Электрогенератор для чего нужен
Зачем нужен электрогенератор?
Уютный загородный дом – это мечта любого человека. Однако имея массу преимуществ, загородная недвижимость не лишена и недостатков. Обычно это касается коммунальных сетей, в частности, подачи электроэнергии.
Если строение находится в районе, где электролиния работает нестабильно, возникает вопрос: «Как обеспечить бесперебойную подачу электричества?». Бороться с коммунальными службами бесполезно, поэтому приходится решать проблему своими силами.
Оптимальным вариантом для решения проблемы является электрогенератор. Давайте рассмотрим этот альтернативный источник питания со всех ракурсов.
Как это работает?
Основное назначение электрогенератора, это преобразование механической энергии в электрическую. В основе агрегата лежит двигатель, который работает практически на любом топливе, в зависимости от модели генератора.
Обычно используется бензин, дизтопливо или газ. При сгорании топлива, образуется газообразная смесь, которая приводит в движение поршень. При движении, поршень вращает присоединенный к нему коленвал, который, свою очередь, служит движителем для ведущего вала.
Движущая сила создаёт необходимый контур, и в результате на выходе получается электронапряжение. Так выглядит принцип действия генератора.
Теперь разберём устройство агрегата. Два ключевых элемента механизма – это статор и ротор. Первая деталь является стационарной, и представляет собой медную обмотку с сердечником из мягкого металла. Второй элемент подвижный, он создаёт магнитное поле, которое вырабатывает электрическую энергию.
Кроме того, электрогенераторы для дома обязательно включают в конструкцию регулятор напряжения и охладительную систему. Первый элемент обеспечивает оптимальное напряжение на выходе, второй – защищает механизм от перегревания.
Стандартный ассортимент
Придя в любой магазин, можно обнаружить три базовых разновидности электрогенераторов. Представленные модели различаются типом потребляемого топлива, выходной мощностью и ценой. Давайте разберёмся в этом вопросе более подробно. Итак, виды электрогенераторов.
Дизельные электрогенераторы для дома
Верхняя планка мощности таких агрегатов составляет 40 кВт, при запасе рабочего ресурса до 40 000 мч. Изделия используются в качестве альтернативного или основного источника питания.
Из преимуществ можно выделить экономичность в плане потребляемого топлива, и стабильную работу без скачков напряжения. К недостаткам относится высокий уровень шума и нестабильную работу в условиях минусовых температур.
Бензиновые
Это компактные, переносные аппараты, значительно уступающие по мощности предыдущей модели. Такие изделия дают на выходе до 10 кВт напряжения, работают практически бесшумно и обладают сравнительно невысокой стоимостью.
К недостаткам можно отнести большой расход бензина во время работы, низкий рабочий ресурс (до 3 000 мч), возможные скачки напряжения с частотой амплитуды колебаний до 4%.
Кроме того, бензиновые модели не рассчитаны на постоянную работу. Из достоинств: неприхотливость в обслуживании и невысокая цена изделия.
Газовый генератор
Такие модификации работают на сжиженном или сетевом газе (LPG и NG соответственно). В плане экономии потребляемого топлива, это наиболее оптимальный вариант. Однако стоят газовые электрогенераторы дороже предыдущих моделей.
Кроме того, агрегаты не загрязняют окружающую среду вредными выбросами, способны работать в условиях низких температур. Обратите внимание, что газовое оборудование взрывоопасно, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности.
Стоит отметить, что перечисленные генераторы подразделяются на модели синхронного и асинхронного действия. У асинхронных аппаратов отсутствует обмотка якоря, что снижает цену, но не даёт агрегату возможность справляться с пусковыми нагрузками.
То есть, вы не сможете использовать электрооборудование, которое даёт при запуске пиковую нагрузку на электросеть. К таким приборам относятся сварочные аппараты. Высокую мощность при запуске электрооборудования хорошо выдерживают асинхронные устройства.
Но здесь на роторе присутствуют щётки, которые имеют свойство периодически выгорать. Рекомендуем учесть эти особенности при выборе электрогенератора.
Если вы не знаете, какому типу генераторов отдать предпочтение, ориентируйтесь на количество потребляемой энергии. В качестве альтернативного источника питания, на время перебоев с электроэнергией, советуем выбирать бензиновые модели. Для постоянной работы лучше выбрать газовый вариант.
Интересные модели
Помимо базового ассортимента, существуют и довольно интересные модели электрогенераторов. Здесь в качестве источника питания используются другие виды топлива, что может быть выгодно потребителю. Рассмотрим, какие ещё варианты предлагают нам производители.
Водородный
В основе таких изделий лежит реакция водорода и кислорода, которая преобразуется в электрическое напряжение. Выглядит это так: устройство имеет платиновый катализатор (анод), к которому поступает водород.
С другой стороны, находится катод для кислорода. Между этими элементами расположена мембрана из полимерного материала, которая пропускает сквозь себя только частицы с положительным зарядом (ионы). Катализатор расщепляет водород на ионы и электроны (частицы с отрицательным зарядом).
Учитывая, что электроны не могут пройти сквозь мембрану, они отправляются к катоду, образуя на выходе напряжение. Такая схема образует одну ячейку устройства, чем больше таких секций, тем выше мощность генератора.
На дровах
Оригинальной моделью выглядят аппараты, работающие на дровяном топливе. Здесь задействован преобразователь Пельтье, который переводит тепловую энергию в электричество. Дровяные генераторы выдают до 60 Вт мощности.
Генератор на дровах
Этого вполне хватает для нужд среднестатистической семьи. Кроме того, это многофункциональное устройство, подходящее для обогрева площади и приготовления пищи. Выделяемого тепла хватает, чтобы обогреть помещение, площадью до 50 квадратных метров.
Бестопливный
Альтернативные источники энергии, генерирующее электричество без исходного топлива, ещё недавно относились к области фантастики. Теперь такие устройства существуют в реальности, например, генератор «Вега».
Изделие конвертирует электромагнитные импульсы и кинетическую энергию в электрический ток. Конструкция состоит из генератора прямого вращения и внешнего вращающегося ротора. Обратите внимание, что данный электрогенератор рассчитан на непрерывный рабочий цикл.
Ветряной
По сути, это аналог предыдущей модели, которая работает от силы ветра. Кинетическая энергия преобразуется в электрическую, заряжая встроенный аккумулятор. Современные устройства самостоятельно подстраиваются под подходящий воздушный поток, обеспечивая практически непрерывное вращение.
Модели ветряных генераторов, имеющиеся в продаже, различаются вырабатываемой мощностью и ценой. Выходная мощность варьируется в пределах 3-20 кВт.
Например, чтобы обеспечить электричеством двухкомнатную квартиру и посмотреть телевизор хватает 300 Вт. Поэтому для нужд семьи вполне хватит самой бюджетной модели.
Учитывая представленное разнообразие, подобрать подходящий для ваших нужд электрогенератор не составит труда.
Электрогенераторы. Виды и устройство. Применение и как выбрать
Для питания электроприборов в случае отсутствия проложенной линии электропередач или при аварийном отключении напряжения используются электрогенераторы. Они представляют собой технические устройства, которые вырабатывают электричество, потребляя при этом бензин, дизельное топливо или газ.
Что такое электрогенератор и его конструкция
Прибор представляет собой устройство, состоящее из двигателя внутреннего сгорания, который обеспечивает раскручивание якоря небольшого электромотора, сделанного по принципу генератора. В результате постоянного поддержания высоких оборотов создается электрическое напряжение, снимаемое на специальные клеммы и выводимое на внешнюю розетку, используемою для подключения потребителей энергии.
Электрогенераторы могут быть рассчитаны на кратковременное включение и на постоянную работу. По этому критерию они делятся на резервные источники питания и постоянные. Резервные применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить питание приборов на короткий период, пока не будет возобновлено электроснабжение сети. Постоянные станции применяются, когда подключение к линии электропередач вообще отсутствует. В этом случае генератор является единственным источником энергии, поэтому работает непрерывно. В зависимости от предназначения оборудование генератора может оснащаться системой воздушного или водяного охлаждения. Воздушные обеспечивают эффективное снижение температуры корпуса устройства на несколько часов, а водяные не допускают перегрев вообще.
Стоит учитывать, что во время работы двигатель создает большой шум, что не всегда приемлемо. По этой причине электрогенераторы могут производиться не только в открытом, но и в шумопоглощающем корпусе, который значительно снижает уровень шума. Устройство с открытым корпусом представляет собой силовую раму, на которую устанавливается ДВС, топливный бак и генератор, при этом они являются открытыми, и все составляющие легко просматриваются. Устройство в шумопоглощающем корпусе имеет специальный защитный кожух, препятствующий распространению звука и вибрации.
Виды электрогенераторов
Электрические генераторы принято разделять на 3 вида в зависимости от используемого топлива для выработки энергии:
Каждая разновидность имеет свои достоинства и недостатки, которые нужно оценить и выбирать подходящую модель уже отталкиваясь от задач, запланированных для генератора.
Бензиновый
Бензиновые станции работают на бензине, за что и получили свое название. Данная категория устройств является самой дешевой при покупке, но очень дорогой в обслуживании. Работающие на бензине генераторы имеют компактный корпус и сравнительно небольшой вес, что делает такие станции максимально мобильными. Зачастую их можно разместить в багажнике легкового автомобиля.
Благодаря дешевизне их преимущественно выбирают для использования в качестве аварийного источника питания. Включение на несколько часов 5-10 раз в год потребует не таких уж и больших затрат на покупку бензина, что на фоне низкой стоимости самой станции является очень выгодным решением. В тех случаях, когда генератор должен работать постоянно, бензиновый вариант совершенно неприемлем. Во-первых, потребуется ежедневно тратить большие суммы на заправку горючего, а во-вторых, моторесурс таких устройств сравнительно короткий.
Дизельный
Дизельные электрогенераторы являются более экономичными в плане потребления топлива, но стоят значительно дороже, а также весят больше. Их моторесурс в 3-4 раза выше, чем у бензиновых аналогов. Дизельная станция может работать непрерывно по 10 и более часов на одной заправке. Такое оборудование редко выбирают для резервного питания частного дома в связи с дороговизной. Практическая экономия топлива при нескольких включениях в год будет незначительной и не покроет затраты на покупку генератора.
Дизельные станции выбирают в тех случаях, когда требуется постоянная выработка электричества. Это могут быть строительные объекты, которые еще не подключены к центральной сети электроснабжения, а также загородные участки и дачи, с такой же проблемой. Стоит отметить, что устройство на дизельном топливе являются более мощными и стойкими к поломкам, но очень шумными.
Газовый
Газовые генераторы еще называют двухтопливными, поскольку они оснащены гибридным двигателем, который может работать как на бензине, так и на баллонном газе. Такие устройства используют в качестве резервного источника энергии. Станция вырабатывает одинаковое количество электричества как на газе, так и на бензине. При питании гибридного двигателя из баллона существенно снижаются затраты на выработку энергии, поскольку стоимость газа намного ниже чем бензина. Стоит отметить, что двухтопливные станции довольно тяжелые и не такие компактные как бензиновые. Их моторесурс тоже не идет ни в какое сравнение с дизельными системами.
Однофазные или трехфазные
Электрогенераторы бывают однофазные и трехфазные. Первые используется для питания бытовых приборов, которые рассчитаны для работы от сети 220В и 50Гц. Они выбираются для установки в частные дома и офисы, где основная задача заключается в обеспечении работы бытовых приборов, таких как телевизор, холодильник, компьютер, водяной насос, фен, зарядка телефона, кондиционер и прочее. Также однофазные генераторы применяют строители при работе на объектах, поскольку именно от такой сети питаются шуруповерты, дрели, перфораторы, компрессоры и прочее оборудование.
Трехфазные электрогенераторы выдают 380 вольт. Для домашнего использования они применяются редко. Их применяют для питания промышленного оборудования. Такая станция позволит продолжить производство даже в том случае, если электроснабжение было остановлено. Особенность трехфазного генератора заключается в том, что на его корпусе имеется две розетки. Первая выдает одну фазу и обеспечивает питание обычных бытовых приборов на 220В, а вторая выводит 380В для промышленного оборудования.
Расчет мощности
Предлагаемые на рынке электрогенераторы имеют большой диапазон мощности от 0,6 и до 10 и выше кВт. Чем производительней станция, тем она дороже, шумнее и менее экономичная. По этим причинам следует подойти к выбору мощности генератора со всей серьезностью. Если мощности будет недостаточно, то при критической нагрузке устройство будет отключаться или просто выйдет из строя. В том случае, когда взять слишком высокий запас производительности, то устройство будет выдавать неоправданно большой поток, который не будет использоваться. В результате будет значительный расход горючего, что существенно увеличит себестоимость выработанной энергии.
Чтобы выбрать электрический генератор требуемых параметров следует провести расчет потребление энергии каждого прибора, который будет работать от него.
К примеру, требуется обеспечение одновременного питания:
В результате подсчета можно определить, что для одновременного питания всех этих потребителей необходимо, чтобы генератор выдавал 1773 Вт. Кроме этого, нужно учитывать, что отдельные приборы в момент включения не доли секунды потребляют больше энергии, чем непосредственно в период нормальной работы. Данное явление называется коэффициент пускового тока. У холодильника и кондиционера он составляет 3,5. По этой причине в момент включения холодильник резко потребует 2450 Вт, а кондиционер 3500 Вт.
Таким образом, чтобы приборы с высоким коэффициентом пускового тока смогли работать, нужен генератор с мощностью не на 1773, а на 6023 Вт. К этому показателю нужно прибавить запас на 20%, который позволит исключить остановку и сгорание генератора при небольших скачках потребления, в случае включения дополнительной лампочки, утюга или фена. Фактически для таких потребителей нужна станция мощностью 7 кВт и более. Нужно отметить, что в указанном примере предложены приборы с очень высоким коэффициентом пускового тока. Если использовать более скромные потребители, которые не тянут много энергии при включении, то для частного дома, где электричество отключено на несколько часов, нужен только свет, телевизор и компьютер, поэтому даже генератор на 3 кВт справится с легкостью. Холодильник вполне постоит несколько часов выключенным.
Типы запуска
По типу запуска электрогенераторы делятся на 4 группы с:
Генератор с ручным стартером имеет специальный шнурок, при вытягивании которого обеспечивается раскручивание коленвала, что и запускает двигатель. Это самые бюджетные устройства. Чтобы запустить такой генератор может понадобиться несколько раз дернуть за пусковой шнур, что требует некоторых усилий, особенно в холодную погоду. Завести двигатель ручным способом в мороз очень тяжело, особенно у мощного генератора с высокой компрессией мотора.
Генераторы с электростартером запускаются как и любой автомобиль. Достаточно просто вставить ключ и повернуть. Стартер работает от аккумулятора. Также бывают генераторы с дистанционным запуском. Они являются модификацией модели с электростартером, которые дополнительно оснащены пультом дистанционного управления. Пульт напоминает обычную автосигнализацию. Он позволяет провести включение не выходя из дома.
Электрогенераторы с системой ATS работают автоматически. Они оборудованы специальным прибором, который постоянно контролирует наличие в системе электричества. В случае его отключения проводится автоматический запуск станции, и питание электроприборов возобновляется. При включении электроснабжения генератор сам отключается. Это позволяет исключить перерасход топлива в те моменты, когда это уже не нужно.
Для чего необходим электрогенератор
Электрогенераторы применяются почти во всех сферах деятельности, где нужно обеспечить постоянство или автономность энергоснабжения. Особенно они необходим там, где рабочий процесс нельзя прервать даже на минуту.
Генераторы очень сильно различаются по своим характеристикам, и разобраться в них на первый взгляд достаточно сложно. Мы решили привести основные отличия электрогенераторов, которые работают на разных видах топлива.
В чем особенности бензиновых генераторов
Такой генератор – источник электроэнергии относительно небольшой мощности, поэтому его стоит покупать лишь в том случае, если нет необходимости в бесперебойной работе сети. Его предел – это 12 часов беспрерывной работы. За час работы такой агрегат потребляет примерно 1-2,5 литра топлива.
Несомненный плюс бензинового электрогенератора в том, что он не боится перепадов температуры и может работать в любую погоду. Его чаще всего используют в приусадебном хозяйстве, подойдет он и для загородного дома. Вес у таких установок обычно небольшой, поэтому его можно брать в поход.
Есть еще цифровые бензиновые генераторы, их еще часто называют инверторными, на них установлена специальная электроника, которая позволяет получать электричество от двигателя и преобразовывать его в напряжение 220 вольт.
Какие плюсы и минусы у использования газовых электрогенераторов
Такие генераторы работают на природном газе и пропанобутановых смесях. Их мощность составляет от 1,5 кВт до десятков тысяч. Даже при низком давлении газа, этот аппарат обеспечит вас электроэнергией. А время бесперебойной работы обычного газового генератора от баллона объемом 50 литров составляет около 20 часов. Одно из важнейших достоинств газовых электрогенераторов – это их экологическая безопасность. Благодаря отсутствию масштабных выхлопных газов, которые так часто встречаются в бензиновых моделях, газовые генераторы практически не токсичны.
Также стоит учитывать, что запустить двигатель у такого агрегата можно только при положительных температурах, поэтому желательно его устанавливать в отапливаемом помещении. Среди плюсов стоит отметить и бесшумную работу газовых электрогенераторов, а также отсутствие вибрации (низкое давление на поршень двигателя), непрерывную подачу топлива и высокую экономичность использования.
Газовые генераторы используются в большинстве случаев там, где потребляется большое количество электроэнергии (от 500 кВт). Их маленький размер обеспечивают компактность, что является довольно важным фактором на производстве. Этот агрегат справится со всеми поставленными перед ним задачами: его можно использовать для сельскохозяйственных нужд, магазинов, складов и других помещений. Хотя в последнее время газовые генераторы становятся популярными и в быту.
В чем разница между однофазный или трехфазным генератором
Электрогенераторы в зависимости от типа подключения делятся на однофазные и трехфазные. Самые популярные – это однофазные генераторы, они рассчитаны на подключение различных электроприборов. Трехфазные, как правило, применяются для электроснабжения крупных объектов.
Что такое синхронный и асинхронный генератор
Инверторные генераторы отличаются от синхронных тем, что дают более ровную синусоиду тока, то есть переменный ток получается высокого качества, без скачков и перепадов, что наиболее важно для тонкой техники, такой как компьютеры, ЖК-телевизоры и прочее. Генераторы асинхронного типа малочувствительны к короткому замыканию и имеют высокую степень защиты от внешних воздействий. Но при данной конструкции вращающееся магнитное поле ротора не поддается регулировке, поэтому частота и напряжение на выходе генератора зависят от стабильности работы двигателя. Так что асинхронный генератор подходит только для таких электроприборов, которые не имеют высоких стартовых токов и устойчивы к перепадам напряжения.
Синхронные генераторы – самый распространенный вид бензиновых генераторов, их используют для обеспечения электропитанием бытовых приборов и аварийного освещения на временной промежуток не более 8-ми часов.
Какой тип охлаждения двигателя должен быть
От типа охлаждения двигателя зависит время непрерывной работы электрогенератора. Двигатели с воздушным охлаждением могут непрерывно работать около суток, потом им нужен перерыв на несколько часов. К тому же таким генераторам нужно больше места для притока воздуха со всех сторон. Зато электрогенераторы с водяным охлаждением двигателя могут работать круглосуточно без перерыва.
Насколько мобильны такие устройства
Электрогенераторы могут быть переносными или стационарными. У стационарных мощность может достигать 2400 кВт. Мощность переносных электрогенераторов колеблется от 0,5 до 12 кВт — это исключительно бытовой прибор, для крупных объектов он не подойдет. Газовые генераторы могут быть портативными и стационарными. А бензиновые – только портативными.
Как устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия
Люди пользуются энергией электрического тока практически во всех сферах своей деятельности. Сейчас нелегко представить жизнь без электричества, которое с помощью специального оборудования преобразуется из механической энергии. Рассмотрим подробнее, как происходит этот процесс, и как устроены современные генераторы.
Превращение механической энергии в электрическую
Любой генератор работает по принципу магнитной индукции. Самый простой генератор переменного тока можно представить, как катушку, которая вращается в магнитном поле. Также есть вариант, при котором катушка остается неподвижной, но магнитное поле только её пересекает. Именно во время этого движения и вырабатывается переменный ток. По такому принципу функционирует огромное количество генераторов во всем мире, объединенных в систему электроснабжения.
Устройство и конструкция генератора переменного тока
Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:
В зависимости от назначения, генератор имеет определенные особенности конструкции, но существуют два компонента, которыми обладает любое устройство, конвертирующее механическую энергию в электричество:
Для получения большей магнитной индукции, между этими элементами должно быть небольшое расстояние. По своей конструкции генераторы бывают:
В настоящее время более распространено оборудование с вращающимися магнитными полями, т.к. значительно удобнее снимать электрический ток со статора, чем с ротора. Устройство генератора имеет немало сходств с конструкцией электродвигателя.
Схема генератора переменного тока
Принцип работы электрогенератора: в тот момент, когда половина обмотки находится на одном из полюсов, а другая на противоположном, ток движется по цепи от минимального до максимального значения и обратно.
Классификация и виды агрегатов
Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.
По принципу работы
Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.
Асинхронный
У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.
Синхронный
Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.
Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.
По типу топлива двигателя
Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.
Газовый генератор
В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:
Дизельный генератор
Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:
Бензогенератор
Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон: