Электрический генератор - это преобразователь механической, тепловой и химической энергии в электрическую. Выбирая генератор, следует исходить от показателя мощности предполагаемого потребителя. Более того, нужно принять во внимание, что мощность, вырабатываемая генератором, не должна быть точно такой же величины, что и суммарная потребляемая мощность. Причиной такому условию служит целый ряд технических моментов, присущих всем электростанциям. Для того чтобы с наибольшей точностью выбрать генератор, можно воспользоваться практическим правилом расчета.
Индуктивные потребители.
Характерной особенностью потребителей этого типа является тот факт, что в момент включения необходимая им пусковая мощность во много раз превосходит величину, указанную в технической документации. К категории индуктивных потребителей относятся насосы, компрессоры, пилорамы, электродвигатели. Нужно определить суммарную мощность всех одновременно подключенных потребителей и уже на основе этого показателя выбирать генератор. Разница между потребляемой и выдаваемой электроэнергией должна быть значительной. В одних случаях без стартового усиления электрогенератор должен выдавать электроэнергии в 3-3,5 раза больше, в других — в 4,5 раза.
Так, если суммарная потребляемая мощность составляет 1500 ВА, для потребителей этой категории следует остановить свой выбор на генераторе, минимальная мощность которого будет равна 5250 VA (1500 * 3,5 = 5250 VA). В том случае если выбирается генератор для потребителей как с активной (электрический обогреватель, мощностью 2 кВА), так и реактивной нагрузкой (вентилятор с потреблением 1 кВА), расчет должен быть таким: (2 кВА + 1 кВА * 3,5) + 10 % = 6,05 кВА.
Типы нагрузок.
Различают активные и реактивные нагрузки. Активные нагрузки, преобразующие в тепло все 100 % потребляемой энергии, считают простыми. Для потребителей с активной нагрузкой требуется генератор, мощность которого равна их суммарной потребляемой мощности. Реактивные нагрузки преобразуют в тепло не всю потребляемую энергию, а лишь определенную ее часть. Различают индуктивные и емкостные реактивные нагрузки. Примером индуктивных может служить катушка, емкостных — конденсатор.
Отношение потребляемой активной мощности к полной позволяет определить степень реактивности. Эта величина, называемая коэффициентом мощности, обозначается cosφ.
Для того чтобы определить, сколько в действительности потребляет тот или иной прибор, нужно указанную на нем величину мощности разделить на приведенное там же показание cosφ. Так, если на инструменте указано 800 Вт и cosφ = 0,7, простой математический расчет покажет, сколько энергии потребуется на самом деле: 800 : 0,7 = 1143 Вт. Следует знать, что величина cosφ для каждого генератора разная. Это обязательно нужно учитывать при расчетах, ведь тот же инструмент при cosφ, равном 0.8, будет потреблять 1143 Вт : 0,8 = 1429 ВА. В качестве единицы измерения полной мощности (активная мощность плюс реактивная) принято применять вольт-ампер (ВА), а не ватт (ВТ).
Высокие пусковые токи.
Пусковая мощность любого электродвигателя всегда выше, чем его потребляемая мощность в процессе работы. Обойдя стороной все подробные объяснения с формулами и доказательствами, воспользуемся примером, который будет понятен всем без исключения. На ровной плоскости стоит нагруженная тележка. Для того чтобы столкнуть ее, нужно будет приложить намного больше сил, чем если продолжать поддерживать уже набранную скорость. Важно учитывать этот кратковременный момент перегрузки в начале работы, в противном случае генератор не выдержит и либо просто отключится, либо испортится. Если оценивать приборы с учетом подобного риска, наиболее опасным можно назвать насос. В момент включения его пусковая мощность превышает штатную в 7-9 раз. Это объяснимо: насос начинает качать воду с момента включения. В отличие от других приборов у него нет холостого хода.
Двигатель генератора.
Главным жизнедеятельным органом генераторной установки обоснованно называют ее двигатель. Сколько именно проработает электростанция, зависит от этой ее составляющей. В сравнении с мотором генератор отличается более продолжительным средним временем наработки на отказ.
Так, если бензиновый генератор ( Europower EP13500TE, Honda ET 12000 и др.) сможет беспрерывно и безотказно работать до 3-5 тысяч часов, простейший недорогой двигатель ограничивается сотнями. Невысокая стоимость дизельного топлива, экономичность его потребления и отсутствие строгих требований к условиям его хранения объясняют, почему дизельные двигатели имеют больший ресурс, нежели бензиновые. Тем не менее стоимость электростанции, в основе которой дизельгенератор ( Europower EP113TDE, Europower EPS20TDE и др.), почти вдвое выше, чем бензогенератора.
По этой причине выбирать дизельный генератор следует лишь в определенных случаях:
- Электростанция работает как основной источник подачи электроэнергии (хотя бы в случае ее продолжительной эксплуатации).
- Все агрегаты работают только на дизельном топливе.
- Случаи, когда бензогенератор используется крайне редко (электрические мощности 10-15 кВА).
Наличие у генератора вместительного топливного бака дает возможность продлить время работы генераторной установки. Именно поэтому при определении надежности устройства учитывается и тот факт, есть ли у него такая емкость или нет. Еще одним не менее важным показателем качества мотора считается так называемый сервисный интервал — частота замены масла. Если он не ниже 100 часов работы, значит, мотор качественный.
Электрогенератор (альтернатор) отвечает за выработку электрического тока. Тип установленного электрогенератора определяет, с каким из поставленных задач электростанция справится лучше.
Одно- или трехфазные генераторы.
Уже по их названию можно понять, что такие генераторы предназначены для питания соответствующих им потребителей. Если к однофазному генератору (220 В, 50 Гц) допустимо подключение только однофазных нагрузок, в случае с трехфазными генераторами (380/220 В, 50 Гц) возможно подключение как однофазных, так и трехфазных. Специально для этой цели предусмотрены розетки либо клеммные колодки, которые размещены на приборной панели генератора.
Отсюда можно понять, что приобретая однофазный электрогенератор, следует учесть всех возможных потребителей электроэнергии, принять во внимание риски и на основании этого подобрать устройство, выходная мощность которого будет подходящей. Такой же подход требуется и при подключении трехфазных нагрузок к соответствующим генераторам. Если же нужно подключить однофазную нагрузку к трехфазному генератору, необходимо соблюдать два основных правила, которые помогут избежать так называемого «перекоса фаз» — явления, возникающего из-за неправильного распределения нагрузки.
- Выходная мощность трехфазного генератора должна быть втрое больше потребляемой мощности однофазной нагрузки. Так, к генератору мощностью 9 кВт может быть подключен один однофазный потребитель мощностью 3 кВт.
- В том случае если к одному трехфазному генератору подключают одновременно несколько однофазных потребителей, то разница в их потребляемой мощности не должна быть больше 1/3 от «перекоса фаз» (1/3 мощности генератора на одну фазу). Подобный показатель применим к электростанциям высокого класса. У более упрощенных установок эта величина ниже.
Синхронные и асинхронные генераторы.
При сравнении конструкций одного и другого видов можно убедиться, что более сложным является синхронный электрогенератор, оснащенный катушками индуктивности, тогда как в асинхронном ротор похож на простой маховик. При этом его закрытая конструкция, пусть и упрощенная, предохраняет асинхронный генератор от загрязнений.
У каждого из видов генераторов свои достоинства.
- синхронный электрогенератор лучше преодолевает пусковые нагрузки и отличается выработкой более «чистой» электрической энергии;
- благодаря тому, что асинхронный электрогенератор отличается устойчивостью к коротким замыканиям, он подходит для обеспечения током аппаратов для сварки.
Стабильность подаваемого напряжения во многом зависит от способности двигателя сохранять число оборотов даже при изменениях нагрузки, а также от наличия систем стабилизации, таких как AVR (автоматический регулятор напряжения). Другими словами, на этот показатель влияет класс двигателя.
Из конструктивных особенностей, по которым выбирают альтернаторы, следует обратить внимание на наличие щеток. В эксплуатации более удобны вrushless — бесщеточные модели, и поэтому именно им и отдается предпочтение.
Выходная мощность генератора.
Для потребителя основным параметром, на который он обращает внимание в первую очередь, является выходная мощность генератора. Но и тут есть свои нюансы, о которых следует знать, чтобы не ошибиться в выборе:
- большинство производителей, демонстрируя каталоги, указывают максимальную выходную мощность, которая значительно выше номинальной. Каталожные параметры рассчитаны на минимальный временной интервал работы. Разница в величинах, указанной в каталоге и номинальной, может составлять до десятков процентов;
- как и любой другой прибор, электростанция обладает своим cosφ. Вот только не каждый производитель это предусматривает, когда указывает выходную мощность. В подобной ситуации нужно самостоятельно выполнить расчет, для чего параметр, указанный в каталоге, умножают на cosφ.
Еще несколько отличительных качеств электростанций.
Вполне естественно, что в процессе работы двигатель издает определенные звуки. Постоянный шум, создаваемый работающей электростанцией, вызывает дискомфорт у окружающих. Именно поэтому для снижения уровня шума электростанция либо оснащается специальным оборудованием, поглощающим звук, либо ее располагают в специализированном помещении.
Для определения уровня шума используются такие понятия, как звуковая мощность — LWA или звуковое давление — LpA. Если первая величина является постоянной для конкретного устройства, то вторая зависит от удаленности источника шума. Так, при удалении от источника шума с LWA = 100 дБ (А) на 7 метров, звуковое давление будет равно 72 дБ (А).
Проводя аналогию между агрегатами разных марок, нужно принимать во внимание, что одни производители в качестве данных по шуму приводят показатель звукового давления (как правило, берется удаленность на 7 м, но бывает, что расстояние может быть и другим), а другие — звуковой мощности.
Время бесперебойной работы генератора
На продолжительность беспрерывной работы генератора влияет размер топливной емкости и количество потребляемого топлива. При сравнении моделей разных производителей, прежде всего, следует эти характеристики связать с показателем потребляемой мощности, так как именно этот параметр влияет на расход топлива. К примеру, на 1/1, 1/2 и 3/4 номинальной мощности требуется совершенно разное количество топлива. Габаритный генератор вполне может работать от топливной емкости, установленной извне.
Включение генератора
Запуск генераторной системы зависит от ее устройства. Если электростанция оснащена электростартером, ее можно завести либо дистанционно, с помощью пульта, либо ключом или кнопкой. В противном случае запуск выполняется вручную. Блоком автоматического управления генератора, полностью автоматизирующим систему, оснащаются только модели с электростартером. Человеческого участия в этом случае уже не понадобится.
Основные производители электрических генераторов:Honda; Europower; Briggs & Stratton
