Бензиновые и дизельные электрогенераторы

Прежде чем разобрать тему «принцип работы и устройство электрического генератора», нужно остановиться на основных электротехнических терминах.

Электрическая мощность, это произведение тока I (Амперы) и напряжения U (Вольты), измеряется в ВА (Вольт Амперах). Данная мощность ещё называется полной P=U x I (ВА). Она, в свою очередь, подразделяется на активную и реактивную.

Пусковой ток свойственен исключительно электроприборам, оснащенным двигателем.

Пусковой ток представляет собой единовременное существенное повышение нагрузки, вызванное запуском устройства, так как электромотор при наборе оборотов требует существенно большей мощности, чем для стандартного режима работы. Следовательно, при подсоединении к генератору устройств, снабженных электродвигателями, суммарную нагрузку необходимо рассчитывать не по номиналу, указанному в паспорте этих приборов, а по мощности пусковых токов. Несмотря на то, что длятся они всего 1-3 секунды, они могут негативно сказаться на источниках электроэнергии, если пренебречь их значением и нагрузить генератор или стабилизатор. Ещё лучше, если источник электрической энергии работает с запасом по мощности процентов в 20%, так он прослужит вам достаточно долго. Ниже приведена таблица электрических приборов с примерным коэффициентом пусковых токов.

В свою очередь, полная мощность подразделяется на Активную и Реактивную мощности.

Форма выходного напряжения. Если посмотреть через осциллограф (прибор отображающий форму напряжения) в линиях электропередачи, а значит и в розетке напряжение представлено в виде волны (чистой синусоиды), такая форма напряжения идеальна для работы всей техники. Бензиновые или дизельные генераторы выдают пилообразное напряжение, которое подходит для большинства электроприборов, но такая форма категорически не подходит для работы котлов отопления. Есть класс электроустановок — инверторные генераторы, у них на выходе синусоидальное напряжение. На выходе некоторых типов ИБП (off-line или line-interactive) может быть аппроксимация синусоиды (прямоугольники), что так же не допускается для электроснабжения насосов и энергозависимого котла.

Электрогенератор — электротехническое устройство, которое преобразует механическую энергию от работы двигателя в электрическую энергию. Генераторы получили широкое распространение из-за своей относительной дешевизны, по сравнению с другими источниками электроэнергии, и за широкий мощностной ряд. Дополнительно генератор можно оборудовать системой автозапуска и получится универсальная система резервного электроснабжения.

Электрогенераторы могут оснащаться различными двигателями: работающими на бензине или на дизельном топливе. Первые значительно дешевле вторых, но, к сожалению, обладают меньшим ресурсом эксплуатации. Средний срок работы бензинового двигателя составляет от 500 до 1500 часов, дизельного – 3000-7000 моточасов. Дизельные установки, оснащенные системой жидкостного охлаждения и двигателем на 1500 об/мин, способны проработать без ремонта до 40000 часов. На бензиновые установки мощностью до 1 кВа ставят, как правило, 2-х тактные двигатели, на генераторы свыше 1000 ВА устанавливаются 4-х тактные двигатели. Станции с бензиновым двигателем весят легче по сравнению с дизельными двигателями. Но у дизельных электростанций есть несколько плюсов: более высокий КПД, меньший расход топлива, больший крутящий момент, они лучше переносят частое подключение техники с большими пусковыми токами. Среди недостатков – высокий уровень шума, сложность запуска в морозы и бОльшая стоимость ремонта. Дизельный генератор должен работать с нагрузкой минимум 40% от своей мощности, в противном случае произойдёт закоксованность цилиндра.

Генераторная установка состоит из двух основных компонентов: мотор и альтернатор (генератор) — устройство, которое вырабатывает переменное напряжение. Альтернаторы бывают синхронные и асинхронные, щёточные и бесщёточные, однофазные (220 Вольт) и трёхфазные (380 Вольт). Самыми современными альтернаторами являются синхронные бесщёточные. У них длительный ресурс работы, они хорошо выдерживают пусковые токи, вырабатывают выходное напряжение высокого качества благодаря системе AVR. Автоматический регулятор выходного напряжения или, как он ещё называет AVR, предназначен для стабилизации напряжения генератора при изменении оборотов работы двигателя.

Покупать однофазный или трёхфазный генератор выбирает сам потребитель в зависимости от того, есть у него трёхфазные потребители электрического тока или нет. К трёхфазной станции можно подключить как однофазные приборы в 220 вольт, так и трёхфазные, потребляющие 380 вольт. Но нужно понимать, покупая, например, трёхфазный генератор на 6 кВт, на одну фазу данный агрегат выдаст только 2 кВт, то есть к трёхфазному генератору мощностью в 6 кВт нельзя подключить даже электрический чайник, потребляющий 2.2 кВт. Заявленную мощность в 6 кВт трёхфазная станция выдаёт для трёхфазного потребителя. Следовательно, если у вас нет трёхфазных потребителей в доме, то нет никакого смысла покупать трёхфазный генератор, а вот если у вас есть, например, трёхфазный станок, то вам требуется только трёхфазный генератор. Очень распространенно одно заблуждение — если к дому подведено трёхфазное напряжение, то и генератор нужно покупать трёхфазный. Да к дому подведено три фазы, но в доме-то проводка везде однофазная, есть естественно и исключения, и в доме может находиться трёхфазная розетка, например для электрической плиты, но, как правило, везде в розетках 220 вольт. По сути, подведённая трёхфазная сеть, это три линии электропередач по 220 вольт, подключённых к одному дому. Так вот, даже если у вас к дому подведено три фазы, но нет трёхфазных потребителей, устанавливайте однофазный генератор. Электрик при подключении сможет дать напряжение от однофазной станции на все три линии, или можно проложить по дому одну резервную линию, к которой будут подсоединены электроприборы, которые должны будут работать от генератора.

Нагрузка подсоединяется к генераторам через обычные розетки. Есть два типа розеток на 16 Ампер и на 32 Ампера. Как правило, у генератора, начиная от мощности 6 кВа, есть несколько розеток на 16 Ампер, и одна на 32 Ампера. Точное количество розеток каждого вида можно уточнить непосредственно во время покупки.

Запуск агрегата, в зависимости от модели, может осуществляется двумя способами: тросиком вручную или электростартером, работающим от аккумулятора. При этом все генераторы с воздушным охлаждением, оснащенные электростартером, снабжены тросом для ручного запуска двигателя. Существуют электрогенераторы, позволяющие установить систему автозапуска АВР (автоматический ввод резерва). Данная система при понижении входного напряжения сети ниже определённого значения отключает внешнюю сеть и запускает в работу двигатель генератора, когда восстанавливается подача напряжения из электрической сети, двигатель глушится и в дом начинает подаваться сетевое электричество.

Электрические генераторы могут поставляться с дополнительными опциями, такими как:

• шумозащитный кожух;
• увеличенный по ёмкости топливный бак;
• вольтметр и амперметр;
• встроенная система АВР;
• электростартер;
• ручки и колёса для транспортировки;
• шумопоглощающий глушитель.

Выходная форма напряжения от обыкновенного генератора с воздушным охлаждением отличается от синусоидальной волны и наблюдается некоторый разброс параметров напряжения. Если технике, которую вы будете подключать к генератору, требуется напряжение повышенного качества, то есть инверторные генераторы. На выходе у них наблюдается чистый синус, напряжение значением в 220 вольт, частота переменного тока равна 50 Гц. По сравнению с обыкновенными генераторами инверторные более компактные, менее шумные, у них понижен уровень выброса вредных веществ, есть режим переключения на экономичный режим работы. 

Вопросы, на которые стоит ответить, прежде чем купить электрогенератор:

• Генератор — это основной или временный источник электроснабжения?
• Как часто и насколько интенсивно будет использоваться генератор?
• Известной и проверенной фирмы будет техника или китайский производитель?
• Нужен однофазный или трёхфазный альтернатор?
• Какая выходная мощность необходима? (Ответом будет значение суммы мощностей пусковых токов всех планируемых потребителей).
• Будет работать на бензине или дизельном топливе?
• Какая нужна ёмкость топливного бака? Она будет определять время автономной работы.
• Генератор нужен с системой автозапуска или без неё?
• Какие электроприборы будут подключаться к электростанции?

В связи с большим распространением энергозависимых котлов отопления, у потребителя часто возникает вопрос — можно ли использовать для электроснабжения котла отопления генератор? Многим котлам требуется выраженная фаза и нейтраль, у генератора нет выраженных фазы и нуля, там две полуфазы по 115 вольт. Чтобы получить ноль, нужно заземлить одну из полуфаз. Многим газовым котлам отопления требуется синусоидальное напряжение значением в 220 вольт, данную форму напряжения могут выдать только инверторные генераторы. Плюс нужно учесть тот факт, что при отключении света, кто-то должен завести генератор, а если это произойдёт ночью или когда все на работе?

Бензиновый или дизельный электрогенератор, по сути, является конструктором. Берётся двигатель, к нему подсоединяется соответствующий по мощности альтернатор, сваривается рама и топливный бак, устанавливается AVR, ставятся розетки, и различные индикаторы. Всё, генератор готов. Если на всех генераторах устанавливается одни и те же агрегаты, то зачем переплачивать и покупать генераторы известных и именитых марок? Важное кроется в мелочах. По своей сути, любая автомашина, это тоже набор запасных частей и агрегатов, произведённых специализированными заводами и собранных в конечное изделие на каком-то заводе. Но вопрос как собранно и из чего? Поэтому многие покупатели предпочитают приобретать европейские, японские или американские машины известных фирм, потому что они уверенны в качестве конечного продукта — автомобиля. Тоже самое касается и генераторов, нужно очень ответственно подходить к выбору генератора и приобретать известные и проверенные марки. Есть мировые лидеры в производстве двигателей общего назначения, которые устанавливаются на генераторы, есть мировые лидеры в производстве альтернаторов, систем автоматики. У двигателей и альтернаторов, разные ресурсы, есть только заявленные параметры, а есть заявленные и соответствующие действительности значения. У деталей и компонентов могут быть разные сплавы, разные материалы, степень и качество обработки поверхностей. Даже такой банальный пример, как качество сварки и покраски рамы электрогенератора. В итоге всё влияет на качество, долговечность и на то заведётся ли генератор, когда это потребуется или нет.