Пусковые токи при выборе генератора

Рекомендации по выбору генератора

Самыми важными при подборе генератора являются следующие параметры:

• Мощность генератора;
• Количество фаз;
• Тип двигателя;
• Вид топлива;
• Вид генератора;
• Тип запуска.

Обратите внимание, что необходимо рассматривать каждый из пунктов в совокупности с остальными – только так вы сможете подобрать для себя идеальное устройство, которое будет соответствовать именно вашим потребностям.

Пожалуй, первый и самый важный критерий – это мощность самого генератора . Определите, какие именно приборы будут подключаться к генератору, найдите их потребляемую мощность с учетом постоянности работы каждого из приборов и одновременного включения приборов. Необходимо также учитывать, что мощность энергопотребителей необходимо рассчитывать в киловольт-амперах (кВА), так как этот параметр является полной мощностью приборов, в то время как стандартные киловатты (кВт) являются указателями активной мощности. Обращаем ваше внимание, что в технической документации обычно указывают только активную мощность. Но некоторые производители указывают коэффициент мощности энергопотребителя, поэтому найти полную мощность прибора просто: достаточно разделить активную мощность на коэффициент мощности. Если такая информация отсутствует, то можно взять среднее число, составляющее примерно 0,7. Исходя из полученных данных, необходимо подбирать и мощность электростанции.

По мимо величины нагрузок, необходимо учитывать тип нагрузок. Нагрузки подразделяются на омические (активные) и индуктивные (реактивные).

К активным относятся все нагрузки, у которых потребляемая энергия преобразуется в тепло (лампы накаливания, утюги). К реактивным относятся все потребители, которые имеют электродвигатель. При запуске электродвигателя кратковременно возникают пусковые токи, величина которых зависит от конструкции двигателя и назначения электроинструмента. Величину возникающих пусковых токов необходимо учитывать при выборе генератора.

Большинство электрических инструментов имеют коэффициент пускового тока 2-3. Это значит, что при включении таких потребителей требуется генератор, мощность которого в 2-3 раза выше мощности подключаемой нагрузки. Самый большой коэффициент пускового тока 5-7 у потребителей, которые не имеют фазы холостого хода (компрессоры, погружные насосы).

Данные, приведенные в таблице, являются усредненными и не отражают реальной ситуации каждого конкретного случая. Точные значения коэффициента пускового тока необходимо получить у производителя инструмента.

Для примера, приведен расчет мощности генератора. К генератору необходимо подключить ручной электрорубанок с мощностью двигателя Р=1000 Вт и cosф=0,8. Полная мощность, которую рубанок будет потреблять от генератора 1000:0.8=1250 ВА. Но любой генератор имеет свой собственный cosф, который также необходимо учитывать. При средней величине cosф 0,85 ваш рубанок будет потреблять уже 1250:0,85=1470 ВА. Если учесть минимально необходимый запас в 25% и коэффициент пусковых токов указанный в таблице, то для работы электрорубанка необходим генератор с мощностью примерно Р=(1470+25%)*2=3674 ВА. Вывод: для нормальной работы электрорубанка мощностью 1000 Вт необходим генератор мощностью 3700 ВА.

При подключении (отключении) потребителей к генератору первым подключается потребитель, имеющий самый большой пусковой ток. Далее подключаются потребители в порядке убывания пусковых токов. Последним подключается потребитель с коэффициентом пускового тока 1 (например, лампа накаливания). Отключение потребителей необходимо производить в обратной последовательности.

Далее необходимо определиться с количеством фаз. Сделать это очень просто: если в вашем доме есть трехфазные потребители, и вы планируете их питать от генератора, то имеет смысл выбирать электростанцию с тремя фазами. Как правило, это большое оборудование: насосы, сауны и т.д. Если же нет, стоит сделать выбор в пользу однофазного генератора.

Если вы сделали выбор в пользу трехфазного генератора, вы можете также питать от него однофазные потребители. Для этого необходимо учитывать правила подключения:

• Нагрузка на трехфазном генераторе должна быть распределена по всем трем фазам равномерно. Потребляемая мощность однофазной нагрузки не должна превышать 1/3 от номинальной трехфазной выходной мощности агрегата. При мощности генератора, например 4,8 кВт, возможно подключение потребителя мощностью 1,6 кВт.
• При подключении нескольких однофазных нагрузок разница в их потребляемой мощности не должна отличаться более чем на 20% друг от друга (в идеальном случае все однофазные нагрузки должны быть одинаковые).

При одновременном использовании, к примеру, трех розеток 220 В, нагрузка должна быть распределена равномерно и не должна превышать 1/3 номинальной мощности генератора (4,8 кВт/3 = 1,6 кВт) на каждую розетку. Запрещается при этом подключать потребители, отличающиеся по мощности друг от друга более чем на 20%.

Обратите внимание — запрещается одновременное подключение однофазного и трехфазного потребителей.

После того как вы решили вопрос с мощностью и фазами, необходимо остановиться на следующем моменте: какой двигатель должен быть у вашего генератора. Для начала определяем, нужен ли вам большой генератор или достаточно маленького переносного. Если выбор в пользу компактности, то имеет смысл подбирать модели с двухтактным двигателем. Они подходят для редкого использования вдали от энергосетей: на рыбалке, охоте, при включении садовых инструментов, использующихся редко. Четырехтактные двигатели устанавливаются в более надежные конструкции и являются, по сути, полноценными двигателями с полным циклом работы. Подходят даже для постоянного использования.

Следующий этап – выбор топлива. Генераторы могут работать на бензине, дизеле или газе. Специалисты советуют подбирать топливо, исходя из мощности генератора. Если мощность генератора менее 5 кВт, то имеет смысл использовать бензиновый двигатель, если более 10 кВт – советуем обратить внимание на дизельный генератор. Если же вам нужен генератор мощностью более 5 кВт, но менее 10 кВт, то выбирайте то устройство, для которого вам проще найти топливо.

По виду генераторы делятся на синхронные и асинхронные. Для частого использования больше подходят синхронные генераторы стационарного типа. Такие устройства лучше выдерживают перегрузки напряжения.

Существует два основных типа запуска генератора:

• Ручной. Запуск производится при помощи стартерного шнура. Генераторы небольшой мощности оснащены именно таким типом запуска.
• Электростартер. Для запуска генератора достаточно нажать кнопку или повернув ключ зажигания. Как правило, системой электрозапуска оборудуют более мощные генераторы, но при этом наличие кнопки (ключа) дублируется ручным запуском.

При выборе обязательно учитывайте, как часто вы будете пользоваться генератором. Если вы планируете использовать его постоянно, но при этом общая мощность подключаемых приборов менее 5 кВт, то имеет смысл остановить свой выбор на простой модели. То же можно сказать и о резервном (нечастом) использовании генератора.

Если вам нужен генератор мощностью от 5 до 10 кВт, то здесь необходимо сделать упор на частоту использования. Если вы планируете постоянное использование или подключение важных энергопотребителей, то стоит брать стационарный генератор.

Если вам необходим генератор мощностью более 10 кВт, то лучше делать выбор в пользу мощных стационарных источников энергии.

Учитывайте также и место установки. Это может быть стационарная установка в помещении или на улице, а также временное использование – переносной тип. Стационарная установка в помещении (в гараже, котельной, кладовой и т.д.) не требует использования дополнительных средств. Если вы устанавливаете генератор на улице, то необходим всепогодный комплект (комплект подогрева), так как генератор не может работать при экстремальных температурах.

Переносные генераторы используются только время от времени, поэтому желательно, чтобы такие генераторы поставлялись вместе с комплектом для транспортировки.

Источник

Как выбрать электрогенератор

Электричество настолько плотно вошло в нашу жизнь, что мы пользуемся им, практически его не замечая. Степень нашей зависимости от электричества становится заметна, только когда его нет. И тут-то выясняется, что жить без электричества еще можно, а вот жить комфортно – уже нет. В городах отключения электричества редки и кратковременны, поэтому почувствовать все прелести жизни в доиндустриальной эпохе не получится. А вот за городом без электрогенератора порой не обойтись:

— Для строительных работах на участках без электричества приобретение генератора будет намного выгоднее, чем покупка комплекта аккумуляторного инструмента.

— Электрогенератор поможет с ремонтом автомобиля, если в гараже нет электричества.

— Электрогенератор позволит обеспечить привычный уровень комфорта при выезде не природу или на дачу в «глухом углу» без электричества.

— И наконец, электрогенератор может буквально спасти владельца загородного дома от замерзания системы отопления в зимнее время при продолжительном отключении электричества. Да и летом не помешает – насос-то в скважине тоже от электричества работает.

Последний довод на сегодняшний день является самой распространенной причиной покупки электрогенератора. Именно развитие частного домостроения вызвало настоящий бум на рынке электрогенераторов, приведший к сегодняшнему их изобилию. И это неудивительно: потребности у всех покупателей генераторов разные: кто-то хочет запитать от генератора только печку, кто-то – добавить еще насос и холодильник, кому-то генератор нужен для работы включения мощного электроинструмента. Генераторы во всех этих случаях потребуются разные, и внимание следует обратить не только на мощность, но и на остальные характеристики.

Характеристики электрогенераторов

Выходная мощность определяет и возможности генератора (сколько он «потянет» электротехники), и его вес, и его цену.

Но какая мощность нужна? Консультант в магазине, скорее всего, посоветует просуммировать мощность всех используемых дома приборов и обязательно напомнит о пусковом коэффициенте реактивных потребителей электроэнергии. Дело в том, что все электроприборы делятся на два вида — активных и реактивных потребителей. У активных потребителей вся электроэнергия преобразуется в тепло — это электронагреватели, утюги, лампы накаливания, электрочайники и т.д. Потребляемая мощность активных потребителей постоянна. А реактивные потребители часть энергии расходуется на создание электромагнитного поля и в момент включения они непродолжительное время потребляют мощность, значительно превышающую номинальную. Реактивными потребителями являются электроприборы, содержащие двигатели, трансформаторы, электромагниты и т.д — холодильники, стиральные машины, пылесосы и пр. Поскольку четких закономерностей – какой прибор какой пусковой ток потребляет – нет, то при подсчете необходимой мощности часто используются таблицы наподобие этой:

И если взять для примера какой-нибудь частный дом с электроводонагревателем на 1,5 кВт, со скважинным насосом на 750 Вт, холодильником на 120 Вт и двумя циркуляционными насосами по 100 Вт, то уже по этим приборам необходимая мощность получится 1500+750*7+120*3+200*4=7910 Вт. Потом консультант еще посоветует добавить пару киловатт на телевизор, компьютер и «что, вы даже свет включать не будете?» и вот покупатель везет домой 10-киловаттного «монстра». В то время как из перечисленных электроприборов непрерывно работают только циркуляционные насосы, потребляя свои 200 Вт, а продолжительная нагрузка будет составлять максимум 2-3 кВт. Поговорка «запас карман не тянет» к электрогенераторам не подходит – продолжительная работа с нагрузкой, не превышающей 30% номинала, для них вредна — при таком режиме быстро нарастает нагар на свечах и в выпускном тракте. Кроме того, расход топлива генераторов (особенно неинверторного типа) зависит от нагрузки нелинейно – расход на 20% нагрузке будет всего в 1,5-2 раза меньше, чем при полной нагрузке.

Поэтому оптимальный метод подбора мощности заключается в том, чтобы определить, какой из реактивных потребителей имеет максимальную пиковую мощность, затем сложить её с мощностью постоянно работающих активных нагрузок. При определении потребителя с максимальной пиковой мощностью, следует уточнить его пусковой коэффициент в руководстве по эксплуатации (если он там есть) – приведенное в таблице значение может сильно отличаться от реального для конкретной модели.

Так, в вышеприведенном примере максимальную мощность потребляет во время пуска погружной насос с 750*7=5250 Вт пиковой мощности. Если принять, что этим насосом является Grundfos SP 1A-28, то согласно руководству, его множитель пускового тока составляет не 7, а всего 3,6. Таким образом, пиковая мощность насоса будет 750*3,6=2700 Вт. Максимальная возможная активная нагрузка в момент включения насоса будет равна 1820 Вт (электронагреватель + холодильник + два насоса). Добавив 2700, получаем 4520 Вт.

Причем полученное значение мощности потребуется только для пуска насоса, постоянная нагрузка на генератор будет меньше, поэтому подбираем генератор не с номинальной, а с максимальной выходной мощностью, соответствующей полученному числу. Максимальная выходная мощность – это мощность, которую генератор способен кратковременно выдать без вреда для себя. В данном случае именно это и надо.

Так что генератор с номинальной мощностью в 4 кВт и максимальной – в 4,5 кВт для приведенного примера вполне подойдет, и будет стоить в 5-10 раз дешевле ранее «подобранного» 10-киловаттного.

Единственная особенность, которую следует учесть при таком способе подбора мощности генератора, это то, что потребители к нему следует подключать постепенно. Ни в коем случае нельзя подключать генератор к сети электропитания дома с включенными электроприборами так, что они получат питание одновременно – это может привести к выходу генератора из строя, особенно, если у него нет защиты от перегрузок.

Вид генератора.

Асинхронный генератор имеет максимально простую конструкцию, его ротор не содержит обмоток (только постоянные магниты), щеточный узел отсутствует. Такой генератор проще в обслуживании, дешевле, легче, меньше подвержен действию пыли и влаги. Еще одно немаловажное достоинство асинхронного генератора заключается в том, что он не боится высоких токов – вплоть до короткого замыкания. Это позволяет использовать генератор для подключения сварочных аппаратов.

Главный недостаток асинхронного генератора – параметры генерируемого им напряжения зависят от нагрузки. Поэтому асинхронные генераторы не рекомендуется использовать для снабжения электроэнергией потребителей, требовательных к её качеству (стабильности частоты и напряжения, формы синусоиды сигнала) – газовых котлов, холодильников, ИБП, циркуляционных и скважинных насосов. Зато невосприимчивость к высоким токам позволяет подключать к асинхронному генератору мощный строительный инструмент, часто работающий с перегрузками.

Синхронный генератор имеет обмотку возбуждения на роторе, запитываемую через щеточный узел. Частота переменного напряжения на выходе синхронного генератора зависит только от частоты вращения ротора и остается постоянной при изменении нагрузки. Это позволяет использовать синхронный генератор для подключения бытовой техники, требовательной к качеству электропитания.

Недостатком синхронного генератора является то, что для поддержания частоты напряжения, двигатель должен вращаться с постоянной скоростью независимо от снимаемой с генератора мощности. Это сильно снижает КПД генератора при падении нагрузки. Для стабильной производительной работы синхронный генератор должен быть постоянно нагружен на 50-80% номинала.

Инверторный генератор может иметь в основе как асинхронный, так и синхронный генератор. Но в отличие от «чистых» синхронных и асинхронных, в инверторном генераторе выходное напряжение сначала выпрямляется, затем преобразуется в переменное с помощью электронной схемы – инвертора.

Это позволяет добиться высокой стабильности частоты и напряжения электропитания без поддержания постоянных оборотов двигателя. Инверторные генераторы допускают работу с малой нагрузкой (расход при этом у них будет намного меньше, чем у синхронных). Однако при номинальной нагрузке КПД инверторных генераторов ниже, чем синхронных.

Часто можно услышать утверждение, что только инверторные генераторы способны обеспечить идеальную форму выходного сигнала при любых условиях работы. И что поэтому газовый котел можно запитать только от инверторного генератора. Это не всегда верно – да, инверторный генератор лучше чем любой другой выдерживает частоту и напряжение при изменениях нагрузки.

Но вот форма сигнала (синусоида) на недорогих инверторных преобразователях изначально далека от идеала. В целях снижения цены сглаживающий фильтр на выходе генератора производитель не ставит, и к потребителю вместо синусоиды идет «лесенка».

Вред такого сигнала неоднозначен – большинство бытовой техники разницы «не заметит», но некоторые электронные приборы (измерительные приборы, газовые котлы, аудио- и видеотехника) могут начать сбоить или вообще откажутся работать.

Хороший инверторный генератор, обеспечивающий «чистую» синусоиду выходного напряжения, будет стоить намного дороже синхронного.

Так что котел можно запитывать не только от инверторного генератора – синхронный генератор скорее даст «чистую» синусоиду, чем дешевый инверторный. И вообще, большинство проблем при подключении котла к генератору возникает не из-за формы сигнала, а из-за незаземленной нейтрали генератора, приводящей к отсутствию «нулевого» провода питания. Для правильной работы схем контроля пламени газовых котлов, на одном проводе питания должна быть фаза 220В, а на другом – 0. Чтобы получить такое питание от однофазного генератора (у которого на каждом из двух выходов по фазе), достаточно заземлить один выходной провод (любой).

Стабилизация напряжения применяется для поддержания параметров электропитания при изменении нагрузки.

Большинство современных синхронных генераторов снабжено AVR – автоматическим регулятором напряжения. Электронная схема AVR контролирует выходное напряжение, и, при его изменении, увеличивает или уменьшает ток обмотки возбуждения. Это позволяет поддерживать выходное напряжение в пределах 220+5% при любых нагрузках.

Асинхронные генераторы стабилизируются с помощью шунтирующих и компаундирующих конденсаторов, помогающих поддержать напряжение при кратковременных его перепадах. Но с сильными и продолжительными перепадами такой стабилизатор не справляется.

Инверторные генераторы в стабилизаторе напряжения не нуждаются – оно и так будет стабильным при любой нагрузке.

Напряжение. Генераторы могут быть как однофазными – для подключения бытовой техники на 220В (230В), так и трехфазными – для подключения более мощной техники на 380В (400В). К трехфазному генератору можно подключить однофазный электроприбор (на нем, как правило, есть отдельные розетки 220В), наоборот – нельзя. Трехфазные генераторы предоставляют больше возможностей, но и стоят дороже.

Многие генераторы также имеют дополнительный выход 12В постоянного тока – такие модели можно использовать для подзарядки автомобильного аккумулятора.

Цикл двигателя. Двухтактные двигатели легче и дешевле четырехтактных, но для заправки большинства из них требуется готовить топливную смесь (добавлять в топливо определенное количество масла). Кроме того, двухтактные двигатели имеют значительно меньший моторесурс – 500-700 часов.

Для резервного генератора, включающегося несколько раз в год, это не критично, но, если генератор приобретается для постоянной работы, лучше выбирать среди четырехтактных. Кроме на порядок большего моторесурса, четырехтактные двигатели отличаются экономичностью и меньшим уровнем шума.

Запуск. Большинство генераторов оборудовано веревочным стартером для ручного пуска двигателя. Наличие электростартера (электрического пуска) может заметно облегчить работу с генератором, но имейте в виду, что электростартер заметно увеличивает цену и вес генератора. Если генератор приобретается для эпизодического использования, то лучше остановиться на модели с ручным пуском – за месяцы простоя аккумулятор, скорее всего, разрядится, и пускать генератор все равно придется вручную.

Электрический пуск аварийных генераторов действительно необходим только в том случае, если предполагается пуск генератора при пропадании сетевого электропитания – установка АВР (автомата пуска резерва) позволит таким генераторам запускаться автоматически. Некоторые генераторы уже снабжены автоматическим пуском.

Вид топлива. Для большинства задач бензиновые генераторы предпочтительнее в силу невысокой цены и небольшого веса. Но если запускать генератор планируется часто и подолгу, то цена топлива становится немаловажным критерием – в этом случае имеет смысл обратить вимание на гибридные газобензиновые генераторы – хоть они и дороже бензиновых, но эта разница быстро окупится за счет меньшей цены газа.

Дизельные двигатели экономичнее бензиновых и имеют больший ресурс. Но весят они намного больше, поэтому дизельным двигателем обычно комплектуются мощные генераторы, предназначенные для продолжительной работы на одном месте.

Варианты выбора генераторов

Инверторный генератор небольшой мощности позволит не чувствовать себя оторванным от цивилизации во время выездов за город – с его помощью можно организовать освещение, подзарядить ноутбук или аккумулятор автомобиля.

Для аварийного питания самой необходимой электротехники будет достаточно недорогого синхронного генератора мощностью 2-4 кВт – этого хватит, чтобы «поддержать на плаву» отопление и водоснабжение частного дома при отключении электроэнергии.

Если вам нужен генератор, чтобы обеспечить питанием электроинструмент на площадках без подведенного электричества, выбирайте среди моделей мощностью 4-6 кВт. Этого хватит, чтобы обеспечить пуск большинства видов ручного электроинструмента.

Генератор мощностью в 7-10 кВт способен полностью обеспечить электричеством большой частный дом.

Гибридные газо-бензиновые генераторы позволяют в разы снизить цену киловатт-часа – при частом использовании генератора это дает значительную экономию.

Источник