При отключении электроэнергии в основной сети или невозможности подсоединения помещений к ней используются специальные генераторы с автономным приводом. Наибольшее распространение получили обычные установки с бензиновым или газовым двигателем и инверторные генераторы. Устройства последнего типа являются самыми современными, за счет своих характеристик применяются для питания электрических сетей в жилых помещениях и частных домах.

[ Скрыть ]

Что такое инверторный генератор

Инверторный генератор представляет собой машину для вырабатывания электроэнергии с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Полученный электрический ток со стабильными параметрами частоты и напряжения подается к конечным потребителям.

Конструктивные особенности

К основным особенностям конструкции инверторного бензогенератора относятся прямое соединение коленчатого вала двигателя и ротора, а также использование преобразователя синусоиды генерируемого тока.

В состав конструкции инверторного генератора входят:

• основание, на котором устанавливаются узлы;
• четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания;
• многополюсный электрогенератор, способный вырабатывать электрический ток с частотами до 100 КГц;
• выпрямительный и фильтрационный модуль, собранный на базе диодов и конденсаторов;
• инверторный блок;
• топливный бак;
• распределительный щит с присоединительными клеммами и регуляторами управления;
• защитный кожух, который закрывает основные узлы.

Схема конструкции портативного инверторного генератора

На распределительном щите генераторов могут быть клеммы переменного тока с напряжением 220 в и постоянного на 12 в. В цепи питания имеется предохранительный элемент, рассчитанный на номинальную мощность нагрузки. При ее превышении предохранитель автоматически размыкает цепь и предотвращает работу установки с перегрузкой.

Инверторные генераторы имеют индикатор уровня масла, который автоматически отключает зажигание при падении ниже критического.

Инверторные установки с мощностью до 1,0 кВт выполняются в корпусе с ручкой для переноски. Примером установки может служить Fubag TI100, который при весе 14 кг развивает мощность до 900 Вт (при номинальном напряжении 220 Вольт). Запуск генераторов такого рода выполняется ручным стартером.

Более мощные модели оснащаются колесами для перемещения и не имеют сплошного пластикового кожуха. Примером установки такого класса является Fubag TI 7000, имеющий при весе 86 кг выходную мощность 6,5 кВт. Для запуска применяется электрический стартер с питанием от отдельной батареи. В случае отказа системы электрического старта двигатель заводится резервным ручным стартером.

Принципиальная схема инверторного генератора

Виды

Инверторные генераторы разделяются на несколько видов по типу топлива для двигателя:

1. Бензиновый двигатель с воздушным охлаждением применяется для бытовых целей или для временного обеспечения электроэнергией строительных площадок. Двигатели не предназначены для долговременной работы. Максимально разрешенное время работы без остановки составляет от 4 до 8 часов.
2. Дизельный двигатель используется в установках, предназначенных для длительной работы (несколько дней или недель). Инверторные установки с дизелем встречаются редко и имеют большие габариты и вес. Примером может служить Pramac S9000t, вырабатывающий ток с напряжением до 380 Вольт и допускающий нагрузку 8,2 кВт. При этом вес генератора достигает 160 кг.
3. Газовый двигатель, не имеющий больших конструктивных отличий от бензинового. Разница между двигателями только в степени сжатия и возможности подачи газообразного топлива из баллонов или по трубопроводу от магистрали. Считается наиболее экономичным и безвредным для экологии. Из-за малой термической нагруженности способен работать в длительных режимах. Газовый двигатель имеет больший ресурс, чем бензиновые аналоги, поскольку при сгорании газа не образуется отложений на поверхностях цилиндра и камеры сгорания. При необходимости путем простых доработок газовый двигатель приспосабливается к работе на бензине.

Сравнение обычных и инверторных генераторов

Инверторный генератор отличается от обычного принципом преобразования электрического тока и возможностью регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от нагрузки. По отзывам владельцев можно выделить отрицательные и положительные стороны генераторов различных типов.

Плюсы

К преимуществам инверторных моделей относят:

1. Низкий расход топлива, поскольку микропроцессорная система управления регулирует обороты двигателя в зависимости от нагрузки.
2. Малые размеры и вес. В среднем инверторный генератор на 50% легче обычного.
3. Сниженный уровень шумности из-за регулировки оборотов и шумоизоляционного экрана.
4. Механизм устройства защищен от влаги и пыли герметичным корпусом.
5. Получение электроэнергии со стабильными параметрами (с практически идеальной синусоидой). Из-за этого генераторы применяются для питания чувствительного к напряжению оборудования.
6. При использовании газового генератора цена 1 кВт/часа электроэнергии ниже, чем у выработанного на установках с использованием жидкого топлива.

Положительной стороной классических генераторов является возможность создания установки высокой мощности (до сотен или тысяч кВт). При использовании устройства на полную мощность и регулярном техническом обслуживании ресурс установки не уступает инверторным моделям.

Обзор инверторной установки ELP LH1000i предоставлен каналом Квадроциклы CFMOTO.

Минусы

Опыт использования инверторных установок позволил выделить отрицательные моменты:

1. Высокая стоимость.
2. Ограниченный модельный ряд.
3. Мощность инверторной установки не превышает 7-8 кВт, что является одним из основных различий между обычным и инверторным генератором, а также главным недостатком.
4. Недопустимость перегрузки.
5. Стартерная батарея на многих моделях является частью инверторного модуля. При износе ее приходится менять вместе с устройством.

Обычные генераторы также не лишены недостатков:

1. Высокий расход горючего при работе с малой нагрузкой или на холостом ходу. Например, при подключении потребителей мощностью 3 кВт к обычному генератору на 6 кВт двигатель будет работать в режиме близком к выработке максимальной мощности.
2. При малой загруженности генератора двигатель работает на повышенных оборотах без нагрузки. Из-за этого на деталях цилиндро-поршневой группы и камере сгорания образуется сажа, которая попадает в масло и изнашивает коренные и шатунные подшипники.
3. При эксплуатации начинается постепенное снижение номинального напряжения, которое связано с износом деталей и снижением частоты вращения коленчатого вала и ротора генератора. Это заставляет пользователей повышать частоту вращения, что увеличивает расход топлива.

Какой генератор где лучше применять?

В случае необходимости подключения к сети компьютерной техники, телевизора или холодильника требуется применение инверторного устройства. Если генератор применяется в качестве аварийной установки или исключительно для цепей освещения, то для этой задачи подойдет обычный тип.

При необходимости обеспечения электроэнергией загородного дома и надворных построек возможно создание комбинированных линий электропитания с применением двух генераторов.

Выбор инверторного генератора

На российском рынке представлены модели нескольких десятков компаний, например:

• Champion;
• Fubag;
• Hyundai;
• Huter;
• Hitachi;
• Калибр и другие.

Перед тем как выбрать генератор, необходимо обратить внимание на несколько параметров:

1. Тип топлива. Самые популярные устройства оснащены бензиновыми двигателями, требовательными к топливу и обслуживанию. Минимальная стоимость обслуживания и заправки будет у газового двигателя.
2. Мощность на клеммах. С ростом мощности генератора увеличиваются требования к приводному двигателю. Более мощные агрегаты имеют увеличенный рабочий объем цилиндра и расходуют больше топлива. Для использования в бытовых целях достаточно мощности 1,5-2 кВт, а для ведения строительных или сварочных работ понадобится установка с мощностью не менее 5 кВт.
3. Тип запуска двигателя. Ручной запуск двигателя проще по конструкции, но требует определенных навыков использования. Предпочтительным вариантом является автоматический пуск при пропадании напряжения в основной сети.

По отзывам покупателей, лучшие модели инверторных генераторов:

• PATRIOT MaxPower SRGE 1000iT (мощность 900 Вт);
• Калибр БЭГ-6100АИ (мощность 6500 Вт);
• DAEWOO GDA 4800i(мощность 3600 Вт);
• Fubag TI 2000 (мощность 1600 Вт).

Правила эксплуатации

При эксплуатации генераторов требуется соблюдать правила:

• запрещено применять генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания в закрытых помещениях;
• после прекращения работы необходимо охлаждать установку, поскольку двигатель и части выхлопной системы разогреваются до высоких температур;
• заправлять бак топливом на открытом воздухе и при холодном агрегате;
• при заправке рядом не должно иметься открытых источников огня;
• электрические сети и подключение к генератору должны соответствовать правилам ПУЭ;
• не оставлять работающий генератор под дождем и не прикасаться к функционирующей установке мокрыми руками;
• перед остановкой двигателя дать ему поработать без нагрузки несколько минут;
• проводить регулярное обслуживание в соответствии с рекомендациями производителя.

При соблюдении правил эксплуатации инверторный генератор не доставит владельцу проблем и избавит от проведения дорогостоящих ремонтных работ.

25.09.2015

Что такое инверторные генераторы?

Инверторы - это приборы с бензиновой, дизельной или газовой топливной системой, позволяющие преобразовывать посредством полупроводникового выпрямителя поступающий на вход переменный ток сети (220 В) в постоянный (12 В) и после сглаживания его пульсаций емкостными фильтрами обратно трансформировать ток постоянного напряжения в переменное с заданными параметрами на нагрузке. За счет такого способа преобразования удается получить выходной электрический сигнал, характеризуемый высокой точностью напряжения и силы тока.

Данные устройства представляют собой генераторы периодического напряжения, которое по форме чаще всего максимально приближено к правильной синусоиде. Теоретически они позволяют получить на выходе ток, имеющий любые необходимые параметры, не зависящие от входящего напряжения. При этом можно получить не статические параметры тока, а регулируемые различной частоты и напряжения. Постоянное напряжение 12 В генерируют имеющиеся в комплекте аккумуляторные батареи.

Для чего нужны инверторы?

Один из самых популярных способов применения инвертора является его эксплуатация в качестве аварийного, либо резервного источника электроэнергии для питания бытовой техники и приборов, потребляющих 220 В переменного тока. Чаще всего их используют для подключения кухонной и оргтехники, телевизора, холодильника, а также высокочастотной техники на даче или в загородном доме, когда внезапно отключили свет. В зависимости от суммарной мощности подключаемой к нему нагрузки данная техника сможет автономно проработать как минимум несколько часов. Также при помощи инверторных станций подключают электроинструмент (электропилы, дрели, рубанки) для проведения ремонтных и строительных работ в местах, где отсутствует подвод напряжения 220 В. Не менее востребованы подобные агрегаты среди рыболовов-охотников.

В основном инверторные станции рассчитаны на эпизодическую эксплуатацию при спонтанном отключении электричества. Они приобретаются один раз и служат в течение многих лет. Большая продолжительного срока эксплуатации объясняется надежностью механизма данных устройств, обеспечиваемой следующими факторами:

• наличием специальной системы зажигания в основе данных устройств, которая гарантирует быстрый запуск инвертора;
• управлением приборами при помощи системы автоматического регулирования, способствующей экономному расходованию топлива, показатели которого снижаются на 40%.

Два типа инверторных электростанций

В зависимости от формы выходного сигнала данные устройства делятся на две группы, отличающиеся по стоимости. К первой относят агрегаты с чистым синусоидальным выходным напряжением, ко второй - устройства, обеспечивающие выходной сигнал упрощенной формы (трапецеидального синуса).

Какие инверторы лучше: с чистой или модифицированной синусоидой?

Достоинствами моделей, характеризующихся чистым синусоидальным напряжением, являются:

• портативных компьютеров;
• лазерных принтеров и другого копировального оборудования, магнитооптических дисководов;
• цифровых часов;
• швейных машин, отличающихся переменной скоростью электродвигателя;
• оборудования, имеющего микропроцессорный контроль;
• ламп дневного света;
• некоторых медицинских приборов (таких как, например, кислородные концентраторы);
• электроинструмента на основе транзисторов, имеющего переменную скорость вращения;
• устройств зарядки беспроводных электроинструментов.

От инверторных генераторов, выходной сигнал которых представляет собой модифицированную синусоиду, в состоянии нормально функционировать большинство современной электрической техники. Поэтому если перед вами ставится задача обеспечения автономного энергоснабжения стандартных домашних электроприборов, таких как холодильник, телевизор, лампы освещения и т.д., то наиболее оптимальным и экономичным решением будет инвертор, генерирующий модифицированную синусоиду, а модели с «чистым синусом» лучше выбирать для более чувствительной аппаратуры.

Основные режимы работы инверторов:

1. Длительный режим работы: предусматривает функционирование инвертора при номинальных показателях мощности.
2. Режим перегрузки: большинство подобных агрегатов допускает работу на протяжении не более 30 минут на предельной мощности, величина которой может в 1,5 раза превышать номинальную. Такая большая, но кратковременная перегрузка может возникнуть в момент включения холодильника.
3. Пусковой режим: происходит отдача электростанцией в течении нескольких миллисекунд повышенной мгновенной мощности, необходимой для обеспечения нормального старта аппарата и преодоления емкостных нагрузок.

Что лучше выбрать инвертор или генератор?

Многие пользователи совершенно справедливо подметят, что для организации независимого питания электрооборудования вполне можно использовать обычный генератор. Однако приборы с инверторной системой отличаются целым рядом достоинств, среди которых - практически бесшумная работа, легкий вес и небольшие габариты, что очень важно при использовании в бытовых условиях. Кроме того инверторы не содержат в своей конструкции движущихся частей, что делает их более надежными и не требует проведения периодического сервисного обслуживания. В системах автономного энергоснабжения крупных объектов (например, больших коттеджей) инверторные станции часто используются в паре с дополнительным генератором, предназначенным для зарядки аккумуляторных батарей и увеличения срока автономной работы.

Преимущества инверторных генераторов

Самыми важными преимуществами инверторов являются широкие возможности, выражающиеся в преобразовании электрического тока, а также их высокое быстродействие. За счет этого их по праву считают лучшими источниками независимого питания сварочного оборудования. Кроме того они отлично совместимы с широким спектром электроприборов. Данные аппараты одинаково пригодны для бытовой техники, электрических инструментов и электронного оборудования.

Благодаря замене громоздких электромеханических схем на полупроводниковые платы удалось достичь максимально компактных размеров инверторов, а также существенно уменьшить их вес по сравнению с трансформаторными генераторами и полуавтоматами. Применение более современной элементной базы и автоматики не могло не повлиять на цену подобных устройств в сторону ее увеличения по сравнению с агрегатами, выполненными по классической схеме. Но, не смотря на это, выгоды, которые дают инверторные генераторы , заключающиеся в более широких возможностях в плане преобразования тока, экономичности и мобильности, бывают существенно важнее разовой экономии. К тому же техническое обслуживание таких электростанции значительно проще, а также не так затратно и трудоемко, как у аналогов других типов в связи с отсутствием в них электромеханической части.

Консолидируя все вышесказанное наиболее весомые преимущества, предоставляемые инверторными электростанциями можно охарактеризовать следующими тезисами:

• легкость, компактность и мобильность (по данным показателям они превосходят другие типы генераторов в несколько раз), что позволяет считать их портативными источниками автономной электроэнергии;
• высокая экономичность благодаря точному расчету частоты оборотов двигателя в соответствии с приложенной нагрузкой;
• бесшумная работа за счет наличия двойного звукоизолирующего корпуса и специальных глушителей;
• наличие моделей, функционирующих на разливных типах топлива (дизельное топливо, бензин), что очень удобно и практично;
• высокая надежность и долговечность, добиться которых удалось посредством отличной приспособленности и устойчивости внутренних деталей и соединений к внешним нагрузкам, а также неблагоприятным факторам, воздействующим со стороны внешней среды;
• выработка электроэнергии высочайшего качества.

Подводя итоги

Перечисленные в данной статье особенности и преимущества генераторов с инверторной схемой позволяют уверенно заявлять о высоких функциональных, технических, а также эксплуатационных характеристиках и показателях этого оборудования. В связи с чем абсолютно оправдано их применение в заведениях образовательного, медицинского профиля, офисах, в частных домах и на дачах для обеспечения автономной работы бытовой техники, вычислительного и мультимедийного оборудования, охранной сигнализации, электроинструмента, производственных приборов и другой техники, требующей постоянной подачи электричества.

Инверторы ценят за то, что они в состоянии генерировать электричество надлежащего качества для питания вышеупомянутого оборудования, гарантируя их безопасную работу. Купив однажды подобный аппарат, вы раз и навсегда забудете о проблемах спонтанного отключения электроэнергии, скачках и перепадах сетевого напряжения. Кроме того большой срок эксплуатации инверторных станции способствует минимизации средств, затрачиваемых на проведение ремонтных работ, либо покупку нового генератора. Не стоит забывать, что в большинстве случаев для подавляющей части бытовой техники вполне достаточно подачи напряжения, отличающегося упрощенной формой электрического сигнала., а «правильная» синусоида важна только для высокоточного телекоммуникационного, лабораторного, измерительного, медицинского и различного профессионального оборудования (HI-FI, HI-END аудио- и видео аппаратуры).

Всё чаще в профессиональной практике, и, тем более – в быту, для выполнения сварочных работ используются инверторные генераторы. Они значительно компактнее сварочных выпрямителей и трансформаторов, и обеспечивают практически ту же функциональность.

Принцип работы

Что значит «инверторный генератор»? В нём реализуется двухстадийная схема формирования основных электрических параметров – тока и напряжения, гарантирующих устойчивое горение сварочной дуги. Для питания используется обычная бытовая электросеть напряжением 220 В.

Каков принцип работы инверторного генератора? Процесс инвертирования (преобразования) заключается в следующем. Переменный ток частотой 50 Гц поступает на первичный каскад, где происходит его преобразование в постоянный. В результате сглаживаются пульсации напряжения, что весьма важно при работе в неустойчивых бытовых сетях. После выпрямителя ток поступает на блок фильтров, которые убирают его амплитудную составляющую. Следующий каскад производит инвертирование – процесс обратного преобразования постоянного тока в переменный. При этом:

• Повышается частота тока (вдвое и более, по сравнению с исходной);
• Увеличивается сила тока;
• Снижается напряжение на дуге.

Электрическая схема инверторного генератора разработана так, чтобы конечные характеристики тока – напряжение, частота и сила – находились в пределах, необходимых для стабильного поджига дуги, и последующего устойчивого её горения. Для выполнения указанных функций схема включает в себя:

1. Первичный, низкочастотный выпрямитель.
2. Блок инвертирования.
3. Высокочастотный трансформатор.
4. Вторичный, высокочастотный выпрямитель.
5. Дроссель.
6. Блок обратной связи.
7. Управляющий блок.

Кроме того, устройство инверторного генератора включает в себя также блок вентиляции, обеспечивающий охлаждение элементов схемы и датчики температуры. Всё это размещается в корпусе, снабжённом вентиляционными отверстиями.

Правильно отрегулированный инверторный генератор должен обеспечивать на выходе ток 50…150 А (зависит от мощности) и напряжение 27…35 В.

Управление сварочным инверторным генератором

Инверторные генераторы, принцип действия которых основан на двухкратном преобразовании параметров электрического тока, предполагают наличие следующих обязательных функций:

1. Быстрый старт (ускоренный поджиг дуги), что позволяет малоопытному пользователю за счёт кратковременного увеличения рабочего тока обеспечить устойчивое горение дуги.
2. Автоприлипание – предохранение инвертора от выхода из строя, если в процессе сварки возник режим короткого замыкания, при котором напряжение падает практически до нулевой отметки, а сила тока стремится в бесконечность. В таких условиях схема устройства инверторного генератора автоматически отключает его.
3. Форсаж дуги — кратковременное увеличение сварочного тока при снижении напряжения (до 20…25 В). Функция используется при сварке толстолистового металла.
4. Стабилизация напряжения – существенно при работе от неустойчивых сетей (например, в сельской местности), а также от электрического генератора.
5. Устойчивого применения при различных температурах наружного воздуха (качественные модели гарантируют работоспособность техники в диапазоне от -20 до +40 С).

Особенностью процесса инвертирования является существенное повышение температуры на диодных выпрямителях, поэтому принцип работы инверторного генератора 220 В заключается в чередовании рабочего режима сварки с периодами его отключения. Это отражается в такой характеристике, как продолжительность включения (ПВ). Например, как работает инверторный генератор, для которого значение ПВ = 0,6? Это означает, что при сварке, непрерывно выполняемой в течение 4 минут, аппарат будет автоматически отключаться через 4/0,6 = 6,67 мин. Указанные значения устанавливаются в паспорте, и определяют мощность устройства.

При выборе типоразмера учитывают фактическую производительность. Её можно оценить по следующим показателям:

• По КПД: в устройстве инверторного генератора, схема которого собрана на одной электронной плате, КПД не превышает 75%. Для двухплатных исполнений КПД может достигать 90%;
• Заявленному в паспорте значению ПВ: оно должно находиться в пределах 0,35…0,45;
• Работоспособности при отрицательных температурах;
• Разностью между номинальной и фактически потребляемой при эксплуатации мощностью.

Преимущества и недостатки

Преимущества инверторного генератора:

1. Компактность: вес агрегата не превышает 10…12 кг, при габаритах не более 500×200×300 мм, что позволяет использовать рассматриваемую технику в любых условиях.
2. Возможность стабильной работы при значительных колебаниях напряжения в сети: от 150 В до 240 В, при этом некоторые типоразмеры со встроенной функцией корректировки мощности позволяют вести сварочные работы даже при напряжении до 110…120 В.
3. Повышенная электробезопасность: агрегаты автоматически отключаются при опасном падении напряжения или перегреве диодных выпрямительных мостов.
4. Наличие опций, рассмотренных выше, которые облегчают работу сварщику с недостаточной квалификацией или опытом.

Недостатки инверторных генераторов:

1. Ограничение по длине питающего кабеля: его длина не должна превышать 4…5 м.
2. Зависимость фактической производительности от диаметра сварочного электрода. Для работ с инверторами не используют электроды диаметром более 5 мм.
3. Пониженная производительность при больших объёмах сварочных работ, что обусловлено периодическим автоматическим отключением агрегата соответственно паспортному значению ПВ.
4. Требовательность к условиям применения и использования: например, быстрое перемещение генератора из одних температурных условий в другие сопровождается образованием конденсата, что опасно для работоспособности схемы управления.

В некоторых моделях современных электрогенераторов присутствует электронный преобразователь. Эта конструктивная особенность приводит к увеличению цены. Но при этом такие динамо-машины заметно легче и компактнее. Поэтому, более высокая цена таких устройств не является негативным моментом для покупателя. Более высокая цена оправдана существенно лучшими техническими характеристиками.

Все электрогенераторы, в том числе и с электронным преобразователем, содержат одинаковые двигатели внутреннего сгорания. Могут быть некоторые несущественные отличия этого мотора, например, в связи с необходимостью хорошего охлаждения в тесном корпусе. Но для покупателя сразу станет заметным меньший вес инверторной динамо-машины, который определяется весом её электрической части.

Уменьшение габаритов и веса инверторного генератора объясняется тем, что электрическая часть в нём содержит две ступени:

• многополярную динамо-машину повышенной частоты напряжения;
• полупроводниковый преобразователь, так называемый инвертор для понижения частоты.

Частота вращения и двигателя, и генератора в инверторном электрогенераторе такая же, как и в прочих моделях динамо-машин. Но большее число полюсов в нём позволяет получить существенно более высокую частоту напряжения и тока. Для того чтобы из высокочастотного напряжения получить необходимые для бытовых устройств 50 Гц, ток высокочастотного генератора пропускается через инвертор.

Характерные особенности

Инвертор является сложным электронным устройством. Его характеристики в основном определяют все свойства электрогенератора. Поэтому для повышения конкурентной способности своей продукции производители стараются предотвратить возможность воссоздания электрической схемы инвертора путём осмотра и изучения платы инвертора.

С этой целью блок электронного преобразователя обычно заливается специальной смолой. Смола также улучшает надёжность инвертора, обеспечивая наилучшую изоляцию его электронных компонентов. Здесь присутствует также и коммерческая выгода – в динамо-машине с полупроводниковым преобразователем инвертор является самым ненадёжным устройством. Поэтому при его неисправности потребуется покупать новый инвертор, что производителю весьма выгодно.

Блок электронного преобразователя не только преобразует электроэнергию генератора. В нём также имеется устройство управления мотором. Это позволяет существенно уменьшить расход топлива в двигателе динамо-машины с полупроводниковым преобразователем, оптимизировав число оборотов двигателя. Инверторный блок позволяет получить на выходе очень стабильную частоту напряжения, такую же, как и в электрической сети. Это является его главным преимуществом в отличие от обычного электрогенератора.

• Стабильность частоты на нагрузке является самым главным параметром, который определяет исправную работу большинства бытовых приборов и устройств, особенно содержащих трансформаторы и электрические двигатели.

Поэтому более высокая цена инверторного электрического генератора полностью оправдана его характеристиками, которые обеспечивают сохранность и долговечность подключаемых к нему бытовых электрических устройств.

Промышленные производители предлагают два основных варианта генераторов, классические и инверторные, работающих на дизельном топливе или используется бензиновый двигатель, газовые установки. Статистика показывает что системы, на которых стоит бензиновый двигатель, пользуются большим спросом.

Виды генераторов: классические и инверторные

Основной принцип работы системы во всех моделях: механическая энергия двигателя внутреннего сгорания преобразуется в электрическую энергию.

Отличие электрической схемы в инверторных вариантах исполнения от обычных моделей, требует более подробного обзора. В этой статье будет рассмотрен принцип, как работает каждая модель.

Классический вариант генератора

Схема мотор-генератор работает: бензиновый двигатель внутреннего сгорания вращает ротор с магнитами внутри статорной обмотки. На обмотке статора, с помощью возникающей ЭДС наводится переменный ток, который снимается для полезной нагрузки. В большинстве случаев осуществляется прямое соединение вала мотора с валом ротора, этим обеспечивается одинаковая скорость вращения. Изменения скорости оборотов приводит к нестабильности тока и напряжения на выходе.

Классическая конструкция генератора

Нестабильная скорость вращения вала двигателя внутреннего сгорания, может вызвать различные причины:

• некачественное топливо;
• износ отдельных элементов двигателя;
• неточная отцентровка валов и другие факторы.

Все перечисленные причины делают источник питания нестабильным, параметры тока и напряжения на выходе имеют скачки. Это отрицательно сказывается на работе бытовой техники, оборудование ломается, сокращается срок службы.

С точки зрения оценки, экономических показателей расхода топлива, оптимального режима эксплуатации, расчёты производятся с учётом полной нагрузки. При минимальной нагрузке длительное время работа будет экономически невыгодна, большой расход топлива при малом потреблении электроэнергии.

Классический пример такого варианта, когда в загородном доме всё электрооборудование рассчитано на максимальное потребление электроэнергии в 7кВт. При покупке обычного бензогенератора нужно исходить из максимально возможной потребляемой мощности. В холодное время года работа будет проходить в оптимальном режиме, учитывая, что подключены основные электроприборы:

• освещение;
• отопление (электрические тёплые полы);
• бойлер для нагрева воды и другие.

Общая схема подключения генератора к дому

Летом световой день дольше, освещение используется меньше, обогревающие приборы, вообще, не работают. Тогда расход будет 3 кВт – это менее 50% от расчётной мощности, но бензина или дизельного топлива двигатель будет расходовать по полной мощности на 7кВт.

Если купить аппарат меньшей мощности, зимой он не потянет отопительные приборы, получается замкнутый круг, приходится расходовать топливо на холостой режим эксплуатации.

При работе на холостом ходу, особенно когда топливо низкого качества, на свечах и поршнях двигателя внутреннего сгорания образуется сажный налёт, это требует проведения технического обслуживания. Если его не проводить расход топлива увеличится ещё больше и снизится мощность двигателя, ускорится износ трущихся элементов. Ремонт двигателя приведёт к финансовым затратам, которых можно было избежать при своевременном техническом обслуживании.

Покупая обычный бензогенератор, обязательно нужно ознакомиться с разделом условия эксплуатации.

Во многих инструкциях указывается, что работа при нагрузке ниже оптимальной четверти запрещается. Указывается допустимое количество часов в год, для работы при нагрузке ниже 25% от оптимальной мощности в аварийных ситуациях. В случае нарушения этих правил, производители снимают с себя ответственность за гарантийные обязательства. По статистике 80% неисправностей происходит именно по этой причине.

Положительными качествами классических моделей генераторов считается:

1. доступная цена;
2. широкий выбор моделей разной мощности до 9 кВт;
3. надёжность и долговечность при правильной эксплуатации и качественном, своевременном техническом обслуживании.

Основным недостатком считается низкое качество электроэнергии, нестабильные параметры выходного напряжения, тока и частоты. Неэкономичный расход топлива и необходимость частого технического обслуживания.

Инверторные генераторы

В основе своей конструкции инверторные модели имеют классический вариант, тот же принцип преобразования энергии, двигатель внутреннего сгорания вращает вал ротора.

Как выглядит инверторный генератор

Существенное отличие, наличие блока с инверторной платой, которая многократно преобразует напряжение и ток, параметры получаемой электроэнергии становятся более качественными.

Основные элементы инверторных генераторов

Преобразование тока в инверторном генераторе:

1. Генератор вырабатывает переменный ток напряжением 220В, который поступает на выпрямитель.
2. Принцип выпрямления осуществляется по схеме моста на инверторных диодах, который преобразует переменный ток в постоянный, после чего он подаётся на фильтр.
3. Незначительная пульсация постоянного тока корректируется фильтром на основе электролитических конденсаторов.
4. Преобразующая цепь собрана по мостовой схеме, ключи на мощных тиристорах или транзисторах задают необходимую частоту 50 Гц, формируя переменный ток, подаваемый в нагрузку.

Структурная схема генератора с инвертором

1. Плата контроля и управления осуществляет измерения, выходных параметров тока, напряжения, частоты. По цепям обратной связи даются команды для корректировки искажений. Электронная система автоматически задаёт необходимое количество оборотов ротора.

Алгоритм работы инверторного генератора

При помощи электронного блока осуществляется широтно-импульсная модуляция, формируются высокостабильные параметры выходного напряжения, тока и частоты.

Есть варианты генераторов, в которых постоянный ток направляется на подзарядку аккумулятора. С аккумулятора ток поступает на инвертор 12В/220В или 24В/220В, на выходе инвертора получается переменный ток с устойчивым напряжением 220В и частотой 50Гц.

Эта сложная электронная схема многократного преобразования обеспечивает не только стабильные параметры питающей электроэнергии. С их применением незначительные колебания скорости вращения мотора не влияют на стабильность параметров выходного напряжения и тока. Кроме того, для подзарядки аккумулятора можно использовать низкооборотный двигатель. На малых оборотах двигатель внутреннего сгорания потребляет существенно меньше топлива, чем на большой скорости вращения вала.

Несмотря на дополнительное электронное оборудование, снижение мощности мотора позволяет значительно уменьшить размеры всей конструкции. Инверторные генераторы легче и компактнее классических конструкций, уровень шума значительно тише.

Недостатки:

1. Электронная схема такова, что аккумуляторная батарея является её составной частью, которая не извлекается. Заменить батарею после отработки установленного ресурса невозможно, необходима замена всего блока инвертора.
2. Ёмкость аккумуляторной батареи рассчитана на генерацию электроэнергии определённой мощности. Если был приобретён агрегат из расчёта выходной мощности на 5 кВт, а потом понадобилось увеличить нагрузку до 7кВт, то аккумулятор в этом случае будет быстро разряжаться, система не успеет его зарядить, придётся отключать всю или часть нагрузки для подзарядки аккумулятора.
3. В линейке инверторных генераторов нет моделей с мощностью выше 6 кВт, поэтому необходимо внимательно рассчитывать нужную мощность для объекта, учитывать варианты подключения дополнительных приборов в сеть.
4. Цена инверторных генераторов выше классических, в два раза больше.

Преимущества:

1. Качественная получаемая электроэнергия с устойчивыми параметрами.
2. Низкая вибрация и уровень шума не более 60 Дб, это не мешает людям разговаривать, не раздражает нервную систему.
3. Электронное управление автоматически корректирует работу системы при изменении величины нагрузки. Двигатель внутреннего сгорания работает на минимальных оборотах, это снижает расход топлива.
4. Компактные размеры конструкции, высокая надёжность и большой ресурс работы.

Итоги обзора

При выборе автономных источников питания надо учитывать много факторов:

• условия эксплуатации;
• общую мощность, потребляемую нагрузкой;
• сезонный период эксплуатации отдельных элементов нагрузки;
• требования к источникам питания бытовой электротехники;
• какой вид топлива для двигателя, бензиновый, дизельный или на газе;
• финансовые возможности потребителя и много других факторов.

Отдельные примеры выбора генератора :

1. Когда мощность потребляемой электроэнергии на объекте превышает 6 кВт, нет смысла рассчитывать на использование инверторных моделей. Производители делают генераторы только до 6 кВт. Значит, однозначно надо устанавливать классический вариант.
2. В случаях длительной эксплуатации, при сбалансированной нагрузке с выходной мощностью источника питания (потребляемая мощность нагрузкой должна приравниваться к максимальной мощности вырабатываемой генератором) использование классического варианта будет эффективнее.
3. Для медицинских учреждений, научно-исследовательских лабораторий, объектов с аппаратурой связи, где используются персональные компьютеры, требующие стабильных источников питания, при временной эксплуатации в аварийных ситуациях, в отсутствии электроэнергии в промышленных сетях лучше использовать инверторные генераторы.
4. Для частного дома, при наличии финансов, в случае длительной или постоянной эксплуатации, одним из оптимальных вариантов считается разделение нагрузки на разные источники питания.

Подключение генератора в распределительном щите на разные группы

Такое подключение, разделить источники питания для различных групп потребления электроэнергии, подходит для сетей освещения, розеток к которым подключаются компьютеры, телевизоры, бытовые приборы. Им необходимо подавать питание со стабильными параметрами, которое предоставит инверторный аппарат.

В системе отопления электрические «тёплые полы» с потребляемой мощностью 3 кВт, которая используется сезонно, разумно установить модель классического типа. Мощность такого аппарата должна быть примерно равная мощности нагрузки, это обеспечит оптимальный режим его работы, экономию топлива и безаварийную эксплуатацию.

Как выглядит подключение двух генераторов

Инверторный аппарат подключается в распределительном щите на розеточные и осветительные группы. Классические генераторы включаются на сети греющих кабелей, для отопления пола. Предпочтительней чтобы двигатели генераторов работали на одном виде топлива, дизельный или бензиновый.

1. Потребителям, для которых цена генераторов не имеет значения, в аварийных случаях лучше использовать инверторный тип. Это обеспечит экономичный расход топлива и исключит поломки дорогостоящего оборудования.

Видео. Сравнение генераторов

Учитывая все перечисленные выше условия, принцип работы каждой модели, а также сравнительный анализ по экономичности, производительности, надёжности, потребитель сможет определиться, какой генератор, классический или инверторный, будет оптимальным.