Выбор генератора зависит от многих параметров. Основные из них — это цена, мощность (зависит от суммарной мощности нагрузки и ее типа), тип двигателя генератора или топливо.
1. Устройство электр останции
Электростанция состоит из двигателя и генератора, которые крепятся к стальной раме или к станине посредством амортизаторов. Двигатель и генератор находятся на одномвалу. Двигатели могут быть разных типов: бензиновые, дизельные, газовые. Генераторы могут быть синхронными и асинхронными.
Генератор может быть оснащен системами запуска и стабилизации частоты вращения. Запуск двигателя электростанции может осуществляться вручную (шнуром), с помощью электростартера (ключ или кнопка), автоматически (системой автоматического пуска).Часто в электростанциях малой мощности встречаются комбинированные варианты — электростартер и ручной запуск.
2. Типы нагрузок
Нагрузка (электроприбор, который подключается к генератору) обладает двумя составляющими — активной и реактивной.
Активная нагрузка. Вся потребляемая энергия превращается в тепло (чайники, утюги, лампы накаливания, электроплиты, обогреватели и т.п.).
Реактивная нагрузка. Реактивная составляющая появляется у всех остальных приборов, которые имеют в своей конструкции катушки индуктивности (двигатели) и/или конденсаторы. Примеры нагрузки, обладающей реактивной составляющей, — холодильник, дрель, кондиционер, микроволновая печь и т.п. В таких нагрузках часть энергии превращается в тепло (активная составляющая), а часть тратится на образование электромагнитных полей (реактивная составляющая).
3. Пусковой ток
При запуске двигателя кратковременно возникают пусковые токи. Пусковой ток возникает на очень короткий промежуток времени (доли секунды), но может в несколько раз превышать номинальное значение. В разных приборах пусковые токи могут достигать значений в несколько раз выше номинального. Самый тяжелый запуск у погружных насосов.
У погружного насоса нет фазы холостого хода. Значение пусковых токов у погружных насосов достигает 7-кратного превышения от заявленного в паспорте номинального тока. К сожалению, пусковой ток невозможно измерить обычными бытовыми приборами. Бытовые измерительные приборы слишком инерционны и не успевают отреагировать на оченькратковременный всплеск пускового тока.
Многие производители не указывают данный параметр в своих спецификациях, поэтому приходится пользоваться ориентировочными значениями. Можно воспользоваться даннымив приведенной ниже таблице.
Коэффициенты пусковых токов, которые необходимо учитывать при подключении приборов:
Прибор | Коэф. | Прибор | Коэф. |
Телевизор | 1 | Кухонная плита | 1 |
Кофеварка | 1 | Тепловые обогреватели | 1 |
Пила | 2 | Освещение лампами накаливания | 1 |
УШМ | 2 | Микроволновая печь | 2 |
Компьютер | 2 | Кассовый аппарат | 2 |
Рубанок | 2 | Шлифовальная машина | 2 |
Дрель | 3 | Стиральная машина | 3 |
Перфоратор | 3 | Бетономешалка | 3 |
Холодильник | 3 | Морозильник | 3 |
Кондиционер | 3 | Погружной насос | 7 |
Приведенные данные являются усредненными и не отражают реальной ситуации каждого конкретного случая.
4. Двигатели
Бензиновые двигатели. Обеспечивают легкий запуск даже при низких температурах, дешевле дизельных, используются для кратковременного включения.
Двигатели в бензиновых генераторных установках бывают 2- и 4- тактными.
2-тактные. Применяются для маломощных и компактных генераторных установок. В них бензин перемешивается с маслом. Наработка на отказ не более 500 часов. Непрерывная ежедневная работа не более 1 часа в сутки. Применяются для загородных поездок на природу или для небольшого дачного участка.
4-тактные. Более мощные и экономичные по сравнению с 2-тактными, профессиональные модели могут беспрерывно работать около 8-ми часов в сутки. Имеют высокий запас прочности, наработка на отказ до 2000 часов.
Дизельные двигатели имеют больший моторесурс, чем бензиновые, меньший расход топлива, более длительный период работы на отказ, высокую начальную стоимость и используются в основном в качестве постоянного источника электроэнергии.
Какой генератор выбрать: дизельный генератор или бензогенератор?
Для ответа на этот вопрос необходимо понять, с какой целью приобретается генератор. Если генератор необходим как аварийный источник на небольшие промежутки времени в период отключения постоянной подачи электроэнергии, то более целесообразным было бы обратить внимание на бензогенератор. Если же покупатель преследует цель использовать генератор в качестве постоянного бесперебойного источника электроэнергии в течение длительного времени — есть смысл обратить внимание на дизельные генераторы, невзирая на их более высокую первоначальную стоимость. Генератор, работающий на бензиновом топливе, существенно дешевле дизельной модификации. Однако, затраты на топливо и техническое обслуживание
генератора, функционирующего на бензине, выше, чем у дизельного генератора.
5. Генераторы
Генераторы бывают синхронными и асинхронными, однофазными и трехфазными.
Синхронный генератор. Более высокое качество электроэнергии, чем у асинхронных. Способны выдерживать 3-кратные кратковременные перегрузки. Рекомендован для питания реактивных нагрузок с высокими пусковыми токами.
Асинхронный генератор. Плохо переносит пиковые перегрузки. Низкая стоимость по сравнению с синхронным. Устойчивость к короткому замыканию. Рекомендован для питания активных нагрузок (лампы накаливания, электроплиты, теплотехника и .т.п.). При подключении реактивной нагрузки (электродвигатели) необходим запас по мощности в 3-4 раза. Перегрузка генератора чревата выходом из строя.
Инверторные генераторы. Конструктивно похож на асинхронный генератор и имеет электронный регулятор напряжения. Вырабатывает электроэнергию высокого качества(стабильные напряжение и частота тока), что позволяет производить подключение электронной техники, чувствительной к изменению выходных параметров.
6. Расчет мощности генератора
Перед тем как выбрать генератор, необходимо определить, для каких целей он необходим, т.е. определить, какую нагрузку вы будете к нему подключать.
С расчетом мощности генератора для активных нагрузок все относительно просто.
Если ваша нагрузка 10 лампочек накаливания по 100 Вт, то мощность генератора должна быть 1 кВт.
При расчете мощности для реактивной нагрузки пользуются мерой реактивности называемой cos φ.
Пример: cos φ равен (указан в паспорте прибора) 0,8 – это значит, что 80% потребляемой энергии – активная, 20% —
реактивная.
В паспорте прибора или на шильдике обычно указывают «активную» потребляемую мощность и cos φ. Для расчета пол-
ной мощности необходимо указанную активную мощность разделить на cos φ.
Пример: на дрели указано Р=600 Вт, cos φ=0,8. При расчете используют формулу Р/cos φ. Полная мощность рассчитывается: 600/0,8=750 Вт.
Для более точного расчета необходимо учитывать и cos φ самого генератора. Если он равен 0,85, то необходимо полную расчетную мощность прибора разделить на cos φ генератора.
Пример: 750/0,85=882 Вт.
Т.е. для нормальной работы дрели с характеристиками Р=600 Вт, cos φ=0,8 и генератора с характеристикой cos φ=0,85 ми-
нимальная мощность генератора должна составлять 880 Вт.или 0,88 кВт.
На этом, казалось бы, можно и остановиться при выборе генератора, но необходимо учитывать еще один параметр —
пусковой ток. Двигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в номинальном рабочем
режиме. Если не учитывать данный параметр, то ваш генератор может в лучшем случае не запуститься, а в худшем —
выйти из строя. Для расчета мощности генератора для запуска дрели необходимо рассчитанную выше мощность умно-
жить на коэффициент равный 3.
Пример: 880 Вт*3,5 = 3080 Вт.
Итак, мы рассчитали мощность генератора, необходимого для работы нашей дрели мощностью 600 Вт, и получили ге-
нератор мощностью 2,5-3 кВт.
В случае с дрелью, которую необходимо периодически включать и выключать, не рекомендуется подключать дополни-
тельную нагрузку на время ее работы. В случае если используется реактивная нагрузка, которая работает в длительном
режиме без отключения, то после запуска двигателя и выхода его на номинальный режим (пусковые токи образуются на
доли секунды) можно смело использовать свободную мощность генератора для подключения активной нагрузки.
Пример: генератор 2,5 кВт питает освещение в доме и на участке - 10 лампочек накаливания по 100 Вт.
Вам необходимо запустить бетоносмеситель номинальной мощностью 0,7 кВт.
Свободная мощность генератора в работающем состоянии с подключенной нагрузкой (освещением) составляет 1,5 кВт.
Для запуска бетоносмесителя потребуется 2,6 кВт. Поэтому для нормальной работы генератора необходимо отключить
всю нагрузку (освещение), запустить бетоносмеситель и после этого включить осветительные приборы.
Если установить генератор мощностью 4 кВт, то бетоносмеситель можно запускать и при включенном освещении.
Приведенным алгоритмом расчета можно пользоваться в простейших случаях. В случаях, когда много разнородных нагрузок, необходимо обращаться в специализированные организации, которые выполняют работы по расчету и подключению нагрузки.