Инверторный генератор: устройство и принцип работы, применение

Производители выставляют огромное разнообразие генераторной техники. На выбор покупатель приобретает обычный или инверторный генератор.

Такие станции легко разрешают проблемы со скачками напряжения, с частичным или полным отключением подачи электроэнергии.

Их применяют для дома, дач, пикника, при строительстве, где отсутствуют линии электропередач, и требуется бесперебойное электрическое снабжение.

Критерии выбора генератора

Определяя необходимый человеку тип оборудования нужно внимательно отнестись к подбору и учесть критерии выбора. Основные факторы:

• по мощности (маломощные, средней мощности, высокой мощности);
• по виду топлива (бензиновые, дизельные, газовые);
• по виду управления (ручной запуск, электростартер);
• по количеству фаз (однофазные, трехфазные);
• по системе охлаждения (воздушное, жидкостное).

Самый важный критерий первый, который легко определить по установленному оборудованию в доме. Надо выписать на бумаге мощность всех приборов, просуммировать и учесть, что некоторые устройства при старте потребляют больше количества электроэнергии. Причина – большие пусковые токи нагрузки. Добавить сверху 25-30% запаса по мощности и по полученному значению можно приобретать оборудование.

Плюсы и минусы “классического” генератора

Обычный аппарат использует топливо дизельное либо бензин в качестве основного источника энергии, преобразуя механическую энергию в электрическую. Качество вырабатываемой электрической энергии зависит от постоянства работы двигателя. Он должен вращаться со стабильной скоростью. Вот и получается первый минус – огромный расход топлива при частичной загруженности.

В руководстве указывается, что эксплуатировать генератор менее 25% строго запрещено. Прописывают в инструкции и время его работы в таком режиме. Относительно недолго до 1,5 лет. Это второй минус обычного генератора.

Важно!
Внимательно нужно читать инструкции и умело использовать технику в работе. В двигателе при неполной загруженности встречается сажа, что приводит к его поломке.

При таких серьезных недостатках, все-таки встречаются преимущества в работе генератора. Цена гораздо ниже инверторного. Большой выбор по мощности от самых слабеньких до более мощных. Простота в использовании и высокая надежность.

Инверторный генератор: достоинства и недостатки

Принцип работы инверторного генератора отличается от обычного тем, что электрическая энергия не поступает в сеть напрямую. Сначала при сгорании топлива производится высокочастотный переменный ток, затем благодаря выпрямителю он преобразуется в постоянный, и накапливается в емкостном фильтре (в виде аккумуляторной батареи).

Заменить аккумулятор невозможно после того, как он отработает определенный ресурс. Потребуется замена самого блока инвертора. Это является недостатком генератора. Минусом считается и значительное ограничение моделей по мощности.

Производители не выпускают аппараты мощностью более 7 кВт. Еще отрицательным моментом является высокая цена. Инверторный генератор подбирается под определенную нагрузку. Ее увеличение (включение дополнительных бытовых приборов) быстро разряжает аккумулятор.

Это в свою очередь приводит скорейшему выходу из строя генератора.

Скачки напряжения не влияют на работу аппарата. Если напряжение резко упадет, то сработает защита, и инвертор отключится, не произойдет перегрузки по входному току. Это безусловное преимущество. Такой генератор будет практически работать без шума.

На заметку!

Важным плюсом инверторного генератора является компактность и маленький вес, что дает возможность его непринужденно перевозить. Расход топлива гораздо меньше, чем у обычного.

При покупке главное решить, для каких целей берется устройство. Важный момент время работы. То есть стоит обдумать, генератор будет включаться в случае резервного/аварийного электрического снабжения, или использоваться как постоянный источник электричества.

Источник: https://RuBrowsers.ru/news/generator-dlja-doma-invertornyj-ili-obychnyj/

Что значит инверторный генератор?

Всё чаще в профессиональной практике, и, тем более – в быту, для выполнения сварочных работ используются инверторные генераторы. Они значительно компактнее сварочных выпрямителей и трансформаторов, и обеспечивают практически ту же функциональность.

Принцип работы

Что значит «инверторный генератор»? В нём реализуется двухстадийная схема формирования основных электрических параметров – тока и напряжения, гарантирующих устойчивое горение сварочной дуги. Для питания используется обычная бытовая электросеть напряжением 220 В.

Инверторный генератор Honda

Каков принцип работы инверторного генератора? Процесс инвертирования (преобразования) заключается в следующем. Переменный ток частотой 50 Гц поступает на первичный каскад, где происходит его преобразование в постоянный.

В результате сглаживаются пульсации напряжения, что весьма важно при работе в неустойчивых бытовых сетях. После выпрямителя ток поступает на блок фильтров, которые убирают его амплитудную составляющую.

Следующий каскад производит инвертирование – процесс  обратного преобразования постоянного тока в переменный. При этом:

• Повышается частота тока (вдвое и более, по сравнению с исходной);
• Увеличивается сила тока;
• Снижается напряжение на дуге.

Электрическая схема инверторного генератора разработана так, чтобы конечные характеристики тока – напряжение, частота и сила  – находились в пределах, необходимых для стабильного поджига дуги, и последующего устойчивого её горения. Для выполнения указанных функций схема включает в себя:

1. Первичный, низкочастотный выпрямитель.
2. Блок инвертирования.
3. Высокочастотный трансформатор.
4. Вторичный, высокочастотный выпрямитель.
5. Дроссель.
6. Блок обратной связи.
7. Управляющий блок.

Электрическая схема инверторного генератора

Кроме того, устройство инверторного генератора включает в себя также блок вентиляции, обеспечивающий охлаждение элементов схемы и датчики температуры. Всё это размещается в корпусе, снабжённом вентиляционными отверстиями.

Правильно отрегулированный инверторный генератор должен обеспечивать на выходе ток 50…150 А (зависит от мощности) и напряжение 27…35 В.

  Индукционный нагреватель из сварочного инвертора

Конструкция инверторного генератора

Конструкция инверторного генератора

Управление сварочным инверторным генератором

Инверторные генераторы, принцип действия которых  основан на двухкратном преобразовании параметров электрического тока, предполагают наличие следующих обязательных функций:

1. Быстрый старт (ускоренный поджиг дуги), что позволяет малоопытному пользователю за счёт кратковременного увеличения рабочего тока обеспечить устойчивое горение дуги.
2. Автоприлипание – предохранение инвертора от выхода из строя, если в процессе сварки возник режим короткого замыкания, при котором напряжение падает практически до нулевой отметки, а сила тока стремится в бесконечность. В таких условиях схема устройства инверторного генератора автоматически отключает его.
3. Форсаж дуги — кратковременное увеличение сварочного тока при снижении напряжения (до 20…25 В). Функция используется при сварке толстолистового металла.
4. Стабилизация напряжения – существенно при работе от неустойчивых сетей (например, в сельской местности), а также от электрического генератора.
5. Устойчивого применения при различных температурах наружного воздуха (качественные модели гарантируют работоспособность техники в диапазоне от  -20 до +40С).

Особенностью процесса инвертирования является существенное повышение температуры на диодных выпрямителях, поэтому принцип работы инверторного генератора 220 В заключается в чередовании рабочего режима сварки с периодами его отключения.

Это отражается в такой характеристике, как продолжительность включения (ПВ). Например, как работает инверторный генератор, для которого значение  ПВ = 0,6? Это означает, что  при сварке,  непрерывно выполняемой в течение 4 минут, аппарат будет автоматически отключаться через 4/0,6 = 6,67 мин.

Указанные значения устанавливаются в паспорте, и определяют мощность устройства.

При выборе типоразмера учитывают фактическую производительность. Её можно оценить по следующим показателям:

• По КПД: в устройстве инверторного генератора, схема которого собрана на одной электронной плате, КПД не превышает 75%. Для двухплатных исполнений КПД может достигать 90%;
• Заявленному в паспорте значению ПВ: оно должно находиться в пределах 0,35…0,45;
• Работоспособности при отрицательных температурах;
• Разностью между номинальной и фактически потребляемой при эксплуатации мощностью.

  Диоды для сварочного аппарата

Преимущества и недостатки

Преимущества инверторного генератора:

1. Компактность: вес агрегата не превышает 10…12 кг, при габаритах не более 500×200×300 мм, что позволяет использовать рассматриваемую технику в любых условиях.
2. Возможность стабильной работы при значительных колебаниях напряжения в сети: от 150 В до 240 В, при этом некоторые типоразмеры со встроенной функцией корректировки мощности позволяют вести сварочные работы даже при напряжении до 110…120 В.
3. Повышенная электробезопасность: агрегаты автоматически отключаются при опасном падении напряжения или перегреве диодных выпрямительных мостов.
4. Наличие опций, рассмотренных выше, которые облегчают работу сварщику с недостаточной квалификацией или опытом.

Недостатки инверторных генераторов:

1. Ограничение по длине питающего кабеля: его длина не должна превышать 4…5 м.
2. Зависимость фактической производительности от диаметра сварочного электрода. Для работ с инверторами не используют электроды диаметром более 5 мм.
3. Пониженная производительность при больших объёмах сварочных работ, что обусловлено периодическим автоматическим отключением агрегата соответственно паспортному значению ПВ.
4. Требовательность к условиям применения и использования: например, быстрое перемещение генератора из одних температурных условий в другие сопровождается образованием конденсата, что опасно для работоспособности схемы управления.

Игорь

Дата: 25.05.2017

Рейтинг статьи:

Загрузка…

Источник: https://svarkaipayka.ru/oborudovanie/raznoe/chto-znachit-invertornyiy-generator.html

Устройство и принцип работы инверторных генераторов

Инверторными генераторами называют автономные источники питания, вырабатывающие высококачественную электроэнергию. В основном такие приборы используются как временные либо постоянные (при недлинных промежутках непрерывной работы) источники электропитания для особо чувствительных инструментов.

Основные объекты, где эксплуатируются данные электроагрегаты – школы, больницы и иные учреждения, где недопустимы даже малейшие скачки напряжения.

Принцип работы инверторов

Не стоит приобретать инверторный генератор, принцип работы которого неясен для пользователя. То же относится и к другим приборам.

В основе инверторного электроагрегата лежит соответствующий блок. Этот блок состоит из микропроцессора, выпрямителя и преобразователей.

Принцип работы инверторного генератора состоит в следующем:

1. Вырабатывается высокочастотный переменный ток;
2. Выпрямитель преобразует полученный ток в постоянный;
3. Происходит накопление тока в емкостных фильтрах (аккумуляторах)
4. Стабилизируются колебания электроволн;
5. С помощью инвертора постоянная энергия из емкостных фильтров преобразуется в переменный ток необходимой частоты и напряжения. Этот переменный ток подается конечному пользователю. В процессе мы видим идеальную синусоиду, подтверждающую высочайшее качество полученной электроэнергии.

Подобное устройство инверторного генератора позволяет получать на выходе очень стабильное напряжение и подключать любые чувствительные приборы. Функционирование прибора происходит в автоматическом режиме.

Благодаря постоянному контролю над уровнем топлива, масла и частотой вращения двигателя, затраты на дозаправку миниэлектростанции снижаются вдвое.
Встроенная система воздушного охлаждения защищает электрогенераторы от перегрева.

При падении нагрузки ниже минимума, агрегат автоматически переходит в экономный режим. Таким образом, снижается износ электрогенератора и увеличивается срок эксплуатации.

Основные отличия инверторов от других типов генераторов

Классический электрогенератор представляет собой устройство, использующее в качестве главного источника энергии топливо на основе углеводородов. Получаемая энергия превращается в электроэнергию и отправляется конечному потребителю.

Качество электрической энергии, вырабатываемой обычным электрогенератором, зависит от стабильного функционирования двигателя. Скорость его вращения должна быть постоянна.

Потому, с изменением режима работы эффективность электрогенератора может заметно снизиться.

К примеру, когда агрегат на 7кВт используется исключительно для просмотра телепередач или для того, чтобы запитать 60-ваттную лампу.

Инверторный электрогенератор не передает электроэнергию потребителю напрямую. Он ее собирает, накапливает в специальной встроенной емкости (аккумуляторной батарее). Вначале производится высокочастотный переменный ток, затем он преобразуется в постоянный ток и заполняет батареи.

Далее происходит обратная трансформация в переменный ток, передаваемый потребителю.

Таким образом, в электроагрегатах данного типа исходящий ток создается с двойного преобразования. В процессе преобразования оптимизируются его рабочие характеристики. В этом и состоит главное отличие инверторного генератора от обычного.

Достоинства и недостатки инверторов от других типов генераторов

Главное отличие инверторного генератора от обычного – качество выдаваемого напряжения и возможность варьирования нагрузок. Нет необходимости в постоянных оборотах двигателя, потому при малой нагрузке возможен меньший расход топлива. Особенно это ощутимо при небольшой загруженности агрегата.

В сравнении с аналогами, конструкция инвертора очень компактна. Это происходит благодаря возможности эксплуатации двигателя меньших параметров и габаритов. Еще одно существенное преимущество таких агрегатов – минимальный уровень шума.

Среди преимуществ стоит отметить и компактные габариты инверторов, а также малый вес. Это достигается за счет переноса ротора на вал двигателя. Такие миниэлектростанции идеальны для краткосрочных выездов на природу, а также для проведения срочных работ на строительных площадках.

Некоторые инверторы имеют дополнительные функции. К примеру, в ряде моделей имеется две розетки, благодаря чему можно независимо запитать два прибора.

Недостатки

Основным недостатком инверторного электрогенератора является высокая цена. Она намного превышает стоимость стандартных электрогенераторов, будь то бензиновые или дизельные.

Еще один недостаток – встроенная батарея. Она имеет очень ограниченную емкость и не подлежит самостоятельной замене.

Этот недостаток состоит в том, что недолгое подключение мощных электроприборов (таких, как СВЧ) или длительная работа маломощных устройств, таких, как электрические лампы или телевизор, возможна, только если в генераторе имеется батарея подходящей емкости. Если мощность приборов превышает емкость аккумулятора, инвертор будет постоянно отключаться для зарядки батареи.

Максимальная мощность инверторного агрегата ограничена объемом батареи и не превышает 6 кВт. Максимальная мощность обычного генератора ограничена лишь мощностью двигателя. К примеру, мощность некоторых моделей дизельных миниэлектростанций превышает 100 кВт.

Кроме этого обычные миниэлектростанции отличает высочайшая долговечность и надежность при использовании на всю заявленную мощность. Единственным условием в данном случае является тщательное и своевременное проведение технического обслуживания. В случае же с инверторами лучше, чтобы суммарная мощность приборов была несколько меньше максимальной мощности генератора.

Выводы

Повышение качества электроэнергии ведет к снижению количества. Не существует инверторных электрогенераторов, мощность которых превышает 6 кВт. Если общая мощность подключаемых в сеть электроприборов больше либо равна этой цифре, бесперебойная подача электроэнергии не гарантируется.

Однако если необходимо обеспечение полностью бесперебойного электропитания маломощных устройств при низком уровне шума и мобильности генератора, оптимальным вариантом будет именно инверторный агрегат. Благодаря компактным размерам и небольшому весу, электроагрегат может работать даже в самых труднодоступных местах, где не так легко установить обычную систему.

К инверторным агрегатам можно подключать высокочувствительные приборы, такие, как компьютеры или бытовая техника. Он способен регулировать расходуемый ресурс в зависимости от текущей нагрузки, что ведет к значительной экономии топлива. Инвертор – идеальное решение для частного дома и дачи.

Источник: http://genport.ru/article/ustroystvo-i-princip-raboty-invertornyh-generatorov

Инверторные генераторы.Работа и устройство.Применение и выбрать

Если нет электричества, то ни о каком комфорте не может быть и речи. Вся бытовая техника нуждается в постоянном питании электроэнергией. Чтобы как-то решить этот вопрос, применяют автономные источники энергии – генераторы.

Они являются запасными источниками электричества. Имеется множество различных вариантов исполнения аналогичных устройств, в котором иногда сложно разобраться без путаницы.

Нужно знать отличие обычного генератора от инверторного (инверторные генераторы), какой для вас в данном случае лучше выбрать.

В полевых условиях оптимальным вариантом получения электроэнергии является использование автономного прибора. Его конструкция довольно простая. Автономное устройство состоит из двигателя и подключенного к нему генератора. Двигатель можно использовать любого вида и мощности.

Он вращает ротор генератора тока, на выходе создается напряжение. Свойства и параметры питания определяют характеристиками генератора и мотора. На качество электроэнергии влияет функционирование двигателя.

При увеличении количества оборотов вала двигателя повышается напряжение на выходе генератора. Есть и зависимость обратного типа.

При возрастании нагрузки потребителя ток запуска увеличивается, это влияет на свойства энергии и на работу двигателя.

Таким методом осуществляется работа обычного генератора. Качество созданной энергии вполне подходит для питания многих устройств.

Простые лампочки накаливания вполне будут давать свет, даже при плавании напряжения, электронные устройства также будут работать от такого генератора, если в их работе применяется импульсное питание. Но свойства сети питания на 220 вольт с частотой 50 герц должны удовлетворять определенным требованиям.

Под такие требования рассчитано довольно большое количество устройств. Измененные свойства сети приводят к неисправностям или выходу из строя чувствительных к качеству электроэнергии устройств.

Создание резерва питания электрическим током сегодня сохраняют популярность. Для этого производители изготавливают генераторы электроэнергии разных типов и производительности. Среди разных исполнений таких устройств большое место уделяется элитным моделям, которые действуют по принципу создания энергии высокого качества

Для повышения качества электрического тока в устройства внедряются инверторные преобразователи свойств электроэнергии. Они называются – инверторные генераторы. Наиболее популярные модели для населения имеют мощность 0,8-3 киловатт. Приводной двигатель может работать на газе, бензине или дизельном топливе.

Конструктивные особенности инверторного генератора

Инверторные генераторы состоят из:

• Двигатель.
• Генератор.
• Инвертор.
• Клеммы для выхода тока.
• Регуляторы управления.

Для включения бытовых устройств применяется обычный вывод по трем контактам розетки на 220 В.

Кроме переменного тока, устройство выдает ток постоянный, используемый для различных целей, зарядки аккумуляторов автомобилей. Инверторные генераторы укомплектованы зажимами для включения зарядки постоянным током.

При подключении нагрузки, превышающей допустимую величину, срабатывает защита, и отключает цепь питания. Защита также осуществляет контроль за техсостоянием двигателя, например, когда уровень масла достиг нижнего предела. Поэтому необходимо контролировать его уровень и вовремя производить доливку. Обычно инверторные генераторы работают в паре с 4-тактным двигателем с верхними клапанами.

Принцип действия

Двигатель приводит в действие простой генератор, который образует электроэнергию формы синуса. Поток энергии поступает на выпрямитель из силовых диодов с мощными радиаторами для охлаждения. В итоге на выходе выпрямителя образуется переменное напряжение.

После выпрямителя напряжение проходит фильтр на конденсаторах, который сглаживает пульсации до свойств постоянного напряжения.

Конденсаторы по своей конструкции подобраны для стабильной работы, на напряжение более 400 В. Напряжение для емкостей подобрано с запасом, чтобы исключить действие импульсов 220 вольт.

На инвертор приходит уже стабильный выпрямленный ток, из которого получается качественное напряжение промышленной частоты. Для действия инвертора созданы специальные техпроцессы. Оптимальной формой сигнала стали схемы моста с трансформатором.

Главным элементом, который образует качественную синусоиду, является ключ на транзисторах IGBT. Для создания тока синусоидальной формы применяется метод образования периодичности модуляций широтно-импульсного вида.

Каждый полупериод синусных колебаний образуется путем работы пары транзисторов в виде импульсов высокой частоты определенной амплитуды, которая меняется по синусоидальному закону.

Итоговое выравнивание графика синуса и сглаживание импульсов осуществляется фильтром высокой частоты.

Блок инвертора преобразует электроэнергию, созданную генератором, в стабильную постоянную величину с качественными свойствами.

Инверторный блок контролируется управляющей системой путем обратной связи, учитывая величину нагрузки и работу двигателя.

С катушек генератора приходит ток, который далеко не подходит по своим свойствам к номинальной величине. Этой особенностью отличаются инверторные генераторы от других конструкций.

Применение

Использование инверторных генераторов дает возможность превзойти обычные генераторы по следующим факторам:

• Они имеют высокую степень экономии из-за автонастройки количества оборотов мотора при работе и обеспечении оптимального режима по размеру нагрузки. Чем выше нагруженность двигателя, тем скорость его вращения выше. При этом расход топлива контролируется системой управления. У обычных генераторов расход не зависит от нагрузки потребителя.
• Генераторы создают идеальную форму синусоиды под нагрузкой. Высококачественное напряжение важно для функционирования чувствительных устройств.

• Габаритные размеры качественных моделей генераторов имеют компактный корпус, малую массу в сравнении с обычными генераторами при одной мощности.
• Устройства с инверторами очень надежны в работе, изготовители дают двойную гарантию, в отличие от простых образцов.

Режимы применения генераторов с преобразователями:

• Долгая работа при номинальной нагрузке, не выше расчетной мощности выхода.
• Кратковременная перегруженность, не больше 30 минут.
• Запуск мотора и достижение генератором рабочего цикла, при преодолении значительных усилий нагрузки.

Преобразователь может противодействовать значительному размеру нагрузки, но период времени при таком режиме составляет несколькими долями секунды.

Запуск двигателя

Для такой операции нужно выполнить несколько действий. Рассмотрим порядок запуска двигателя на примере модели ER 2000:

• Проверить наличие и уровень масла в картере. При его отсутствии сработает защита, возможно возникновение неисправностей.

• Залить топливо, без которого невозможна работа двигателя, предварительно открутив крышку бака.
• Открыть клапан на крышке бака.

• Поставить дроссель на «запуск».

• Ручку топливного крана поставить в положение «открыто».

• Произвести запуск двигателя шнуром вручную.

При первом пуске мотора ненадолго загорится лампочка перегруза, далее длительное горение индикатора напряжения режима номинала. Это свидетельствует о нормальных условиях.

После пуска мотора генератор действует на холостом ходу на оптимальных параметрах. Далее, включаем нагрузку потребителя к генератору, подключив любой бытовой прибор. Мощность подключенного устройства не меняет частоту и напряжение на выходе. На экране видно значение мощности потребителя.

Пробуем подключить к выходу инверторного генератора какое-либо устройство цифрового вида, убеждаемся в том, что происходит нормальное функционирование. На обычных генераторах цифровые устройства имеют сбои в работе из-за ненадлежащего качества питания на выходе.

Советы по безопасной работе

Инверторные генераторы принадлежат к группе аппаратов, применяющих микропроцессоры и сложные электронные детали. Чтобы гарантировать длительную надежную работоспособность генератора, необходимо соблюдать условия эксплуатации, бережно транспортировать и обеспечивать все условия режима температуры и влажности, а также хранения, согласно инструкции.

Если устройство хранится в зимний период в неотапливаемом помещении, то на внутренних деталях может появиться конденсат, который создаст причину неисправностей электронных деталей генератора.

Выбор

Инверторные генераторы стоят гораздо больше, чем обычный генератор. Также, ее работа ограничивается мощностью, которая составляет не более 7 кВт

К выбору генератора следует подойти обдуманно. Нужно определить, какие требования нужны по качеству напряжения. Для обычных ламп освещения и электроинструмента достаточно иметь простой бензиновый генератор.

Для подключения холодильника, насоса циркуляции для отопления, управляющих контроллеров котлом, работающим на газе, понадобится качественный инверторный генератор.

В большинстве случаев обходятся простыми генераторами, тем более, что они дешевы в эксплуатации, и в приобретении. Для ответственных устройств применяют инверторные модели. Они имеют стоимость выше, но вырабатывают качественную электроэнергию.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/jelektropitanie/invertornye-generatory/

Инверторный генератор или обычный: что лучше

Малогабаритные электростанции для домашнего использования получили широкое распространение благодаря тому, что с их помощью легко решаются проблемы с подачей электроснабжения.

Компактные бензиновые и дизельные генераторы используются как для обеспечения бесперебойного электроснабжения, так и для выработки электричества в тех местах, где отсутствуют линии электропередач: на участке строительства, на пикнике.

Выбор потребителей затруднен тем, что в продаже имеются несколько вариантов генераторов:

• Классические, использующие бензиновый или дизельный привод;
• Инверторные.

Домашняя миниэлектростанция

Оба типа работают на абсолютно одинаковом принципе: работа двигателя внутреннего сгорания преобразуется генератором в напряжение переменного тока 220 В при мощности потребителей до нескольких кВт. Отличие состоит в принципе стабилизации параметров выходного напряжения.

Конструкция и принцип работы

Как уже говорилось, оба типа электростанций имеют схожую конструкцию, которая включает в себя два основных элемента:

• Двигатель внутреннего сгорания;
• Генератор переменного тока.

Далее рассмотрим принципиальные отличия в работе генераторов, поскольку они обеспечивают различное качество электрической энергии, влияют на экономичность и массу миниэлектростанции.

Электрическое напряжение сети переменного тока должно удовлетворять следующим условиям:

• Стабильность уровня напряжения – 220В;
• Стабильность частоты – 50Гц.

Несоблюдение параметров напряжения может вызвать повреждение или неработоспособность подключенных устройств. Особенно это касается стабильности уровня напряжения. Отклонение частоты сети может привести к нарушению нормального функционирования устройств, имеющих в конструкции двигатели переменного тока: циркуляционные насосы систем отопления, компрессоры холодильного оборудования.

Обычный генератор

В классическом варианте электростанции бензиновый или дизельный двигатель вращает ротор генератора переменного тока. С обмоток статора снимается напряжение переменного тока и поступает далее на распределительную панель электростанции для выдачи потребителям.

Увеличение тока потребления нагрузкой вызывает тормозящее усилие на ротор генератора, снижая, таким образом, частоту вращения. В результате понижается амплитудное значение напряжения и его частота. Снижение нагрузки вызывает обратный эффект. Самое опасное явление – при резком уменьшении потребляемой мощности возможны скачки напряжения, достигающие опасной величины.

Стабилизация частоты вращения в классических устройствах осуществляется в двух направлениях.

Для более тонкой регулировки в статоре генератора предусмотрена дополнительная стабилизирующая обмотка, нагруженная на конденсатор. При увеличении частоты переменного напряжения сопротивление конденсатора уменьшается.

Следовательно, увеличивается нагрузка на дополнительную обмотку. Увеличение тока дополнительной обмотки вызывает появление тормозящего магнитного поля, которое снижает частоту вращения ротора. При уменьшении оборотов процесс происходит в обратном порядке. Тормозящее поле стабилизирующей обмотки уменьшается, обороты статора возрастают.

Из данных рассуждений следует вывод – главный недостаток классических генераторов состоит в том, что, вне зависимости от величины нагрузки, обороты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания должны быть постоянными. То есть максимальная эффективность достигается только в режиме максимальной нагрузки. При минимальной мощности подключенных потребителей двигатель будет работать в холостом режиме, бесполезно расходуя топливо.

Обратите внимание! Не рекомендуется длительная работа генератора в режиме малой потребляемой мощности и на предельном режиме, поскольку как недогруженный, так и перегруженный бензиновый двигатель внутреннего сгорания может быстро выйти из строя.

Производители не рекомендуют использование обычных генераторов при работе с нагрузкой, которая составляет менее 25% от номинальной.

Инверторный генератор

У инверторного генератора используется тот же самый принцип выработки электроэнергии. Отличие заключается в том, что выходное напряжение генератора не идет сразу потребителю.

В первую очередь, напряжение преобразуется в постоянное при помощи выпрямителя, сглаживается фильтрующим конденсатором, а затем поступает на инвертор для преобразования в переменное.

В состав инвертора входят мощные транзисторные ключи, управляемые схемой на микроконтроллере.

Подобная схема построения имеет следующие преимущества:

• Выпрямление вырабатываемого напряжения генератора полностью нивелирует скачки амплитуды и частоты;
• Микроконтроллерная схема блока управления мгновенно реагирует на изменение амплитуды и частоты, подавая соответствующие команды управления на выходные ключи.

Точность регулировки параметров выходного напряжения у инверторных генераторов является одной из самых высоких.

Это не одно из преимуществ инверторного генератора. Не менее важной особенностью является высокая экономичность. Это основано на том, что нет необходимости в строгом поддержании частоты вращения коленчатого вала и ротора генератора. Все равно переменное напряжение сначала выпрямляется.

Большой вклад в снижение расхода топлива вносит встроенная аккумуляторная батарея, поскольку часть выработанного напряжения идет на ее зарядку, а включается батарея в работу либо для компенсации пиковых всплесков потребляемой мощности, либо при работе на минимальную нагрузку, когда ее емкости достаточно для работы инверторного преобразователя. Такое решение снижает ограничение на длительную работу при маленькой нагрузке с сохранением надежности системы в целом.

Достоинства инверторов

Все более широкое распространение инверторных устройств обуславливается высокими эксплуатационными характеристиками:

• Низкое потребление топлива;
• Малые габариты и вес;
• Высокая надежность;
• Отличные выходные параметры, особенно в части качества электроэнергии.

Недостатки инверторного генератора

Обладая превосходными электрическими параметрами и высокой экономичностью, инверторные генераторы имеют недостатки, которые следует учитывать при выборе:

• Высокая стоимость. Хороший инвертор имеет стоимость в два-три раза выше, чем у аналогичной классической модели;
• Ограниченная мощность. Допустимая максимальная мощность большинства распространенных моделей составляет не более 5 кВт;
• Можно найти и на 7 кВт, но они пока еще не сильно распространены, и стоимость их превышает разумные пределы;
• Сложность ремонта в случае поломки;
• Проблематичность замены аккумуляторной батареи в случае ее выхода из строя.

Дополнительные возможности

Многие модели электростанций имеют возможность не только ручного запуска, но и при помощи электростартера. Это важно при использовании их в системах автоматического резервирования электропитания.

Большинство устройств снабжено защитой от превышения допустимого тока нагрузки, внезапных скачков напряжения. Часто имеется дополнительный выход для отбора низкого напряжения постоянного тока.

Все без исключения устройства имеют на панели измерительные приборы, позволяющие контролировать значение выходного напряжения, а дорогие многофункциональные устройства оснащены жидкокристаллическими дисплеями, которые позволяют оценивать большинство параметров, в том числе и форму напряжения на выходе, величину нагрузки, степень заряженности аккумулятора и количество оставшегося топлива. Инверторная схема содержит в себе микроконтроллер, при помощи которого легко реализуются всевозможные дополнительные функции контроля и управления.

Советы по выбору

Какой генератор потянет инверторный сварочный аппарат

Многообразие представленных моделей на рынке затрудняет выбор необходимого устройства. Обычно на первом месте стоит величина допустимой мощности нагрузки. Помочь в этом могут следующие данные по величине мощности:

• Выезд на природу – до 1 кВт;
• Питание самых необходимых бытовых приборов в случае перебоев – 2-3 кВт;
• Питание небольшого частного дома или квартиры – 5 кВт;
• Большой дом – 7 кВт.

Обратите внимание! В случае использования миниэлектростанций на строительстве их мощность должна не менее чем в полтора раза превышать мощность подключаемого электроинструмента. Так, если используется болгарка с мощностью 2 кВт, то в момент пуска ток потребления превышает номинальный в 1.5-2 раза. Следовательно, мощность генератора должна быть не менее 3 кВт.

Зависимость пускового тока от оборотов

Какой генератор выбрать, классический или инверторный? Для питания подавляющего большинства потребителей вполне достаточно обычного устройства. Выбор в пользу инвертора следует делать в следующих случаях:

• Частая работа с минимальной нагрузкой. Причина здесь не только в экономичности, но и в снижении надежности работы обычного устройства;
• Требование высокой экономичности;
• Минимальные габариты. Выезд на природу с электростанцией больших габаритов затруднен по понятным причинам.

Классическая миниэлектростанция более пригодна, если:

• Требуется работа на мощную нагрузку (более 5-7 кВт);
• Не предполагается продолжительная работа с минимальной нагрузкой;
• Габариты устройства не имеют определяющего значения;
• Важна стоимость оборудования.

Бензиновый двигатель работает на высокооктановом бензине, дизельный –требует для работы соответствующее дизельное топливо. Иногда можно встретить конструкцию электростанции, которая работает с использованием сжиженного газа.

Распространенные заблуждения

Самым распространенным заблуждением, которое всячески поддерживается производителями инверторных генераторов, является якобы плохая форма выходного напряжения.

Во-первых, напряжение со статора генератора без подключения всякого рода полупроводниковых преобразователей, наоборот, имеет идеальную синусоиду. Это обусловлено самим принципом работы электрических машин.

Достаточно вспомнить, что большинство электростанций, гидравлических, тепловых, атомных, то есть основанных на преобразовании механической энергии в электрическую, работают по совершенно одинаковому принципу с домашней электростанцией.

А вот полупроводниковые элементы имеют нелинейную характеристику, и получение строгой синусоиды при помощи полупроводниковых преобразователей, в том числе инверторов, требует больших технических ухищрений.

Во-вторых, большинство современных потребителей используют встроенные импульсные источники питания, которым не важны форма и частота напряжения (в разумных пределах), поскольку первое, что содержит схема блока питания, – это выпрямитель и фильтр. Таким потребителям, как утюги, электрочайники и электроплиты, вообще все равно, какое напряжение подается на вход. Единственные устройства, которым важны частота и форма напряжения питания, – асинхронные двигатели и трансформаторы.

Второе распространенное заблуждение связано со сложностью конструкции инверторных генераторов. Здесь можно сказать, что это касается, главным образом, лишь изделий малоизвестных производителей, которые предлагают дешевое оборудование.

Ведущие фирмы отработали схемные решения инверторов до совершенства, используют только качественные комплектующие и совершенные линии сборки.

Электронная схема блока управления и контроля инверторных устройств защищена от воздействия влаги и пыли, поэтому хорошие устройства выходят из строя крайне редко и при соблюдении рекомендованных требований могут прослужить достаточно долго.

Как было показано, от правильной формулировки требований зависит, какой конструкции устройства отдать предпочтение.

Оба типа имеют свои области применения, преимущества и недостатки, но зачастую могут быть взаимозаменяемы, поэтому нельзя категорически утверждать, что же все-таки лучше.

В настоящее время, пока цены на инверторные устройства не снизятся до разумных пределов, большая часть покупателей ориентируется на привычные устройства, которые используют бензиновый двигатель с генератором переменного тока и простейшей схемой управления.

Видео

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/invertornyj-generator-ili-obychnyj.html

Принцип работы инверторного генератора

На рынке генерирующего оборудования можно встретить такую подкатегорию изделий, как инверторные генераторы. Чтобы понять предназначение агрегатов, необходимо разобраться в принципе их работы и отличительных особенностях в сравнении с электростанциями традиционного типа.

Работа традиционного генератора

Стандартная электростанция состоит из мотора и альтернатора (электрического генератора), который осуществляет преобразование электроэнергии. При этом частота и амплитуда выходного напряжения зависят от стабильности частоты вращения ротора альтернатора.

Кроме того, под воздействием различных факторов в выходном сигнале могут присутствовать гармоники более высоких порядков (высокочастотные помехи).

Стабилизация работы таких устройств достигается за счет средств механики и управления частотой вращения альтернатора при помощи обмоток возбуждения.

Устройство и работа инверторного генератора

В агрегатах инверторного типа стабилизация частоты и амплитуды выходного напряжения осуществляется посредством широтно-импульсной модуляции сигнала. В конструкцию устройства вводится дополнительный блок (инвертор), который состоит из выпрямителя, сглаживающего фильтра и преобразователя. Кроме этого, имеется электронный модуль управления, построенный на микропроцессоре.

Генератор работает по следующей схеме:

• альтернатор выдает переменное напряжение;
• оно поступает на мостовой выпрямитель, где преобразуется в постоянное;
• блок фильтров сглаживает остаточную пульсацию в постоянном напряжении;
• преобразователь превращает ток в переменный с почти идеальной синусоидальной формой;
• блок управления отслеживает параметры выходного напряжения и при необходимости вносит изменения в преобразующую цепь.

Особенности инверторных генераторов

Агрегаты данного вида имеют ряд преимуществ.

• Благодаря тому, что стабилизацией выходного напряжения управляет микропроцессор, в конструкции агрегата отсутствует маховое колесо, что значительно снижает вес станции.

• Благодаря снижению расхода топлива на холостых оборотах достигается его экономия.
• Инверторные генераторы имеют более стабильные показатели работы.

Недостатками агрегатов являются:

• более высокая цена;
• усложнение системы (увеличение точек отказа);
• чувствительность к перегрузкам.

Благодаря своим характеристикам инверторные генераторы могут использоваться в качестве резервных источников питания для группы потребителей с высокими требованиями к качеству электроэнергии в сферах IT и медицины, в системах хранения данных, а также при работе со звуком и видео.

Источник: https://genmaster.ru/about/articles/printsip-raboty-invertornogo-generatora/