С точки зрения потребительских свойств, как и в любом другом вопросе, проблема выбора дизельного агрегата с синхронным или асинхронным генератором целиком зависит от целей, которые преследует покупатель, от типа и мощности потребителей электрического тока, вырабатываемого установкой, и от условий эксплуатации. Именно различными возможностями того или иного вида оборудования и обусловлен большой выбор передвижных энергоустановок, предлагаемых сегодня на современном рынке.
В составе любой бытовой генерирующей установки обязательно имеется двигатель, или силовой агрегат. Именно мотор и является центральной и важнейшей составляющей генератора, которая преобразует его крутящий момент в электрическую энергию. В дизельных генераторах устанавливаются силовые агрегаты, работающие на дизельном топливе. Силовая установка (генератор) может быть синхронной или асинхронной. Какой генератор лучше выбрать, и в чем преимущество или особенности той или иной конструкции?
Чаще всего среди аргументов «ЗА» или «ПРОТИВ» того или иного типа генератора можно встретить следующие:
- Синхронные генераторы обеспечивают высокое качество генерируемого электричества. Но стоит помнить, что в момент запуска отдельных бытовых приборов (электроинструмент, насос или холодильник) кратковременная нагрузка может увеличиваться до 1,5-3 раз от номинальной мощности устройства. Синхронные установки плохо переносят такие пиковые нагрузки. Эта особенность вынуждает потребителей с особенной тщательностью выбирать мощность генератора, учитывая необходимость запаса. Асинхронные установки наоборот, генерируют электроэнергию менее высокого качества, но зато спокойно переносят кратковременные стартовые трехкратные перегрузки.
- Несмотря на то, что асинхронные генераторы вырабатывают электроэнергию невысокого качества, их вполне успешно используют в качестве аварийного источника питания в быту, офисных помещениях и на небольших производственных объектах. Установки такого типа отлично справятся с обеспечением резервного питания на даче, в загородном доме, на строительном объекте. Такие установки могут использоваться для обеспечения работы различного электроинструмента, как в быту, так и в промышленных целях. В то же время, если идет речь об эксплуатации оборудования, чувствительного к качеству электроэнергии, допускается использование только синхронных генераторов. Это в первую очередь медицинское оборудование и другие высокоточные электрические устройства.
Различия между синхронным и асинхронным генераторами
Чтобы понять, чем же отличаются между собой генераторы этого типа, вначале немного разберемся с вопросом – на чем основан принцип действия любого генератора. В основе работы генерирующей станции положено явление электромагнитной индукции, благодаря которому и происходит преобразование механической (вращательной) энергии в электрическую.
Синхронный генератор
Особенностью синхронного генератора является то, что частота вращения магнитного поля статора в нем равняется частоте вращения ротора. В свою очередь ротор со своими магнитными полюсами также создает вращающееся магнитное поле, которое при пересечении обмотки статора наводит в нем ЭДС. Ротор такого генератора представляет собой постоянный магнит (электромагнит). Ротор имеет кратное двум количество полюсов. Для бытовых установок чаще всего используют роторы с двумя полюсами, что обеспечивает скорость вращения двигателя в 3 тысячи оборотов в минуту.
В момент запуска генератора ротор создает изначально слабое магнитное поле, которое, с ростом скорости вращения, увеличивается. Напряжение с обмотки возбуждения поступает на ротор, таким образом контролируя выходное напряжение, путем изменения магнитного поля. К примеру, если к станции подключить индуктивную нагрузку, она размагнитит генератор и снизит напряжение. В то время как при подключении емкостной нагрузки генератор подмагничивается и напряжение повышается. Такое явление получило название «реакция якоря». Чтобы обеспечить стабильность выходного напряжения нужно соответствующим образом менять магнитное поле ротора, регулируя ток в его обмотке. Это обеспечивается блоком AVR (автоматической регулировки).
Асинхронный генератор
Генератор этого типа работает в режиме торможения. Ротор станции вращается в одном направлении с магнитным полем статора с некоторым его опережением. Магнитное поле создается вспомогательной обмоткой статора, в свою очередь индуцирует магнитное поле на роторе, которое и наводит ЭДС в рабочей обмотке статора. Вращающееся магнитное поле постоянно и не поддается регулированию. В результате напряжение на выходе генератора находится в зависимости от частоты вращения ротора, а значит, и от стабильности работы силовой установки генератора.
Преимущества асинхронных генераторов по сравнению с синхронными
1. Простота конструкции и надёжность.
Асинхронные генераторы имеют более простую конструкцию по сравнению с синхронными моделями. У них нет необходимости в сложном возбуждении ротора, что делает их более надежными и устойчивыми к физическому износу. Это обстоятельство снижает эксплуатационные расходы и упрощает техническое обслуживание.
2. Способность противостоять кратковременным перегрузкам.
Благодаря своим свойствам, они способны выдерживать значительные перегрузки на короткие промежутки времени. Это весьма полезно в ситуациях, когда внезапные пики нагрузки неизбежны, например, в промышленных приложениях.
3. Отсутствие необходимости во внешнем источнике возбуждения.
В отличие от синхронных электростанций, для работы асинхронных не требуется внешний источник возбуждения. Это делает их более привлекательными в условиях, где доступ к постоянным источникам питания ограничен или невозможен.
4. Способность к самозапуску.
Они способны самостоятельно запускаться после остановки, что значительно упрощает их эксплуатацию и уменьшает время на восстановление работы после аварийных остановов.
5. Лучшая адаптация к изменениям нагрузки.
6. Экономичность.
Обычно они оказываются более экономичным выбором. Это связано как с низкой стоимостью их изготовления, так и с уменьшенными операционными расходами.
7. Меньшая чувствительность к скачкам напряжения и коротким замыканиям.
Обладают высокой устойчивостью к электрическим помехам, таким как скачки напряжения или короткие замыкания, что делает их идеальными для работы в нестабильных сетях.
8. Упрощенное управление.
Управление асинхронными генераторами проще, чем синхронными, поскольку они автоматически адаптируются к изменениям в нагрузке, не требуя для этого сложных систем управления.
Преимущества синхронных генераторов по сравнению с асинхронными моделями
1. Регулирование напряжения
Обладают лучшими возможностями регулирования напряжения по сравнению с асинхронными. Посредством изменения возбуждения ротора можно точно контролировать напряжение на выходе, что крайне важно для поддержания стабильности электросети, особенно при изменяющихся нагрузках.
2. Эффективность при переменной нагрузке
3. Фазовая компенсация
Могут работать в режиме, обеспечивающем компенсацию реактивной мощности. Это позволяет улучшить коэффициент мощности в электросети, сократив потери энергии и повысив эффективность передачи электроэнергии.
4. Надежность и долговечность
Благодаря своей конструкции и принципу работы, они обладают высокой надежностью и способны выдерживать высокие нагрузки в течение длительного времени. Это делает их предпочтительным выбором для критичных приложений, где требуется непрерывная и безотказная работа.
5. Выработка переменного и постоянного тока
Они могут быть использованы для выработки как переменного, так и постоянного тока (при использовании выпрямителей). Это универсальность делает их подходящими для разнообразных приложений, в том числе для питания систем с постоянным током.
6. Возможность синхронизации
Синхронным генераторам легче синхронизироваться с электросетью, что критически важно при подключении дополнительных генерирующих мощностей к общей сети. Это обеспечивает более плавное и безопасное добавление мощности без риска нарушения работы сети.
