Виды электрогенераторов: Генератор электрического тока для частного дома: какой лучше выбрать

Содержание

Инверторный электрогенератор: идеальная синусоида напряжения | Электрогенераторы | Блог

Инверторные электрогенераторы завоевывают все большую популярность. Оно и понятно — их ассортимент увеличивается, а стоимость приближается к обычным генераторам. Об их преимуществах над классическими наслышаны многие, кто хоть немного интересовался автономными электростанциями. Так в чем же заключаются их достоинства и насколько они хороши на самом деле?

Инверторный электрогенератор — что это?

В основе электрогенераторов положен принцип выработки электрической энергии за счет преобразования механической энергии двигателя внутреннего сгорания в электрическую путем вращения генератора переменного тока — альтернатора.

В бытовых моделях чаще всего применяют синхронные генераторы переменного тока. Генератор состоит из статора и ротора. На статоре расположены обмотки, с которых снимается вырабатываемое генератором переменное напряжение. На роторе же — несколько полюсов с магнитами. Это могут быть как электромагниты, так и постоянные магниты, например, мощные неодимовые. Ротор вращается, создавая переменное магнитное поле, которое пронизывает обмотку статора, в результате чего в последней появляется электродвижущая сила, или, проще говоря, напряжение.

Схема классического электрогенераторабез инверторной технологии

Что же такое инверторные электростанции? Инвертор — это электронное устройство, предназначенное для преобразования постоянного тока в переменный. Таким образом, в инверторных электростанциях выходное переменное напряжение получают не напрямую от генератора переменного тока, а от инверторного преобразователя. Но пытливый читатель, вероятно, заметил, что инвертор преобразует постоянный ток в переменный. А где же его взять, если с обмоток статора снимается переменное напряжение? Все правильно, от генератора переменного тока получается переменное напряжение. Для получения же постоянного напряжения используют выпрямители.

Схема электрогенератора с использованиемнезависимого формирователя выходного напряжения

Если в электростанции отсутствует инверторный преобразователь (далее будем называть такие электростанции классическими), то необходимое напряжение снимается напрямую с обмоток статора.

Зачем же так все усложнять, если можно просто подключить необходимое электрооборудование к обмотке статора генератора переменного тока и завести двигатель. На то есть, как минимум, три веские причины:

  1. Требуется не абы какое переменное напряжение, а с вполне определенными контролируемыми характеристиками.
  2. А еще требуется легкое и компактное устройство в целом.
  3. И было бы очень неплохо, чтобы это устройство поглощало как можно меньше горючего.

Думается, что эти причины стоят того, что бы немного заморочиться. Начнем с самого важного — характеристик переменного напряжения, требуемого для питания электроприборов.

Характеристики переменного напряжения

Какими же характеристиками должен обладать электрический ток, получаемый от автономной электростанции?

Пойдем простым логическим путем — если к электростанции планируется подключать бытовые электроприборы, то электрическое напряжение, получаемое от автономной электростанции, должно иметь те же характеристики, что и напряжение в обычной розетке.

Согласно ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения», основные характеристики напряжения в бытовой электросети должны удовлетворять следующим значениям:

  • номинальное значение напряжения — 220 Вольт,
  • допустимое отклонение от номинального напряжения — ±10%,
  • номинальное значение частоты напряжения — 50 Гц,
  • допустимое отклонение частоты — ±5 Гц (для автономных систем электроснабжения).

Форма напряжения должна быть синусоидальной с минимальными искажениями. «Качество» синуса определяется уровнем гармонических искажений.

Допустимый уровень гармонических искажений по напряжению не должен превышать 8 %. Зачастую именно искажения формы напряжения, которую выдают автономные электростанции, является причиной плохой работы, а то и вовсе неработоспособности подключаемого электрооборудования.

Синусоидальный сигнал «высокого качества» можно посмотреть на экране осциллографа, подключив его к выходу специального генератора сигналов, который предназначен для тестирования различных устройств.

Синусоидальный сигнал частотой 50 Гц на экране осциллографа Hantek DSO5202P, полученный со специального генератора сигналов

Можно оценить и частотный спектр этого сигнала. Например, используя программу SpectraPlus и звуковую карту Sound Blaster X-Fi Xtreme Audio SB0790, можно получить вот такой график и значение коэффициента гармоник, которое в данном случае не превышает 0,03 %.

Частотный спектр сигнала, полученного со специального генератора

С точки зрения ценителей хорошего звука данную форму напряжения нельзя назвать идеальной, а вот инженер-электрик наверняка посчитает такую форму напряжения образцовой.

Некоторые электронные приборы и электрооборудование допускают электропитание с худшими характеристиками, чем указано в ГОСТе, но если требуется «универсальный» электрогенератор, к которому можно было бы подключать любые устройства, не задумываясь о последствиях, то характеристики его напряжения должны быть максимально приближены к требованиям ГОСТа.

А что творится в обычной розетке?

Чтобы понимать, о чем идет речь и какие в реальности основные параметры напряжения в бытовой электросети, были проведены их измерения.

Форма напряжения частотой 50 Гц в бытовой электросети

Спектр напряжения в бытовой электросети

По результатам измерений коэффициент гармоник (уровень гармонических искажений) по напряжению в бытовой электросети составил около 3.4 %, что полностью укладывается в требования ГОСТа. Изменения напряжения в течение двух часов не превышали допуски, указанные в ГОСТ.

Изменение напряжения в бытовой электросети в течение двух часов

Изменения частоты напряжения в бытовой электросети минимальны и не превышают 0,05 Гц.

Изменение частоты напряжения в бытовой электросети в течение 1 часа

Такая точность необходима в большей степени для синхронизации промышленных электрогенераторов, установленных на ТЭЦ, ГЭС, АЭС и прочих электростанциях. Для бытовых потребителей электроэнергии такая точность, как правило, избыточна. Поэтому в ГОСТе отдельно указаны допуски на отклонение частоты для автономных систем электроснабжения, значения которых составляют ±5 Гц.

С качеством электрической энергии разобрались, вернемся к электрогенераторам.

Классическая автономная электростанция

Для того, чтобы получить напряжение с требуемыми характеристиками, в классической электростанции необходимо выполнить несколько условий.

У синхронных генераторов частота выходного напряжения пропорциональна частоте вращения ротора. Если вращать ротор со скоростью 1500 оборотов в минуту, то на выходе получим напряжение частотой 50 Гц. При этом ротор должен быть двухполюсным, то есть иметь два магнита, закрепленных на противоположных сторонах оси ротора. Для двигателя внутреннего сгорания 1500 об/мин — это оптимальное значение, поэтому ось ротора напрямую соединяется с осью коленчатого вала двигателя. Теперь требуется тщательно следить за оборотами двигателя и поддерживать их на заданном уровне для обеспечения стабильной частоты получаемого переменного напряжения.

Нужную частоту получили, теперь разберемся с напряжением на выходе. Альтернатор, по сути, является источником тока, а не напряжения, поэтому выходное напряжение при условии постоянства оборотов будет зависеть от величины нагрузки. Чем больше нагрузка, тем меньше напряжение.

А еще выходное напряжение зависит от величины вращающегося магнитного поля, которое создают магниты на роторе. Силу магнитного поля можно менять, если установить на роторе электромагниты. Теперь, меняя ток в обмотках электромагнитов, можно регулировать выходное напряжение альтернатора. Так как ротор вращается, то для подачи тока в его обмотки применяют скользящие контакты — щетки. Устройство, которое поддерживает выходное напряжение генератора на уровне 220–230 В путем непрерывной регулировки тока в обмотках ротора, называется автоматическим регулятором напряжения (automatic voltage regulator — AVR). Без AVR синхронные генераторы в автономных электростанциях не применяются. Данные устройства чаще всего устанавливаются в корпусе альтернатора и выглядят примерно так.

Автоматический регулятор напряжения (AVR)

А вот так выглядит типичный альтернатор, установленный на классической автономной электростанции.

Типичный синхронный альтернатор мощностью 2,2 кВт. Сверху со снятой задней крышкой и демонтированным AVR, снизу вид сбоку с ориентировочными размерами

Как видно на фото, конструкция довольно громоздкая. Альтернатор сопоставим по размерам с применяемым двигателем внутреннего сгорания. При частоте выходного напряжения в 50 Гц и используемому принципу поддержания выходного напряжения на должном уровне уменьшить габариты альтернатора практически не возможно.

Характеристики напряжения в классическом электрогенераторе

Форма выходного напряжения классической автономной электростанции номинальной мощностью 2.2 кВт показана на трех осциллограммах ниже при мощностях нагрузки в 100 Вт, 900 Вт и 1700 Вт соответственно.

Нагрузка 100 Вт                      Нагрузка 900 Вт                   Нагрузка 1700 Вт

Форма выходного напряжения на выходе классической автономной электростанции номинальной мощностью 2.2 кВт

Нетрудно заметить, что форма напряжения отличается от «идеальной» синусоиды. Частотные спектры сигналов и значения коэффициента гармоник показаны ниже на графиках.

Нагрузка 100 Вт                                       Нагрузка 900 Вт

Нагрузка 1700 Вт

При мощностях нагрузки 900 и 1700 Вт коэффициент гармоник превышает требования ГОСТа.

Далее показана зависимость выходного напряжения от величины нагрузки.

Зависимость выходного напряжения от величины нагрузки

Что интересно, при увеличении нагрузки выходное напряжение генератора даже немного повышается. Это особенности работы AVR. В целом значение выходного напряжения достаточно стабильно. Тут некоторую озабоченность вызывают кратковременные всплески напряжения в моменты подключения нагрузки. Особенно это заметно, если к ненагруженному генератору сразу подключить довольно мощную нагрузку. В данном случае в момент подключении к генератору нагрузки в 1700 Вт сразу наблюдается провал напряжения на 9-10 вольт, затем кратковременный подъем на 11-12 вольт. Это результат работы системы AVR и системы автоматического поддержания оборотов двигателя, которые имеют естественную инерционность и не могут мгновенно производить регулировку.

А вот так меняется частота выходного напряжения при подключении нагрузки разной мощности.

Зависимость частоты выходного напряжения от величины нагрузки

При работе электростанции без нагрузки или при малой нагрузке частота напряжения немного завышена относительно номинального значения (50 Гц), это сделано умышлено, так как при номинальной нагрузке обороты двигателя в любом случае упадут даже при задействованной автоматической регулировке оборотов. А для электрооборудования незначительное повышение частоты питающего напряжения менее вредно, чем ее понижение, в особенности для устройств с трансформаторным питанием. При снижении частоты у трансформаторов увеличивается ток холостого хода, а значит и нагрев.

Как бы то ни было, характеристики напряжения исследуемой классической электростанции вполне удовлетворяют требованиям ГОСТа, за исключением гармонических искажений выходного напряжения. Но для большинства оборудования это вполне допустимо.

Инверторная автономная электростанция

В инверторных электростанциях тоже используется синхронный генератор переменного тока. Но его конструкция отличается от тех, которые используются в классических электростанциях.

Какие же требования предъявляются к генератору переменного тока инверторной электростанции, чтобы получить напряжение с требуемыми характеристиками? А требования эти очень лояльные, так как формированием нужных характеристик выходного напряжения занимается инверторный преобразователь, а не альтернатор. В этом и кроется ключевое отличие инверторных электростанций от классических.

Самое интересное заключается в том, что становится не важно, какая частота напряжения будет на выходе альтернатора, так как напряжение будет преобразовано в постоянное, а у него частота как параметр отсутствует в принципе. Это дает возможность применения многополюсного генератора с внешним ротором, обмотки которого работают на повышенной частоте (примерно 400–600 Гц).

Отпадает необходимость в роторе с обмоткой для создания электромагнита. Блок AVR тоже становится лишним. Ведь уровень напряжения, необходимый для питания инвертора можно регулировать, изменяя обороты двигателя. Поэтому на роторе можно установить постоянные магниты. Все эти конструктивные особенности значительно уменьшают размеры и вес альтернатора.

Синхронный многополюсный альтернатор с внешним ротором на постоянных магнитах мощностью 1,25 кВт

Показанная на фото инверторная электростанция имеет в составе два многополюсных генератора переменного тока, которые установлены по обе стороны коленчатого вала. В результате параллельной работы двух альтернаторов номинальная мощность электростанции составляет 2,5 кВт.

А вот так выглядит типичный блок формирователя выходного напряжения, в составе которого установлен выпрямитель и, собственно, инвертор. Размеры данного блока 175х130х80 мм.

Характеристики напряжения инверторного электрогенератора

Форма выходного напряжения инверторной электростанции номинальной мощностью 2 кВт показана на трех осциллограммах ниже при мощностях нагрузки в 100 Вт, 900 Вт и 1700 Вт соответственно.

Форма выходного напряжения на выходе инверторной электростанции номинальной мощностью 2 кВт

Форма напряжения близка к «идеальной» синусоиде. Измерения коэффициента гармоник показали отличные результаты. Уровень искажений меньше, чем в бытовой электросети и в несколько раз меньше требований ГОСТа.

Нагрузка 100 Вт                                       Нагрузка 900 Вт

Нагрузка 1700 Вт

Уровень гармоник выходного напряжения инверторной электростанциипри разных величинах нагрузки

Далее показана зависимость выходного напряжения от подключаемой нагрузки.

Зависимость выходного напряжения от величины нагрузки

При увеличении нагрузки напряжение уменьшается, но незначительно. Наблюдаются провалы напряжения в моменты подключения нагрузки. Более всего это заметно при резком увеличении нагрузки с нуля. Такие провалы объясняются конкретными схемотехническими решениями при разработке инвертора и в разных реализациях могут отличаться по величине.

А вот если посмотреть на график частоты выходного напряжения от нагрузки, то увидим ровненькую горизонтальную линию. При этом нагрузка к генератору подключалась аналогично предыдущему графику. Такие стабильные параметры являются следствием того, что инверторный преобразователь имеет свой собственный задающий электронный генератор, и его частота никак не зависит от оборотов двигателя.

Параметры напряжения инверторной электростанции полностью удовлетворяют требованиям ГОСТа. Отличительной особенностью являются малые гармонические искажения выходного напряжения и высокая стабильность частоты.

В каждой бочке бывает ложка…

Нельзя не отметить одну особенность инвертора, которой пользуются производители, чтобы удешевить его конструкцию. Дело в том, что по определению инвертор — это устройство, которое преобразует постоянное напряжение в переменное. При этом речь не идет о форме этого переменного напряжения. Синусоидальную форму выходного напряжения чисто технически получить несколько сложнее, чем прямоугольную. В результате некоторые производители устанавливают на свои электростанции инверторы, которые вместо синуса дают прямоугольные импульсы частотой 50 Гц, при этом их ширина и амплитуда подобраны таким образом, что дают среднеквадратическое значение напряжения как раз в 220–230 В. Все это называют ступенчатой аппроксимацией синусоиды. Ниже показана форма выходного напряжения инверторной электростанции с выходным напряжением в виде как раз той самой ступенчатой аппроксимации.

Форма выходного напряжения инверторной электростанции со ступенчатой аппроксимацией синусоиды

Да, некоторое оборудование вполне сносно переваривает такую форму напряжения, но называть такую электростанцию универсальной для питания любого электрооборудования было бы опрометчиво. Сложно гарантировать стабильную и безотказную работу оборудования, подключенного к такому электрогенератору. Либо надо знать, что подключаемое оборудование допускает работу от напряжения такой формы.

К сожалению, производители зачастую умалчивают об этом параметре, но зато громко заявляют, если их изделие выдает «чистый» синус.

Что в итоге?

Основным преимуществом инверторных электростанций является малый вес и габариты. В среднем инверторная электростанция в 1,5-2 раза легче и меньше классической. Такие показатели удалось достичь благодаря применению многополюсного генератора переменного тока с внешним ротором на постоянных магнитах и работающего на повышенной частоте. А применяется такой генератор как раз из-за независимого формирователя выходного напряжения — инвертора. Ко всему прочему все эти технические решения увеличивают КПД электрогенератора, что уменьшает потребление горючего двигателем.

Что касается качества выходного напряжения, то тут неоспоримым преимуществом инвертора по сравнению с классической электростанцией является низкий уровень искажений формы выходного напряжения. На выходе практически идеальная синусоида (если, конечно, не попался инвертор с аппроксимацией). Тоже можно сказать и о стабильности частоты. Такие параметры позволяют использовать инверторную электростанцию для питания любого оборудования, не опасаясь негативных последствий.

Стабильность напряжения инверторной электростанции ничем не выделяется на фоне этого же параметра классического электрогенератора. И у того, и другого устройства этот параметр находится на должном уровне и зависит от применяемых решений при разработке и изготовлении AVR или инвертора.

Генераторы. Виды и применение.

Устройство, которое переводит энергию вращения ротора в электрическую энергию, называют генератором. Генератор, среди всего многообразия различного инструмента, по праву считается самым универсальным приспособлением. Сфера его применения включает в себя все сферы, в которых применяется электроинструменты или электроприборы. Главным достоинством генератора является то, что он полностью автономен, и не нуждается в тепловых, газовых, и других сетях.

Виды генераторов

По мобильности генераторы разделяют на стационарные и мобильные.
Стационарные генераторы больше схожи со станциями и применяются, в основном, для экономии, в тех местах, где выгоднее генерировать электричество или там, где недопустимы перебои энергоснабжения.

А мобильные генераторы легко перевозятся в любое нужное место, мобильность такого генератора определяется его массой и размерами.

По режиму и продолжительности работы генераторы делятся на резервные и основные.
Резервные, их еще называют аварийными, в основном применяются при прекращении энергоснабжения основных источников, они автоматически включаются, если основной источник тока отключается, или включается вручную. Чаще это бензиновые генераторы, которые работают около четырех часов. 
Основные генераторы. Это мощные дизельные генераторы, которые работают круглосуточно и без перерывов.

Так же, генераторы различают по сфере применения - промышленные, профессиональные и бытовые.

К промышленным генераторам относят те, которые производят генерацию электричества для промышленности: заводов, больниц, строек, жилых районов и т.п.

Профессиональные установки применяются для подключения к ним профессионального электроинструмента.

Бытовые генераторы в основном обеспечивают электричеством частные владения владельца.

Следует выделить отдельный вид профессиональные генераторы – генераторы с установленным сварочным аппаратом. Особенностью таких генераторов является то, что они способны выдавать большее количество тока в тот момент, когда образуется электрическая дуга. Если для сварки применять другие генераторы, то генератор будет постоянно испытывать перегрузки, что впоследствии приведет к его поломке.

Так же генераторы подразделяют на трехфазные и однофазные. Однофазные генераторы применяются для питания всех однофазных потребителей тока, таких как бытовые приборы, освещение и однофазного электроинструмента. Трехфазные генераторы предназначаются для специализированного трехфазного оборудования.

Электрогенераторы – разновидности, особенности выбора

Современный человек не мыслит своего существования без электричества. Проснувшись утром, мы отправляемся в ванную комнату и включаем там свет. Потом нажимаем на кнопку электрического чайника или кофеварки, распахиваем холодильник, делаем тосты. Мы пользуемся огромным количеством электроприборов, даже не замечая, как это удобно. Утюг, стиральная и посудомоечная машина, компьютер и телевизор, пылесос и СВЧ печь делают нашу жизнь комфортной и приятной. Придя на работу, мы усаживаемся за компьютер или встаем к станку – и вновь нам требуется электроэнергия. Но если электричество отключают, весь привычный ход вещей нарушается. Неработающий телевизор – не проблема, но вот отключившийся холодильник или система отопления принесут массу неудобств. Отсутствие электроэнергии на производстве грозит серьезными проблемами, снижением производительности и финансовыми трудностями. Что уж говорить о медицинских учреждениях, в которых от наличия электроэнергии напрямую зависит жизнь и здоровье пациентов? В момент отключения мы не знаем, сколько могут длиться перебои. Порой света нет в течение суток и более.

Но почему мы должны зависеть от милости энергетиков, когда есть другие возможности? Многие наши соотечественники уже решили эту проблему, купив генератор. Приобретение и установка электрогенератора позволит получать электроэнергию автономно и использовать ее на любые нужды. Генератор может применяться и в качестве временного источника энергии – там, где есть постоянные перебои с электроснабжением, и на постоянной основе – там, где центральных электросетей нет вовсе. Важно лишь выбрать модель, которая обеспечит работу всех необходимых приборов и будет экономически обоснованной. Это зависит, прежде всего, от того топлива, на котором работает генератор. Невозможно однозначно решить вопрос о том, какой генератор – дизельный или бензиновый – лучше. Все зависит от конкретных условий и потребностей.

Электрогенератор – не самая дешевая вещь, поэтому при покупке нужно учесть не только его изначальную стоимость, но и расходы на эксплуатацию, и безопасность, и другие факторы. Чтобы облегчить ваш выбор, давайте проведем сравнение двух типов генераторов по основным характеристикам.

Цели покупки генератора

На первом этапе необходимо рассчитать мощность генератора. Для этого суммируйте мощность всех электроприборов, которые вы планируете запитать от установки. Безусловно, полученные результаты будут разными для дачного дома и, например, производственного цеха. Алгоритм расчетов приведен в другом разделе сайта, поэтому здесь мы не будем подробно рассматривать этот вопрос, а опишем некоторые ситуации, в которых может потребоваться бензиновый или дизельный генератор.

Если вы живете или работаете в местности, где то и дело отключают электроэнергию, вам нужен резервный источник электричества. Для этих целей подходит бензиновый генератор, который гораздо дешевле, чем дизельный. Необходимо учесть, что бензиновое устройство имеет ограниченный период работы: в сутки его можно включать на несколько часов. Ни одна модель бензиновых генераторов не рассчитана на беспрерывную работу. Их можно использовать там, где электричества нет совсем. Скажем, в строящемся дачном домике, в гараже, на рыбалке бензиновый генератор сослужит отличную службу, но нельзя забывать о времени эксплуатации, которое указано в инструкции.

Обратите внимание: не путайте интенсивность работы и мощность. Бензиновый генератор рассчитан на ограниченный срок использования, но его можно подключать к мощным электроприборам и инструментам. Сейчас в продаже имеются бензогенераторы, приспособленные для питания оборудования суммарной мощностью 0,65-10 киловатт. К таким генераторам вы можете подсоединить электрический инструмент, бытовую технику, насос, сварочный аппарат и т.п.

Если в вашем доме (офисе, цехе, на складе) централизованного электроснабжения нет в принципе, то вам потребуется постоянный источник электроэнергии, то есть дизельный генератор. Бензиновые генераторы не приспособлены для решения подобных задач. Использовать их будет нерационально, поскольку, во-первых, вы сожжете неоправданное количество бензина, а во-вторых, сможете перегрузить и испортить генератор.

Большинство дизельных генераторов имеют четырехтактный двигатель и значительный моторесурс. Это выносливые, неприхотливые, высокопроизводительные машины. В ассортименте, представленном на рынке, есть и маломощные агрегаты по 2-4 киловатт, подходящие, например, для обеспечения небольшой мастерской или гаража, и серьезные энергетические установки, способные запитать предприятие или коттеджный поселок. Их мощность может составлять от 10 до десяткой тысяч киловатт. Бензиновых генераторов подобной мощности не существует. Дизель-генераторы мощнее 15 киловатт оснащаются системой жидкостного охлаждения, то есть они рассчитаны на беспрерывную работу.

Разумеется, установки разной мощности будут значительно различаться в габаритах и конструкции. Генератор небольшой мощности может переносить и устанавливать один человек. А вот с крупной дизельной станцией справится только бригада.

Условия эксплуатации генераторов

Большая часть бензиновых генераторов – это портативные модели переносного типа. Они имеют небольшую массу (14-26 кг), компактный корпус и удобную ручку для переноски. Такой генератор можно взять с собой загород, на пикник, на рыбалку, в гараж и пользоваться электроэнергией в любом месте. Для бытовых нужд портативный бензогенератор – оптимальный вариант.

На стройках, на производстве используют рамные генераторы без кожуха. И бензиновые, и дизельные генераторы этого типа имеют похожую конструкцию: устройство крепится к силовой раме, которая обеспечивает механическую устойчивость в процессе работы. Некоторые из таких генераторов оборудуются колесами для легкого перемещения. Станции данного вида имеют несколько розеток для подсоединения оборудования. Есть модели, способные обеспечивать разное напряжение – и 220, и 380 вольт.

Важно! Если в помещении, где будет установлен генератор, имеются ограничения по уровню шума, следует приобрести бензиновое устройство. Бензогенераторы работают намного тише дизельных. Вы можете найти в продаже модели с уровнем шума до 67 децибел.

Одним из важнейших плюсов бензиновых генераторов является их способность работать в холодное время года. Завести бензогенератор можно даже в мороз. Пуск дизельного генератора в холода сопряжен с дополнительными трудностями, ведь придется разогревать топливо, применять специальные присадки и т.д.

Стационарные дизель-генераторы – это крупногабаритные установки с большим весом (до тонны и выше). Их двигатель и рабочие узлы помещаются в защитный кожух. Устройства данного типа снабжаются блоком управления, защищенным дверцей и замком. Как правило, крупные дизельные генераторы оборудуются процессором, обеспечивающим автоматический режим работы с минимальным вмешательством человека. Одна дизельная станция может снабжать электричеством несколько коттеджей, стройку, производство. Незаменимы такие генераторы для учреждений здравоохранения, на стратегических объектах, крупных продуктовых складах, где они используются для резервного питания.

схема, порядок сборки в домашних условиях

Электроэнергия не всегда подается бесперебойно, например, из-за удаленного расположения ЛЭП от жилых построек. И когда то и дело отключают свет, наверняка вы задумывались о покупке генератора? Конечно, покупное устройство – недешевое решение, да и затраты не всегда оправданы. Более доступный вариант – изготовить генератор своими руками. Такое решение не требует больших вложений на сборку, может преобразовать энергию не только за счет дорогостоящего бензина, дизельного движка, но и более доступных – газа, пара и т.п.

Поэтому он решает проблему с перебоями электричества и экономит энную сумму в бюджете. Но как сделать действительно качественный генератор, какие еще у самоделки преимущества перед покупными устройствами? Мы поможем вам разобраться во всех нюансах – в этой статье приведем схемы сборки электрогенератора, принцип его работы, преимущества использования самоделки. Также рассмотрим пошаговую инструкцию по изготовлению генератора в домашних условиях.

Содержание статьи:

Преимущества самодельного генератора

Самодельный генератор выигрывает у покупного более доступной стоимостью. Безусловно финансовая сторона важна, но устройство, сделанное своими руками – это прибор только с необходимыми и заявленными требованиями.

Стоит учесть, что выбранная конструкция непосредственно сказывается на КПД. Так в асинхронных генераторах потери КПД не превышают 5%. Лаконичность конструкции его корпуса с защитой мотора от влаги, грязи снижает потребность в частом техническом обслуживании. Асинхронный генератор более устойчив против скачков напряжения за счет выпрямителя на выходе, что предотвращает поломки подключенного оборудования.

Самодельный генератор работает вне зависимости от удаленности ЛЭП, обеспечивая электроэнергией в любых условиях. Он преобразует энергию, используя доступный вид топлива

Такое устройство эффективно питает сварочные аппараты, лампы накаливания, компьютерную и мобильную технику с чувствительностью к перепадам напряжения. Имеет хорошую производительность и моторесурс.

Прибор – хорошая альтернатива обычным источникам электропитания, выручает при аварийном отключении электричества, экономит средства. Мобилен, малогабаритен, с простой конструкцией, легко поддается ремонту – можно своими силами заменить вышедшие из строя детали, узлы.

Кроме прочего, самоделка обладает небольшими размерами, поэтому с легкостью устанавливается даже в небольших помещениях.

Разместить самодельный генератор можно в небольшом помещении, за счет компактной конструкции прибор не требует много места для своей установки

В зависимости от от используемого типа топлива генератор требует лишь соблюдения мер предосторожности в процессе использования.

В процессе эксплуатации самодельного генератора необходимо соблюдать технику безопасности: следить за электрическими кабелями, не допускать их перекручивания, не трогать оголенные провода руками и т.п

Разновидности генераторов электроэнергии

Обычно самодельный генератор в домашних условиях изготавливают на основе асинхронного двигателя, магнитным, паровым, на дровах.

Вариант #1 — асинхронный генератор

Устройство сможет вырабатывать напряжение 220-380 В, исходя из показателей выбранного мотора.

Для сборки такого генератора потребуется лишь запустить асинхронный двигатель, подключив конденсаторы к обмоткам.

Генератор на основе асинхронного двигателя самостоятельно синхронизируется, запускает роторные обмотки с постоянным магнитным полем.

Двигатель оборудован ротором с трехфазной или однофазной обмоткой, вводом кабеля, короткозамыкательными устройством, щетками, регулирующим датчиком

Если ротор короткозамкнутого типа, то обмотки возбуждаются при помощи остаточной силы намагниченности.

Вариант #2 — устройство на магнитах

Для магнитного генератора подходит коллекторный, шаговый (синхронный бесщеточный) двигатель и прочие.

Обмотка с большим количеством полюсов увеличивает показатель КПД. В сравнение с классической схемой (где КПД 0,86) 48-полюсная обмотка позволяет сделать мощность генератора больше

В процессе сборки магниты крепятся на вращающуюся ось и устанавливаются в прямоугольную катушку. Последняя при вращении магнитов вырабатывает электростатическое поле.

Вариант #3 — паровой генератор

Для генератора на пару используют печь с водяным контуром. Работает устройство за счет тепловой энергии пара и турбинных лопастей.

Чтобы самостоятельно сделать генератор на пару, понадобится печь с водяным (охлаждающим) контуром

Это замкнутая система с массивной немобильной установкой, требующей контроля и охлаждающего контура для превращения пара в воду.

Вариант #4 — устройство на дровах

Для генератора на дровах используют печи, включая походные. К стенкам печей закрепляют элементы Пельтье и располагают конструкцию в корпус радиатора.

Принцип работы генератора следующий: при нагревании поверхности проводниковых пластин с одной стороны другая охлаждается.

Чтобы самостоятельно сделать генератор на дровах, можно использовать любые печи. Генератор работает за счет элементов Пельтье, нагревающих и охлаждающих проводниковые пластины

На полюсах пластин появляется электрический ток. Наибольшая разница между температурами пластин обеспечивает генератор максимальной мощностью.

Агрегат более работоспособен при минусовых температурных режимах.

Принцип работы электрогенератора

Работа генераторов реализуется по принципу электромагнитной индукции, когда в замкнутой рамке происходит наводка тока за счет пересечения ее вращающимся магнитным полем. Магнитное поле создают обмотки либо постоянные магниты.

Когда из коллектора электродвижущая сила достигает замкнутого контура и узлов щетки, то ротор начинает вращаться сообща с магнитным потоком. Так создается напряжение в подпружиненных щетках, прижатых к коллекторам пластинчатого вида.

Далее электроток передается к выходным клеммам, проходит в сеть, распространяется по генератору.

Используют генераторы переменного и постоянного тока. Электрогенератор переменного тока малогабаритен, не образовывает вихревые токи, при этом имеет возможность функционировать в экстремальных температурах. Аппарат с постоянным током не требует тщательного контроля, обладает значительным числом ресурсов.

Конструкционно генератор включает в себя: щетки со щеткодержателями, коллектор, якорную обмотку, якорь, стартер, кольца контактные, обмотку стартера, ротор, корпус, вентилятор, привод и станину

Генератор переменного тока может быть как синхронным, так и асинхронным. Первый – с постоянным электрическим магнитом и количеством вращений статора равных роторным, формирующим магнитное поле. Преимуществами такого генератора называют стабильно высокое напряжение, к недостаткам относят перегрузку по токам из-за завышенной нагрузки на регулятор, повышающий ток обмотки ротора.

Конструкция асинхронного генератора: короткозамкнутый ротор, статор. Когда вращается ротор генератор индуцирует ток, а магнитное поле выдает напряжение синусоидального типа.

Пошаговая инструкция по сборке

Собирать генератор в домашних условиях необходимо после того, как подготовлен комплект из необходимых радиокомпонентов, электроинструментов и материалов.

Этап 1 – подготовка радиокомпонентов

Для сборки модуля механического генератора с электромагнитами потребуется двигатель. Для изготовления маломощного генератора можно использовать электродвигатель от стиралки типа «Ока», «Волга», насоса «Агидель» и прочие.

Ток, вырабатываемый мотором, определяет выбор деталей и узлов. Для преобразования тока из переменного в постоянный необходимы выпрямительные диоды, например, диодный мост высокой мощности в десятки ампер с напряжением не более 50 В. Для полярных конденсаторов постоянного тока важны сглаживающие фильтры со способностью выравнивать пульсацию напряжения постоянного характера.

Для того, чтобы сделать самодельный ветрогенератор, не потребуется большой точности исполнения и узкоспециализированных материалов. Построенный образец работает при скорости ветра от 9 до 10 м/с, обеспечивает мощностью в 800 Вт.

В качестве дополнительной платы с USB-портом для подключения гаджетов выбирается устройство для преобразования напряжения в 1,5-20 В. Такой список радиокомпонентов достаточен для маломощного генератора напряжением до двух десятков вольт. В случае с асинхронным двигателем подключить мобильные устройства получится напрямую.

Этап 2 – подготовка инструментов и материалов

Из электроинструментов понадобится болгарка, в наборе которой есть отрезные диски по металлу, дереву и шлифовальный диск (твердый или круг-наждачка).

Рекомендуем ознакомиться с .

Также необходима электрическая дрель со сверлами по металлу. Может понадобиться перфоратор с ударными сверлами, коронками по бетону. Иногда перфоратор комплектуется переходником с простыми, коническими сверлами, коронками по дереву. Также пригодится шуруповерт с головками под переходник-гайковерт, головкой под гайки.

Для сборки каркаса генератора потребуются материалы. Их выбирают по своему усмотрению. Это может быть трубный прокат разного диаметра, металлическая арматура, профиль и т.п.

Во время сборки конструкции генератора у мастера под рукой должны находиться отвертки разного диаметра, плоскозубцы, молоток, гаечные ключи и прочее

Для соединения запасаются крепежами – гайками, шайбами, саморезами, болтами. Это универсальный набор инвентаря, собрав который, можно приступать к изготовлению генераторной установки своими руками.

Этап 3 – подготовительные работы

После подготовки инструментов и материалов приступают к подготовительным работам. Они необходимы перед сборкой генератора потому, что включают первоначальный расчет мощности устройства.

Рассчитывают мощность, подключая двигатель в сеть. Количество выдаваемых вращений определят мощность мотора. Иногда для измерений используют тахометр, а к полученным данным прибавляют 10% для компенсации нагрузки (предотвращение перегрева мотора при использовании).

После того, как мощность точно подсчитана, подбирают конденсатор соответственно ранее полученным данным мощности двигателя.

После проведенного подсчета мощности необходимо выбрать конденсатор. Устройство предотвращает перегрева мотора во время работы генератора

В завершение подготовительных работ продумывают заземление будущего генератора. Этот процесс помогает избежать травматических ситуаций, продлить эксплуатационные сроки генератора.

Этап 4 – изучение схемы звезда и треугольник

Чтобы собрать генератор в 220, требуется схемы-аналоги производственной модели – звезда или треугольник.

В сложных устройствах иногда используют комбинированную схему звезда-треугольник. В соединение типа звезда концы крепятся в единой точке. Графический вид представляет собой расхождение фаз из центра в разные стороны, как-будто лучи образуют звезду. По схеме типа треугольник концы одной обмотки крепятся с началом последующей

По схеме звезды электросоединение выполняют для каждого из концов обмоток одной точки,  для треугольника – соединение последовательного типа.

Этап 5 – непосредственно сборка

Рассмотрим несколько вариантов сборки электрогенератора.

Сборка асинхронного генератора

Изготовление асинхронного генератора не требует переточки ротора под неодимовые магниты, поэтому схему устройства называют переделкой готового асинхронного мотора. В таком варианте нет необходимости в питании роторной обмотки, она снимается с двигателя, а ось ротора протачивается для плоских магнитов.

По схеме сборки асинхронного генератора мощность устройства достигает от 2 до 5 киловатт при емкости конденсаторов от 28 до 138 микрофарад. Для того, чтобы напряжение было статичным, необходима емкость, в зависимости от планируемой нагрузки на генератор.

Сборка агрегата происходит в три этапа. Первый предполагает собрать одну несущую конструкцию, установив в нее двигатель с приводом передаточного типа.

Соединение выполняется так: конец 1-ой обмотки соединяется с концами начала 2-ой обмотки. Далее конец 2-ой обмотки крепят к началу 3-ей обмотки. Конец  3-ей обмотки соединяется с началом 1-ой обмотки

На втором этапе подключают переменные и неполярные конденсаторы к обмоткам. Последние включаются по схеме звезда, когда часть концов соединяют к центру корпуса, а остальные выводятся отдельно.

В заключении к вершинам конденсатора присоединяют свободные обмоточные концы согласно схемы треугольник.

Подключаем переменные и неполярные конденсаторы к обмоткам, часть концов у которых соединяем к центру корпуса, другие выводим отдельно

Перед первым запуском новое устройство тестируется, например, обычной лампочкой накаливания в два-три десятка ватт. Это необходимо для проверки генератора на способность обеспечивать бесперебойной выдачей напряжения, 3000 оборотов в одну минуту.

Собираем генератор на дровах

Сборку дровяного генератора рассмотрим на примере буржуйки. Порядок сборки такой: в начале радиатор размещается на стенках буржуйки так, чтобы шипы смотрели внутрь. Далее, в зависимости от размеров радиатора, устанавливаются элементы Пельтье, к одному из которых в последующем крепят еще один радиатор.

Такую установку лучше расположить в тени, возле неутепленной стены небольшой толщины, что обеспечит максимальное охлаждение.

Для запуска генератора на дровах поджигают поленья. Разгораясь они нагревают стенки печки, которые заставляют элемент Пельтье выдавать максимальную мощность. Охлаждается генератор холодным уличным воздухом.

У нас на сайте есть подробная инструкция по своими руками.

Нюансы сборки коллекторного генератора

Коллекторный генератор собирают по следующей схеме: сначала размещают мотор коллекторного типа на несущую раму, иную конструкцию.

Потом присоединяют к выводам мотора сглаживающий конденсатор, плату DC-инверторного преобразователя. Конденсатор должен быть постоянного тока.

Необходимо прикрутить патрон к оси двигателя, при этом мотор закрепить так, чтобы патрон был плотно прижат к устройству. Далее минусовой провод мотора присоединяется к минусу от аккумулятора, а плюсовой к анодам диодов, катоды диодов к плюсам аккумуляторов

Следующим шагом, если нет USB-порта, будет его подсоединение к выходу от DC-платы. К такому генератору можно подключать мобильные устройства.

Располагается конструкция генератора на велосипедной раме или ветряке.

Устанавливаем генератор на велосипеде или ветряке из вентиляторных запчастей. Для удобства использования можно прикрепить флюгер-хвостовик

Вместо коллекторного можно поставить шаговый мотор с более высоким КПД и сроком службы от 10 лет. Предпочтительно выбирать модели с напряжением в 12 В и током от 1,8 до 4,2 ампера. В таких моторах обмоток от 2 до 4, их подключают последовательно для напряжения в 24, 36, 48 В. Если мотор подключают параллельное, то на выходе получается ампераж в большом значении. В связи с этим до нужного напряжения генератор будет разгоняться сложнее.

Помимо этих вариантов у нас на сайте есть подробные инструкции по сборке и генератора.

Рекомендации по безопасной эксплуатации

Для генераторов, которые будут использоваться в уличной среде, например, ветряная электростанция, велогенератор, следует создать защиту от осадков, пыли, грязи. Устройство размещают в специальном отдельном корпусе.

Если генератор будет работать на улице в многочасовом режиме, испытывая каждодневные нагрузки, ему необходима регулярная смазка подшипников. Манипуляции проводят один-два раза в пол года.

Не допустимо короткое замыкание: проводов двигателя, вспомогательной радиоэлектроники, полупроводников. Это может привести к тому, что сгорят замкнутые обмотки.

Если случилось короткое замыкание, ремонт двигателя может осложняться сложностью доступа к внутренним деталям генератора

Ремонт двигателя может осложняться трудностью доступа к внутренним узлам из-за силы ротора, тормозящей вращение пропорционально нагрузке. Для предотвращения таких ситуаций следует постоянно контролировать  температуру двигателя, не давая ему перегреваться.

Также следует постараться не использовать устройство продолжительное время: чем дольше генератор в работе, тем его мощность меньше. Значение оптимальной температуры двигателя от 40 до 45 градусов.

Для самодельного генератора без автоматических приборов управления требуется постоянный пользовательский контроль, в том числе для снятия данных.

Если сборка и использование самодельного электрогенератора вам кажется сложным, рекомендуем присмотреться к покупным аналогам – в следующей статье приведен газовых генераторов электроэнергии.

Выводы и полезное видео по теме

Тем не менее, генератор, изготовленный в домашних условиях – это резервный источник электропитания с хорошей производительностью, моторесурсом и экономической выгодой. Даже маломощные генераторы обеспечивают приборы и оборудование работоспособностью, поддерживают на должном уровне комфорт в частном доме, квартире в черте города или за его пределами. Для того, чтобы сделать самодельный генератор,  потребуется всего лишь определиться с его конструкцией, видом устройства и подобрать необходимые детали.

А может быть у вас есть свои способы изготовления генератора своими руками или даже хитрости? Поделитесь, пожалуйста, секретами. Это можно сделать в комментариях к данной статье, в блоке, расположенном ниже.

Видео об изготовлении ручного электрогенератора:

Собираем ветрогенератор своими руками:

Генератор, изготовленный в домашних условиях – это резервный источник электропитания с хорошей производительностью, моторесурсом. Даже маломощные генераторы обеспечивают приборы и оборудование работоспособностью, поддерживают на должном уровне комфорт в частном доме, квартире в черте города или за его пределами. Для того, чтобы собрать самодельный генератор, потребуется определиться с его конструкцией, видом и подобрать необходимые детали.

У вас есть опыт изготовления генератора своими руками? Поделитесь своими рекомендациями с другими посетителями нашего сайта. Это можно сделать в комментариях к данной статье – блок расположен ниже. Также здесь вы можете добавить уникальные фото самодельного электрогенератора.

Автомобильный генератор. Виды и устройство. Работа и особенности

Любой автомобиль имеет свою электрическую сеть, выполняющую несколько функций: запуск двигателя стартером, обеспечение стабильного образования разряда искр для воспламенения бензиновой смеси, звуковой и световой сигнализации, а также освещения и создания комфортных условий в салоне.

Для обеспечения электрической энергией потребителей автомобильной электрической сети предусмотрены два источника питания: генератор и аккумуляторная батарея, которая питает энергией бортовую сеть до момента запуска двигателя. Ее особенностью является неспособность выработки электрического тока, а только его удержания внутри себя, и отдачи потребителям при необходимости. Поэтому аккумуляторная батарея не сможет одна долго обеспечивать электроэнергией сеть автомобиля, так как быстро разрядится, отдав всю энергию. Чем чаще запускается двигатель, и используются мощные потребители тока, тем быстрее произойдет ее разряд.

Для восстановления заряда батареи и обеспечения электричеством остальных потребителей автомобиля применяется автомобильный генератор, который постоянно вырабатывает электроэнергию во время работы двигателя.

Виды автогенераторов
Существует два вида генераторов, применяемых на автомобилях:
  1. Генератор постоянного тока на современных автомобилях не используется. Для его работы не требуется выпрямление тока. Ранее применялся на автомобилях Победа, ГАЗ-51 и некоторых других марках, выпущенных до 1960 года.
  2. Генератор переменного тока широко применяется на автомобилях в настоящее время. Первые такие генераторы были разработаны в Америке в 1946 году. Это более надежная и современная конструкция. На выходе генератора встроен полупроводниковый выпрямитель.
Устройство и работа

Оба вида генераторов служат для выработки электрического тока, необходимого для эксплуатации автомобиля. Их устройство и принцип работы имеют отличительные особенности, так как они вырабатывают разные виды тока. Рассмотрим конструктивные особенности и принцип действия, которые имеет автомобильный генератор каждого вида.

Автомобильный генератор постоянного тока

 

Такой автомобильный генератор имеет много недостатков:
  • Малая эффективность работы.
  • Недостаточная мощность.
  • Несовершенная схема подключения.
  • Необходим постоянный контроль.
  • Частое техническое обслуживание.
  • Малый срок службы.

Аналогичные конструкции, включающие в себя коллектор, могут одновременно функционировать в режиме генератора или двигателя. В гибридных автомобилях они нашли широкое применение.

Их отличием от автогенераторов переменного тока является то, что создающие магнитное поле электромагниты абсолютно неподвижны. Электродвижущая сила находится во вращающихся обмотках ротора. Электрический ток снимается с полуколец, изолированных между собой. На каждой щетке имеется напряжение одной полярности.

Автомобильный генератор переменного тока

Это популярная модель современных автогенераторов. Любая конструкция автогенератора включает в себя обмотку, расположенную в неподвижном статоре, который зафиксирован между двумя крышками: задней и передней. Со стороны задней крышки находятся контактные кольца ротора. Со стороны передней крышки находится привод со шкивом. Автомобильный генератор расположен впереди двигателя и крепится с помощью болтового соединения на специальные кронштейны. Натяжная проушина и крепежные лапы расположены на крышках генератора.

Крышки генератора изготовлены литьем из алюминиевых сплавов. Они имеют окна для вентиляции корпуса генератора. В разных конструкциях такие окна могут выполняться как в торцевой части генератора, так и на цилиндрической части над обмотками статора.

На задней крышке закреплен щеточный узел, объединенный с регулятором напряжения, а также блок выпрямителя. Крышки генератора стягиваются длинными винтами, зажимая между собой корпус статора с обмотками.

Статор автогенератора состоит:

Статор изготавливается из листовой стали толщиной 1 мм. Для экономии металла конструкторы создали статор, состоящий из отдельных сегментов в виде подковы. Листы статора скреплены между собой в одну конструкцию с помощью заклепок или сварки. Все основные виды конструкций статора содержат 36 пазов, в которых находится обмотка. Пазы статора изолированы эпоксидным компаундом или специальной пленкой.

Ротор генератора состоит:

Автомобильный генератор имеет особенный вид системы полюсов ротора, состоящей из двух половин, имеющих выступы в виде клюва. На каждой половине имеется шесть полюсов, которые изготавливаются методом штамповки. Полюсные половины напрессовываются на вал. Между ними устанавливается втулка, на которой расположена обмотка возбуждения.Вал ротора обычно изготавливается из автоматной стали низкой твердости. Но при использовании роликового подшипника, который работает на конце вала со стороны задней крышки, вал изготавливают из твердой легированной стали, при этом цапфу вала подвергают закалке. Конец вала имеет резьбу, шпоночный паз для фиксации шкива.

В современных генераторах шпонка не применяется. Шкив фиксируется на валу усилием затяжки гайки. Для облегчения разборки на валу имеется шестигранный выступ для ключа, или углубление.

Щетки автогенератора расположены в щеточном узле и прижимаются к кольцам с помощью пружин.

Автомобильный генератор может оснащаться двумя типами щеток:
  1. Меднографитовые.
  2. Электрографитовые.

Второй тип обладает значительной потерей напряжения при контакте с кольцом. Это отрицательно влияет на выходные параметры генератора. Положительным моментом является длительный срок службы колец и щеток.

Узел выпрямления используется двух типов:
  1. Теплоотводящие пластины, в которые запрессованы силовые диоды выпрямителя.
  2. Конструкция с большими ребрами охлаждения, на которые припаиваются таблеточные диоды.

Вспомогательный выпрямитель включает в себя диоды в пластиковом корпусе формой в виде горошины или цилиндра, а также могут изготавливаться отдельным герметичным блоком, подключаемым к схеме специальными шинами.

Большую опасность для автогенератора может вызвать короткое замыкание теплоотводящих пластин положительного и отрицательного полюса. Это может произойти из-за случайного попадания металлического предмета или токопроводящей грязи. При этом в цепи аккумулятора возникает замыкание, которое может привести к пожару. Чтобы этого не произошло, многие токопроводящие элементы выпрямителя покрывают слоем изоляции.

В генераторе используются шариковые радиальные подшипники с заложенной в них разовой смазкой и уплотнением. Роликовые подшипники иногда применяются на импортных генераторах.

Охлаждение автогенератора происходит за счет закрепленных на валу лопастей вентилятора. Воздух засасывается в отверстия задней крышки. Существуют и другие способы охлаждения.

На автомобилях, у которых подкапотное пространство слишком плотное, и имеющее большую температуру, используют генераторы с особым кожухом, по которому отдельно поступает прохладный воздух для охлаждения.

Регулятор напряжения

Служит для поддержания напряжения автогенератора в необходимом диапазоне для нормальной работы электрооборудования автомобиля.

Такие регуляторы работают на основе полупроводниковых элементов. Их конструктивное исполнение может быть различным, но принцип их действия не отличается.

Регуляторы напряжения имеют свойство термокомпенсации. Это способность изменять величину напряжения в зависимости от температуры рабочего пространства для наилучшей зарядки аккумулятора. Чем прохладнее воздух, тем выше должно быть подводимое к аккумулятору напряжение.

Работа генератора

При запуске двигателя автомобиля главным потребителем электричества является стартер. При этом сила тока может достичь нескольких сотен ампер. В таком режиме электрооборудование работает только от аккумулятора, который подвержен сильному разряду. После запуска мотора автомобильный генератор является основным источником питания.

Во время работы двигателя происходит непрерывная дозарядка аккумулятора и обеспечивается работа электрических потребителей, подключенных к бортовой сети автомобиля. Если генератор выйдет из строя, то аккумуляторная батарея быстро разрядится. После зарядки напряжение аккумулятора и генератора отличается незначительно, поэтому зарядный ток уменьшается.

При работе мощных электроприборов автомобиля и низких оборотах двигателя, общий ток потребления становится выше способности генератора, поэтому реле напряжения переключает питание на аккумулятор.

Крепление и привод

Генератор приводится в действие с помощью шкива двигателя через ременную передачу. Обороты вращения генератора зависят от диаметра шкива генератора и шкива коленвала двигателя.

Современные автомобили оснащены поликлиновым ремнем, так как он обладает большей гибкостью и может приводить в действие шкивы небольшого диаметра. Это позволяет получить большие обороты генератора. Ремень может натягиваться разными способами, в зависимости от марки автомобиля и конструкции натяжителя. Чаще всего в качестве натяжителя используют специальные ролики.

Неисправности
Автогенераторы представляют собой надежное устройство, однако у них также случаются некоторые неисправности, которые делятся на два вида:
  1. Механические неисправности чаще всего возникают вследствие износа деталей: шкива, приводного ремня, подшипников качения, меднографитных щеток. Такие неисправности легко обнаруживаются, так как возникают посторонние шумы, стуки со стороны генератора. Эти поломки устраняют путем замены изношенных деталей, так как восстановлению они не подлежат.
  2. Электрические неисправности возникают гораздо чаще. Они могут выражаться в замыкании обмоток статора или ротора, поломке регулятора напряжения, пробое выпрямителя и т.д. До выявления неисправностей такие поломки могут отрицательно повлиять на аккумуляторную батарею. Например, пробитый регулятор напряжения будет постоянно перезаряжать батарею. При этом нет особых внешних признаков. Это выявляется только с помощью замеров напряжения выхода генератора.

Электрические неисправности также устраняются путем замены неисправных деталей новыми. Замыкание в обмотках требует их перемотки, что значительно повышает стоимость ремонта. В торговой сети можно найти запчасти к генераторам, в том числе и корпус статора с обмотками.

Похожие темы:

Походные генераторы энергии и просто 2 интересных минигенератора для пытливых и рукастых)

Все больше и больше полезных гаджетов, призванных облегчить и сделать комфортной жизнь в походных, полевых или экстримальных условиях появляется на рынке. И у большинства из них основным вопросом стоит обеспечение их энергией. Вариантов решения этой проблемы также множество от банального ношения с собой запаса аккумуляторных или гальванических батарей и внешних аккумуляторов до малогабаритных переносимых генераторов. Последние по моему мнению являются наиболее перспективными так как позволяют практически  неограничено восстанавливать запасы энергии. Варианты солнечных батарей здесь неократно описывались и рассматривались а по сему предлагаю их пропустить и перейти к экзотическим устройствам (вероятно некоторые из них уже описывлись здесь - тогда ОЙ!)

И так первый как наиболее эффективный, стабильный и привлекательный по принципу работы - печка-электрогенератор на дровах, производство которой организовала американская компания BioLite.Видел сей гаджет на оф.сайте за 9 тыс.руб и выше (имеется пара модификаций по внешнему виду + к нему разработаны складной чайник и приставка-гриль 

Внешне печка похожа на электрический чайник, имеет маленькую топку и термоэлектрический генератор, мощности которого достаточно для подзарядки мобильника. Печка предназначена для туристов. И тут так пригодилась! Счастливые обладатели чудо-печки, приспособившие себя к туристической неустроенности, развернули пункты зарядки аккумуляторов мобильников и прочих гаджетов прямо на улицах. Похожие печки для приготовления пищи с устройствами для подзарядки поставляют по программам гуманитарной помощи в развивающиеся страны.

Следующими рекомендую к рассмотрению Kinesis K3 и MINIWIZ HYmini - экологически чистые гаджеты: зарядные устройства для ваших MP3-плееров, iPod, мобильных телефонов, цифровых камер и других 5-вольтовых устройств. Аккумуляторная батарея накапливает энергию от ветрогенератора или солнечной батареи, а также заряжается от электросети.

-Kinesis K3  - весом в 300 грамм, Kinesis K3 имеет на корпусе кроме ветрогенератора, также солнечную батарею. Емкость батареи 4000мAh, ну, и цена, соответственно, повыше – 100$. Подзарядить его можно также от автомобильной зажигалки и от USB соединения к компьютеру. Можно определить степень аккумулированной энергии, включив LED отображение. Два часа, солце и ветер – это то, что нужно, чтобы ваш телефон был заряжен на 30 минут разговора, или MP3 плеер на 5 часов проигрывания. Kinesis K3 имеет место для хранения коннекторов и крепление для автомобиля или велосипеда.

- Зарядное устройство HYmini - более креативный дизайн, он имеет размер 13,4х8,75х3,35 см и легко помещается в карман. Такие габариты объясняются отсутствием встроенной солнечной батареи. Для тех, кто заинтересован в батарее, ее можно приобрести отдельно за 25 долларов. Встроенный аккумулятор имеет емкость 1200 mAh, и до полной зарядки от электросети доходит за 4 часа. Если же использовать только ветровую энергию, то часа пользования HYmini хватит на 16 минут разговора по телефону, полтора часа работы с PDA или iPod, 60 цифровых фотографий или 2 часов работы MP3 плеера.

Kinesis K3 и HYmini заинтересуют, в основном, любителей путешествий: при отсутствии другой возможности подзарядить электронных «любимцев», эти устройства станут просто незаменимыми. При домашнем пользовании  гаджет не будет слишком выгодным приобретением, так как чтобы зарядить аккумулятор с помощью ветрогенератора в достаточной степени, он должен крутиться довольно длительное время .

Personal Energy Generator, или просто PEG -  Устройство является персональным экологически чистым электрогенератором, который позволяет заряжать всевозможную мобильно-портативную технику буквально на ходу.
Час прогулки и телефон заряжен! принцип работы аналогичен работе достаточного известного самозаряжающегося фонарика

nPower PEG представляет собой что-то вроде обрезка трубы длиной около 23 см, который можно носить в сумке, рюкзаке или просто приладить сбоку на бедре. При движении, установленные внутри устройства цилиндры приходят в движение, их кинетическая энергия преобразовывается в электрическую мощностью порядка 4 Ватт, которой вполне достаточно для зарядки большинства телефонов, портативных плееров и тому подобных вещей, которые сегодня есть почти у каждого. По словам производителя, новинка оснащена интерфейсом USB и совместима с 90% карманных устройств, присутствующих ныне на рынке. К сожалению, nPower PEG не имеет собственного аккумулятора и не может накапливать производимую энергию, так что если ваш смартфон нуждается в подпитке, придется прогуляться. Для зарядки среднестатистической батареи до 80% понадобится около часа. Хотя, конечно, можно и стоять на месте, размахивая генератором.

Далее идут различные модификации и конструкции генераторов на ручном и ножном приводах, но последние из-за как правило относительно большой массы для пешего похода мало привлекательны.

Ну и на последок как обещал)))

Вибрационный ветровой генератор! Компания «Humdinger Wind Energy LLC» разработала продукт под названием «MicroBelt». Это портаивное устройство может предоставить большое количество электричества в новую информационную эпоху. Если кто не увидил то принцип работы основан на вибрации ленты под воздействием ветра. К ленте прикреплены постоянные магниты которые и совершают колебательные движения между двумя индукционными катушками. Как утверждают производители за этим устройствами будущее малгабаритных автономных устройств - например в качестве источников питания датчиков усталости металла на мостах. Светодиодной подсветки в ограждениях обрывов  и т.п  Мне представляется что данные устройства должны быть еще и долговечными - трущиеся части отсутствуют!

И последний - микро гэс-генераторная! Как походную их не позиционирую, но понравилась сама идея - воду то мы льет чуть ли не еже часно)

Характеристики брал с известного китайского сайта а по сему прошу прощения за перевод ТТХ:

с

помощью регулятор цепи внутри, выход этот генератор стабилен при 3.6v. и емкость батареи

улучшается от 300 мач до 700 мач по сравнению с старой версии.
 
время заменить li-po батареи в вашей береговой проектов с зеленым и более доступными гэс.
 
особенности

    встроенный- в литиевая батарея
    встроенный- в lipo цепи зарядки
    стабилизированного напряжения выводе
    высокая емкость батареи

 
спецификации

    рабочее давление:    перепад давления: 0,4 бар( 3,0 л/мин
    пиковый ток: 1,4
    стенд- течение: макс. 1.4a
    выходного напряжения: 3,6 в постоянного тока--- 700 мач
    выходная мощность: 125mw( 4lpm)
    емкость батареи: 700 мач
    макс. поток: 20 л/мин( 2kgf)
    вода- сопротивление: ip4
    высоком ограниченной напряжения: 4,3 в постоянного тока
    размеры: l мм 84.5- w 64,5 мм 81 мм- ч
    длина провода: 84 мм
    джек тип: jwt c2521 терминалов plug
    связаться поток датчик: г 1/2"
    вес: 195 образный ± 5 г
    минимальное давление: 20 кгс
    нормальный рабочая температура. 4 образный град; c~80 образный град; с
    макс. прерывистый рабочая температура. 110 образный град; с макс. 30 мин
    генерации модель: nacum ядро( пэт нет. de202006004800)
    тип батареи: li- полимерный аккумулятор с pcm

 Ультра низкое давление воды (0.5 кг) для начала работы

Вариант применения !

И на последок вопрос к технически подкованным товарищам - возможно ли создать необходимое давление в запруженной реке или ручье для работы данного девайса?  Ну не силен я в механике)))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электростанция - энергетическое образование

Электростанция - это промышленный объект, который вырабатывает электричество из первичной энергии. Большинство электростанций используют один или несколько генераторов, которые преобразуют механическую энергию в электрическую энергию [1] , чтобы подавать энергию в электрическую сеть для электрических нужд общества. Исключением являются солнечные электростанции, которые используют фотоэлектрические элементы (вместо турбины) для выработки этой электроэнергии.

Тип первичного топлива или потока первичной энергии, который обеспечивает электростанцию ​​ее первичной энергией, варьируется.Наиболее распространенными видами топлива являются уголь, природный газ и уран (ядерная энергия). В основном поток первичной энергии , используемый для выработки электроэнергии, - это гидроэлектроэнергия (вода). Другие потоки, которые используются для выработки электроэнергии, включают ветровые, солнечные, геотермальные и приливные.

В разных странах электричество получают от электростанций разных типов. Например, в Канаде большая часть электроэнергии вырабатывается гидроэлектростанциями, на которые приходится около 60% всей электроэнергии, вырабатываемой в Канаде. [5] Просмотрите визуализацию данных ниже, чтобы узнать, как страны по всему миру получают электроэнергию.

Типы электростанций

Тепловой

Большинство тепловых электростанций используют топливо для нагрева воды из резервуара, который генерирует пар (обычно под высоким давлением). Затем пар под высоким давлением проходит по трубам, чтобы вращать лопасти турбины, похожие на вентилятор (дополнительную информацию см. В цикле Ренкина). Когда турбина начинает вращаться, она заставляет вращаться гигантские проволочные катушки внутри генератора.Это создает относительное (непрерывное) движение между катушкой с проволокой и магнитом, которое толкает электроны и запускает поток электричества. [9]

Рисунок 2. Атомная электростанция с кипящей водой. [10]

Все тепловые электростанции ограничены вторым законом термодинамики, что означает, что они не могут преобразовать всю свою тепловую энергию в электричество. Это ограничивает их эффективность, о чем можно прочитать на страницах эффективности и энтропии Карно.

Возобновляемая

Электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, получают энергию непосредственно из соответствующих потоков для выработки электроэнергии.Эти первичные источники энергии в конечном итоге восполняются, но их количество ограничено по количеству энергии, доступной в любое время и в любом месте. Поэтому они часто бывают прерывистыми и неуправляемыми. [9]

  • Гидроэлектростанции используют энергию падающей воды в реках и водохранилищах для вращения генератора и производства электроэнергии. Этот источник энергии имеет тенденцию быть более надежным (управляемым), чем другие возобновляемые ресурсы, особенно когда объект выходит из резервуара. [11]

Транспорт электроэнергии

Как только электричество вырабатывается, трансформаторы "повышают" электрическую мощность до более высокого напряжения, чтобы преодолевать большие расстояния с минимальными потерями энергии. Затем он проходит через «пилоны» по воздушным силовым кабелям к месту назначения, где трансформаторы впоследствии «понижают» электрическую мощность до безопасного напряжения для домов и коммунальных служб. Для более полной истории см. Электрическая передача.

Мировое производство электроэнергии

На карте ниже показано, из каких первичных источников энергии разные страны получают энергию для выработки электроэнергии.Щелкните регион, чтобы увеличить группу стран, затем щелкните страну, чтобы увидеть, откуда поступает электричество.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ А. Аткинс и М. Эскудье, Словарь машиностроения. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 2013 г.
  2. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Gundremmingen_Nuclear_Power_Plant.jpg
  3. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Fermi_NPP.jpg
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg
  5. ↑ Canadian Electricity Association. (4 апреля 2015 г.). Электроэнергетическая промышленность Канады [Интернет]. Доступно: http://www.electricity.ca/media/Electricity101/Electricity101.pdf
  6. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/ThreeGorgesDam-China2009.jpg
  7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Lake_Side_Power_Plant.jpg
  8. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/45/Giant_photovoltaic_array.jpg
  9. 9,0 9,1 Entergy. (4 апреля 2015 г.). Электростанции [Онлайн]. Доступно: http://www.entergy.com/energy_education/power_plants.aspx
  10. ↑ http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html
  11. ↑ First Hydro Company, Dinorwig Power Station [Online], Доступно: http://www.fhc.co.uk/dinorwig.htm

Сравните четыре типа портативных генераторов Generac

Автор: PowerupGen

Generac Series RS против GP против XG против XP

Generac - это компания, которая с момента своего основания в 1959 году занимается производством доступных генераторов для домашнего использования, а также для малых и крупных коммерческих приложений.Они разрабатывают свои двигатели специально для генераторов, чтобы они могли выдерживать требования, предъявляемые генераторами. Сегодня Generac является ведущим производителем переносных, а также резервных генераторов для домашнего, коммерческого и промышленного использования.

Портативный генератор для домашнего рынка Generac, размеры

У каждой серии генераторов есть диапазон, в котором Generac создает определенный размер.

  • Портативные генераторы серии RS в настоящее время имеют два типоразмера: 5500 Вт и 7000 Вт.
  • Серия GP - одна из самых популярных серий с выходной мощностью от 1800 до 17500 Вт.
  • Серия XG - это шаг вперед в области более требовательного и долговечного использования.Мощность варьируется от 5600 Вт до 10 000 Вт.
  • Серия XP предназначена для рабочего класса и использования на стройплощадках. Выходная мощность варьируется от 3600 Вт до 10 000 Вт.

Следующая информация дает краткое сравнение генераторов серии Generac по различным аспектам и характеристикам различных моделей. Надеюсь, это поможет вам решить, какая серия лучше всего соответствует вашим потребностям.

Двигатели Generac

В зависимости от серии генераторы имеют разный уровень двигателей.Все они заявляют, что у них есть двигатели Generac, но, прежде всего, есть разница в качестве, которую легко увидеть по системе смазки.

У них либо стандартная система разбрызгивания, либо более мощная система давления. Generac конкретно не указывает производителя двигателей с системой разбрызгивания, но указывает это для систем, находящихся под давлением.

Двигатель Generac OHVi со смазкой под давлением

Система давления позволяет двигателям иметь более низкую рабочую температуру на 30-50 градусов, по крайней мере на 5% более экономична, а с системой замкнутого контура расход масла на 25% меньше, чем при разбрызгивании.

Брызговики не обладают долговечностью напорных. Легко представить, что газонокосилка заменяется двигателем небольшого автомобиля. Вот и все.

  • Генераторы RS серии оснащены двигателями Generac OHV со смазкой разбрызгиванием, что обеспечивает долгий срок службы и надежную работу. Они охватывают двигатели объемом от 389 до 420 куб. См.
  • Генераторы GP серии также оснащены двигателями Generac объемом от 163 до 389 куб. Эти двигатели также разработаны со смазкой разбрызгиванием.
  • Модель XG Series оснащена двигателями Generac рабочим объемом от 407 до 530 куб. Это двигатели OHVI со смазкой под полным давлением, что позволяет им без усилий работать в течение долгих часов.
  • XP серии включают двигатели Generac OHVI со смазкой под полным давлением и диапазоном от 216 до 530 куб.

Таким образом, суть этого заключается в том, что серии RS и GP будут сопоставимы с подавляющим большинством имеющихся на рынке генераторов, которые обычно используют метод смазки разбрызгиванием.XG и XP - это ступенька выше с более прочной смазкой под давлением.

Панели управления

Панели управления всех портативных генераторов Generac просты в использовании и использовании. Отличительные особенности панелей управления:

Серия RS:

  • Серия RS оснащена переключателем Power Dial, который позволяет управлять всеми функциями запуска и выключения с помощью простого в использовании переключателя. Наряду с запуском, запуском и остановкой генератора этот переключатель также управляет воздушной заслонкой и топливным клапаном.
  • На панели управления серии RS вы найдете розетки, которые включают поворотный замок на 120/240 В, а также 2 дуплексных розетки на 120 В. Все розетки защищены крышками и имеют автоматические выключатели для защиты. На панели управления этой серии также есть счетчик моточасов.

Серия GP:

  • В то время как панель управления генератора серии GP 1800 Вт имеет переключатель ВКЛ / ВЫКЛ, 2120 вольт розетки и автоматический выключатель
  • На панели управления портативного генератора мощностью 17 500 Вт есть счетчик моточасов, переключатель холостого хода, розетка 12 В постоянного тока, дуплексные розетки GFCI 120 В, 20 А, 3 розетки 120 В / 240 В 30 А с поворотной блокировкой и 1 розетки 120 В / 240 В 50 А. заблокировать розетку с соответствующими автоматическими выключателями.
  • Промежуточные модели имеют соответствующие розетки в зависимости от их выходной мощности. Все промежуточные модели имеют 1 розетку с поворотным замком на 120/240 В на 30 ампер, 2 дуплексных розетки на 120 вольт на 20 ампер, а также счетчик моточасов и переключатель пуска / запуска / остановки.

Серия XG:

  • Панели управления серии XG имеют подсветку для облегчения работы, они также включают шкалу мощности, которая показывает, сколько энергии используется, и счетчик часов, чтобы вы знали, сколько часов проработал генератор.
  • На панели управления генераторов серии XG также есть топливный клапан, и на большинстве моделей также есть воздушная заслонка на панели управления.
  • Самый большой генератор имеет 1 розетку с поворотным замком 120/240 В на 50 А и 2 розетки с поворотным замком на 120/240 В 30 А., а также 2 дуплексных розетки GFCI на 120 В и 20 А и соответствующие автоматические выключатели для этих розеток.
  • Остальные модели имеют 1 розетку с поворотным замком на 120/240 В 30 А и 2 дуплексные розетки на 120 В и 20 А с соответствующими автоматическими выключателями.

Серия XP

  • Панель управления серии XP имеет полнофункциональный модуль GFCI для защиты розеток.
  • В сериях XP используется технология Truepower ™, обеспечивающая питание электроники и приборов, что дает вам эту «чистую энергию» для бесперебойной работы.
  • Все модели имеют отсечные топливные клапаны на панели управления, а также счетчик моточасов и переключатель холостого хода.
  • В то время как модель мощностью 10000 Вт не имеет дросселя или переключателя пуска на панели управления, она имеет 2 розетки с поворотным замком на 120/240 В 30 А, 1 розетку с поворотным замком на 120/240 В 50 А, а также 2 дуплексных розетки на 120 В и 20 А соответствующие им автоматические выключатели.
  • Все другие модели имеют пусковой выключатель, а также воздушную заслонку на панели управления. У них также есть 2 розетки с поворотным замком на 120 В / 240 В и 2 дуплексных розетки на 120 В и 20 А с соответствующими автоматическими выключателями.

Общие характеристики

Серия RS

Некоторые особенности RS

Серия

включает прочную раму из закаленных стальных труб, которая была разработана для защиты генератора в самых суровых условиях.

В эту серию также входит двигатель Generac OHV со смазкой разбрызгиванием, обеспечивающий стандартные рабочие характеристики.Он имеет функцию отключения при низком уровне масла для защиты от недостатка смазки. Розетки серии RS закрыты для защиты, когда они не используются.

Все генераторы серии RS имеют топливные баки большой емкости с указателем уровня топлива, которые продлевают время работы генераторов, а также упрощают их заправку. Эти генераторы также поставляются со складными фиксирующими ручками, которые позволяют легко перемещать их, а также хранить.

Все модели также поставляются с никогда не спускающимися шинами, которые позволяют легко перемещать генераторы по любой местности.

Уникальной особенностью RS является единый диск для включения топлива, запуска, работы и остановки агрегата.

В этих моделях есть счетчик моточасов для отслеживания времени обслуживания.

Серия GP

Особенности серии GP включают опору для труб из закаленной стали, которая защищает генератор от грубого использования и условий.

В эту серию также входят двигатели Generac OHV со смазкой разбрызгиванием, также обеспечивающие хорошие стандартные характеристики. Серия GP также имеет закрытые розетки, которые защищены от пыли и влаги, когда они не используются.

Эта серия также имеет функцию отключения при низком уровне масла, которая защищает двигатель от повреждений в случае недостаточного количества моторного масла. Все они имеют большие стальные топливные баки для увеличения времени работы, счетчик моточасов, чтобы можно было отслеживать техническое обслуживание, а также тяжелые машины, которые никогда не выходят из строя, чтобы облегчить перемещение генератора.

Серия XG

Модели серии XG оснащены прочной рамой для защиты генератора даже в самых суровых условиях.Они также оснащены двигателями Generac OHVI, созданными специально для генераторов, которые включают систему смазки под полным давлением с навинчиваемым масляным фильтром для увеличения срока службы двигателя. Все они имеют панель управления с подсветкой для наблюдения за панелью управления. Они также оснащены большими стальными топливными баками для увеличения времени работы. В этой серии также есть закрытые розетки, которые защищают их, когда они не используются, а также панель питания, чтобы вы знали, сколько энергии вы используете. У всех есть счетчик моточасов, который позволяет узнать, когда проводить обслуживание генератора.Двигатели этих генераторов оснащены функцией отключения при низком давлении масла, которая защищает двигатель в случае низкого давления масла. Также предусмотрены комплекты колес для мобильности.

Серия XP

Генераторы серии XP являются лидером в линейке генераторов для дома и рабочих площадок с прочной конструкцией и функциями, а также расширенными возможностями панели управления. Эти агрегаты оснащены двигателем Generac OHVI со смазкой под полным давлением и навинчиваемым масляным фильтром, что обеспечивает долгий срок службы.В этой серии также есть регулятор холостого хода, который экономит топливо и снижает уровень шума.

Также они большие стальные топливные баки с указателем уровня топлива для увеличенного времени работы. В этой серии также используется технология True Power, обеспечивающая чистое электричество, безопасное для чувствительного оборудования. Все генераторы имеют закрытые розетки, которые защищают их, когда они не используются. Серия XP имеет полную защиту от GFCI. Все генераторы также оснащены счетчиком моточасов и функцией отключения при низком давлении масла.

Сводка

Генераторы серии RS - это универсальные генераторы, которые могут подавать электроэнергию везде, где она может вам понадобиться. Их можно использовать в кемпинге или на заднем дворе или даже в качестве резервного источника питания для вашего дома, чтобы обеспечить работу самого необходимого во время отключения электроэнергии. Эта серия предназначена для конкуренции с серийными стандартными генераторами на рынке в диапазоне от 5000 до 7000 Вт. Конструкция очень похожа на конструкцию любой из других марок, обеспечивающих базовые потребности в генерации на случайной основе или от коротких до умеренных отключений электроэнергии.У них есть ограниченные возможности панели управления с одной розеткой с поворотным замком L14-30R и двумя наборами дуплексных розеток для обеспечения ваших нужд. (Розничная продажа по цене 749 и 999 долларов)

Актуальные цены на генераторы серии Generac RS можно узнать здесь:

GENERAC RS7000E Быстрый запуск |

GENERAC RS5500 Rapid Start P

Серия GP имеет самый большой выбор мощности и является основным продуктом на рынке стандартных генераторов, где косая смазка является нормой. Из-за различий в размерах (от 1800 Вт до 17500 Вт) вы также получите разнообразие доступных розеток в зависимости от выходной мощности.Многие из устройств соответствуют требованиям CARB для использования в Калифорнии.

Портативные генераторы серии GP - доступные генераторы в своем классе. Они предназначены для обеспечения вас электроэнергией дома во время перебоев в подаче электроэнергии для работы ваших предметов первой необходимости. Их можно использовать во время кемпинга или на стройплощадке, чтобы снабжать вас электроэнергией, но они не предназначены для интенсивного использования на крупных строительных площадках, хотя мы видели их использование именно таким образом.

Вот некоторые из бестселлеров модели GP с прейскурантной ценой. Нажмите, чтобы узнать текущую розничную цену:

Генераторы серии XG на голову выше обычных домашних генераторов; они сконструированы с учетом долговечности и в двигателе используется система подачи масла под давлением.Это делает их больше похожими на автомобильные двигатели и подходящими для использования в течение более длительного времени на верхнем пределе их диапазона мощности.

Начиная с 6500 Вт и до 10000 Вт, они идеально подходят для сложных ситуаций, таких как резервное питание для больших домов и для требовательных строительных площадок. Эта серия предназначена для обеспечения надежной работы в течение длительного времени.

Вот несколько серий XG, нажмите, чтобы увидеть текущие скидки:

Генераторы серии XP выдают чистую электроэнергию (кондиционированная линия) и очень надежны.Они являются очень прочными генераторами и предпочтительны для использования подрядчиками и строителями. Обладая диапазоном мощности от 4000 до 10000 Вт, эти генераторы могут использоваться в качестве резервного источника питания для вашего дома, а также использоваться для мероприятий на открытом воздухе или для питания кабины в лесу.

Как правило, эти устройства предназначены для обеспечения большей производительности в течение более длительных периодов времени. Панели управления имеют дополнительные выходы, такие как поворотные замки L5 и L14. Вы также получите выход постоянного тока и модуль GFCI для управления.Определенно функция, основанная на дополнительных функциях, таких как контроль холостого хода и встроенная подъемная проушина для экстремального пользователя.

Вот несколько доступных серий XP на Amazon, посмотрите их:

Сохранить

Связанные

PPT - Различные типы портативных генераторов PowerPoint Презентация

  • ЛУЧШИЙ ПОРТАТИВНЫЙ ГЕНЕРАТОР НА ДВОЙНОМ ТОПЛИВЕ Все продукты, работающие на двух видах топлива, известны как лучшие генераторы

  • силовая гибкость.Они не только дают вам все преимущества портативных генераторов, вы также можете использовать бензин или пропан. Это идеальный вариант, поскольку у обоих видов топлива есть свои преимущества и недостатки. Имея возможность использовать и то, и другое, вы можете решить, какое топливо более подходящее с учетом обстоятельств. В этом посте описаны основные различия между бензином и пропаном в качестве источников топлива, которые покажут вам, насколько ценным может быть двухтопливный генератор. Посетите: bestdualfuelgenerator.com

  • Двухтопливный генератор DuroMax XP4400EH Ниже вы найдете пять наших двойных топливных генераторов. обзоры топливных генераторов.Как всегда, рекомендуется уделить время изучению каждого генератора. Наши обзоры предоставляют обзор, который принесет вам пользу. Однако вы получите более глубокое понимание того, подходит ли вам каждый двухтопливный генератор, прочитав обширные обзоры на Amazon. Посетите: bestdualfuelgenerator.com

  • Champion Power Equipment 76533 Dual Fuel Generator Этот портативный двухтопливный генератор имеет ваши потребности в электроэнергии удовлетворяются с помощью 4750 пусковых и 3800 погонных ватт мощности (4275 и 3420 Вт при использовании пропана).Благодаря всем преимуществам выбора между бензином и пропаном все ваши потребности будут удовлетворены с удобством и гибкостью. Посетите: bestdualfuelgenerator.com

  • Двухтопливный генератор Duromax XP4850EH Этот двухтопливный генератор Duromax, немного увеличенный по сравнению с XP4400EH может выдавать 4850 пусковых и 3850 погонных ватт мощности. Бензиновый бак на 4 галлона обеспечивает 8 часов работы при 50% нагрузке. С помощью гибкой линии вы можете подключить баллон с пропаном любого размера, в том числе и тот, который подключен к грилю. Посетите: bestdualfuelgenerator.com

  • Smarter Tools ST-GP7500DEB Двухтопливный генератор Вы ищете дополнительную мощность, но при этом желаете гибкости в использовании бензина или пропана? Smarter Tools ST-GP7500DEB обеспечивает 7500 пусковых и 6200 рабочих ватт (6750 и 5580 при использовании пропана) удобной мощности. Одобрено EPA и CARB, бензиновый бак объемом 6,6 галлона обеспечивает 9 часов работы при 50% нагрузке, а 20-фунтовый пропановый бак даст вам еще 7-8 часов. Визит: bestdualfuelgenerator.com

  • Двухтопливный генератор DuroMax XP10000EH Этот портативный двухтопливный генератор с мощным двигателем мощностью 18 л.с. выдает 10000 пусковых и 8000 рабочих ватт. Его двухтопливная технология обеспечивает все преимущества бензина и пропана. Его панель имеет 6 различных розеток переменного и постоянного тока, позволяющих подключать различные устройства. Посетите: bestdualfuelgenerator.com

  • Генератор Yamaha для большинства людей - это их инвертор EF2000iS Это очень полезно, если вы живете в холодном климате, где запускается генератор пропана может быть трудным.Благодаря 2 розеткам переменного тока на 120 В на 20 А и 1 розетке переменного тока с поворотным замком на 120/240 В на 30 ампер обеспечивается возможность подключения. Уровень звука 69 дБ. Посетите: bestdualfuelgenerator.com

  • Свяжитесь с нами Веб-сайт: http://www.bestdualfuelgenerator.com СПАСИБО ЗА ДОБЫЧУ!

  • Лучшие генераторы пропана | Источник питания генератора

    Когда в вашем доме отключается электричество, уже поздно беспокоиться о наличии генератора под рукой. Однако у многих людей дома нет генератора.Большинство людей предпочитают использовать генератор для питания своего RV чаще. В прошлом большинство людей использовали бензин или дизельное топливо в своих портативных генераторах , но теперь те же люди обращаются к поиску лучших генераторов пропана, какие только могут. Вот почему.

    Перейти к нашему> Лучшие генераторы пропана

    Почему выбирают пропан?

    Если у вас есть что-то вроде небольшого пропанового генератора Yamaha, у вас есть определенные преимущества, когда дело доходит до его использования в вашем доме на колесах.Некоторые из основных вещей включают в себя то, что он горит чище, дешевле, чем другие виды топлива, тише, чем другие генераторы, и из-за газового баллона практически невозможно пролить. Однако стоит отметить, что утечки возможны.

    Обратной стороной пропана является то, что его труднее найти по сравнению с газом или дизельным топливом. Поэтому многие люди упускают из виду большую часть преимуществ пропана из-за того, что хранят генераторы пропана дома. Мы надеемся, что эта тенденция уменьшится по мере того, как все больше людей узнают больше о том, что лучшие генераторы пропана могут сделать для них, когда они находятся на открытой дороге.Включая тот факт, что некоторые генераторы пропана могут работать как на пропане, так и на бензине. Это означает, что, когда вы находитесь дома, вы можете заправиться пропаном, а затем, когда вы находитесь в дороге со своим жилым автофургоном и у вас кончится, если вы не можете найти место, куда можно заправить свой бак, вы можете использовать обычный бензин .

    Какой генератор пропана лучше?

    Если вы ищете генераторы пропана для дома , вам нужно искать определенные вещи. То же самое верно, если вы надеетесь найти хороший для походов и использования RV.Для дома может потребоваться больше энергии, чем для дома на колесах, если вы хотите использовать тепло и воздух, холодильник, телевизор и многое другое.

    Спортсмен Gen4000LP

    Один отличный, небольшой генератор пропана, Sportsman Gen4000LP идеально подходит как для аварийного домашнего использования, так и для кемпинга, поскольку он дает вам мощность 4000 Вт и две розетки на 120 В. Он работает от 20-фунтового пропанового бака, такого же, как и ваш уличный гриль, и может обеспечить до 10 часов электроэнергии для основных коммунальных услуг при половинной нагрузке.Если вы хотите узнать об этом больше, вы можете ознакомиться с нашим полным обзором Sportsman , но многие говорят, что есть варианты лучше, чем этот.

    —————————————————————————————–

    Generac 6001 LP5500

    Пропановый генератор Generac обеспечивает мощность 5 500 Вт. Он соответствует требованиям CARB, может использовать как 20, так и 30-фунтовые баллоны с пропаном и имеет надежное имя Generac Generator . Он имеет розетку на 30 ампер, которая позволяет вам легко подключиться к ручному переключателю для вашего дома, если вам это нужно.На нем есть отключение из-за низкого уровня масла, чтобы вы не рисковали повредить двигатель. Имеет две розетки на 120 вольт. По словам некоторых пользователей, он может работать до 7 часов при половинной нагрузке.

    —————————————————————————————–

    Smarter Tools Генератор пропана / бензина

    Этот генератор предлагает 7500 пусковых ватт и до 6200 ватт непрерывной мощности при использовании с бензином. С пропаном вы получите около 6750/5580 Вт, что все еще более чем достаточно для большинства людей, когда они находятся в кемпинге или используют его в своем доме.В нем используется электродвигатель с электрическим запуском, а уровень шума составляет 72 дБ. Он соответствует требованиям CARB и одобрен EPA. При использовании бензина вы можете залить примерно 6,6 галлона и проработать при 50% нагрузке в общей сложности около 9 часов.

    —————————————————————————————–

    Двухтопливный генератор DuroMax 18 л.с.

    Это генератор большой мощности. Если быть точным, это полные 10000 Вт мощности. Вся эта мощность обеспечивается двигателем мощностью 18 л.с. и чугунной гильзой.При работе он очень тихий (72 дБ) и одобрен EPA. С его помощью вы получаете вдвое больше времени работы по сравнению с другими генераторами из-за его конфигурации с двумя баками, которая позволяет вам всегда иметь под рукой оба вида топлива.

    Индукционный генератор

    в ветроэнергетических системах

    1. Введение

    Основным компонентом современной ветроэнергетической системы с индукционным генератором является гондола турбины, в которой обычно размещаются механизмы, генератор, силовая электроника и шкаф управления.Механизмы, включая системы рыскания, вал, коробку передач и т.д., обеспечивают необходимую механическую поддержку различного динамического поведения турбины. Генератор предназначен для преобразования механической энергии, которая улавливается ротором турбины, в электрическую энергию. Затем генерируемую электрическую энергию необходимо регулировать и настраивать для подключения к электросети для использования. В этом разделе сначала вводятся компоновка и классификация ветроэнергетической системы, за которой следует описание возможного интерфейса силового электронного преобразователя между генераторами и нагрузками.Наконец, схема управления кратко рассматривается и подробно обсуждается в разделе 2.

    1.1. Обзор ветроэнергетических систем

    На рисунке 1 показан общий вид гондолы ветряной турбины. Генератор либо приводится в движение (в режиме генерации), либо приводит в движение (в режиме двигателя) лопатки турбины через вал. Коробку передач можно использовать для облегчения разницы в скоростях турбины и генератора. Механизмы остановки и наклона лопастей также задействованы для ограничения мощности, а также рыскания и наклона плоскости турбины.Таким образом можно управлять эффективным поперечным сечением крыла лопасти и, следовательно, взаимодействием с давлением ветра. Коэффициенты эффективности, реагирующие на различный угол рыскания и угол тангажа, значительно варьируются [1-3]. Кроме того, как наиболее динамически эффективный выбор, три лопасти, соединенные через ступицу с фланцами, являются обычно используемой топологией в передней части гондолы. Фланцы предназначены для регулировки угла наклона. В большинстве ветряных систем с регулируемой скоростью работа с высоким КПД всегда зависит от информации о скорости ветра.В результате анемометр можно использовать как одно из решений. Основная функция башни - подняться на более высокую позицию, чтобы получить больший воздушный поток и скорость ветра. Башня может быть как мягкой, так и жесткой. У жесткой башни собственная частота выше частоты прохождения лопасти. Мягкие башни легче и дешевле, но должны выдерживать большее количество движений и, следовательно, испытывать более высокие уровни нагрузки [2].

    Рисунок 1.

    Гондола ветроэнергетической системы [8]

    Существует ряд классификаций, которые группируют ветроэнергетические системы по различным категориям.В соответствии с нагрузками, интегрированная энергосистема и изолированная система используются для питания энергосистемы и изолированной нагрузки соответственно. В зависимости от используемых генераторов, наиболее популярными вариантами являются ветровая система SCIG, ветровая система DFIG и ветровая система с синхронным генератором на постоянных магнитах (PMSG). В литературе также упоминаются другие альтернативные генераторные системы, такие как бесщеточная система DFIG (BDFIG) [5,6], система синхронного генератора с прямым приводом (DDSG) [7,9], система импульсного генератора реактивного сопротивления (SRG) [10] , многоступенчатая зубчатая система SCIG [10] и системы генерации радиальных / осевых / поперечных магнитных импульсов [7,12-14].Эти решения обычно требуют относительно сложного принципа работы и сборки оборудования. В соответствии с наличием коробки передач, есть многоступенчатая ветровая система с редуктором, одноступенчатая ветровая система с редуктором и ветровая система с прямым приводом (без редуктора), в которых синхронный генератор (SG) квалифицирует систему как более простую. и более надежный привод. Однако более низкая частота вращения генератора и, следовательно, больший крутящий момент требуют большего количества полюсов, большего диаметра и объема, а следовательно, более высокой стоимости.

    Наиболее многообещающими классификациями ветровых систем с индукционным генератором являются ветровые системы с фиксированной скоростью, с ограниченной-переменной скоростью и с регулируемой скоростью, в зависимости от операций скорости индукционного генератора. Сравнения между этими ветроэнергетическими системами проводились интенсивно на основе различных уровней изменения скорости [12,15-19]. Сводка их преимуществ и недостатков представлена ​​в таблице 1. Концепция фиксированной скорости успешно применялась в ветровых системах SCIG. В трансмиссии используется многоступенчатая коробка передач, а SCIG напрямую подключается к сети через трансформатор.Для поддержки сети необходимы внешняя компенсация реактивной мощности и устройство плавного пуска [5,6]. Система с ограниченной регулируемой скоростью является улучшенной версией типа SCIG, но вместо этого в ней используется индукционный генератор с обмоткой ротора, который позволяет статору подключаться к сети, а ротор имеет переменное сопротивление, управляемое преобразователем мощности. За счет управления сопротивлением ротора изменяется скольжение генератора. Система переменной скорости - это концепция, обычно используемая в приложениях с большой номинальной мощностью (> 1.5 МВт). Различные комбинации DFIG, SCIG, частичных или полных преобразователей могут привести к созданию операционных систем с регулируемой скоростью. Система управления поддерживает оптимальную скорость генератора и, следовательно, оптимальную выходную мощность, контролируя токи и напряжения генератора. Благодаря высокой эффективности и способности преодолевать неисправности (FRT), этот тип ветроэнергетической системы сегодня доминирует на рынке мощной энергии.

    Преимущества Недостатки
    Система с фиксированной скоростью a.Простая конструкция и надежность
    b. Низкая стоимость и обслуживание
    c. Простое управление
    a. Неоптимальная работа, поэтому низкая эффективность
    b. Легкие колебания мощности, вызванные скоростью ветра и давлением башни
    c. Требуется внешняя компенсация реактивной мощности
    d. Слабые возможности FRT
    Ограниченная скорость a. Реализовано ограниченное изменение скорости
    b. Контактное кольцо можно заменить оптической муфтой
    a. Диапазон изменения скорости зависит от величины переменного сопротивления ротора (<10%)
    b.Мощность управляемого ротора должна рассеиваться за счет тепла в резисторе
    c. По-прежнему требуется компенсация реактивной мощности и не может поддерживать только сеть
    Система с регулируемой скоростью a. Большой диапазон изменения скорости
    b. Соответствующее управление обеспечивает оптимальную работу для максимального извлечения мощности
    c. Никакая внешняя компенсация мощности не требуется и может поддерживать сеть
    d. Высокая способность FRT
    e. Подходит и обычно используется для крупных ветряных электростанций
    a.Сравнительно сложная система управления
    б. Более высокие затраты на преобразователи и управление
    c. Может потребоваться многоступенчатый редуктор и контактное кольцо в системе DFIG
    d. Для прямого привода может потребоваться дорогой материал PM и конструкция большого диаметра

    Таблица 1.

    Сравнение различных ветроэнергетических систем

    1.2. Топологии интерфейсов силовой электроники в ветроэнергетических системах

    Силовая электроника - ключевой элемент, позволяющий регулировать и согласовывать мощность, напряжение и частоту с высокой эффективностью и гибкостью.Кроме того, более широкое вовлечение распределенных энергосистем в настоящее время подчеркивает решающую роль интерфейса силовой электроники при производстве, хранении и передаче энергии.

    Благодаря развитию полупроводниковых переключателей и микропроцессоров за последние десятилетия было разработано множество методов силовой электроники [20,21]. Помимо диодных преобразователей, в ветроэнергетических установках применяются тиристорные преобразователи с линейной коммутацией и самокоммутируемые преобразователи IGBT / MOSFET.Преобразователи с линейной коммутацией обычно используются в приложениях с большой мощностью, но они не могут управлять реактивной мощностью. Самокоммутируемые преобразователи могут передавать и контролировать мощность в двух направлениях благодаря возможности управляемого выключения переключателя. В настоящее время ветроэнергетические установки, особенно ветроэнергетические системы с регулируемой скоростью, в первую очередь полагаются на преобразователи, которые реализуют полный контроль мощности. В этой области успешно используются различные топологии и комбинации преобразователей, как показано на Рисунке 2.

    Рисунок 2.

    Обычно используемые топологии преобразователей силовой электроники для ветроэнергетических систем ((a) диодный и линейно-коммутируемый преобразователь, объединенный с компенсацией реактивной мощности; (b) диодный и ШИМ-преобразователь VSI; (c) диодный и DC / Прерыватель постоянного тока и преобразователь PWM VSI; (d) встречный преобразователь PWM VSI; (e) матричный преобразователь)

    Из-за использования диодного выпрямителя топология на Рисунке 2 (a) неуправляема, а тиристорный инвертор используется для регулирования скорости генератора с помощью напряжения постоянного тока для получения команд угла зажигания.Очевидно, что эта схема проста в управлении и стоит дешевле самокоммутируемого преобразователя. Что еще более важно, он подходит для приложений с высокой номинальной мощностью. Однако недостатком является то, что требуется дополнительная компенсация реактивной мощности, которая содержит преобразователь источника напряжения (VSC). Напряжение сетки может регулироваться для получения эталонного тока для компенсатора и управляющий сигнал поступает из регулирования тока компенсатора [22,23]. Чтобы удалить компенсатор, вместо тиристорного инвертора можно использовать самокоммутируемый преобразователь, как показано на рисунке 2 (b).Опять же, регулирование напряжения в звене постоянного тока может обеспечить опорный ток, которым управляют для генерации управляющих сигналов для инвертора PWM [24]. Два самокоммутируемых преобразователя, подключенных через линию постоянного тока, как показано на Рисунке 2 (d), обеспечивают двунаправленный поток мощности, что является ключом к обеспечению высокой эффективности работы генератора в двигательном режиме. ВОК наносится на обеих сторонах преобразователей на основе дк отсчета [23,25]. Преобразователь на стороне сети поддерживает постоянное напряжение в звене постоянного тока, а преобразователь на стороне генератора отвечает за управление как активной, так и реактивной мощностью [23].При управлении преобразователем на стороне генератора ток оси d может быть установлен равным нулю для максимизации крутящего момента, в то время как ток оси d выводится из регулирования мощности [26,27]. Альтернативная топология рисунка 2 (d) показана на рисунке 2 (c), где самокоммутируемый преобразователь на стороне генератора заменен диодным выпрямителем, подключенным к промежуточному прерывателю [28]. Такая конфигурация невозможна для двунаправленного потока мощности, вызванного диодным выпрямителем. Но он может достигать такого же широкого диапазона изменения скорости, что и два самокоммутируемых преобразователя.Сетки на сторону преобразователь управляет напряжением звена постоянного тока для D -Axis текущего задания и управления реактивной мощности для ц -Axis текущей ссылки. Активное регулирование мощности и, таким образом, контроль скорости осуществляется для генерации опорного звена постоянного тока тока. Рабочий цикл переключателя прерывателя может быть получен с помощью регулирования тока. Обсуждаемые конфигурации преобразователя фактически представляют собой многоступенчатую реализацию преобразования переменного тока. Промежуточный каскад постоянного тока необходим для содействия преобразованию и соответствующему управлению.В последние годы такая процедура была исследована с помощью одноступенчатого преобразователя, матричного преобразователя, который выполняет преобразование энергии без помощи громоздкого накопителя. Управляемые переключатели расположены таким образом, что любая входная фаза может быть подключена к любой выходной фазе в любое время. Матричный преобразователь может быть применен к системе DFIG, как топология на Рисунке 2 (e) [29,30]. В соответствии с потоком статора FOC, реактивная и активная мощность может регулироваться с помощью d - и q - тока оси соответственно [30].Альтернативная стратегия управления заключается в регулировании напряжения обмотки ротора для управления коэффициентом мощности (PF) и применении метода ШИМ с двойным пространственным вектором [29]. Стоит отметить, что система SCIG имеет высокие пусковые токи. Одним из эффективных способов ограничения пускового тока является использование устройства плавного пуска, в котором используются тиристоры для ограничения среднеквадратичного значения пускового тока ниже номинального. При достижении полной нагрузки стартер закорачивает. Пик крутящего момента также может быть уменьшен, что снижает давление в редукторе [9,10].

    Высокоэффективное преобразование энергии и полный контроль мощности зависят исключительно от силового электронного преобразователя и применяемой схемы управления. Следовательно, широко распространенные общие топологии ветроэнергетических систем с учетом вышеупомянутой силовой электроники рассматриваются следующим образом. Поскольку основное внимание уделяется высокоэффективным системам с регулируемой скоростью, на рисунке 3 обобщены возможные топологии систем с регулируемой скоростью для систем индукционных генераторов, а также систем синхронных генераторов для систематизированных целей.Из-за низкого спроса на номинальную мощность преобразователя, составляющую примерно 30% от общей номинальной мощности, DFIG с частичным преобразователем, показанный на рисунке 3 (а), является широко распространенной топологией для ветроэнергетических систем. Кроме того, из-за наличия преобразователя на стороне ротора мощность ротора возвращается в сеть без рассеивания в резисторе. Вместо частичного преобразователя PMSG или SCIG можно подключить к преобразователю с полным номиналом, как показано на Рисунке 3 (b). Эта топология имеет лучшую возможность FRT сети, потому что сторона генератора полностью независима от стороны сети.Однако номинал преобразователя и потери высоки. На рисунке 3 (c) показана система прямого привода, которая предназначена для удаления коробки передач и связанных с ней потерь [16]. Ротор генератора напрямую связан с валом турбины и вращается с такой же очень низкой скоростью. Следовательно, для передачи такого же количества мощности требуются высокий крутящий момент и большой радиус машины. Меньшее количество компонентов обеспечивает меньшие потери и, следовательно, более надежную работу в системе этого типа. Чтобы найти компромисс между размером машины и скоростью прядения, применяется одноступенчатая коробка передач, показанная на рисунке 3 (d) [15].На рисунке 3 (e) показана система синхронного генератора с электрическим возбуждением (EESG), которая имеет преобразователь на стороне ротора для обеспечения возбуждения постоянного тока, в то время как статор подключен к полному преобразователю, как в случае на рисунке 3 (c). Хотя существует увеличение стоимости из-за дополнительной обмотки для возбуждения, а также требуется больше обслуживания, EESG может минимизировать потери за счет управления потоком через преобразователь ротора [7,11,12].

    Рисунок 3.

    Обычно используемые топологии ветроэнергетических систем ((a) DFIG с частичным / матричным преобразователем; (b) PMSG / SCIG с полным преобразователем; (c) прямой привод; (d) PMSG с полным преобразователем и без ступени коробка передач; (e) прямой привод EESG)

    1.3. Схемы управления генератором в ветроэнергетических системах

    SCIG и DFIG используются почти исключительно на стадии преобразования энергии ветроэнергетической системы с индукционным генератором. Наиболее часто используемые топологии системы - это SCIG, напрямую подключаемый к электросети, и DFIG, питаемый от встречно-обратного преобразователя (Рисунок 3 (a) и Рисунок 3 (d)). Первая топология подразумевает постоянную частоту и напряжение SCIG, что обеспечивает работу с фиксированной скоростью. В такой системе SCIG полагается на сеть (или батарею конденсаторов) для обеспечения реактивной мощности, которая необходима для создания электромагнитного возбуждения для вращающегося поля.Генераторный режим SCIG запускается управляемым крутящим моментом, который действует противоположно скорости генератора в рабочей области сверхсинхронной скорости. Из-за отсутствия интерфейса силовой электроники такая система может обслуживать только приложения поддержки сети, в которых может применяться только ограниченное управление (управление углом наклона).

    Система DFIG, с другой стороны, обеспечивает гибкие и эффективные операции с FOC, подключенным к интерфейсу силовой электроники на стороне обмотки ротора.FOC - это мгновенное управление, которое эффективно управляет переменными, зависящими от положения, такими как крутящий момент и мощность, в ветроэнергетических системах с индукционным генератором. Выравнивая конкретную пространственную переменную с осью d , токи статора могут быть разделены на составляющую потока и составляющую крутящего момента во вращающейся раме dq . Таким образом, токи можно регулировать отдельно, как в приводе постоянного тока. Для аппаратной реализации управления обычно используется метод ШИМ на основе пространственно-векторной модуляции (SVM).СВМ основан на пространственном векторе опорного напряжения и связанные с коммутационными логиками. Любой пространственный вектор может состоять из векторной суммы двух соседних векторов напряжения, а рабочие циклы трехфазных напряжений вычисляются на основе времени задержки двух векторов напряжения. Этот метод широко используется в стандартных промышленных приложениях.

    В следующем разделе подробно рассматриваются стратегии моделирования и управления обеих систем.

    2. Модель и управление индукционным генератором в ветроэнергетических установках

    2.1. Модель ветровой энергии и ветряной турбины

    Как типичная кинетическая энергия, энергия ветра извлекается через лопасти ветряной турбины и затем передается редуктором и ступицей ротора механической энергии в валу. Вал приводит в действие генератор для преобразования механической энергии в электрическую. Согласно закону Ньютона кинетическая энергия ветра с определенной скоростью ветра V w описывается как:

    , где м представляет собой массу ветра, а его мощность может быть записана как:

    Pw = ∂ Ek∂t = 12∂m∂tVw2 = 12 (ρAVw) Vw2 = 12ρAVw3E2

    , где ρ и A - плотность воздуха и площадь смещения ротора турбины соответственно.Таким образом, извлеченная механическая мощность может быть выражена как:

    Pm = Cp (λ, β) Pw = Cp (λ, β) 12ρAVw3E3

    , где P м - механическая выходная мощность в ваттах, которая зависит от коэффициента полезного действия C p ( λ , β ), C p зависит от отношения концевой скорости λ и угла наклона лопасти β , и определяет, сколько кинетической энергии ветра может быть захвачено система ветряных турбин. Нелинейная модель описывает C p ( λ , β ) как [3]:

    Cp (λ, β) = c1 (c2 − c3β − c4β2 − c5) e − c6E4

    где, c 1 = 0.5, c 2 = 116 / λ i , c 3 = 0,4, c 4 = 0, c 5 = 5, c 6 = 21 / λ i и

    λi = 1λ + 0,08β − 0,035β3 + 1E5

    При зависимости от λ и β максимальное значение C p может быть достигнуто и поддержано путем управления углом тангажа и скоростью генератора при определенной скорости ветра. Группа типичных кривых C p - λ для различных β показана на рисунке 4, и всегда существует максимальное значение для C p при одной конкретной скорости ветра.Соответственно, выходная мощность определяется разными значениями C p , а также скоростью генератора при разной скорости ветра, как показано на рисунке 5, где всегда существует одно максимальное значение мощности для каждой скорости ветра, что является целью MPPT контроль.

    Рис. 4.

    Кривая зависимости Cp от λ для ветряной турбины (β - угол наклона) [23]

    Рис. 5.

    График зависимости мощности от скорости генератора для ветряной турбины [31]

    2.2. Модель и управление SCIG

    Как ветроэнергетическая система с фиксированной скоростью, SCIG напрямую подключается к сети через трансформатор и, таким образом, работает с почти постоянной скоростью без управления через интерфейс силовой электроники.Она широко использовалась в Дании в 1980-х и 1990-х годах и поэтому также называется «датской концепцией». Надежная и простая конфигурация позволяет использовать такую ​​систему во многих приложениях, в которых стоимость является более важным вопросом, чем эффективность. На рисунке 6 показана схема всей ветровой системы SCIG, включая ветряную турбину, регулятор шага и компенсатор реактивной мощности. Вся система включает в себя три ступени для доставки энергии от ветряной турбины в электросеть. Первая - это ступень ветряной электростанции, которая работает с низковольтным напряжением В вес ; второй - распределительный каскад со средним напряжением В, , дис ; третья ступень передачи сети с высоковольтной сеткой В .Трехфазные трансформаторы заботятся о стыке между двумя ступенями [10]. Номинальная мощность рассматривается как опорная активная мощность для регулирования угла наклона, в то время как межфазное напряжение и фазный ток распределения контролируются, чтобы способствовать компенсации реактивной мощности для распределительной линии. Впервые использовалась эта довольно простая технология, поскольку она проста, имеет прочную конструкцию, надежную работу и низкую стоимость. Однако природа фиксированной скорости и проблема потенциальной нестабильности напряжения серьезно ограничивают работу ветряной системы SCIG [1,3].

    Рисунок 6.

    Конфигурация ветроэнергетической системы SCIG

    Из рисунка 5 видно, что при определенной скорости ветра выходная активная мощность также является фиксированным значением в случае фиксированной скорости генератора. Таким образом, выходная мощность зависит исключительно от скорости ветра, пока не будет достигнута номинальная мощность. Скорость ветра при номинальной мощности называется номинальной скоростью ветра. При скорости ветра, превышающей эту скорость, система углов тангажа предотвращает превышение выходной мощности номинального значения. Угол наклона определяется управлением регулируемой выходной активной мощности без обратной связи и, как показано на рисунке 7.Из-за огромного размера лопасти и, следовательно, большой инерции, угол наклона должен изменяться медленно и в разумных пределах. Также стоит отметить, что без источника реактивной мощности система SCIG имеет тенденцию к падению напряжения в распределительной линии, что вызовет проблему перегрузки.

    Рисунок 7.

    Управление углом тангажа

    Моделирование в [23] иллюстрирует работу системы SCIG мощностью 0,855 МВт. На Рисунке 8 начальная частота вращения генератора установлена ​​на скольжении s = -0,01 о.е. относительно синхронной скорости, а затем реакция на входное возмущение скорости ветра.Поскольку мощность ниже номинального значения (0,855 МВт) до момента t = 10 с, управление углом тангажа не работает. С этого момента скорость ветра увеличивается, а вместе с ним - скорость и мощность генератора, пока скорость ветра не превысит номинальное значение (11 м / с), в котором срабатывает регулировка тангажа, чтобы заблокировать дальнейшее увеличение выходной мощности. Таким образом, после этого выходная мощность остается на номинальном уровне.

    Следует отметить, что частота вращения генератора может изменяться только в очень небольшом диапазоне около 1 л.ты и поэтому невозможно достичь оптимальной выходной мощности. Кроме того, без возможности независимого управления система SCIG потребляет реактивную мощность 0,41 Мвар в установившемся режиме, что приведет к падению напряжения в сети. Для обеспечения необходимой реактивной мощности в распределительной линии применяется статический синхронный компенсатор (STATCOM). Как показано на рисунке 9, напряжение в распределительной линии может упасть примерно на 0,055 о.е. в системе SCIG без STATCOM, что может вызвать перегрузку в системе. Напротив, система SCIG со STATCOM может удерживать напряжение распределения на уровне 0.99 о.е., что способствует устойчивости сети. Компенсированная реактивная мощность от STATCOM показана на рисунке 10 и равна 0,3 Мвар в установившемся режиме. Хотя STACOM обеспечивает впечатляющую помощь в поддержании постоянного напряжения в распределительной сети, ветровая система DFIG обладает более привлекательными характеристиками.

    Рисунок 8.

    Контроль угла наклона для системы SCIG [23]

    Рисунок 9.

    Сравнение напряжений в сети между SCIG без проводов. STACOM, SCIG w. STACOM и DFIG [23]

    Рисунок 10.

    Компенсированная реактивная мощность от СТАТКОМ [23]

    2.3. Модель и управление DFIG

    Традиционно, динамическое управление скольжением используется для выполнения работы с переменной скоростью в ветровой системе индукционного генератора, в которой обмотки ротора соединены с переменным резистором и регулируют скольжение с помощью переменного сопротивления [3,11] . В системе этого типа возможны ограниченные вариации скорости генератора, но внешний источник реактивной мощности по-прежнему необходим. Чтобы полностью исключить компенсацию реактивной мощности и управлять как активной, так и реактивной мощностью независимо, система ветроэнергетики DFIG является одним из самых популярных методов в области применения энергии ветра [1,3,7].Система ветроэнергетики DFIG с соответствующим обратным преобразователем представляет собой типичную систему с регулируемой скоростью, как показано на рисунке 11, которая соответствует топологиям на рисунках 3 (a) и 2 (d). Обмотки статора генератора подключены непосредственно к сети (с фиксированным напряжением и частотой сети), а обмотки ротора питаются от преобразователя PWM AC / DC / AC на базе IGBT (встречно-ответный преобразователь с конденсатором постоянного тока), с переменной частотой через контактные кольца и щетки. Хотя для работы такой системы требуется редуктор и контактные кольца, многие преимущества позволяют системе DFIG доминировать на большинстве ветроэнергетических рынков в настоящее время.Это облегчает изменение широкого диапазона скоростей (± 30% от синхронной скорости), более низкие требования к номинальным характеристикам для преобразователей энергии (30% мощности генератора) и, следовательно, более низкую стоимость. Кроме того, он имеет высокий КПД, вызванный двунаправленным потоком мощности, и способность выполнять компенсацию реактивной мощности и плавную интеграцию в сеть. В этой конфигурации встречный преобразователь состоит из двух частей: преобразователя на стороне статора / сети и преобразователя на стороне ротора. Оба являются преобразователями источника напряжения, а конденсаторная батарея между двумя преобразователями действует как интерфейс постоянного напряжения.

    В этом разделе сначала рассматривается моделирование DFIG, за которым следует последующий алгоритм FOC, который разделен на две части: управление преобразователем на стороне статора и управление преобразователем на стороне ротора. Также рассматриваются метод SVM и управление изолированными операциями.

    Рисунок 11.

    Конфигурация ветроэнергетической системы DFIG

    2.3.1. Модель dq из DFIG

    Моделирование проводится в системе отсчета dq . Эквивалентные схемы DFIG в системе отсчета dq изображены на рисунке 12 (a, b), и можно вычислить отношения между напряжением V, током I , магнитным потоком Ψ и крутящим моментом T e . записывая уравнения КВЛ.Для стороны статора компоненты напряжения оси d - и q задаются следующим образом:

    Vds = RsIds − ωsΨqs + (Lls + Lm) dIdsdt + LmdIdrdt aVqs = RsIqs + ωsΨds + (Lls + Lmrd) dIqs E6

    И аналогично, компоненты напряжения оси d - и q на стороне ротора задаются как:

    Vdr = RrIdr − sωsΨqr + (Llr + Lm) dIdrdt + LmdIdsdt aVqr = RrIqr + LsΨldr ( dIqrdt + LmdIqsdt bE7

    Поскольку потокосцепление вдоль оси d - и q - следующее:

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *