В помощь домашнему мастеруВ помощь домашнему мастеру

ЧТО ЗНАЕТЕ ХОРОШЕГО, ТОГО НЕ ЗАБЫВАЙТЕ, ЧЕГО НЕ ЗНАЕТЕ, ТОМУ УЧИТЕСЬ...

Поиск
Текст поиска*
Введите текст для поиска

Мини электростанции

Мини электростанция-1Трудно представить жизнь современного человека без электричества, ведь почти любой технике требуется для работы электросеть. И там, где нет центрального электроснабжения, приходится использовать альтернативные источники энергии, такие как мини-электростанции автономные электрогенераторные  установки. Они пригодятся в разных ситуациях: самые «маленькие» будут полезны при вылазках на природу, в то время как самые «большие» способны полностью обеспечить автономное энергоснабжение загородного дома.

 

 

Выбор

При выборе мини электростанции решающими являются два фактора; для каких работ вы собираетесь ее использовать, и какова требуемая мощность? Выбор установки того или иного типа, в том числе выбор двигателя, зависит от того, будет она служить основным источником энергии для объекта, не подключенного к сети, или же резервным на случай аварийного отключения. В первом варианте определяющими факторами являются большой ресурс и экономичность двигателя.

Тут предпочтителен дизель, хотя с точки зрения расходов на топливо ему может составить конкуренцию двигатель, работающий на газу. Для резервного аварийного источника питания главное — надежный запуск из холодного состояния и быстрый выход на рабочий режим, А вот с этим у дизелей бывают проблемы, особенно зимой. Впрочем, и здесь стоит сделать оговорку — «зимние проблемы» дизельных моторов часто связаны с выбором
неподходящего топлива (летняя солярка вместо зимней). Ошибки в выборе масла тоже влияют на запуск и эксплуатацию, но они одинаково относятся и к «бензинкам», и к дизелям.

У бензиновых моторов меньше вес и стоимость, поэтому для передвижных агрегатов до 10 кВт используют именно их. Такие мини-электростанции наиболее востребованы на стройках, для автономного электроснабжения торговых точек и других коммерческих применений. Дизели же чаще применяются для более мощных стационарных мини-электростанций.
Отдельный тип — портативные бензогенераторы. Их можно взять с собой в дорогу, отправляясь в места, куда не добралась цивилизация. Это максимально легкие (10-20 кг] агрегаты мощностью менее 2 кВт, пригодные к транспортировке в легковом автомобиле, общественном транспорте, а то и в рюкзаке геолога или туриста.

Агрегаты смонтированы максимально компактно и размещены в закрытом пластиковом корпусе (за характерную форму корпуса такие модели часто называют «чемоданчиками»). В целях экономии веса двигатель у них, разумеется, бензиновый, с воздушным охлаждением, иногда даже двухтактный. Генератор однофазный, зато почти всегда, кроме «бытовой розетки» 220 В, имеется выход 12 В постоянного тока для зарядки аккумуляторов, в том числе автомобильных, и питания электроприборов, рассчитанных на подключение к бортовой сети автомобиля или яхты.

                           

                Дизельная мини-электростанция                                             Бензиновая мини-электростанция
                      воздушного охлаждения


В поисках мощности

Вопрос о требуемой мощности электрогенераторной установки тоже не так прост, как кажется.
Просуммировать паспортную мощность подключаемых  потребителей недостаточно.
Двухкиловаттный генератор может питать электрочайник мощностью 2 кВт либо пылесос на 1 кВт, либо холодильник на 300 Вт.Почему такой разброс? Дело в том, что сопротивление нагрузки — составная величина, она складывается из активного, омического, и реактивного, связанного емкостью и индуктивностью прибора, сдвигающих разность фаз между напряжением и током.

Для лампы накаливания, электрочайника и других нагревательных приборов реактивным сопротивлением по сравнению с активным можно пренебречь, а вот обмотки электромотора с их высокой индуктивностью дают значительную разность фаз. В результате приходится применять поправочный коэффициент мощности cos tp, характеризующий потребителя энергии. И это еще не все. При пуске электромотор потребляет ток в несколько раз больший, чем в установившемся режиме работы. Причем если ротору ничего не мешает начать вращаться (пылесос, вентилятор, электродрель], то скачок тока небольшой и непродолжительный. Если же двигатель сразу встречает сопротивление (насос, лебедка), то пусковой ток достигает больших значений и способен превысить номинальный в десятки раз.


Синхронные и асинхронные генераторы

Кроме типа двигателя, в описании мини-электростанций обычно указывают тип генератора. Он может быть синхронным и асинхронным.Это означает, что в первом случае частота вращения магнитного поля статора равна частоте вращения ротора, то есть сдвиг фаз между ними постоянный. Во втором случае, в асинхронном генераторе, сдвиг фаз между ротором и статором может меняться. В синхронном генераторе ротор выполнен в виде электромагнита. Ротор создает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая обмотку статора, наводит в ней ЭДС,

Величину выходного напряжение синхронного генератора можно контролировать за счет изменения магнитного поля ротора. Обычно это делает блок автоматической регулировки (AVR], благодаря чему обеспечивается высокая стабильность выходного напряжения. Синхронный генератор способен кратковременно выдавать ток в три-четыре раза выше номинального. Такие генераторы оптимальны для подключения оборудования с высокими стартовыми токами: электроинструменты, насосы, компрессоры и прочие электродвигатели, а также сварочные аппараты. Однако при длительном превышении допустимой нагрузки возможен перегрев и выход из строя обмотки ротора.Асинхронный генератор представляет собой асинхронный двигатель, работающий в режиме торможения.

Вращающееся магнитное поле, создаваемое вспомогательной обмоткой статора, индуцирует на роторе магнитное поле, которое, вращаясь вместе с ротором, наводит ЭДС в рабочей обмотке статора. При этом на ротор ток извне не подводится, благодаря чему генераторы асинхронного типа имеют малую чувствительность к короткому замыканию и высокую степень защиты от внешних воздействий.

Но бесплатный сыр, как известно, бывает только в мышеловке: при такой конструкции вращающееся магнитное поле ротора не поддается регулировке, поэтому частота и напряжение на выходе генератора зависят от частоты вращения ротора, а следовательно, от стабильности работы двигателя. Поэтому асинхронный генератор можно использовать только с приборами, не имеющими высоких стартовых токов и устойчивыми к перепадам напряжения.

Иногда говорят, что в данном аппарате применен инверторный генератор. Это не совсем корректное выражение. Правильнее говорить «генератор с инверторным формирователем выходного напряжения», В таких установках ток, полученный от генератора (синхронного или асинхронного типа), подается на электронный модуль (собственно инвертор), который преобразует его в нужную синусоиду со стабильными параметрами.


Одно-или трёхфазный?

Название вытекает из назначения — питать соответствующих потребителей. При этом к
однофазным генераторам, вырабатывающим переменный ток напряжением 220 В и частотой 50 Гц, можно подключать только однофазные нагрузки, тогда как к трехфазным (380/220 В, 50 Гц) — и те и другие. Зачем вообще нужны три фазы? Трехфазная схема подключения позволяет
передавать энергию трех источников всего по трем проводам (в случае однофазной схемы потребовалось бы выделить шесть — по два провода на каждый такой источник].

В результате трехфазные генераторы и моторы компактнее, легче и имеют больший КПД. С однофазными генераторами все понятно: главное — правильно «посчитать» всех своих потребителей, учесть возможные проблемы (например, высокие пусковые токи) и выбрать агрегат с соответствующей реальной выходной мощностью. При подключении к трехфазным генераторам
трехфазных же нагрузок ситуация аналогичная. А вот при подключении к трехфазным генераторам однофазных потребителей возникает проблема, именуемая перекосом фаз. Во-первых, при подключении нагрузки на одну фазу трехфазного генератора используется только одна обмотка статора.

Значит, без перегрузки возможно снять мощность не более чем 33 % от полной. Это верно для синхронных генераторов, асинхронные «переваривают» больший перекос, порядка 70-80 %.
Во-вторых, если нагрузка меньше и обмотки трудятся в треть силы, то неравномерность распределения нагрузки (это и есть так называемый перекос фаз) может составить хоть все 100 %. Однако выходное напряжение на ненагруженных фазах может достигать недопустимо больших значений. И если на выходе не стоит автоматический регулятор напряжения, то подключенные к нему высокочувствительные приборы могут быть повреждены. Опять же в синхронных генераторах эта проблема стоит острее, чем в асинхронных.

<<<Назад