Выбор генератора зависит от многих параметров. Основные из них: цена, мощность электрогенератора, которая зависит от суммарной мощности нагрузки и ее типа, тип двигателя генератора или топлива.
1. Устройство электростанции.
Электростанция состоит из двигателя и генератора, которые крепятся к стальной раме или к станине посредством амортизаторов. Двигатель и генератор находятся на одном валу. Двигатели могут быть разных типов – бензиновые, дизельные, газовые. Генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Генератор может быть оснащен системами: запуска, стабилизации частоты вращения, смазки, охлаждения, подачи воздуха и выхлопа. Запуск двигателя электростанции может быть ручной (шнуром), с помощью электростартера (ключ или кнопка), автоматическим. Часто в электростанциях малой мощности встречаются комбинированные варианты – электростартер и ручной запуск.
2. Типы нагрузок.
Нагрузка (электроприбор, который подключается к генератору) обладает двумя составляющими – активной и реактивной.
Активная нагрузка. Вся потребляемая энергия превращается в тепло (чайники, утюги, лампы накаливания, электроплиты, обогреватели и т.п.).
Реактивная нагрузка. Реактивная составляющая появляется у всех остальных приборов, которые имеют в своей конструкции катушки индуктивности (двигатели) и/или конденсаторы. Примеры нагрузки обладающей реактивной составляющей – холодильник, дрель, кондиционер, микроволновая печь и т.п. В таких нагрузках часть энергии превращается в тепло (активная составляющая), а часть тратится на образование электромагнитных полей (реактивная составляющая).
3. Пусковой ток.
При запуске двигателя кратковременно возникают пусковые токи. Пусковой ток возникает на очень короткий промежуток времени, доли секунды, но может в несколько раз превышать номинальное значение. В разных приборах пусковые токи могут достигать значений в 2¸9 раз выше номинального. Самый тяжелый запуск у погружных насосов. У погружного насоса нет фазы холостого хода. Значение пусковых токов у погружных насосов достигает 7¸9-кратного пика от заявленного в паспорте номинального тока. К сожалению, пусковой ток невозможно измерить обычными бытовыми приборами. Бытовые измерительные приборы слишком инерционны и не успевают отреагировать на очень кратковременный всплеск пускового тока. Многие производители не указывают данный параметр в своих спецификациях, поэтому приходится пользоваться ориентировочными значениями. Можно воспользоваться данными в приведенной ниже таблице, но лучше все-таки уточнять этот параметр у производителя или у дилера занимающегося продвижением товара.
Коэффициенты пусковых токов, которые необходимо учитывать при подключении приборов:
Телевизор |
1 |
Рубанок |
2 |
Кухонная плита |
1 |
Шлифовальная машина |
2 |
Кофеварка |
1 |
Стиральная машина |
3 |
Тепловые обогреватели |
1 |
Дрель |
3 |
Освещение лампами накаливания |
1 |
Перфоратор |
3 |
Микроволновая печь |
2 |
Бетономешалка |
3 |
Болгарка |
2 |
Холодильник |
3 |
Компьютер |
2 |
Морозильник |
3 |
Кассовый аппарат |
2 |
Кондиционер |
3 |
Пила |
2 |
Погружной насос |
7 |
Данные, приведенные в таблице, являются усредненными и не отражают реальной ситуации каждого конкретного случая.
4. Двигатели.
Бензиновые двигатели. Обеспечивают легкий запуск даже при низких температурах, дешевле дизельных, используются для кратковременного включения.
Двигатели в бензиновых генераторных установках бывают 2-х и 4-х тактными.
2-х тактные. Применяются для маломощных и компактных генераторных установок. В них бензин перемешивается с маслом. Наработка на отказ не более 500 часов. Непрерывная ежедневная работа не более 6 часов в сутки. Применяются для загородных поездок на природу или для небольшого дачного участка.
4-х тактные. Применяются для продолжительной работы, около 8-ми часов в сутки. Имеют высокий запас прочности, наработка на отказ 3 – 4 000 часов.
Дизельные двигатели имеют больший моторесурс, чем бензиновые, меньший расход топлива, более длительный период работы на отказ, высокую начальную стоимость, и используются в основном в качестве постоянного источника электроэнергии.
Газовые двигатели. Считается, что они более экономичны, чем бензиновые или дизельные. Т.е. 1 кВт электроэнергии на выходе генератора обходится дешевле, чем в дизельных или бензиновых электростанциях. Кроме того, у этих генераторных установок повышенный ресурс наработки на отказ. Самое слабое место во всех генераторных установках – это двигатель. Непосредственно генератор имеет больший ресурс, чем двигатель, который его вращает.
Какой генератор выбрать: дизельный генератор или бензогенератор?
Для ответа на этот вопрос необходимо понять, с какой целью приобретается генератор. Если генератор необходим как аварийный источник на небольшие промежутки времени в период отключения постоянной подачи электроэнергии, то более целесообразным было бы обратить внимание на бензогенератор. Если же покупатель преследует цель использовать генератор в качестве постоянного бесперебойного источника электроэнергии в течение длительного времени - есть смысл обратить внимание на дизельные генераторы, невзирая на их, более высокую первоначальную стоимость. Генератор, работающий на бензиновом топливе, существенно дешевле дизельной модификации. Однако, затраты на топливо и техническое обслуживание генератора, функционирующего на бензине, на порядок выше, чем у дизельного генератора.
5. Генераторы.
Генераторы бывают синхронными и асинхронными, однофазными и трехфазными.
Синхронный генератор. Более высокое качество электроэнергии, чем у асинхронных. Способны выдерживать 3-х кратные кратковременные перегрузки. Рекомендован для питания реактивных нагрузок с высокими пусковыми токами.
Асинхронный генератор. Плохо переносит пиковые перегрузки. Низкая стоимость по сравнению с дизельными. Устойчивость к короткому замыканию. Рекомендован для питания активных нагрузок (лампы накаливания, электроплиты, теплотехника и .т.п.). При подключении реактивной нагрузки (электродвигатели) необходим запас по мощности в 3-4 раза. Перегрузка генератора чревата выходом из строя.
Инверторные генераторы. Конструктивно похож на асинхронный генератор и имеет электронный регулятор напряжения.
6. Сварочные генераторы.
Существуют генераторные установки, в который встроен сварочный аппарат. Генераторные установки такого типа позволяют сэкономить на приобретении отдельного сварочного аппарата.
7. Степень защиты.
Степень защиты обозначается двумя буквами IP и двумя цифрами. Первая обозначает степень защиты от проникновения твердых механических предметов, вторая - от воздействия жидкости.
|
Первая цифра |
0 |
Защита отсутствует |
1 |
Защита от твердых предметов с размерами более 50 мм |
2 |
Защита от твердых предметов с размерами более 12 мм |
3 |
Защита от твердых предметов с размерами более 2.5 мм |
4 |
Защита от твердых предметов с размерами более 1 мм |
5 |
Защита от пыли |
6 |
Полная защита от пыли |
|
Вторая цифра |
0 |
Защита отсутствует |
1 |
Защита от вертикально падающих капель воды |
2 |
Защита от капель воды, падающих с отклонением от вертикали не более 15° |
3 |
Защита от дождя |
4 |
Защита от водяных брызг |
5 |
Защита от водяных струй под давлением |
6 |
Защита от волн |
7 |
Защита от погружения (глубина не более 1 м) |
8 |
Защита от затопления (глубина в м указывается дополнительно) |
8. Расчет мощности генератора?
Перед тем как выбирать генератор, необходимо определить, для каких целей он необходим. Т.е. определить какую нагрузку вы будете к нему подключать.
С расчетом мощности генератора для активных нагрузок все относительно просто. Если ваша нагрузка 10 лампочек накаливания по 100 Вт, то мощность генератора должна быть 1 кВт.
При расчете мощности для реактивной нагрузки пользуются мерой реактивности называемой cos φ.
Пример: cos φ равен (указан в паспорте прибора) 0,8 – это значит, что 80% потребляемой энергии – активная, 20% - реактивная.
В паспорте прибора или на шильдике обычно указывают «тепловую» потребляемую мощность и cos φ. Для расчета полной мощности необходимо указанную активную мощность разделить на cos φ.
Пример: на дрели указано Р=600 Вт, cos φ=0,8. При расчете используют формулу Р/cos φ. Полная мощность расчитывается: 600/0,8=750 Вт.
Для более точного расчета необходимо учитывать и cos φ самого генератора. Если он равен 0,85, то необходимо полную расчетную мощность прибора разделить на cos φ генератора.
Пример: 750/0,85=882 Вт. Т.е. для нормальной работы дрели с характеристиками Р=600 Вт, cos φ=0,8 и генераторе с характеристикой cos φ=0,85, минимальная мощность генератора должна составлять 880 Вт. или 0,88 кВт.
На этом, казалось бы, можно и остановиться в выборе генератора, но необходимо учитывать еще один параметр – пусковой ток. Двигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в номинальном рабочем режиме. Если не учитывать данный параметр, то ваш генератор может в лучшем случае не запуститься, а в худшем – выйти из строя. Для расчета мощности генератора для запуска дрели необходимо рассчитанную выше мощность умножить на коэффициент равный 3. Пример: 880 Вт*3,5 = 3080 Вт.
Итак, мы рассчитали мощность генератора необходимого для работы нашей дрели. Результаты получились неутешительными. Для работы дрели мощностью 600 Вт требуется генератор мощностью 2,5 - 3 кВт.
В случае с дрелью, которую необходимо периодически включать и выключать, не рекомендуется подключать дополнительную нагрузку на время ее работы. В случае если используется реактивная нагрузка, которая работает в длительном режиме без отключения, то после запуска двигателя и выхода его на номинальный режим (пусковые токи образуются на доли секунды) можно смело использовать свободную мощность генератора для подключения активной нагрузки.
Пример: генератор 2,5 кВт питает освещение в доме и на участке - 10 лампочек накаливания по 100 Вт. Вам необходимо запустить бетоносмеситель номинальной мощностью 0,7 кВт. Свободная мощность генератора в работающем состоянии с подключенной нагрузкой (освещением) составляет 1,5 кВт. Для запуска бетоносмесителя потребуется 2,6 кВт. Поэтому для нормальной работы нагрузки и генератора, необходимо отключить всю нагрузку (освещение), запустить бетоносмеситель, и после этого включить осветительные приборы. Если установить генератор мощностью 4 кВт, то бетоносмеситель можно запускать и при включенном освещении.
Возможно подключение приборов к генератору несколькими способами.
1. Экономичный способ. Приборы подключаются к генератору последовательно. Сначала самый мощный реактивный, затем в убывающей последовательности остальные реактивные нагрузки, и после этого активные нагрузки. Этот способ позволит оптимизировать выбранную мощность генератора.
2. Неэкономичный способ. Когда вы включаете одновременно несколько реактивных нагрузок. В таком случае вам необходимо суммировать все реактивные нагрузки с учетом их пусковых токов.
Пример:
Нагрузка |
Номинальная Мощность
кВт |
cos φ |
расчетная мощность с учетом cos φ |
Коэф. пусковой нагрузки |
Пусковая мощность кВт |
Порядок запуска |
Холодильник |
0,5 |
0,8 |
0,63 |
3 |
2,37 |
3 |
Кондиционер |
4,2 |
0,8 |
5,25 |
3 |
15,75 |
1 |
Осветительные приборы 6 лампочек накаливания по 100 Вт |
0,6 |
1 |
0,6 |
1 |
0,6 |
5 |
Обогревательные приборы |
2,0 |
1 |
2,0 |
1 |
2,0 |
4 |
Бетоносмеситель |
0,75 |
0,8 |
0,94 |
3 |
2,82 |
2 |
Суммарная пусковая мощность при одновременном подключении |
|
|
|
|
23,54 |
|
При одновременном запуске всех приборов необходим генератор мощностью не менее 26 кВт. Рассчитывается она следующим образом: суммарная пусковая мощность Р=23,54, при одновременном подключении умноженная на коэффициент запаса 1,10. Расчетная мощность генератора равна 23,54х1,1 = 26 кВт.
Если бы Вы не были ограничены в средствах или Вам необходимо было бы рассчитать дипломную работу, то Вы должны были бы выбрать генератор мощностью не менее 26 кВт. Но, в реальности одновременный запуск всех нагрузок происходит очень редко. Поэтому мощность генератора рассчитывается иным способом.
При последовательном запуске мощность генератора рассчитывается по формуле: (прибор с максимальным пусковым током) кондиционер, пусковая мощность 15,75 кВт + холодильник, номин. мощность 0,63 + бетоносмеситель, номин. мощность 0,94 кВт + обогреватель 2,0 кВт + лампочки 0,6 кВт = 19,94 кВт. х коэффициент запаса 1,10 = 21,91 кВт.
В приведенном примере разница составляет 4 кВт, а это уже экономия в цене приобретаемого генератора.
Приведенным алгоритмом расчета можно пользоваться в простейших случаях. В случаях, когда много разнородных нагрузок - необходимо обращаться в специализированные предприятия, которые выполняют работы по расчету и подключению нагрузки.
Если Вы хотите рассчитать мощность генератора, но нагрузка еще не выбрана, Вы можете воспользоваться справочной таблицей:
НАГРУЗКА |
мощность, кВт |
НАГРУЗКА |
мощность, кВт |
Фен для волос |
450-2000 |
Дрель |
400-1000 |
Утюг |
500-2000 |
Перфоратор |
600-1400 |
Электроплита |
1100-6000 |
Электроточило |
300-1100 |
Тостер |
600-1500 |
Дисковая пила |
750-1600 |
Кофеварка |
800-1500 |
Электрорубанок |
400-1000 |
Обогреватель |
1000-2400 |
Электролобзик |
250-700 |
Гриль |
1200-2000 |
Шлифовальная машина |
650-2200 |
Пылесос |
400-2000 |
Компрессор |
750-2800 |
Телевизор |
100-400 |
Водяной насос |
500-900 |
Холодильник |
150-600 |
Циркулярная пила |
1800-2100 |
Духовка |
1000-2000 |
Кондиционер |
1000-5000 |
СВЧ – печь |
1500-2000 |
Электромоторы |
550-3000 |
Компьютер |
400-750 |
Вентиляторы |
750-1700 |
Электрочайник |
1000-2000 |
Сенокосилка |
750-2500 |
Электролампа |
20-250 |
Насос высокого давления |
2000-2900 |
Источник: http://www.kiporspb.selec.ru
|