Как выбрать генератор?

Выбор генератора зависит от многих параметров. Основные из них: цена, мощность электрогенератора, которая зависит от суммарной мощности нагрузки и ее типа, тип двигателя генератора или топлива.

Устройство электростанции.

Электростанция состоит из двигателя и генератора, которые крепятся к стальной раме или к станине посредством амортизаторов. Двигатель и генератор находятся на одном валу. Двигатели могут быть разных типов – бензиновые, дизельные, газовые. Генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Генератор может быть оснащен системами: запуска, стабилизации частоты вращения, смазки, охлаждения, подачи воздуха и выхлопа. Запуск двигателя электростанции может быть ручной (шнуром), с помощью электростартера (ключ или кнопка), автоматическим. Часто в электростанциях малой мощности встречаются комбинированные варианты – электростартер и ручной запуск.

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).

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 2¸9 раз выше номинального. Самый тяжелый запуск у погружных насосов. У погружного насоса нет фазы холостого хода. Значение пусковых токов у погружных насосов достигает 7¸9-кратного пика 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 очень кратковременный всплеск пускового тока. Многие производители не указывают данный параметр в своих спецификациях, поэтому приходится пользоваться ориентировочными значениями. Можно воспользоваться данными в приведенной ниже таблице, но лучше все-таки уточнять этот параметр у производителя или у дилера занимающегося продвижением товара.

Коэффициенты пусковых токов, которые необходимо учитывать при подключении приборов:

Данные, приведенные в таблице, являются усредненными и не отражают реальной ситуации каждого конкретного случая.

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 6 часов в сутки. Применяются для загородных поездок на природу или для небольшого дачного участка.

4-тактные. Применяются для продолжительной работы, около 8-ми часов в сутки. Имеют высокий запас прочности, наработка на отказ от 3000 до 4 000 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, на порядок выше, чем у дизельного генератора.

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 синхронными генераторами. 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.

Расчет мощности генератора.

Перед тем как выбирать 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 ярлыке обычно указывают «тепловую» потребляемую мощность и cos φ. Для расчета полной 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 генераторе с характеристикой cos φ=0,85, минимальная мощность генератора должна составлять 880 Вт. или 0,88 кВт.

На этом, казалось бы, можно и остановиться в 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 умножить на коэффициент равный 3. Пример: 880 Вт*3,5 = 3080 Вт.

Итак, мы рассчитали мощность генератора необходимого для работы нашей дрели. Результаты получились неутешительными. Для работы дрели мощностью 600 Вт требуется генератор мощностью 2,5 — 3 кВт.

В случае с дрелью, которую необходимо периодически включать и выключать, не рекомендуется подключать дополнительную 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 нагрузки и 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 предприятия, которые выполняют работы по расчету и подключению нагрузки.