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
Мощность: 2440 кВт
234 450 658 руб. 21 107 989 ¥ 2 929 813 $ 2 501 891 €
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.
