Генератор 220 вольт характеристики

Как устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия

Люди пользуются энергией электрического тока практически во всех сферах своей деятельности. Сейчас нелегко представить жизнь без электричества, которое с помощью специального оборудования преобразуется из механической энергии. Рассмотрим подробнее, как происходит этот процесс, и как устроены современные генераторы.

Превращение механической энергии в электрическую

Любой генератор работает по принципу магнитной индукции. Самый простой генератор переменного тока можно представить, как катушку, которая вращается в магнитном поле. Также есть вариант, при котором катушка остается неподвижной, но магнитное поле только её пересекает. Именно во время этого движения и вырабатывается переменный ток. По такому принципу функционирует огромное количество генераторов во всем мире, объединенных в систему электроснабжения.

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

Раму, к которой закреплен статор с электромагнитными полюсами. Изготовлена она из металла и должна выполнять защитную функцию всех элементов механизма.
Статор, к которому крепится обмотка. Изготавливается он из ферромагнитной стали.
Ротор – подвижный элемент, на сердечнике которого располагается обмотка, образующая электрический ток.
Узел коммутации, который отводит электричество с ротора. Представляет собой систему подвижных токопроводящих колец.

В зависимости от назначения, генератор имеет определенные особенности конструкции, но существуют два компонента, которыми обладает любое устройство, конвертирующее механическую энергию в электричество:

Ротор – подвижная цельная деталь из железа;
Статор – неподвижный элемент, который изготовлен из железных листов. Внутри него есть пазы, внутри которых располагается проволочная обмотка.

Для получения большей магнитной индукции, между этими элементами должно быть небольшое расстояние. По своей конструкции генераторы бывают:

С подвижным якорем и статическим магнитным полем.
С неподвижным якорем и вращающимся магнитным полем.

В настоящее время более распространено оборудование с вращающимися магнитными полями, т.к. значительно удобнее снимать электрический ток со статора, чем с ротора. Устройство генератора имеет немало сходств с конструкцией электродвигателя.

Схема генератора переменного тока

Принцип работы электрогенератора: в тот момент, когда половина обмотки находится на одном из полюсов, а другая на противоположном, ток движется по цепи от минимального до максимального значения и обратно.

Классификация и виды агрегатов

Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.

Синхронный

Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.
Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.

По типу топлива двигателя

Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.

Газовый генератор

В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:

Безопасность для окружающей среды, ведь газ при сгорании не выделяет вредных элементов, копоти и токсичных продуктов распада;
Экономически это очень выгодно – сжигать дешевый газ. В сравнении с бензином, это обойдется значительно дешевле;
Подача топлива осуществляется автоматически. Бензин и дизельное топливо требуется по мере необходимости подливать, а газовый генератор обычно подключают к системе газоснабжения;
Благодаря автоматике, аппарат приходит в действие самостоятельно, но для этого он должен располагаться в теплом помещении.

Дизельный генератор

Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:

Относительная дешевизна топлива;
Автоматика, позволяющая автоматически запускать генератор при прекращении подачи электрического тока;
Высокий уровень противопожарной безопасности;
В течении длительного периода времени агрегат на дизеле способен проработать без сбоев;
Внушительная долговечность – некоторые модели способны работать в общей сумме 4 года непрерывной эксплуатации.

Бензогенератор

Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон:

Малые габариты при высокой мощности;
Просты в эксплуатации: большинство моделей можно запустить вручную, а более мощные генераторы оснащены стартером. Регулируется напряжение под определенную нагрузку при помощи специального винта;
В случае перегрузки генератора автоматически срабатывает защита;
Просты в обслуживании и ремонте;
Во время работы не издают много шума;
Можно применять и в помещении, и на улице, но следует защищать от попадания влаги.

8 простых шагов для осознанной покупки бензогенератора: распечатай и запомни

Чем холоднее на улице, тем больше ценишь блага цивилизации. Освещение, горячая вода, отопление — вся инженерка в загородном доме зависит от электричества. Если его выключили или на линии случилась авария, а снаружи мороз — беда. В этой ситуации сделаешь всё, чтобы не замерзнуть, и не сидеть в темноте. В форс-мажорной ситуации, одним из вариантов спасения дома и его жильцов, становится электрический генератор. Расскажем, как его выбрать.

Как выбрать электрический генератор
Как рассчитать предполагаемую нагрузку на генератор
Как рассчитать мощность генератора
Таблица, для расчета мощности генератора по пиковой нагрузке
Плюсы и минусы бензиновых и дизельных генераторов
Какой генератор купить — одно- или трёхфазный
Как сократить затраты на покупку генератора

Базовые принципы подбора генератора

Если вы забьёте в поисковике словосочетание «купить генератор или электростанцию», то интернет выдаст десятки моделей с разной стоимостью, мощностью и «наворотами». Глаза разбегается. Как выбрать, оптимальную модель бензогенератора и не переплатить? Воспользуйтесь простым алгоритмом от FORUMHOUSE и разбейте процесс подбора на шаги:

Подумайте, для каких целей вам нужен бензогенератор?

Для резервного электроснабжения основных потребителей в загородном доме при временном отключении электричества.
Для длительной и постоянной работы и электроснабжения мощных потребителей.
Для редких поездок на дачу или на природу — рыбалку, охоту и т.д.

Например, зимой у вас в доме отключили свет. Вам нужно запитать:

освещение;
телевизор и ноутбук;
холодильник;
газовый котёл;
циркуляционный насос;
скважинный насос или насосную станцию.

Второй вариант, вам нужно строить дом. Электричества на участке нет, или, его часто и надолго отключают. В этом случае, ваша приоритетная группа потребителей:

Электрические инструменты — дрель, болгарка, перфоратор, циркулярная пила и т.д.;
Бетономешалка.
Сварочный инвертор.
Погружной или дренажный насос.
Мощные прожекторы освещения.

Третий вариант — вы редко выбираетесь на дачу или едете за город на пикник. Ваша группа потребителей:

Несколько осветительных приборов.
Ноутбук, телевизор.
Зарядники для мобильных устройств.
Небольшой переносной холодильник.
Маломощный насос.

Определив необходимый список устройств для резервного электроснабжения, выпишите на листок бумаги их потребляемую мощность.

Мощность потребителя указывают на табличке на корпусе, где написаны его технические характеристики, или в инструкции по эксплуатации.

Допустим, после подсчёта, у вас получилось, что общая потребляемая мощность всех необходимых вам приборов не превышает 2.3 кВт. Вы открываете список генераторов в интернет-магазине. Смотрите технические описания моделей. Видите, что есть подходящая вам по цене электростанция. Производитель указал, что:

Номинальная мощность оборудования – 2 кВт.
Максимальная мощность оборудования – 2.5 кВт.

Вы думаете, что этого генератора вам хватит «за глаза». Не спешите делать выводы. Надо учесть важные моменты.

Как рассчитать необходимую вам мощность генератора?

Чтобы разобраться в этом вопросе, запомните, что:

При номинальной мощности генератор может работать продолжительное время, т.к. он эксплуатируется в оптимальном режиме, предусмотренном производителем.
На максимальной мощности, в зависимости от модели и её характеристик, генератор может работать лишь непродолжительное время, после чего уйдёт в защиту из-за перегрузки.

Так, значит генератор, номинальной мощностью 2 кВт не подходит. Так какой купить? Вам нужно рассчитать мощность оборудования, в зависимости от предполагаемой нагрузки, и добавить к ней резерв. Делается это так:

Вы уже записали совокупную мощность приборов, которые вы хотите запитать от генератора.

К этой мощности прибавьте запас + 10 — 20%.

Также надо учесть коэффициент пускового тока. Почему это так важно? При старте некоторых видов электрического оборудования — скважинного насоса, бетономешалки, холодильника, они потребляет большую мощность, чем указано на корпусе или в инструкции. Сравнительные данные приведены в таблице.

Допустим, что номинальная и пусковая мощность лампы накаливания 80 Вт, коэффициент пускового тока 1. А вот пусковая мощность киловаттного погружного насоса и бетономешалки уже 5 и 3.5 кВт, т.к. коэффициент 5 и 3.5. Т.е., генератор без запаса по мощности, просто не потянет оборудование на старте.

Предположим, что вы хотите подключить к генератору:

Лампу накаливания — 100 Вт х 1 (коэффициент пускового тока) = 100 Вт.
Холодильник — 700 Вт х 3.5 (коэффициент пускового тока) = 2450 Вт.
Насосную станцию — 800 Вт х 5 (коэффициент пускового тока) = 4000 Вт.
Телевизор – 300 Вт х 1 (коэффициент пускового тока) = 300 Вт

Итого: 100 + 2450 + 4000 + 300 = 6850 Вт + 10% (запас мощности), т.е. — 6850 х 1.1 = 7535 Вт.

Выводы

В завершении статьи приведём ответы на самые частые вопросы, которые помогут вам сориентироваться при выборе генератора.

Какой генератор купить? Бензиновый или дизельный?

Каждый тип оборудования имеет как плюсы, так и минусы. Для ориентира:

Если вам нужен генератор как резерв, на случай редких отключений электричества и мощностью не более 10 кВт, то оптимальный выбор – бензиновая электростанция.

Основные плюсы бензогенератора:

Стоит дешевле, чем дизельный.
Лучше заводится на морозе.
Проще в обслуживании и ремонте.

Плюсы дизельной электростанции:

Меньший расход топлива, чем у бензогенератора.
Больший, чем у бензогенератора, ресурс двигателя.

Минусов у дизеля тоже хватает:

Больший вес, чем у генератора с бензиновым двигателем.
Затруднён пуск на морозе, поэтому дизель лучше ставить в специально оборудованном и обогреваемом помещении.

Если при исчезновении электроэнергии вам нужно запитать трёхфазный потребитель, то трёхфазник — ваш вариант. Большинству же загородных жителей, требуется подключить в доме только стандартное однофазное оборудование на 220В, поэтому нет смысла переплачивать за 380В.

Я рассчитал необходимую мощность генератора. Получилось, что мне нужна слишком дорогая электростанция. Я не хочу тратить на бензогенератор много денег. Что делать?

Можно уменьшить количество подключаемых потребителей, оставив лишь необходимый минимум, или немного «схитрить». Например, не включать сразу холодильник и погружной насос, а, при отключении света, пользоваться техникой по очереди. Включили насосную станцию (холодильник выключен), набрали воды, выключили её. После этого включили холодильник и т.д., алгоритм понятен. С электроинструментом ещё проще. Навряд ли вы будете одновременно пользоваться бетономешалкой, болгаркой, сваркой и перфоратором. Работайте сначала одним инструментом, а потом другим.

У нас есть тема, из которой вы узнаете Какой генератор выбрать и купить.

Рекомендуем по-настоящему «горячие» зимние статьи:

Резервное отопление загородного дома газовым конвектором: преимущества резервного отопления газовыми конвекторами, как самостоятельно установить газовый конвектор, как рассчитать расход газа в время непрерывной работы конвектора.
Автономный дом: базовые принципы строительства: что такое автономный дом, какие инженерные решения чаще всего применяются в автономном доме.
Система резервного питания в загородном доме: пошагово, фото схемы, варианты подключения аккумуляторов, ИБП и инверторов.

В видео — Сборка электрического щитка в загородном доме: ввод электричества в дом, подключение бензогенератора и потребителей.

Источник