Для возбуждения ЭДС (электродвижущей силы) в обмотках
статора (неподвижная часть генератора) нужно создать переменное магнитное поле.
Это достигается вращением намагниченного ротора (другое его название - якорь).
Для "намагничивания" используют разные примеры.
Синхронный генератор
У синхронного генератора (IP23) на якоре имеются обмотки, на
которые подается электрический ток. Изменяя его величину, можно влиять на
магнитное поле, а следовательно, и на напряжение на выходе статорных обмоток.
Роль регулятора прекрасно исполняет простейшая электрическая схема с обратной
связью по току и напряжению. Благодаря этому способность синхронного
альтернатора "проглатывать" кратковременные перегрузки высока и
ограничена лишь омическим (активным) сопротивлением его обмоток, т.е. легче
переносят пусковые нагрузки.
Однако у такой схемы есть и недостатки. Прежде всего, ток
приходится подавать на вращающийся ротор, для чего традиционно используют
щеточный узел. Работая с довольно большими (особенно во время перегрузок)
токами, щетки перегреваются и частично "выгорают". Это приводит к
плохому их прилеганию к коллектору, к повышению омического сопротивления и к
дальнейшему перегреву узла. Кроме того, подвижный контакт неизбежно искрит, а
значит, становиться источником радиопомех. И самый основной недостаток низкая
степень защиты от внешних воздействий таких как: пыль, грязь, вода, т.к. синхронный
генератор охлаждается "протягивая" через себя воздух, соответственно
все что находится в воздухе может попадать в генератор.
Если генератор щёточный, чтобы избежать преждевременного
износа, рекомендуется время от времени контролировать состояние щеточного узла
и при необходимости очищать либо менять щетки. Кстати, после их заменены,
желательно дать им время "приработаться" к коллектору, а уж за тем
нагружать станцию "по полной программе".
Многие современные синхронные генераторы снабжены
безщеточными системами возбуждения тока на катушках ротора (их еще называют
brash-less). Они лишены вышеуказанных недостатков связанных с щёточным узлом, а
потому предпочтительнее.
для трёхфазных синхронных генераторов допустимый перекос фаз
33%
коэффициент нелинейных искажений 13-25% (в зависимости от
производителя)
Асинхронный генератор
Асинхронный генератор (IP54) вообще не имеет обмоток на
роторе. Для возбуждения ЭДС в его выходной цепи используют остаточную
намагниченность якоря. Конструктивно такой альтернатор намного проще, надежнее
и долговечнее. Кроме того, поскольку обмотки ротора охлаждать не нужно (их
просто нет), корпус асинхронного генератора полностью закрыт, что позволяет
исключить попадание пыли и влаги. Асинхронные альтернаторы не восприимчивы к
коротким замыканиям, поэтому лучше подходят для питания сварочных аппаратов.
К сожалению у асинхронников тоже есть недостатки, например
способность "проглатывать" пусковые перегрузки у них ниже, чем у
синхронных генераторов. Но этот недостаток решается путем оснащения станций
системой "стартового усиления". (см. выше). Как правило все
профессиональные асинхронные генераторы оснащены системой стартового усиления.
для трёхфазных асинхронных генераторов допустимый перекос
фаз 60-70%
коэффициент нелинейных искажений 2-10% (в зависимости от
производителя)
Одно - и трехфазные генераторы
Зачем нужны непонятные три фазы, когда и с одной-то не
разберешься? Но в том то и дело, что без них никуда. Начнем с того, что трех
фазная схема подключения позволяет передавать энергию трех однофазных
источников всего по трем проводам (в случае однофазной схемы потребовалось бы
выделить по два провода на каждый такой источник).
В итоге при равной выходной мощности трехфазный альтернатор
компактнее, легче и имеет больший КПД. К тому же он более универсален - на
выходе дает как бытовые 220 вольт, так и промышленные 380 вольт.
Одно- или трехфазные генераторы. Их название вытекает из
назначения - питать соответствующих потребителей. При этом к однофазным
генераторам, вырабатывающим переменный ток напряжением 220 вольт и частотой
50Гц, можно подключать только однофазные нагрузки, тогда, как к трех фазным
(380/220 В, 50Гц) - и те, и другие (на приборной панели имеют соответствующие
розетки, количество которых у агрегатов разных производителей разное).
С однофазными альтернаторами все более или менее ясно: главное
- правильно "посчитать" всех своих потребителей, учесть возможные
проблемы (например, высокие пусковые точки) и выбрать агрегат с соответствующей
реальной выходной мощностью. При подключении к трехфазным генераторам
трехфазных же нагрузок ситуация аналогичная.
А вот при подключении к трехфазникам однофазных потребителей
возникает проблема, именуемая перекосом фаз.
Что такое перекос фаз?
При подключении нагрузки на одну фазу трехфазного
альтернатора используется только одна обмотка статора, в то время как в
нормальном режиме задействованы все три, соответственно, реально снять
получиться не более чем 33% трехфазной мощности для синхронных IP23, или
порядка 70-80% для асинхронных IP54 и синхронных IP54 (High Protection). Если
попробовать нагрузить агрегат сильнее, статорная обмотка окажется перегруженной
и может "сгореть".
Другое дело, когда генератор сделан с "запасом".
Например, когда при работе на три фазы его обмотки трудятся в треть силы. Тогда
неравномерность распределения нагрузки (это и есть так называемый
"перескок фаз") может составить хоть все 100%. В любом случае, не
зависимо от предельных возможностей электростанции, нагрузку следует
распределять равномерно - это увеличит КПД альтернатора и снизит нагрев у
статорных обмоток.
Кратко подытожить выбор типа генератора можно так:
Предварительно Вы должны сами определить, какие потребители
будут подключаться одновременно к генератору. При подсчёте - лучше (по
возможности) проверить мощность потребителей по их паспортным данным, если это
не возможно, то лучше обратится к квалифицированным специалистам, электрикам.
Обратите особое внимание на потребителей, имеющих в своём
составе электромоторы: холодильники, насосы, газонокосилки и т.д. Это связано с
тем, что для пуска электромотора требуется мощность в 3 - 3,5 раза превышающая
его номинальную мощность. Приведённые цифры характерны для большинства бытовых
приборов (в некоторых случаях может потребоваться существенно большая мощность
и редких случаях меньшая).
Источник: http://mrmz.ru |