычных генераторов, работающих на полных оборотах при любой нагрузке, инверторные генераторы снижают обороты вращения при уменьшении мощности нагрузки.

Не смотря на свою экономичность, небольшой, по сравнению с обычными генераторами, вес и удобный, обтекаемой формы корпус, обычно сделанный из твердого пластика, инверторные генераторы не могут однозначно конкурировать с другими как переносные источники энергии для подключения электроинструментов. Слишком высокая цена и в этом случае перечеркивает все достоинства.

Идеальная ниша для инверторных генераторов – это резервное или автономное энергообеспечение медицинского оборудования или профессиональной музыкальной аппаратуры, а также других потребителей чувствительных к качеству энергоснабжения.

Для вашего удобства подборка похожих публикаций

Всем мира и добра

Подписывайтесь на канал и ставьте лайк — настраивайте свою ленту Дзен на показ похожих публикаций

Источник

Инверторный генератор или обычный — какой лучше выбрать для дома и почему?

Сложности жизнь вне города бывают вызваны проблемами с электричеством. Обычно, это решается организацией независимого источника электричества — покупкой генератора. Приобретение многозадачных устройств может быть вызвано не только необходимостью стабильного электроснабжения. Иногда эта потребность возникает случайно (стихийные явления).

Читайте также:  Растет температура двигателя в мондео

Количество моделей на рынке весьма велико. Попробуем разобраться, какие модели подходят для конкретных ситуаций. Первым пунктом необходимо определить потребляемую в вашем жилище мощность. Само собой, для каждого эта цифра будет индивидуальна. В среднем, для коттеджа это 10-15 кВт. На летний дом можно заложить 2-5 кВт.

Перейдем к более сложному вопросу, на каком типе генератора нам остановиться. Они бывают: стандартный бензиновый, дизельный, инверторный.

  • Широкий ассортимент по мощности . От малых генераторов 1 кВт до «солидных товарищей» мощностью 9-10 кВт. Есть промышленные модели, мощностью 20-100 кВт, но для бытового использования их запас мощности избыточен.
  • Легкость эксплуатации, неплохой ресурс при условии соблюдения требований по эксплуатации (можно посмотреть тут ).
  • Доступная цена (относительно инверторных моделей)
  • Ограничение по диапазону нагрузки — нельзя использовать генератор с нагрузкой менее 25% и не рекомендуется более 75
  • При малой нагрузке, расход топлива не будет сильно отличаться от режима работы с полной нагрузкой
  • Шум от работы, выделение выхлопных газов ( при работе в помещении нужно отдельно выводить выхлопные газы через отдельную воздушную магистраль)

В случае бензиновых генераторов крайне желательна работа двигателя на постоянных оборотах — от этого зависит качество получаемой электроэнергии. Поломки таких устройств чаще всего вызваны некорректной эксплуатацией. Если генератор регулярно и правильно обслуживается, используется с номинальной нагрузкой, то он будет верно служить вам долгое время. При повышении\понижении оборотов двигателя может измениться напряжение на выходе, для освещения это не критично, но такие устройства как холодильники, насосы, системы «умный дом» от таких скачков могут сломаться.

На какие кромплектующие стоит обратить внимание при выборе генератора:

  • Система контроля уровня масла, которая не дает его двигатель, если уровень масле недостаточен.
  • Система защиты от перегрузок, она выключит генератор в критический момент.
  • Вольтметр для измерения напряжения на выходе.
  • колеса и ручки для комфортной транспортировки (если в это есть потребность).

Главное отличие от стандартного — заключается в том, что при переработке топлива производимый ток является переменным и имеет высокую частоту, далее он преобразуется в постоянный ток, и подается в батарею, в которой накапливается.

  • Стабильные параметры электроэнергии
  • Уровень нагрузки влияет на потребление топлива и при малых нагрузках, потребление топлива так же будет невелико.
  • Малые весогабаритные характеристики. Такой генератор можно взять с собой в любое мероприятие, которое проводится в удаленном от цивилизации месте (поход, рыбалка, охота)
  • Очень малый уровень шума в работе
  • Очень высокая цена. В среднем в 1.5-2 раза выше бензинового аналога по мощности.
  • Нет возможности ремонта отдельных элементов, в основном, устройство идет под замену.
  • Максимальная мощность таких устройств — около 6 кВт

Данный тип генераторов хорошо подойдет для обеспечения электричеством сложных устройств, требующих стабильного напряжения — компьютеры, котлы отопления, контроллеры различных установок и другая сложная электронная техника.

То есть, получается, что если есть необходимость в постоянном обеспечении электроэнергией помещений, зданий, строительных площадок, решить проблему аварийного освещения, то имеет смысл рассмотреть обычный дизельный или бензиновый генератор. Работая на полной загрузке, он прослужит долго и не будет требовать ремонта или дополнительных вложений в течение длительного времени. Своевременная замена масла и использование качественного топлива увеличивают срок службы генератора.

При аварийном обеспечении электроэнергией жилого дома, в буквальном смысле напичканного электроприборами, лучше использовать генераторы инверторного типа. Замена и ремонт многочисленной техники, сгоревшей при внезапном скачке напряжения, обойдется дороже, чем самый дорогой генератор.

Если нужно решить обе задачи одновременно, то можно выбрать комбинированный вариант, одновременно используя и инверторный и обычный генераторы. Участок, освещение гаража, дома и бани обеспечить энергией с помощью обычного генератора, например, подойдет эта модель на 6,5 кВт.

А вот отопительный котел, сложную кухонную технику, насос в скважине лучше подключить к генератору инверторного типа, который можно выбрать из нескольких моделей (под указанные цели берите генератор, мощностью на 3,5 кВт)

Источник

Инверторный генератор или обычный: что лучше

Малогабаритные электростанции для домашнего использования получили широкое распространение благодаря тому, что с их помощью легко решаются проблемы с подачей электроснабжения. Компактные бензиновые и дизельные генераторы используются как для обеспечения бесперебойного электроснабжения, так и для выработки электричества в тех местах, где отсутствуют линии электропередач: на участке строительства, на пикнике. Выбор потребителей затруднен тем, что в продаже имеются несколько вариантов генераторов:

  • Классические, использующие бензиновый или дизельный привод;
  • Инверторные.

Оба типа работают на абсолютно одинаковом принципе: работа двигателя внутреннего сгорания преобразуется генератором в напряжение переменного тока 220 В при мощности потребителей до нескольких кВт. Отличие состоит в принципе стабилизации параметров выходного напряжения.

Читайте также:  Асинхронные двигатели схема соединения обмоток статора

Конструкция и принцип работы

Как уже говорилось, оба типа электростанций имеют схожую конструкцию, которая включает в себя два основных элемента:

  • Двигатель внутреннего сгорания;
  • Генератор переменного тока.

Далее рассмотрим принципиальные отличия в работе генераторов, поскольку они обеспечивают различное качество электрической энергии, влияют на экономичность и массу миниэлектростанции.

Электрическое напряжение сети переменного тока должно удовлетворять следующим условиям:

  • Стабильность уровня напряжения – 220В;
  • Стабильность частоты – 50Гц.

Несоблюдение параметров напряжения может вызвать повреждение или неработоспособность подключенных устройств. Особенно это касается стабильности уровня напряжения. Отклонение частоты сети может привести к нарушению нормального функционирования устройств, имеющих в конструкции двигатели переменного тока: циркуляционные насосы систем отопления, компрессоры холодильного оборудования.

Обычный генератор

В классическом варианте электростанции бензиновый или дизельный двигатель вращает ротор генератора переменного тока. С обмоток статора снимается напряжение переменного тока и поступает далее на распределительную панель электростанции для выдачи потребителям.

Увеличение тока потребления нагрузкой вызывает тормозящее усилие на ротор генератора, снижая, таким образом, частоту вращения. В результате понижается амплитудное значение напряжения и его частота. Снижение нагрузки вызывает обратный эффект. Самое опасное явление – при резком уменьшении потребляемой мощности возможны скачки напряжения, достигающие опасной величины.

Стабилизация частоты вращения в классических устройствах осуществляется в двух направлениях. Непосредственно частотой вращения двигателя внутреннего сгорания управляет центробежный регулятор, который регулирует подачу топлива, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Для более тонкой регулировки в статоре генератора предусмотрена дополнительная стабилизирующая обмотка, нагруженная на конденсатор. При увеличении частоты переменного напряжения сопротивление конденсатора уменьшается. Следовательно, увеличивается нагрузка на дополнительную обмотку. Увеличение тока дополнительной обмотки вызывает появление тормозящего магнитного поля, которое снижает частоту вращения ротора. При уменьшении оборотов процесс происходит в обратном порядке. Тормозящее поле стабилизирующей обмотки уменьшается, обороты статора возрастают.

Из данных рассуждений следует вывод – главный недостаток классических генераторов состоит в том, что, вне зависимости от величины нагрузки, обороты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания должны быть постоянными. То есть максимальная эффективность достигается только в режиме максимальной нагрузки. При минимальной мощности подключенных потребителей двигатель будет работать в холостом режиме, бесполезно расходуя топливо.

Обратите внимание! Не рекомендуется длительная работа генератора в режиме малой потребляемой мощности и на предельном режиме, поскольку как недогруженный, так и перегруженный бензиновый двигатель внутреннего сгорания может быстро выйти из строя.

Производители не рекомендуют использование обычных генераторов при работе с нагрузкой, которая составляет менее 25% от номинальной.

Инверторный генератор

У инверторного генератора используется тот же самый принцип выработки электроэнергии. Отличие заключается в том, что выходное напряжение генератора не идет сразу потребителю. В первую очередь, напряжение преобразуется в постоянное при помощи выпрямителя, сглаживается фильтрующим конденсатором, а затем поступает на инвертор для преобразования в переменное. В состав инвертора входят мощные транзисторные ключи, управляемые схемой на микроконтроллере.

Подобная схема построения имеет следующие преимущества:

  • Выпрямление вырабатываемого напряжения генератора полностью нивелирует скачки амплитуды и частоты;
  • Микроконтроллерная схема блока управления мгновенно реагирует на изменение амплитуды и частоты, подавая соответствующие команды управления на выходные ключи.

Точность регулировки параметров выходного напряжения у инверторных генераторов является одной из самых высоких.

Это не одно из преимуществ инверторного генератора. Не менее важной особенностью является высокая экономичность. Это основано на том, что нет необходимости в строгом поддержании частоты вращения коленчатого вала и ротора генератора. Все равно переменное напряжение сначала выпрямляется. Это значит, что при работе с маломощной нагрузкой ротор генератора вращается с низкой частотой, и расход топлива минимальный. Большой вклад в снижение расхода топлива вносит встроенная аккумуляторная батарея, поскольку часть выработанного напряжения идет на ее зарядку, а включается батарея в работу либо для компенсации пиковых всплесков потребляемой мощности, либо при работе на минимальную нагрузку, когда ее емкости достаточно для работы инверторного преобразователя. Такое решение снижает ограничение на длительную работу при маленькой нагрузке с сохранением надежности системы в целом.

Достоинства инверторов

Все более широкое распространение инверторных устройств обуславливается высокими эксплуатационными характеристиками:

  • Низкое потребление топлива;
  • Малые габариты и вес;
  • Высокая надежность;
  • Отличные выходные параметры, особенно в части качества электроэнергии.

Недостатки инверторного генератора

Обладая превосходными электрическими параметрами и высокой экономичностью, инверторные генераторы имеют недостатки, которые следует учитывать при выборе:

  • Высокая стоимость. Хороший инвертор имеет стоимость в два-три раза выше, чем у аналогичной классической модели;
  • Ограниченная мощность. Допустимая максимальная мощность большинства распространенных моделей составляет не более 5 кВт;
  • Можно найти и на 7 кВт, но они пока еще не сильно распространены, и стоимость их превышает разумные пределы;
  • Сложность ремонта в случае поломки;
  • Проблематичность замены аккумуляторной батареи в случае ее выхода из строя.
Читайте также:  Холостой ход двигателя фольксваген гольф 4

Дополнительные возможности

Многие модели электростанций имеют возможность не только ручного запуска, но и при помощи электростартера. Это важно при использовании их в системах автоматического резервирования электропитания.

Большинство устройств снабжено защитой от превышения допустимого тока нагрузки, внезапных скачков напряжения. Часто имеется дополнительный выход для отбора низкого напряжения постоянного тока.

Все без исключения устройства имеют на панели измерительные приборы, позволяющие контролировать значение выходного напряжения, а дорогие многофункциональные устройства оснащены жидкокристаллическими дисплеями, которые позволяют оценивать большинство параметров, в том числе и форму напряжения на выходе, величину нагрузки, степень заряженности аккумулятора и количество оставшегося топлива. Инверторная схема содержит в себе микроконтроллер, при помощи которого легко реализуются всевозможные дополнительные функции контроля и управления.

Советы по выбору

Многообразие представленных моделей на рынке затрудняет выбор необходимого устройства. Обычно на первом месте стоит величина допустимой мощности нагрузки. Помочь в этом могут следующие данные по величине мощности:

  • Выезд на природу – до 1 кВт;
  • Питание самых необходимых бытовых приборов в случае перебоев – 2-3 кВт;
  • Питание небольшого частного дома или квартиры – 5 кВт;
  • Большой дом – 7 кВт.

Обратите внимание! В случае использования миниэлектростанций на строительстве их мощность должна не менее чем в полтора раза превышать мощность подключаемого электроинструмента. Так, если используется болгарка с мощностью 2 кВт, то в момент пуска ток потребления превышает номинальный в 1.5-2 раза. Следовательно, мощность генератора должна быть не менее 3 кВт.

Какой генератор выбрать, классический или инверторный? Для питания подавляющего большинства потребителей вполне достаточно обычного устройства. Выбор в пользу инвертора следует делать в следующих случаях:

  • Частая работа с минимальной нагрузкой. Причина здесь не только в экономичности, но и в снижении надежности работы обычного устройства;
  • Требование высокой экономичности;
  • Минимальные габариты. Выезд на природу с электростанцией больших габаритов затруднен по понятным причинам.

Классическая миниэлектростанция более пригодна, если:

  • Требуется работа на мощную нагрузку (более 5-7 кВт);
  • Не предполагается продолжительная работа с минимальной нагрузкой;
  • Габариты устройства не имеют определяющего значения;
  • Важна стоимость оборудования.

Бензиновый двигатель работает на высокооктановом бензине, дизельный –требует для работы соответствующее дизельное топливо. Иногда можно встретить конструкцию электростанции, которая работает с использованием сжиженного газа.

Распространенные заблуждения

Самым распространенным заблуждением, которое всячески поддерживается производителями инверторных генераторов, является якобы плохая форма выходного напряжения.

Во-первых, напряжение со статора генератора без подключения всякого рода полупроводниковых преобразователей, наоборот, имеет идеальную синусоиду. Это обусловлено самим принципом работы электрических машин. Достаточно вспомнить, что большинство электростанций, гидравлических, тепловых, атомных, то есть основанных на преобразовании механической энергии в электрическую, работают по совершенно одинаковому принципу с домашней электростанцией. А вот полупроводниковые элементы имеют нелинейную характеристику, и получение строгой синусоиды при помощи полупроводниковых преобразователей, в том числе инверторов, требует больших технических ухищрений.

Во-вторых, большинство современных потребителей используют встроенные импульсные источники питания, которым не важны форма и частота напряжения (в разумных пределах), поскольку первое, что содержит схема блока питания, – это выпрямитель и фильтр. Таким потребителям, как утюги, электрочайники и электроплиты, вообще все равно, какое напряжение подается на вход. Единственные устройства, которым важны частота и форма напряжения питания, – асинхронные двигатели и трансформаторы.

Второе распространенное заблуждение связано со сложностью конструкции инверторных генераторов. Здесь можно сказать, что это касается, главным образом, лишь изделий малоизвестных производителей, которые предлагают дешевое оборудование. Ведущие фирмы отработали схемные решения инверторов до совершенства, используют только качественные комплектующие и совершенные линии сборки. Электронная схема блока управления и контроля инверторных устройств защищена от воздействия влаги и пыли, поэтому хорошие устройства выходят из строя крайне редко и при соблюдении рекомендованных требований могут прослужить достаточно долго.

Что касается поломок двигателей внутреннего сгорания, то в большинстве конструкций используются уже давно обкатанные приводы, имеющие высокую надежность и долговечность. При условии использования требуемых и качественных горюче-смазочных материалов, регулярном техническом обслуживании (замена фильтров, свечей зажигания) выход из строя двигателей маловероятен.

Как было показано, от правильной формулировки требований зависит, какой конструкции устройства отдать предпочтение. Оба типа имеют свои области применения, преимущества и недостатки, но зачастую могут быть взаимозаменяемы, поэтому нельзя категорически утверждать, что же все-таки лучше. В настоящее время, пока цены на инверторные устройства не снизятся до разумных пределов, большая часть покупателей ориентируется на привычные устройства, которые используют бензиновый двигатель с генератором переменного тока и простейшей схемой управления.

Видео

Источник