Что такое инверторные бензиновые электрогенераторы. Инверторный генератор или обычный – что лучше? В чем отличие инверторных генераторов

Некоторые модели бытовой техники чувствительны к перепадам напряжения. Даже небольшой скачок мощности может привести к быстрому выходу из строя. К такому оборудованию относятся:

• энергозависимые газовые котлы
• компьютеры
• телевизоры
• циркуляционные насосы и т.д.

Приобретая автономную станцию для выработки электроэнергии необходимо учитывать этот аспект. Для безопасного электроснабжения лучше всего выбрать генератор инверторного типа, работающий на бензине. Инверторные бензиновые электрогенераторы на выходе выдают стабильное «качественное» напряжение и являются оптимальным решением.

Что такое бензиновый инверторный генератор

Инверторные бензиновые генераторы-электростанции имеют конструкцию похожую на обычные генераторы, за одним исключением – использованием двойного преобразователя. Что означает двойной преобразователь на практике?

1. Преобразователь сначала трансформирует ток в постоянный, чем и стабилизирует его показатели. Но такое электронапряжение не пригодно для работы бытовых приборов, по этой причине узел приступает ко второй основной функции.
2. Преобразователь трансформирует постоянный ток обратно в переменный. При этом на выходе получается напряжение с нормативными показателями и идеальной формой волны.

Что удается получить, используя бензиновый инвертор – генератор для обеспечения электричеством частного дома или строительной площадки? Какие преимущества дает установка инверторного бензогенератора?

• Стабильное напряжение сети - качество тока регулируется специальным микропроцессором, что позволяет снизить вероятность скачков и помех напряжения. Бензиновый инверторный генератор с автозапуском-электростартером обеспечивает наиболее плавный пуск подачи тока при отключении основного источника питания.
• Экономичный расход топлива - обороты двигателя регулируются точной автоматикой и самостоятельно выставляются по мере необходимости в подаче напряжения. Бензогенератор инверторного типа, таким образом, снижает расход топлива на 10-15%, что существенно влияет на стоимость получаемой электроэнергии.
• Комфортная и легкая эксплуатация - как уже отмечалось стоимость такой модели несколько выше обычного оборудования, но цена полностью оправданна. Пользователь получает устройство в кожухе, который снижает шум и вибрацию, а также систему позволяющую снизить количество вредных выбросов. Дополнительное удобство при эксплуатации добавляют удобный корпус, ручки для переноса станции и колесики, размещенные внизу, для транспортировки.

Бензиновый генератор-электростанция инверторного типа может использоваться для обеспечения электроэнергией компьютерной и другой техники, и даже медицинского и другого чувствительного оборудования. Инверторные модели бензогенераторов надежны и имеют высокую степень защиты.

Принцип работы инверторного бензогенератора

Каждый инверторный генератор использует в своей работе бензиновый двигатель. От двигателя крутящий момент передается ротору генератора, в результате чего и возникает электромагнитное поле, впоследствии преобразовывающееся в переменное напряжение. Дальше используется двойной преобразователь энергии, именно этим инверторный бензогенератор отличается от обычного генератора.

В результате трансформации тока в постоянный, и обратно в переменный, и получается напряжение соответствующее высоким техническим характеристикам.

Если учитывать, что двигатель испытывает постоянную нагрузку на поршневую систему, а также вопросы экономичности и надежности, становится очевидным, что 4-х тактный бензиновый инверторный электрогенератор с автозапуском является одной из самых надежных моделей. Эксплуатационные характеристики 4-х тактных двигателей позволяют использовать генераторы для подключения к сварочному оборудованию.

Как выбрать инверторный бензогенератор

Выбор необходимой модели генератора связан в первую очередь с основным предназначением оборудования и его техническими характеристиками. При подборе необходимой модели следует обратить внимание на следующее:

• Компактность - самые лучшие четырехтактные портативные инверторные бензиновые мини-генераторы могут переноситься в руке. Портативные бензогенераторы инверторного типа имеют компактные размеры и легко помещаются в багажнике автомобиля. Мини-генератора достаточно, чтобы обеспечить стабильное напряжение в 1-2 кВт.
• Качество двигателя - все инверторы укомплектованы двухтактными и четырехтактными бензиновым мотором. Относительно того, какой именно двигатель лучше, мнения часто расходится. Но практика доказывает, что инверторная бензиновая электростанция с 4-тактным двигателем имеет длительный срок эксплуатации, может работать долго без отключения (благодаря жидкостному охлаждению) и, как правило, более производительная.
• Промышленные и бытовые станции:
  1. бытовые модели являются непрофессиональными, их рекомендуют использовать исключительно для разовых компенсаций отсутствия напряжения в сети.
  2. промышленное оборудование предназначено для интенсивной эксплуатации в качестве альтернативного источника питания в виду отсутствия ЛЭП.

Отличием инверторного бензогенератора от простого бензогенератора является то, что инверторный может использоваться для . Применение обычных станций для сварочного аппарата является нарушением условий эксплуатации.

Какой бензогенератор лучше, инверторный или обычный

Все зависит от того, для каких целей будет использоваться оборудование. Разница между инверторным и обычным бензогенератором заключается в качестве подаваемого напряжения, а также в дополнительных преимуществах генераторов инверторного типа:

• Напряжение от инверторных генераторов полностью соответствует необходимым техническим характеристикам.
• Для работы бытовых приборов инверторное оборудование создает оптимальные условия для работы. Скачки напряжения полностью отсутствуют. Стабильность напряжения позволяет подключить к станции практически любую, даже самую чувствительную технику.
• Инверторные станции с АВР обеспечивают плавный пуск напряжения в случае аварийной ситуации.

Основная причина, по которой приобретают инверторные модели, состоит именно в высоком качестве их работы. Так как в генераторах использующих инверторный принцип работы устанавливаются дополнительные узлы и микросхемы, стоят они приблизительно на треть дороже.

Сроки эксплуатации инверторов при соблюдении рекомендаций производителя в несколько раз больше чем у обычных генераторов. Для увеличения производительности потребуется регулярно менять масло для бензогенераторов, а также проводить дополнительное сезонное обслуживание и ремонт по необходимости.

Инверторные модели более надежны и просты в эксплуатации, к тому же к ним можно подключать чувствительное к перепадам напряжение оборудование.

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.

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.

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.

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 +40 С).

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.

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.

Чтобы выбрать нужный генератор из двух типов, важно знать принцип их работы и преимущества. Работа обычного генератора заключается в том, что бензиновый или дизельный двигатель раскручивает ротор с обмотками в магнитном поле, в результате чего вырабатывается переменный ток.

Классический генератор

Обороты двигателя, с которым напрямую соединен ротор, меняются в зависимости от нагрузки. У генератора со значительным изменением оборотов, износ вращающих узлов и деталей увеличивается, что приводит к снижению оборотов вала двигателя. Следующие недостатки классического генератора также снижают его эффективность.

Генератор классического варианта при уменьшении нагрузки потребляет такое же количество топлива, как при номинальном режиме. Также в условиях сильно меняющихся оборотов на узлах поршневой группы появляется сажа, что затрудняет теплоотдачу и приводит двигатель к преждевременному износу.

Принцип работы классического генератора

В инструкции на изделие можно встретить запрет работы электрогенератора обычного варианта при нагрузке ниже 25%. Мощность классического электрогенератора нужно подбирать под нагрузку так, чтобы он работал на 80% от максимальной мощности, при неизменной нагрузке.

Только так вы продлите срок службы генератора и повысите его эффективность. Положительным моментом такого типа электрогенератора является его невысокая стоимость. Продлить время эксплуатации электрогенератора можно также, если периодически давать на него полную нагрузку и регулярно проводить профилактические работы.

Отличие инверторного генератора от обычного

Принцип работы инверторного генератора несколько отличается от обычного. Инверторный генератор — это генератор с двойным преобразованием напряжения, как и . Двигатель также раскручивает ротор электрогенератора в магнитном поле.

Генератор выдает переменное напряжение поступающее на первый преобразователь с последующим преобразованием в постоянное напряжение, для зарядки аккумуляторных батарей. С аккумуляторов снимается постоянное напряжение идущее на второй преобразователь постоянного напряжения, где преобразуется в переменное.

Параметры инверторного генератора высокие, синусоида переменного напряжение без искажений и отличная стабилизация выходного напряжения. Для зарядки батареи аккумуляторов достаточно небольших оборотов двигателя. Малые обороты увеличивают срок службы двигателя, уменьшается расход топлива — это приводит к повышению эффективности инверторного генератора.

Инверторный генератор

При таких оборотах генератор с шумопоглощающим кожухом становится бесшумным. Высокое качество выходного напряжения позволяет использовать генератор для питания любой бытовой техники и электроприборов. Инверторный генератор может работать с любой нагрузкой. Электроника автоматически подбирает обороты двигателя под любую нагрузку.

Принцип работы инверторного генератора

Электрогенераторы выпускаются мощностью до 6 кВт, которого вполне хватит для питания качественным напряжением газового котла и всей электротехники в доме. Небольшие инверторные электрогенераторы до 2 кВт легкие, их удобно перевозить в багажнике на дачу или брать с собой в путешествие. Основной недостаток таких генераторов это высокая стоимость, но она окупается вышеперечисленными преимуществами.

Инверторные генераторы могут быть синхронными или асинхронными. Электрогенераторы синхронного типа легко выдерживают кратковременную перегрузку пусковыми токами. Очень хорошо они подходят для работы с бытовыми приборами. Асинхронные генераторы могут выдерживать короткое замыкание, их используют для питания электроприборов имеющие тэны — это электропечи, водонагреватели.

Вывод: Обычный генератор рекомендуется выбирать для варианта аварийного источника сети, освещения, строительных площадок. Для электросети частного дома, со множеством электротехники и электроприборов, лучше подойдет инверторный генератор с точно подобранной мощностью.

При отключении электроэнергии в основной сети или невозможности подсоединения помещений к ней используются специальные генераторы с автономным приводом. Наибольшее распространение получили обычные установки с бензиновым или газовым двигателем и инверторные генераторы. Устройства последнего типа являются самыми современными, за счет своих характеристик применяются для питания электрических сетей в жилых помещениях и частных домах.

[ Скрыть ]

Что такое инверторный генератор

Инверторный генератор представляет собой машину для вырабатывания электроэнергии с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Полученный электрический ток со стабильными параметрами частоты и напряжения подается к конечным потребителям.

Конструктивные особенности

К основным особенностям конструкции инверторного бензогенератора относятся прямое соединение коленчатого вала двигателя и ротора, а также использование преобразователя синусоиды генерируемого тока.

В состав конструкции инверторного генератора входят:

• основание, на котором устанавливаются узлы;
• четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания;
• многополюсный электрогенератор, способный вырабатывать электрический ток с частотами до 100 КГц;
• выпрямительный и фильтрационный модуль, собранный на базе диодов и конденсаторов;
• инверторный блок;
• топливный бак;
• распределительный щит с присоединительными клеммами и регуляторами управления;
• защитный кожух, который закрывает основные узлы.

Схема конструкции портативного инверторного генератора

На распределительном щите генераторов могут быть клеммы переменного тока с напряжением 220 в и постоянного на 12 в. В цепи питания имеется предохранительный элемент, рассчитанный на номинальную мощность нагрузки. При ее превышении предохранитель автоматически размыкает цепь и предотвращает работу установки с перегрузкой.

Инверторные генераторы имеют индикатор уровня масла, который автоматически отключает зажигание при падении ниже критического.

Инверторные установки с мощностью до 1,0 кВт выполняются в корпусе с ручкой для переноски. Примером установки может служить Fubag TI100, который при весе 14 кг развивает мощность до 900 Вт (при номинальном напряжении 220 Вольт). Запуск генераторов такого рода выполняется ручным стартером.

Более мощные модели оснащаются колесами для перемещения и не имеют сплошного пластикового кожуха. Примером установки такого класса является Fubag TI 7000, имеющий при весе 86 кг выходную мощность 6,5 кВт. Для запуска применяется электрический стартер с питанием от отдельной батареи. В случае отказа системы электрического старта двигатель заводится резервным ручным стартером.

Принципиальная схема инверторного генератора

Виды

Инверторные генераторы разделяются на несколько видов по типу топлива для двигателя:

1. Бензиновый двигатель с воздушным охлаждением применяется для бытовых целей или для временного обеспечения электроэнергией строительных площадок. Двигатели не предназначены для долговременной работы. Максимально разрешенное время работы без остановки составляет от 4 до 8 часов.
2. Дизельный двигатель используется в установках, предназначенных для длительной работы (несколько дней или недель). Инверторные установки с дизелем встречаются редко и имеют большие габариты и вес. Примером может служить Pramac S9000t, вырабатывающий ток с напряжением до 380 Вольт и допускающий нагрузку 8,2 кВт. При этом вес генератора достигает 160 кг.
3. Газовый двигатель, не имеющий больших конструктивных отличий от бензинового. Разница между двигателями только в степени сжатия и возможности подачи газообразного топлива из баллонов или по трубопроводу от магистрали. Считается наиболее экономичным и безвредным для экологии. Из-за малой термической нагруженности способен работать в длительных режимах. Газовый двигатель имеет больший ресурс, чем бензиновые аналоги, поскольку при сгорании газа не образуется отложений на поверхностях цилиндра и камеры сгорания. При необходимости путем простых доработок газовый двигатель приспосабливается к работе на бензине.

Сравнение обычных и инверторных генераторов

Инверторный генератор отличается от обычного принципом преобразования электрического тока и возможностью регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от нагрузки. По отзывам владельцев можно выделить отрицательные и положительные стороны генераторов различных типов.

Плюсы

К преимуществам инверторных моделей относят:

1. Низкий расход топлива, поскольку микропроцессорная система управления регулирует обороты двигателя в зависимости от нагрузки.
2. Малые размеры и вес. В среднем инверторный генератор на 50% легче обычного.
3. Сниженный уровень шумности из-за регулировки оборотов и шумоизоляционного экрана.
4. Механизм устройства защищен от влаги и пыли герметичным корпусом.
5. Получение электроэнергии со стабильными параметрами (с практически идеальной синусоидой). Из-за этого генераторы применяются для питания чувствительного к напряжению оборудования.
6. При использовании газового генератора цена 1 кВт/часа электроэнергии ниже, чем у выработанного на установках с использованием жидкого топлива.

Положительной стороной классических генераторов является возможность создания установки высокой мощности (до сотен или тысяч кВт). При использовании устройства на полную мощность и регулярном техническом обслуживании ресурс установки не уступает инверторным моделям.

Обзор инверторной установки ELP LH1000i предоставлен каналом Квадроциклы CFMOTO.

Минусы

Опыт использования инверторных установок позволил выделить отрицательные моменты:

1. Высокая стоимость.
2. Ограниченный модельный ряд.
3. Мощность инверторной установки не превышает 7-8 кВт, что является одним из основных различий между обычным и инверторным генератором, а также главным недостатком.
4. Недопустимость перегрузки.
5. Стартерная батарея на многих моделях является частью инверторного модуля. При износе ее приходится менять вместе с устройством.

Обычные генераторы также не лишены недостатков:

1. Высокий расход горючего при работе с малой нагрузкой или на холостом ходу. Например, при подключении потребителей мощностью 3 кВт к обычному генератору на 6 кВт двигатель будет работать в режиме близком к выработке максимальной мощности.
2. При малой загруженности генератора двигатель работает на повышенных оборотах без нагрузки. Из-за этого на деталях цилиндро-поршневой группы и камере сгорания образуется сажа, которая попадает в масло и изнашивает коренные и шатунные подшипники.
3. При эксплуатации начинается постепенное снижение номинального напряжения, которое связано с износом деталей и снижением частоты вращения коленчатого вала и ротора генератора. Это заставляет пользователей повышать частоту вращения, что увеличивает расход топлива.

Какой генератор где лучше применять?

В случае необходимости подключения к сети компьютерной техники, телевизора или холодильника требуется применение инверторного устройства. Если генератор применяется в качестве аварийной установки или исключительно для цепей освещения, то для этой задачи подойдет обычный тип.

При необходимости обеспечения электроэнергией загородного дома и надворных построек возможно создание комбинированных линий электропитания с применением двух генераторов.

Выбор инверторного генератора

На российском рынке представлены модели нескольких десятков компаний, например:

• Champion;
• Fubag;
• Hyundai;
• Huter;
• Hitachi;
• Калибр и другие.

Перед тем как выбрать генератор, необходимо обратить внимание на несколько параметров:

1. Тип топлива. Самые популярные устройства оснащены бензиновыми двигателями, требовательными к топливу и обслуживанию. Минимальная стоимость обслуживания и заправки будет у газового двигателя.
2. Мощность на клеммах. С ростом мощности генератора увеличиваются требования к приводному двигателю. Более мощные агрегаты имеют увеличенный рабочий объем цилиндра и расходуют больше топлива. Для использования в бытовых целях достаточно мощности 1,5-2 кВт, а для ведения строительных или сварочных работ понадобится установка с мощностью не менее 5 кВт.
3. Тип запуска двигателя. Ручной запуск двигателя проще по конструкции, но требует определенных навыков использования. Предпочтительным вариантом является автоматический пуск при пропадании напряжения в основной сети.

По отзывам покупателей, лучшие модели инверторных генераторов:

• PATRIOT MaxPower SRGE 1000iT (мощность 900 Вт);
• Калибр БЭГ-6100АИ (мощность 6500 Вт);
• DAEWOO GDA 4800i(мощность 3600 Вт);
• Fubag TI 2000 (мощность 1600 Вт).

Правила эксплуатации

При эксплуатации генераторов требуется соблюдать правила:

• запрещено применять генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания в закрытых помещениях;
• после прекращения работы необходимо охлаждать установку, поскольку двигатель и части выхлопной системы разогреваются до высоких температур;
• заправлять бак топливом на открытом воздухе и при холодном агрегате;
• при заправке рядом не должно иметься открытых источников огня;
• электрические сети и подключение к генератору должны соответствовать правилам ПУЭ;
• не оставлять работающий генератор под дождем и не прикасаться к функционирующей установке мокрыми руками;
• перед остановкой двигателя дать ему поработать без нагрузки несколько минут;
• проводить регулярное обслуживание в соответствии с рекомендациями производителя.

При соблюдении правил эксплуатации инверторный генератор не доставит владельцу проблем и избавит от проведения дорогостоящих ремонтных работ.

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.

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.

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. Непосредственно частотой вращения двигателя внутреннего сгорания управляет центробежный регулятор, который регулирует подачу топлива, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. 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.

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. Это значит, что при работе с маломощной нагрузкой ротор генератора вращается с низкой частотой, и расход топлива минимальный. 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.

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.

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.

Что касается поломок двигателей внутреннего сгорания, то в большинстве конструкций используются уже давно обкатанные приводы, имеющие высокую надежность и долговечность. При условии использования требуемых и качественных горюче-смазочных материалов, регулярном техническом обслуживании (замена фильтров, свечей зажигания) выход из строя двигателей маловероятен.

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