Вопросы резервирования электропитания по-прежнему остаются популярными в среде пользователей электроэнергии. Для этих целей производители сейчас массово выпускают электрические генераторы различных видов и мощностей. Среди всех конструкций подобных приборов особое место отводится элитным моделям, работающим по принципу выработки электроэнергии повышенного качества.
Для этого в их алгоритме реализован метод инверторного преобразования основных параметров электрических сигналов. За счет этого они получили название инверторных генераторов.
Их могут выпускать с различной мощностью, но наибольшей популярностью у населения пользуются модели от 800 до 3000 ватт.
Источником энергии для питания двигателя может служить:
бензин:
дизельное топливо;
природный газ.
Как устроен инверторный генератор
В конструкцию прибора, заключенную в единый корпус, входят:
двигатель внутреннего сгорания,
генератор переменного тока:
блок инверторного преобразования;
разъемы для подключения выходных цепей;
органы управления и контроля отслеживания технологических процессов.
Для подключения электроприборов используется общепромышленный вывод электроэнергии через три силовых контакта обычной стандартной розетки .
Помимо переменного напряжения, генератор выдает постоянный ток, который можно использовать для зарядки , например, применяемых для стартерного запуска двигателя автомобиля. Для этого в комплекте поставки предусмотрены специальные зажимы для подключения е его входными клеммами.
Генератор снабжен защитами, которые автоматически размыкают цепь питания при подключении к выходным контактам чрезмерной нагрузки. Также защиты контролируют техническое состояние двигателя, особенно достижение критического уровня масла. Когда его станет недостаточно для смазки всех движущихся узлов, то двигатель от действия защит автоматически остановится. Чтобы этого не произошло необходимо следить за уровнем масла в картере.
Подобные генераторы оборудуются, как правило, четырехтактным двигателем с верхним расположением клапанов.
Принцип работы инверторного блока
Схема взаимосвязей различных технологических процессов, происходящих при инвертировании сигналов, пояснена рисунком.
Двигатель внутреннего сгорания раскручивает обычный генератор, вырабатывающий электрическую энергию . Ее поток направляют на выпрямительный мост, состоящий из силовых диодов, расположенных на мощных радиаторах охлаждения. В результате на его выходе производится пульсирующее напряжение.
После моста работает конденсаторный фильтр, сглаживающий пульсации до стабильной прямой линии, характерной для цепей постоянного тока. Специальная конструкция электролитических конденсаторов подобрана для надежной работы с напряжением выше 400 вольт.
Запас сделан для исключения воздействия пульсирующих пиков амплитуды действующего напряжения 220 V: 220∙1,4=310 V. Емкость конденсаторов рассчитывают по мощности подключаемой нагрузки. На практике она составляет величину от 470 мкФ и выше для одного конденсатора.
Инвертор получает выпрямленный стабилизированный постоянный ток и из него вырабатывает качественную гармонику .
Для работы инвертора разработаны различные алгоритмы технологических процессов, но лучшей формой сигнала обладают мостовые схемы с трансформатором.
Основным элементом, формирующим сигнал синусоиды, выступает полупроводниковый транзисторный ключ, собранный на или MOSFIT.
Для образования синусоиды используется принцип создания многократно повторяющейся периодичности . Чтобы его реализации каждый полупериод колебания напряжения формируется срабатыванием определенной пары транзисторов в режиме высокочастотных импульсов с соответствующей амплитудой, меняющейся во времени по закону синуса.
Окончательное выравнивание синусоиды и сглаживание пиков импульсов производится высокочастотным фильтром нижних частот.
Таким образом, инверторный блок служит для преобразования электроэнергии, вырабатываемой обмотками генератора в стабилизированную величину с точными метрологическими характеристиками, обеспечивающими установившуюся частоту 50 гЦ и напряжение 220 вольт.
Работой инверторного блока занимается система управления, контролирующая посредством обратных связей все технологические процессы генератора от различных состояний двигателя внутреннего сгорания до формы синусоиды напряжения и величины нагрузки, подключенной к выходным цепям.
При этом ток, приходящий с обмоток генератора на блок преобразования, может значительно отличаться по частоте и форме сигнала от номинальных величин. В этом и состоит основное отличие инверторных моделей от всех остальных конструкций.
Применение инверторов позволяет добиться значительных преимуществ по сравнению с обычными генераторами:
1. Они обладают повышенной экономичностью из-за автоматической настройки числа оборотов двигателя при работе и создании оптимального режима для него по действующей величине нагрузки.
Чем большее усилие приложено на двигатель, тем быстрее начинает вращаться его вал при условиях, когда расход количества топлива строго сбалансирован системой управления. У традиционных же генераторов расход топлива слабо зависит от приложенной нагрузки.
2. Инверторные генераторы выдают практически идеальную синусоиду
при питании потребителей под нагрузкой. Такой ток высокого качества очень важен для работы чувствительного цифрового оборудования.
3. Габариты элитных моделей отличаются компактным расположением, легким весом по сравнению с обычными устройствами при одинаковой мощности.
4. Надежность инверторных генераторов настолько высока, что их производители гарантируют им удвоенный срок эксплуатации по сравнению с простыми аналогами.
Инверторные генераторы создаются для использования в трех режимах:
1. длительной эксплуатации под номинальной нагрузкой, не превышающей заявленную производителем выходную мощность;
2. кратковременной перегрузки не более получасового периода;
3. запуска двигателя и выхода генератора на рабочий режим, когда требуется преодолевать большие усилия противодействия раскрутки ротора и емкостной нагрузки в схеме силовой части.
В третьем режиме инвертор может противостоять значительной величине противодействующей моментальной мощности, но время его работы ограничено всего несколькими миллисекундами.
Как запустить двигатель
Для этого необходимо выполнить ряд операций. Рассмотрим их последовательность на примере одной из доступных моделей генератора ER 2000 i. Очередность действий:
1. проверить уровень масла, ибо без него запуска не произойдет благодаря блокировке защитами и очень высокой вероятности поломки;
2. залить топливо - без него двигателю неоткуда будет получать энергию для создания вращательного движения;
3. открыть клапан крышки топливного бака;
4. переключить дроссель в положение «Запуск»;
5. установить рукоятку крана топлива в положение «Работа»;
После этого эксперимента подключаем к выходу постоянного тока цифровую вычислительную технику и видим, что она надежно работает. При использовании обычных генераторов без инверторного блока часто наблюдаются сбои микропроцессорных цифровых устройств из-за низкого качества напряжения питания.
Инверторные генераторы относятся к аппаратуре, использующей и сложную электронную базу. Правильное соблюдение условий эксплуатации, а также бережная транспортировка и обеспечение условий температурно-влажностного режима при хранении являются гарантией его длительной работоспособности.
При постоянном нахождении в зимнее время в условиях неотапливаемого гаража на всех внутренних частях может образоваться конденсат, который станет причиной выхода из строя электронных компонентов.
Чтобы выбрать нужный генератор из двух типов, важно знать принцип их работы и преимущества. Работа обычного генератора заключается в том, что бензиновый или дизельный двигатель раскручивает ротор с обмотками в магнитном поле, в результате чего вырабатывается переменный ток.
Классический генератор
Обороты двигателя, с которым напрямую соединен ротор, меняются в зависимости от нагрузки. У генератора со значительным изменением оборотов, износ вращающих узлов и деталей увеличивается, что приводит к снижению оборотов вала двигателя. Следующие недостатки классического генератора также снижают его эффективность.
Генератор классического варианта при уменьшении нагрузки потребляет такое же количество топлива, как при номинальном режиме. Также в условиях сильно меняющихся оборотов на узлах поршневой группы появляется сажа, что затрудняет теплоотдачу и приводит двигатель к преждевременному износу.
Принцип работы классического генератора
В инструкции на изделие можно встретить запрет работы электрогенератора обычного варианта при нагрузке ниже 25%. Мощность классического электрогенератора нужно подбирать под нагрузку так, чтобы он работал на 80% от максимальной мощности, при неизменной нагрузке.
Только так вы продлите срок службы генератора и повысите его эффективность. Положительным моментом такого типа электрогенератора является его невысокая стоимость. Продлить время эксплуатации электрогенератора можно также, если периодически давать на него полную нагрузку и регулярно проводить профилактические работы.
Отличие инверторного генератора от обычного
Принцип работы инверторного генератора несколько отличается от обычного. Инверторный генератор — это генератор с двойным преобразованием напряжения, как и инверторный стабилизатор . Двигатель также раскручивает ротор электрогенератора в магнитном поле.
Генератор выдает переменное напряжение поступающее на первый преобразователь с последующим преобразованием в постоянное напряжение, для зарядки аккумуляторных батарей. С аккумуляторов снимается постоянное напряжение идущее на второй преобразователь постоянного напряжения, где преобразуется в переменное.
Параметры инверторного генератора высокие, синусоида переменного напряжение без искажений и отличная стабилизация выходного напряжения. Для зарядки батареи аккумуляторов достаточно небольших оборотов двигателя. Малые обороты увеличивают срок службы двигателя, уменьшается расход топлива — это приводит к повышению эффективности инверторного генератора.
Инверторный генератор
При таких оборотах генератор с шумопоглощающим кожухом становится бесшумным. Высокое качество выходного напряжения позволяет использовать генератор для питания любой бытовой техники и электроприборов. Инверторный генератор может работать с любой нагрузкой. Электроника автоматически подбирает обороты двигателя под любую нагрузку.
Принцип работы инверторного генератора
Электрогенераторы выпускаются мощностью до 6 кВт, которого вполне хватит для питания качественным напряжением газового котла и всей электротехники в доме. Небольшие инверторные электрогенераторы до 2 кВт легкие, их удобно перевозить в багажнике на дачу или брать с собой в путешествие. Основной недостаток таких генераторов это высокая стоимость, но она окупается вышеперечисленными преимуществами.
Инверторные генераторы могут быть синхронными или асинхронными. Электрогенераторы синхронного типа легко выдерживают кратковременную перегрузку пусковыми токами. Очень хорошо они подходят для работы с бытовыми приборами. Асинхронные генераторы могут выдерживать короткое замыкание, их используют для питания электроприборов имеющие тэны — это электропечи, водонагреватели.
Вывод: Обычный генератор рекомендуется выбирать для варианта аварийного источника сети, освещения, строительных площадок. Для электросети частного дома, со множеством электротехники и электроприборов, лучше подойдет инверторный генератор с точно подобранной мощностью.
Современная промышленность в области электротехники предлагает сегодня массу различного генераторного оборудования, которое отличается ни только ценой, но и принципом по которому происходит генерация электроэнергии. Поэтому, когда речь заходит о покупке или аренде мобильной генераторной технике, у многих может возникнуть вопрос по этому поводу, а также желание сравнить преимущества техники разных типов, в данном случае инверторных и обычных генераторов, построенных по классической схеме.
Особенности и преимущества «классического» генератора
Обычный генератор с классической схемой генерации электроэнергии - это устройство, которое использует углеводородное топливо в качестве основного источника энергии, которая механическим путем преобразуется в электрическую.
Топливо (газ, бензин, дизельное топливо) используется для приведения в движение двигателя, который непосредственно соединяется с альтернатором (электрогенератором переменного тока). Альтернатор преобразует механическую энергию двигателя в электрическую за счет системы постоянных магнитов и обмотки ротора.
Качество вырабатываемой электроэнергии напрямую зависит от стабильности работы двигателя, поэтому он должен вращаться с постоянной скоростью. В этом и состоит основной недостаток конструкции такого генератора. Обычный генератор может быть очень неэффективен, в зависимости от режима работы.
Основная проблема - это высокий расход топлива при неполной загруженности, особенно при длительной эксплуатации в этом режиме. Данный факт необходимо учитывать, потому как аренда дизельного генератора или его покупка, в конечном счете, может оказаться весьма дорогостоящим удовольствием во время эксплуатации. По этой причине необходимо подбирать генератор строго по мощности нагрузки.
Другими словами, когда вы используете арендованный генератор мощностью 7 кВт на даче или пикнике, чтобы смотреть телевизор или слушать музыкальный центр, то вы расходуете большое количество топлива с невероятно низкой эффективностью.
Однако только неэффективным расходом топлива проблемы не ограничиваются. У обычных генераторов существует и другая проблема. Которая заключается в образовании сажи в двигателе при эксплуатации оборудования на неполной загруженности, что приводит к преждевременной необратимой поломке двигателя.
Многие производители явно указывают в инструкции по эксплуатации, что нагружать генератор меньше 25% строго запрещается, также приводится и время в течение которого генератор может эксплуатироваться в таком режиме (обычно указываются часы в год). Надо сказать, что это основная причина большого числа жалоб от покупателей, которые сводятся к тому, что бытовой генератор работает год-полтора, а потом приходится покупать новый (инструкции толком мало кто изучает досконально).
Не смотря на описанные минусы у генераторов классической схемы производства электроэнергии есть одно неоспоримое преимущество, которое оставляет далеко позади своих более технологичных собратьев. Это преимущество заключается в практически неограниченных возможностях по спектру мощностей, а также невероятно высокой надежности и долговечности при использовании на полную мощность и регулярным проведением ТО. При этом стоимость обычного генератора значительно меньше инверторного той же мощности.
Особенности и преимущества инверторного генератора
Инверторный генератор - это также генератор переменного тока (дизельный или бензиновый), но принцип выработки электроэнергии у него значительно отличен от классической схемы. Инверторный генератор не выдает электроэнергию напрямую, а накапливает ее в аккумуляторной батарее, которая встроена в конструкцию устройства.
Принцип работы инверторного генератора следующий: сначала альтернатор производит переменный ток высокой частоты и преобразует его в постоянный с использованием силовой электроники и заряжает им батарею. На следующем этапе электроэнергия из батареи преобразуется при помощи инвертора в электроэнергию переменного тока нужного напряжения и частоты (220В / 50Гц).
Благодаря такой схеме получения электроэнергии инверторный генераторы крайне эффективны в вопросе расхода топлива. Вся суть в том, что данному генератору нет необходимости поддерживать точно заданную скорость вращения двигателя. Поэтому при малых нагрузках и топлива расходуется гораздо меньше. Также это позволяет делать конструкцию устройства более легкой и компактной, так как можно использовать двигатель меньших размеров и мощности. Другое важное преимущество - это практически бесшумная работа устройства по сравнению с обычными генераторами.
К недостаткам инверторных генераторов можно отнести цену, которая значительно превышает выше стоимости обычных «классических» генераторов, а также особенность конструкции, в которой используется аккумуляторная батарея, установленная без возможности замены, и имеющая ограничение емкости.
Наличие батареи означает, что краткосрочное подключение мощных потребителей (например, микроволновой печи), или долгосрочное подключение маломощных устройств, (например ламп освещения или телевизора) может быть произведено только к генератору с батареей необходимой емкости: в противном случае аккумулятор не будет успевать заряжаться. Комфортное использование «неподходящего» генератора не возможно, так как возникнет необходимость в отключении нагрузки и ожидания, пока батарея вновь зарядится.
Какой генератор выбрать?
Если есть потребность в постоянном электроснабжении устройств высокой мощности, то наилучшим решением будет приобретение или аренда обычного дизельного генератора.
Также необходимо отметить, что в ряду инверторных моделей отсутствуют устройства мощностью выше 6 кВт. Поэтому, если суммарная мощность подключаемой нагрузки приближается или значительно больше этого значения (например, для среднего коттеджа требуется дизельный генератор 30 кВт), то лучше выбрать обычный генератор мощностью. В этом случае бесперебойное электроснабжение будет гарантированно.
Если остро стоит потребность в электроснабжении маломощных устройств и при этом необходима мобильность генератора, а также требуются низкие шумовые характеристики при работе устройства, то инверторный генератор - это идеальный вариант.
2015-01-22 33 590Некоторые модели бытовой техники чувствительны к перепадам напряжения. Даже небольшой скачок мощности может привести к быстрому выходу из строя. К такому оборудованию относятся:
- энергозависимые газовые котлы
- компьютеры
- телевизоры
- циркуляционные насосы и т.д.
Приобретая автономную станцию для выработки электроэнергии необходимо учитывать этот аспект. Для безопасного электроснабжения лучше всего выбрать генератор инверторного типа, работающий на бензине. Инверторные бензиновые электрогенераторы на выходе выдают стабильное «качественное» напряжение и являются оптимальным решением.
Что такое бензиновый инверторный генератор
Инверторные бензиновые генераторы-электростанции имеют конструкцию похожую на обычные генераторы, за одним исключением – использованием двойного преобразователя. Что означает двойной преобразователь на практике?- Преобразователь сначала трансформирует ток в постоянный, чем и стабилизирует его показатели. Но такое электронапряжение не пригодно для работы бытовых приборов, по этой причине узел приступает ко второй основной функции.
- Преобразователь трансформирует постоянный ток обратно в переменный. При этом на выходе получается напряжение с нормативными показателями и идеальной формой волны.
Что удается получить, используя бензиновый инвертор – генератор для обеспечения электричеством частного дома или строительной площадки? Какие преимущества дает установка инверторного бензогенератора?
- Стабильное напряжение сети - качество тока регулируется специальным микропроцессором, что позволяет снизить вероятность скачков и помех напряжения. Бензиновый инверторный генератор с автозапуском-электростартером обеспечивает наиболее плавный пуск подачи тока при отключении основного источника питания.
- Экономичный расход топлива - обороты двигателя регулируются точной автоматикой и самостоятельно выставляются по мере необходимости в подаче напряжения. Бензогенератор инверторного типа, таким образом, снижает расход топлива на 10-15%, что существенно влияет на стоимость получаемой электроэнергии.
- Комфортная и легкая эксплуатация - как уже отмечалось стоимость такой модели несколько выше обычного оборудования, но цена полностью оправданна. Пользователь получает устройство в кожухе, который снижает шум и вибрацию, а также систему позволяющую снизить количество вредных выбросов. Дополнительное удобство при эксплуатации добавляют удобный корпус, ручки для переноса станции и колесики, размещенные внизу, для транспортировки.
Бензиновый генератор-электростанция инверторного типа может использоваться для обеспечения электроэнергией компьютерной и другой техники, и даже медицинского и другого чувствительного оборудования. Инверторные модели бензогенераторов надежны и имеют высокую степень защиты.
Принцип работы инверторного бензогенератора
Каждый инверторный генератор использует в своей работе бензиновый двигатель. От двигателя крутящий момент передается ротору генератора, в результате чего и возникает электромагнитное поле, впоследствии преобразовывающееся в переменное напряжение. Дальше используется двойной преобразователь энергии, именно этим инверторный бензогенератор отличается от обычного генератора.В результате трансформации тока в постоянный, и обратно в переменный, и получается напряжение соответствующее высоким техническим характеристикам.
Если учитывать, что двигатель испытывает постоянную нагрузку на поршневую систему, а также вопросы экономичности и надежности, становится очевидным, что 4-х тактный бензиновый инверторный электрогенератор с автозапуском является одной из самых надежных моделей. Эксплуатационные характеристики 4-х тактных двигателей позволяют использовать генераторы для подключения к сварочному оборудованию.
Как выбрать инверторный бензогенератор
Выбор необходимой модели генератора связан в первую очередь с основным предназначением оборудования и его техническими характеристиками. При подборе необходимой модели следует обратить внимание на следующее:- Компактность - самые лучшие четырехтактные портативные инверторные бензиновые мини-генераторы могут переноситься в руке. Портативные бензогенераторы инверторного типа имеют компактные размеры и легко помещаются в багажнике автомобиля. Мини-генератора достаточно, чтобы обеспечить стабильное напряжение в 1-2 кВт.
- Качество двигателя - все инверторы укомплектованы двухтактными и четырехтактными бензиновым мотором. Относительно того, какой именно двигатель лучше, мнения часто расходится. Но практика доказывает, что инверторная бензиновая электростанция с 4-тактным двигателем имеет длительный срок эксплуатации, может работать долго без отключения (благодаря жидкостному охлаждению) и, как правило, более производительная.
- Промышленные и бытовые станции:
- бытовые модели являются непрофессиональными, их рекомендуют использовать исключительно для разовых компенсаций отсутствия напряжения в сети.
- промышленное оборудование предназначено для интенсивной эксплуатации в качестве альтернативного источника питания в виду отсутствия ЛЭП.
Отличием инверторного бензогенератора от простого бензогенератора является то, что инверторный может использоваться для . Применение обычных станций для сварочного аппарата является нарушением условий эксплуатации.
Какой бензогенератор лучше, инверторный или обычный
Все зависит от того, для каких целей будет использоваться оборудование. Разница между инверторным и обычным бензогенератором заключается в качестве подаваемого напряжения, а также в дополнительных преимуществах генераторов инверторного типа:- Напряжение от инверторных генераторов полностью соответствует необходимым техническим характеристикам.
- Для работы бытовых приборов инверторное оборудование создает оптимальные условия для работы. Скачки напряжения полностью отсутствуют. Стабильность напряжения позволяет подключить к станции практически любую, даже самую чувствительную технику.
- Инверторные станции с АВР обеспечивают плавный пуск напряжения в случае аварийной ситуации.
Основная причина, по которой приобретают инверторные модели, состоит именно в высоком качестве их работы. Так как в генераторах использующих инверторный принцип работы устанавливаются дополнительные узлы и микросхемы, стоят они приблизительно на треть дороже.
Сроки эксплуатации инверторов при соблюдении рекомендаций производителя в несколько раз больше чем у обычных генераторов. Для увеличения производительности потребуется регулярно менять масло для бензогенераторов, а также проводить дополнительное сезонное обслуживание и ремонт по необходимости.
Инверторные модели более надежны и просты в эксплуатации, к тому же к ним можно подключать чувствительное к перепадам напряжение оборудование.
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.
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.
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.
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.
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.
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
