Электрический генератор: принцип работы, виды, как выбрать

krd.generatorg.ru

Электрогенератор — то устройство, которое за счет сжигания топлива генерирует электрический ток. Современные бытовые модели оснащаются стабилизатором напряжения, благодаря чему на выходе можно получить переменное электричество с напряжением в 220В или 380В. Иногда в них также есть дополнительная розетка на 12В или 24В постоянного тока. Применяются в тех случаях, когда нет возможности запитать оборудование от обычной розетки. Например, для полива огорода, который располагается вдалеке от дома. Для запитки насоса как раз и можно использовать генератор. Но какие они бывают, чем отличаются между собой? Какой генератор можно назвать самым надежным и долговечным, какими характеристиками он должен обладать?

Как работает электрогенератор и сферы применения

Основной принцип генерации электроэнергии заключается в том, что при соприкосновении магнитных полей с катушкой возбуждения (при вращении) генерируется электричество. Оно снимается за счет установленных в электромоторе щеток, а далее направляется на стабилизатор. Он, в свою очередь, выравнивает ток по напряжению и подает на розетку, к которой уже может подключиться пользователь.

Основные сферы применения электрогенераторов:

• В быту. Для запитки устройств в период отключения электричества.
• В строительной сфере. Если линия электропитания на участок ещё не заведена, то именно с помощью генератора можно запитать весь необходимый инструментарий.
• В медицине. В больницах обязательно ставят генераторы в качестве резервного источника питания.
• В добыче полезных ископаемых. Многие разрабатываемые участки располагаются там, где не проведены линии электропередач. Соответственно, для работы инструментария используются генераторы.
• На любых производствах, заводах. Работоспособность которых напрямую зависит от подачи электричества. Генератор устанавливается в качестве резервного источника питания.
• Интернет-провайдеры, мобильная связь. Для обеспечения бесперебойной работы вышек, шлюзов связи также применяются генераторы в качестве источника резервного питания.

По сути, генераторы находят своё применение в абсолютно всех сферах жизни, где требуется электрический ток и необходимо, чтобы питание было постоянным, без сбоев.

Классификация

Даже если изучить ассортимент специализированного магазина, где продаются электрогенераторы, можно заметить, что некоторые модели стоят всего 100 долларов. Но есть и те, за которые придется отдать 10000 долларов. Но отличаются между собой они не только предельной мощностью и производительность. А также видом используемого топлива, конструкцией, количеством фаз на выходе.

По виду используемого топлива

По типу используемого топлива все электрогенераторы можно разделить на:

• бензиновые;
• дизельные;
• газовые.

Бензиновые

Бензиновые — самые распространенные и у них одна из самых простых конструкций. Поэтому и стоят они относительно дешево, именно их чаще всего используют в быту. Но они требуют к себе постоянного внимания. Со временем требуется очищать свечу накаливания от образовавшегося нагара. Также важно своевременно заменять или чистить воздушный фильтр. Со временем могут незначительно «сбиться» настройки частоты оборотов, из-за чего генератор может выдавать напряжение чуть выше или меньше номинального. И такое обслуживание приходится выполнять примерно каждые 3 месяца.

Главные плюсы таких генераторов:

• дешевизна;
• простое обслуживание;
• легко ремонтируются;
• выдают достаточно большую мощность.

Из недостатков выделяют только большой расход топлива. Если требуется запитать небольшое количество устройств суммарно мощностью до 3–4 кВт, то такого генератора — вполне достаточно. И именно выбор бензиновых моделей на потребительском рынке — самый обширный.

Дизельные

Дизельные — более сложные в конструктивном плане. Поэтому стоят дороже. И их сделать компактными практически невозможно. Поэтому каждый дизельный электрогенератор — это высокопроизводительная модель, в среднем, от 6 кВт и выше. Для использования в быту такие подходят не лучшим образом. Но если нужно запитать огромный объект, многоквартирный дом, то именно дизельные — одни из самых эффективных. И именно такие ставят, например, в качестве резервного источника питания в тех же больницах или на атомных электростанциях.

Плюсы дизельных генераторов:

• высокая производительность;
• надежность;
• меньший расход топлива, чем у бензиновых (при одинаковой генерации электричества);
• чуть лучше устойчивость к критическим нагрузкам.

Из недостатков: сложная конструкция, ремонт в большинстве случаев без привлечения специалистов невозможен, моделей с малой мощностью генерации практически не встречается.

Газовые

Газовые — встречаются редко. Потому что они менее безопасные в плане эксплуатации в бытовых условиях. Для их работы нужно подключать баллон с газом. И обязательно следить за отсутствием протечек. В плане конструкции — мало чем отличаются от бензиновых и дизельных. Там устанавливается обычный двигатель внутреннего сгорания со свечей накала. Но вместо карбюратора — редуктор, который и обеспечивает дозированную подачу газа в камеру сжигания.

К плюсам таких генераторов относят:

• самый экономный расход топлива (потому что газ обходится дешевле);
• хорошая производительность;
• надежность (нагара от использования газа получается на порядок меньше).

Из минусов: нужно использовать баллоны с газом либо же напрямую подключать к линии газопровода. И крайне важно, чтобы вся система была герметичной. Необходимо максимально тщательно соблюдать технику безопасности.

Однофазные и трехфазные

Стандартная бытовая электросеть — однофазная, из которой можно получить ток напряжением в 220 Вольт. Но есть ряд оборудования, для питания которого требуется 380 Вольт. Преимущественно это станки, высокомощные насосы. То есть для них требуется 3-фазная электросеть. Такие электрогенераторы тоже существуют, стоят незначительно дороже. Существуют и универсальные, в которых есть переключатель с 1 на 3 фазы. То есть пользователь может самостоятельно выбрать, ток с каким напряжением ему требуется в данный момент.

Так что главное отличие между однофазными и трехфазными генераторами — это их выходное напряжение. У первых — 220В, а у вторых — 380В переменного тока. И последние, как правило, на порядок мощнее в плане допустимой максимальной нагрузки. Потому что их и используют преимущественно для питания самых мощных устройств, которые требуют свыше 5 – 10 кВт пусковой нагрузки. Обычные бытовые генераторы в этом случае не справятся.

Синхронные и асинхронные

Если говорить максимально просто, то синхронные — более сложные в плане конструкции. Но они легко переносят экстремальную нагрузку без каких-либо возможных повреждений. Поэтому и стоят несколько дороже, а в плане обслуживания и ремонта — они сложнее.

Асинхронные — более простые, но экстремальную нагрузку они переносят плохо. И от этого чаще выходят из строя. Но у них есть свое преимущество: более простая конструкция и низкая цена. Большинство бытовых электрогенераторов — именно асинхронные. И при работе с таким оборудованием вообще рекомендуется не превышать нагрузку в 60 – 70% от допустимого заявленного производителем лимита.

Инверторные

Отличительная особенность инверторных электрогенераторов — это отсутствие классических «щеток» для съема электрического тока с якоря. Соответственно, никакого трения внутри электромотора нет. Поэтому и эксплуатационный ресурс его — выше, чем у обычных моторов щеточного типа.

Стоят инверторные электрогенераторы дороже. Ремонтировать их тоже сложнее. Если катушки в большинстве случаев можно заменить, то если возникнут «спайки» на якоре, то в большинстве случаев весь электромотор потребует полной замены. А это — около 70% от стоимости нового электрогенератора.

На практике — инверторные генераторы служат на порядок дольше. И поломки у них возникают гораздо реже. Ещё у них есть весомый плюс — это меньшее количество издаваемого шума в процессе работы. Хотя разница и не особо существенна.

Как рассчитать мощность генератора

Чтобы рассчитать, какой мощностью следует покупать генератор, сперва необходимо подсчитать, какое количество и каких устройств планируется с его помощью запитывать. Нужно учитывать показатель именно потребления электрического тока, что указывается в Ватт*час. К примеру, средние показатели бытовых потребителей:

• телевизор — в районе 70 Ватт*час;
• холодильник — в районе 250 Ватт*час, но при запуске может кратковременно потреблять около 1500 Ватт*час (пусковой ток);
• погружной насос или насосная станция — 1500 Ватт*час, но при запуске кратковременно потребляет до 2500 Ватт*час;
• отопительный котёл — около 60 Ватт*час;
• освещение в доме — суммарно до 100 Ватт*час, если используются светодиодные лампы;
• компьютер — до 500 Ватт*час, зависит от установленных компонентов;
• ноутбук — в среднем, 100 Ватт*час;
• нагревательный бойлер — 2500 Ватт*час.

Точное предельное потребление производителем обязательно указывается в технических характеристиках устройства. Соответственно, необходимо взять всё то оборудование, которое планируется одновременно запитывать, узнать предельное потребление в Ватт*час для каждого из них. А далее — суммировать все их показатели.

Если получится, что все устройства потребляют около 5000 Ватт*час, то и электрогенератор необходим с мощностью в 5000 Вт или выше.

Другой важный нюанс: генератор не должен работать постоянно на максимальной нагрузке. От этого сильно снижается его эксплуатационный ресурс. Соответственно, рекомендуется покупать модель с запасом мощности хотя бы в 20 – 25%. Поэтому, если для всех подключаемых потребителей электричества требуется 5000 Вт, то идеальный вариант — использовать генератор на 7000 Вт или выше. Модель со слишком большим запасом мощности покупать тоже не стоит. Потому что стоят они дороже и расход топлива даже на холостом ходу у них на порядок больше.

А вот конструктивный тип и какое использует топливо — это уже подбирать из собственных предпочтений и технических возможностей. Например, если у семьи есть автомобиль с бензиновым двигателем, то и генератор, работающий на бензине — для них лучший выбор. В любой момент можно сточить с бака авто топливо для того, чтобы обеспечить электрогенератор.

Заключение

Электрогенератор позволяет получить доступ к электросети в тех случаях, когда линия не проведена или же снабжение временно отсутствует. Естественно, что для маломощных устройств резервное питание можно организовать с помощью аккумуляторных батарей. Например, для того же ноутбука можно использовать «повербанк», как и для смартфонов, планшетов. Но если речь заходит о питании мощных устройств (по типу насоса, бойлера) или же если нужно запитать сразу весь дом, рабочий участок, то генераторы — вне всякой конкуренции. При этом современные модели довольно энергоэффективны, с высоким коэффициентом полезного действия. Так что затраты на топливо получаются не такие и огромные. В среднем, для бензинового генератора мощностью в 1,5 кВт на 1 час работы достаточно около 0,7–1,2 литра бензина, в зависимости от режима эксплуатации и нагрузки, которая к нему подключена одновременно.