Чем отличаются дизельные установки с синхронными и асинхронными генераторами

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.

Благодаря конструктивным особенностям для асинхронных генераторов характерны следующие преимущества:

• более низкая стоимость по сравнению с аналогами синхронного типа;
• высокая точность величины напряжения, поддерживаемого в электрической сети;
• простота в обслуживании, долговечность.

В то же самое время асинхронные генераторы очень чувствительны к пиковым нагрузкам, тогда как электродвигатели, электроинструмент, холодильники и другая техника в момент запуска потребляют в 1,5-3 раза больше энергии. А значит, при покупке асинхронного электрогенератора необходимо учитывать соответствующий запас мощности или наличие системы стартового усиления. Их выбор наиболее оправдан для чувствительного электрооборудования специального назначения, не рассчитанного на значительные перепады напряжения, тогда как в бытовых условиях их применение довольно ограничено.

Синхронные генераторы менее точны в поддержании стабильной величины выдаваемого напряжения, однако способны переносить 3-кратное превышение номинальной нагрузки. Кроме того, в их пользу говорит тот факт, что колебания напряжения в современных моделях обычно не превышают 1%, а это вполне допустимо для большинства электроприборов как бытового, так и производственного назначения.

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.