инверторный генератор что это и как работает
Инверторный генератор — как устроен и работает
Вопросы резервирования электропитания по-прежнему остаются популярными в среде пользователей электроэнергии. Для этих целей производители сейчас массово выпускают электрические генераторы различных видов и мощностей. Среди всех конструкций подобных приборов особое место отводится элитным моделям, работающим по принципу выработки электроэнергии повышенного качества.
Для этого в их алгоритме реализован метод инверторного преобразования основных параметров электрических сигналов. За счет этого они получили название инверторных генераторов.
Их могут выпускать с различной мощностью, но наибольшей популярностью у населения пользуются модели от 800 до 3000 ватт.
Источником энергии для питания двигателя может служить:
Как устроен инверторный генератор
В конструкцию прибора, заключенную в единый корпус, входят:
двигатель внутреннего сгорания,
генератор переменного тока:
блок инверторного преобразования;
разъемы для подключения выходных цепей;
органы управления и контроля отслеживания технологических процессов.
Для подключения электроприборов используется общепромышленный вывод электроэнергии через три силовых контакта обычной стандартной розетки переменного тока 220 вольт.
Помимо переменного напряжения, генератор выдает постоянный ток, который можно использовать для зарядки различных аккумуляторов, например, применяемых для стартерного запуска двигателя автомобиля. Для этого в комплекте поставки предусмотрены специальные зажимы для подключения е его входными клеммами.
Генератор снабжен защитами, которые автоматически размыкают цепь питания при подключении к выходным контактам чрезмерной нагрузки. Также защиты контролируют техническое состояние двигателя, особенно достижение критического уровня масла. Когда его станет недостаточно для смазки всех движущихся узлов, то двигатель от действия защит автоматически остановится. Чтобы этого не произошло необходимо следить за уровнем масла в картере.
Подобные генераторы оборудуются, как правило, четырехтактным двигателем с верхним расположением клапанов.
Принцип работы инверторного блока
Схема взаимосвязей различных технологических процессов, происходящих при инвертировании сигналов, пояснена рисунком.
Двигатель внутреннего сгорания раскручивает обычный генератор, вырабатывающий электрическую энергию синусоидальной формы. Ее поток направляют на выпрямительный мост, состоящий из силовых диодов, расположенных на мощных радиаторах охлаждения. В результате на его выходе производится пульсирующее напряжение.
После моста работает конденсаторный фильтр, сглаживающий пульсации до стабильной прямой линии, характерной для цепей постоянного тока. Специальная конструкция электролитических конденсаторов подобрана для надежной работы с напряжением выше 400 вольт.
Запас сделан для исключения воздействия пульсирующих пиков амплитуды действующего напряжения 220 V: 220∙1,4=310 V. Емкость конденсаторов рассчитывают по мощности подключаемой нагрузки. На практике она составляет величину от 470 мкФ и выше для одного конденсатора.
Инвертор получает выпрямленный стабилизированный постоянный ток и из него вырабатывает качественную гармонику промышленной частоты.
Для работы инвертора разработаны различные алгоритмы технологических процессов, но лучшей формой сигнала обладают мостовые схемы с трансформатором.
Основным элементом, формирующим сигнал синусоиды, выступает полупроводниковый транзисторный ключ, собранный на элементах IGBT или MOSFIT.
Для образования синусоиды используется принцип создания многократно повторяющейся периодичности широтно-импульсных модуляций. Чтобы его реализации каждый полупериод колебания напряжения формируется срабатыванием определенной пары транзисторов в режиме высокочастотных импульсов с соответствующей амплитудой, меняющейся во времени по закону синуса.
Окончательное выравнивание синусоиды и сглаживание пиков импульсов производится высокочастотным фильтром нижних частот.
Таким образом, инверторный блок служит для преобразования электроэнергии, вырабатываемой обмотками генератора в стабилизированную величину с точными метрологическими характеристиками, обеспечивающими установившуюся частоту 50 гЦ и напряжение 220 вольт.
Работой инверторного блока занимается система управления, контролирующая посредством обратных связей все технологические процессы генератора от различных состояний двигателя внутреннего сгорания до формы синусоиды напряжения и величины нагрузки, подключенной к выходным цепям.
При этом ток, приходящий с обмоток генератора на блок преобразования, может значительно отличаться по частоте и форме сигнала от номинальных величин. В этом и состоит основное отличие инверторных моделей от всех остальных конструкций.
Применение инверторов позволяет добиться значительных преимуществ по сравнению с обычными генераторами:
1. Они обладают повышенной экономичностью из-за автоматической настройки числа оборотов двигателя при работе и создании оптимального режима для него по действующей величине нагрузки.
Чем большее усилие приложено на двигатель, тем быстрее начинает вращаться его вал при условиях, когда расход количества топлива строго сбалансирован системой управления. У традиционных же генераторов расход топлива слабо зависит от приложенной нагрузки.
2. Инверторные генераторы выдают практически идеальную синусоиду при питании потребителей под нагрузкой. Такой ток высокого качества очень важен для работы чувствительного цифрового оборудования.
3. Габариты элитных моделей отличаются компактным расположением, легким весом по сравнению с обычными устройствами при одинаковой мощности.
4. Надежность инверторных генераторов настолько высока, что их производители гарантируют им удвоенный срок эксплуатации по сравнению с простыми аналогами.
Инверторные генераторы создаются для использования в трех режимах:
1. длительной эксплуатации под номинальной нагрузкой, не превышающей заявленную производителем выходную мощность;
2. кратковременной перегрузки не более получасового периода;
3. запуска двигателя и выхода генератора на рабочий режим, когда требуется преодолевать большие усилия противодействия раскрутки ротора и емкостной нагрузки в схеме силовой части.
В третьем режиме инвертор может противостоять значительной величине противодействующей моментальной мощности, но время его работы ограничено всего несколькими миллисекундами.
Как запустить двигатель
Для этого необходимо выполнить ряд операций. Рассмотрим их последовательность на примере одной из доступных моделей генератора ER 2000 i. Очередность действий:
1. проверить уровень масла, ибо без него запуска не произойдет благодаря блокировке защитами и очень высокой вероятности поломки;
2. залить топливо — без него двигателю неоткуда будет получать энергию для создания вращательного движения;
3. открыть клапан крышки топливного бака;
4. переключить дроссель в положение «Запуск»;
5. установить рукоятку крана топлива в положение «Работа»;
6. запустить генератор ручной раскруткой с помощью шнура.
При первоначальном запуске двигателя кратковременно загорается лампочка перегрузки, а затем длительно — индикатор напряжения нормального режима, горение которого свидетельствует об оптимальных условиях работы.
После запуска двигателя генератор работает на холостом ходу и имеет оптимальные электрические параметры. Напряжение и частота, показанные на картинке, соответствуют нормальным величинам.
После проверки характеристик холостого хода подключаем нагрузку к генератору, например, используя мощный промышленный фен.
Мощность подключенного прибора не изменила напряжение и частоту на выходе устройства, а по индикации рабочего тока можно судить о потребляемой феном мощности.
После этого эксперимента подключаем к выходу постоянного тока цифровую вычислительную технику и видим, что она надежно работает. При использовании обычных генераторов без инверторного блока часто наблюдаются сбои микропроцессорных цифровых устройств из-за низкого качества напряжения питания.
Рекомендации по безопасной эксплуатации
Инверторные генераторы относятся к аппаратуре, использующей микропроцессорные устройства и сложную электронную базу. Правильное соблюдение условий эксплуатации, а также бережная транспортировка и обеспечение условий температурно-влажностного режима при хранении являются гарантией его длительной работоспособности.
При постоянном нахождении в зимнее время в условиях неотапливаемого гаража на всех внутренних частях может образоваться конденсат, который станет причиной выхода из строя электронных компонентов.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Инверторный генератор – надежный источник электроэнергии
Содержание:
Принимая решение купить портативную электростанцию для подключения компьютеров, систем сигнализации или медицинской техники, следует помнить о том, что эти электропотребители очень чувствительны к скачкам напряжения. Обычные бензогенераторы или дизельные генераторы не способны выдавать стабильный ток, поэтому приходится дополнительно устанавливать стабилизатор напряжения. Более практичным является другой вариант – инверторный генератор. О его преимуществах и расскажем далее.
Принцип работы установки инверторного типа
Особым отличием этой техники является инверторный блок, состоящий из выпрямителя, преобразователя и микропроцессора. Такие генераторы еще называют «цифровыми».
Работает инвертор следующим образом: выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, фильтруются пульсации и ток сглаживается с помощью емкостных фильтров. Колебания электроволн стабилизируются, ток снова преобразуется в переменный и подается на подключенную нагрузку. На выходе получается идеальная синусоида, что свидетельствует о качественном токе.
Подключая технику к инверторному генератору, Вы можете быть уверены в том, что напряжение будет стабильным в течение всего времени работы, и не возникнет случайных отключений или поломок. Кроме того, если подключать осветительные приборы, то лампочки будут светить без мерцания, особенно важно стабильное напряжение для ламп дневного света.
Неоспоримые преимущества
Качественный ток – главный, но далеко не последний аргумент в пользу электростанций инверторного типа. Но прежде чем переходить к перечислению достоинств инверторных установок, разберемся, какие требования обычно предъявляют к генераторам. Больше всего покупателей заботит вопрос расходов на топливо. И нужно, чтобы он не занимал много места. Инверторные установки действительно соответствуют этим требованиям и не только:
Благодаря этим качествам, инверторные установки пользуются огромной популярностью как в бытовой, так и в профессиональной сфере.
Где пригодится инверторный генератор?
Покупают портативные электростанции в частные дома, дачи, офисы, на предприятия и строительные участки, в мастерские, больницы и магазины. Стоит отметить, что данное оборудование может применяться как резервный источник электроэнергии или как основной (при условии непродолжительных работ). Время использования в день у разных моделей генераторов составляет 3 – 6 часов, для круглосуточного электроснабжения они не предназначены.
Итак, если Вы планируете подключать к инверторному генератору одну или две единицы техники и несколько лампочек, обратите внимание на модели мощностью 0,7 – 2 кВт. Они обладают небольшим весом, всего 12 – 15 кг и, как правило, имеют ручки для переноски, поэтому их можно брать в загородные поездки, походы, на дачу. Если нужен более мощный источник электроэнергии, чтобы запитать сварочный аппарат, насос или медицинское оборудование, лучше отдать предпочтение станциям мощностью до 5 кВт. Они чуть больше по размерам и весят от 60 до 90 кг, зато способны обеспечить работу большего количества потребителей. Некоторые из них оснащаются колесами для удобства перемещения.
Чтобы Вам было легче определиться с мощностью генератора, воспользуйтесь электронным калькулятором, который располагается в поле «Выбор по параметрам» в каталоге товаров. Заранее зная, какие приборы будут подключаться, Вы сможете подобрать подходящую модель. Купите инверторную станцию в нашем интернет-магазине, и Вы сможете в любое время и в любом месте получать электроэнергию для эффективной работы техники!
Что такое инверторный генератор и как он применяется?
Для нормальной работы современных радиоэлектронных устройств требуется высокое качество электрического тока. К сожалению не все источники электроэнергии способны обеспечить нас высококачественным переменным током, пригодным не только для питания бытовых приборов, но и высокоточной аппаратуры. Даже, привычный для нас, сетевой ток имеет характеристики, далеки от идеала. А из числа источников резервного питания только инверторные генераторы способны давать на выходе почти идеальную синусоиду.
Считается, что синхронные альтернаторы генерируют стабильное выходное напряжение, но и его характеристики несравнимы с параметрами электрического тока, вырабатываемого инверторными генераторами. Электричество асинхронных генераторов может служить источником питания лишь для той бытовой техники, которая не управляется электронными схемами. Среди автономных источников питания наиболее приемлем для работы цифровых устройств инверторный тип генераторов.
Устройство и принцип работы
Основным рабочим органом инверторных электрогенераторов является обычный альтернатор. Но наличие блока инвертора отличает его от обычных генераторов. В остальном устройство бензиновых электростанций, как, впрочем, и дизельных, почти не отличаются, за исключением того, что инверторный бензогенератор более экономичен, а его габариты, при той же мощности, вдвое меньше.
Особенностью конструкции альтернаторов инверторного типа является их компактность и бесшумность в работе. Эти устройства, как правило, закрытого типа, имеют практичные ручки и форму корпуса удобную для перемещения одним человеком.
На рисунке 1 изображён типичный инверторный альтернатор. Его перенести так же легко, как канистру с водой.
Рисунок 1. Инверторный генератор закрытого типа
Бывают, конечно, конструкции открытого типа (рис. 2). Внешне они имеют очертания обычных бензиновых генераторов. Отличительной чертой инверторных устройств является наличие инверторного блока (небольшая пластиковая коробочка, вмонтированная в устройство).
Поскольку современные электронные приборы очень экономичны и потребляют мало электроэнергии, то нет смысла подключать их к мощным автономным источникам питания. Поэтому инверторные конструкции имеют небольшую выходную мощность. Самыми распространёнными являются модели от 1 до 3 кВт. Этого вполне достаточно для питания цифровых устройств и маломощной бытовой техники.
Можно встретить инверторные источники питания с максимальной мощностью до 8 кВт. Обычно, это дизельные станции, предназначены для предприятий, где используется энергоёмкая высокоточная аппаратура. На рисунке 3 изображено такое устройство.
Рис. 3. Дизельный инверторный генератор
Альтернативные источники питания инверторного типа обладают ещё одним важным свойством – способностью управлять расходом топлива двигателя, подсоединённого к ротору генератора. Если максимальную мощность генератора не задействовано, электронный блок подаёт команду на снижение оборотов двигателя, что, естественно, приводит к уменьшению потребления топлива.
Электростанции могут быть оборудованы ручными либо электрическими стартерами. Запуск электростартером может осуществляться с пульта или нажатием кнопки «Старт». При необходимости эти станции можно подключить через систему автоматического пуска.
Принцип действия
Переменное напряжение, вырабатываемое генератором, проходит цепочку преобразований в инверторном блоке:
Электричество от генератора мощным диодным мостом преобразуется в однонаправленный импульсный ток. После этого конденсаторные фильтры сглаживают импульсы, преобразуя их в прямой ток. На последней стадии преобразователь тока формирует почти идеальную синусоиду, лишённую всяких скачков и провалов. Сформированное таким образом выходное напряжение поступает на одну или несколько розеток, расположенных на корпусе установки.
Принцип работы генератора инверторного типа понятен из рисунка 4. Обратите внимание, что контроль над током совершает отдельный микропроцессор. Именно его импульсы используются для управления оборотами двигателя.
Рис. 4. Схема, объясняющая работу инверторного генератора
Преимущества и недостатки
Разумеется, главным достоинством электростанции инверторного типа являются достойные параметры выходного напряжения. По-другому и быть не может – ведь для этого он и разрабатывался.
К другим преимуществам относятся:
Устройство работает настолько тихо, что его журчание не вызывает раздражения и не слышно в соседней комнате. В городской квартире его можно установить на открытом балконе. В закрытых нежилых помещениях инверторный генератор допускается устанавливать при условии обеспечения беспрепятственного отвода выхлопных газов на улицу.
Единственный минус – цена устройства. По сравнению с обычными бензиновыми или дизельными станциями стоимость их выше, но вложения окупаются исправностью работы дорогой электронной аппаратуры. Ремонт дорогостоящих цифровых устройств иногда может сравниться со стоимостью инверторного генератора.
Что лучше: инверторный генератор или обычный?
Казалось бы, ответ очевиден – инверторный генератор лучше обычного. Но это зависит от того, для каких целей его применяют. Использовать устройства такого типа в качестве источника для питания электроинструментов, нагревательных приборов, освещения – это всё равно, что микроскопом колоть орехи. Результат будет, однако, эффективность от такой работы минимальная.
Конечно, если хватает мощности инверторного генератора, приобретённого для обеспечения электроэнергией электроники, к нему можно подключить электродрель или чайник, но покупать для этого такие установки специально вряд ли стоит. С такими задачами успешно справляются даже самые дешёвые асинхронные станции.
Применение
Самым популярным способом применения является использование инверторного генератора в качестве резервного источника питания бытовой и офисной техники в период перебоев в подаче электричества. Для этих целей используют электростанции с чистой синусоидой.
Инверторные электростанции этого типа применяют для питания оборудования, которое оснащено системами микропроцессорного контроля:
Существуют более дешёвые инверторные генераторы с модифицированной синусоидой: у таких устройств выходное напряжение имеет не идеальную синусоиду, а трапециевидную. Большинство бытовых электронных приборов не слишком противятся такому току и стабильно с ним работают. Такие альтернаторы могут питать энергией телевизоры, зарядные устройства, маломощную бытовую электротехнику. Однако компьютеры, принтеры, и другие цифровые устройства лучше подключать к электростанциям с чистой синусоидой.
Генераторы с модифицированным сигналом полюбились рыбакам, охотникам и другим любителям отдыха на природе. Их легко транспортировать, они не боятся дождя, обеспечивают энергией все электроприборы, используемые отдыхающими.
Отдельного внимания заслуживают сварочные инверторы. Эти устройства отлично держат уровень напряжения и величину тока. Электроды не залипают и обеспечивают ровный шов. Конструкции инверторных сварочных аппаратов имеют скромные габариты, они довольно лёгкие, поскольку управляются электронными схемами, и не нуждаются в увесистых трансформаторах.
Советы по выбору
Критерии выбора определяются целями, для которых вы планируете использовать инверторный генератора. От этого зависит конфигурация синусоиды и мощность установки. Для бытовых нужд обычно хватает 3 кВт мощности и модифицированной синусоиды.
Если вы предполагаете обеспечить непрерывным питанием только вашу оргтехнику и электронный блок управления газовым котлом, то киловаттный генератор вам подойдёт. Но всё же, лучше купить электростанцию с некоторым запасом мощности. Такую электростанцию вы сможете взять с собой на природу, и его энергии вполне хватит для комфортного отдыха.
Для обеспечения бесперебойной работы большого офиса – подумайте о более мощных станциях. Так как офисная техника довольно требовательна к качеству тока – выбирайте инверторные генераторы с чистой синусоидой.
Что касается типа двигателя, то от него мало зависит качество тока. С этой точки зрения одинаково хороши как бензиновые, так и дизельные станции. Оба типа двигателей без проблем запускаются и обладают приличным ресурсом.
Ручной стартер всегда безотказный. Но если вы желаете повысить комфорт запуска, то можете купить генератор с электростартером. Данный тип запуска обязателен при оборудовании системы автоматического включения станции в случае перебоев в энергосети.
Установки закрытого типа подойдут для работы на открытом воздухе. В помещениях можно использовать открытые генераторы.
Форма, цвет корпуса, дизайн – зависят от ваших вкусов и предпочтений. Бренд производителя является важным аспектом выбора, но он не решающий.
Инверторный генератор или обычный — какой лучше выбрать для дома и почему?
Трудности загородной жизни и строительства часто связаны с обеспечением бесперебойного электроснабжения. Эти проблемы, как правило, приходится решать приобретением автономного источника питания – генератора. Покупка сложной техники оправдывается не только в случаях проблем со стабильной подачей электричества. Резервный источник питания может понадобиться совершенно неожиданно. И тогда даже в случае внезапного отключения электричества основные системы дома продолжают функционировать.
На данный момент на рынке представлено такое многообразие моделей и вариантов генераторов, что разобраться, какой из них подходит для решения конкретной задачи, действительно сложно. Для начала нужно определиться, сколько мощности потребляет дом. Понятно, что у каждого домовладельца цифра будет своя. В среднем, для загородного дома для поддержания систем обеспечения нужно не менее 10-15 кВт. Небольшой дачный домик или бытовка потребляет 2,5-5 кВт.
Намного сложнее определить, не имея опыта использования, какой тип генератора выбрать: инверторный, обычный бензиновый или дизельный.
Рассмотрим плюсы и минусы каждого варианта.
Обычные генераторы.
По сути, это маленькая электростанция у вас в гараже — топливо сгорает, двигатель вращает генератор, механическая энергия преобразуется в электрическую.
Плюсы:
В таких генераторах качество вырабатываемой электроэнергии напрямую зависит от того, насколько оптимальная нагрузка выбрана для двигателя — он должен вращаться с постоянной скоростью. То есть основная проблема таких машин не в частых поломках, как иногда жалуются пользователи, а в неграмотном использовании. При работе генератора на номинальной мощности и регулярном ТО он будет служить много лет без нареканий. Еще одна проблема, которая может возникнуть при использовании такого генератора — изменения выходного напряжения при повышении или снижении оборотов двигателя. Для домашнего освещения и части приборов небольшие изменения напряжения не являются критичными, но для некоторых дорогостоящих систем — холодильников, циркуляционных насосов, систем умного дома или контроллеров газовых котлов, любое изменение качества электроэнергии может привести к отказу оборудования или преждевременной поломке.
При выборе генератора необходимо обратить внимание на дополнительные возможности современных моделей:
Инверторные генераторы.
Принцип работы инверторного генератора отличается от классической схемы тем, что электроэнергия не поступает в сеть напрямую. Сначала при сгорании топлива производится переменный ток высокой частоты, затем он преобразуется в постоянный, и накапливается в батарее.
Инверторный генератор будет идеальным решением для обеспечения бесперебойного питания чувствительных приборов, которые боятся перепадов напряжения: котлов отопления, зарядных устройств ноутбуков, компьютеров, сложной электронной техники.
То есть, получается, что если есть необходимость в постоянном обеспечении электроэнергией помещений, зданий, строительных площадок, решить проблему аварийного освещения, то имеет смысл рассмотреть обычный дизельный или бензиновый генератор. Работая на полной загрузке, он прослужит долго и не будет требовать ремонта или дополнительных вложений в течение длительного времени. Своевременная замена масла и использование качественного топлива увеличивают срок службы генератора.
При аварийном обеспечении электроэнергией жилого дома, в буквальном смысле напичканного электроприборами, лучше использовать генераторы инверторного типа. Замена и ремонт многочисленной техники, сгоревшей при внезапном скачке напряжения, обойдется дороже, чем самый дорогой генератор.
Если нужно решить обе задачи одновременно, то можно выбрать комбинированный вариант, одновременно используя и инверторный и обычный генераторы. Участок, освещение гаража, дома и бани обеспечить энергией с помощью обычного генератора, например, подойдет эта модель на 6,5 кВт.
А вот отопительный котел, сложную кухонную технику, насос в скважине лучше подключить к генератору инверторного типа, который можно выбрать из нескольких моделей на 3,5 кВт, как этот
