Электрической схемы инверторный генератор

Электрической схемы инверторный генератор

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:

Что значит инверторный генератор?

Автор: Игорь

Дата: 25.05.2017

• Статья
• Фото
• Видео

Всё чаще в профессиональной практике, и, тем более – в быту, для выполнения сварочных работ используются инверторные генераторы. Они значительно компактнее сварочных выпрямителей и трансформаторов, и обеспечивают практически ту же функциональность.

Принцип работы

Что значит «инверторный генератор»? В нём реализуется двухстадийная схема формирования основных электрических параметров – тока и напряжения, гарантирующих устойчивое горение сварочной дуги. Для питания используется обычная бытовая электросеть напряжением 220 В.

Инверторный генератор Honda

Каков принцип работы инверторного генератора? Процесс инвертирования (преобразования) заключается в следующем. Переменный ток частотой 50 Гц поступает на первичный каскад, где происходит его преобразование в постоянный. В результате сглаживаются пульсации напряжения, что весьма важно при работе в неустойчивых бытовых сетях. После выпрямителя ток поступает на блок фильтров, которые убирают его амплитудную составляющую. Следующий каскад производит инвертирование – процесс обратного преобразования постоянного тока в переменный. При этом:

• Повышается частота тока (вдвое и более, по сравнению с исходной);
• Увеличивается сила тока;
• Снижается напряжение на дуге.

Электрическая схема инверторного генератора разработана так, чтобы конечные характеристики тока – напряжение, частота и сила – находились в пределах, необходимых для стабильного поджига дуги, и последующего устойчивого её горения. Для выполнения указанных функций схема включает в себя:

1. Первичный, низкочастотный выпрямитель.
2. Блок инвертирования.
3. Высокочастотный трансформатор.
4. Вторичный, высокочастотный выпрямитель.
5. Дроссель.
6. Блок обратной связи.
7. Управляющий блок.

Электрическая схема инверторного генератора

Кроме того, устройство инверторного генератора включает в себя также блок вентиляции, обеспечивающий охлаждение элементов схемы и датчики температуры. Всё это размещается в корпусе, снабжённом вентиляционными отверстиями.

Правильно отрегулированный инверторный генератор должен обеспечивать на выходе ток 50…150 А (зависит от мощности) и напряжение 27…35 В.

Конструкция инверторного генератора

Конструкция инверторного генератора

Управление сварочным инверторным генератором

Инверторные генераторы, принцип действия которых основан на двухкратном преобразовании параметров электрического тока, предполагают наличие следующих обязательных функций:

1. Быстрый старт (ускоренный поджиг дуги), что позволяет малоопытному пользователю за счёт кратковременного увеличения рабочего тока обеспечить устойчивое горение дуги.
2. Автоприлипание – предохранение инвертора от выхода из строя, если в процессе сварки возник режим короткого замыкания, при котором напряжение падает практически до нулевой отметки, а сила тока стремится в бесконечность. В таких условиях схема устройства инверторного генератора автоматически отключает его.
3. Форсаж дуги – кратковременное увеличение сварочного тока при снижении напряжения (до 20…25 В). Функция используется при сварке толстолистового металла.
4. Стабилизация напряжения – существенно при работе от неустойчивых сетей (например, в сельской местности), а также от электрического генератора.
5. Устойчивого применения при различных температурах наружного воздуха (качественные модели гарантируют работоспособность техники в диапазоне от -20 до +40 С).

Особенностью процесса инвертирования является существенное повышение температуры на диодных выпрямителях, поэтому принцип работы инверторного генератора 220 В заключается в чередовании рабочего режима сварки с периодами его отключения. Это отражается в такой характеристике, как продолжительность включения (ПВ). Например, как работает инверторный генератор, для которого значение ПВ = 0,6? Это означает, что при сварке, непрерывно выполняемой в течение 4 минут, аппарат будет автоматически отключаться через 4/0,6 = 6,67 мин. Указанные значения устанавливаются в паспорте, и определяют мощность устройства.

При выборе типоразмера учитывают фактическую производительность. Её можно оценить по следующим показателям:

• По КПД: в устройстве инверторного генератора, схема которого собрана на одной электронной плате, КПД не превышает 75%. Для двухплатных исполнений КПД может достигать 90%;
• Заявленному в паспорте значению ПВ: оно должно находиться в пределах 0,35…0,45;
• Работоспособности при отрицательных температурах;
• Разностью между номинальной и фактически потребляемой при эксплуатации мощностью.

Преимущества и недостатки

Преимущества инверторного генератора:

1. Компактность: вес агрегата не превышает 10…12 кг, при габаритах не более 500×200×300 мм, что позволяет использовать рассматриваемую технику в любых условиях.
2. Возможность стабильной работы при значительных колебаниях напряжения в сети: от 150 В до 240 В, при этом некоторые типоразмеры со встроенной функцией корректировки мощности позволяют вести сварочные работы даже при напряжении до 110…120 В.
3. Повышенная электробезопасность: агрегаты автоматически отключаются при опасном падении напряжения или перегреве диодных выпрямительных мостов.
4. Наличие опций, рассмотренных выше, которые облегчают работу сварщику с недостаточной квалификацией или опытом.

Недостатки инверторных генераторов:

1. Ограничение по длине питающего кабеля: его длина не должна превышать 4…5 м.
2. Зависимость фактической производительности от диаметра сварочного электрода. Для работ с инверторами не используют электроды диаметром более 5 мм.
3. Пониженная производительность при больших объёмах сварочных работ, что обусловлено периодическим автоматическим отключением агрегата соответственно паспортному значению ПВ.
4. Требовательность к условиям применения и использования: например, быстрое перемещение генератора из одних температурных условий в другие сопровождается образованием конденсата, что опасно для работоспособности схемы управления.

Подключение инверторного генератора к дому

Инверторный генератор Elitech БИГ 2000. Устройство и внешний вид

В этой статье поделюсь своим опытом по подключению инверторного бензинового генератора к дому. В качестве подопытного образца выступает генератор Elitech Big 2000.

Внешний вид и основные органы управления показаны на фото слева. А инструкцию на этот генератор можно будет скачать, дочитав статью до конца).

Как обычно, все фото можно приблизить, а все файлы скачать бесплатно.

Ну и тоже, как обычно, сразу даю смежные статьи на моём блоге, которые схожи по теме:

Статья 1 – Подключение бензинового генератора Huter к дому. На эту статью я буду часто ссылаться, в ней рассмотрены теория и многие тонкости.

Статья 2 – Использование ИБП (UPS) для питания цепей управления. В этой статье также рассмотрены многие теоретические и практические вопросы применения UPS, приведены реальные осциллограммы.

Отличия инверторного генератора от обычного

Чем отличается инвертерный генератор от обычного? По моему мнению, если к обычному генератору (статья 1) подключить онлайн UPS, то вся эта система будет похожа на инверторный генератор.

Но не всё так просто. Инвертерный генератор лучше обычного, поскольку он может крутиться с любой частотой. Он сам определяет свои обороты в зависимости от потребляемой мощности. Обычный же генератор вынужден при любой нагрузке (в том числе, и на холостом ходу) крутиться с одинаковой частотой, выдавая в сеть 220В 50Гц.

Инверторный генератор крутится по ситуации, подзаряжая встроенную аккумуляторную батарею. А постоянное напряжение батареи преобразуется в чистый синуc, как это происходит в онлайн UPS. Потому такие генераторы ещё часто называют генераторами с двойным преобразованием.

• Существенная экономия топлива, поскольку оборотами управляет электроника в зависимости от необходимой выходной мощности.
• Чистый синус, который так любят котлы и другая электронная техника
• Шум – гораздо меньше. По моим ощущениям, работает инверторный генератор тише маломощного скутера.
• Гораздо меньший вес, благодаря возможности применения менее мощного двигателя. При той же мощности инверторный генератор может весить в три раза меньше обычного.

За все эти преимущества надо платить, поэтому основным минусом является цена.

Инвертерные генераторы, как правило, являются бензиновыми, в то время как обычные могут быть и бензиновыми, и дизельными, и газовыми.

Схема АВР для автоматического подключения генератора

Мне удивительно, что многие люди, купившие генератор, думают, что его нужно подключать в розетку. Просто, делают кусок провода, на на обоих концах которого – штепсельные вилки. У меня волосы дыбом, а они мне в ответ – “ну ведь всё работает же!”

Передо мной стояла задача подключить инверторный генератор для котла к дому. Особенностью подключения было то, что при пропадания электроэнергии генератор планировалось выносить на улицу и подключать через разъем. Кроме того, генератор хозяева планировали брать с собой на природу, пользуясь штатными выходами переменного тока 220В.

Я уже писал про то, как сделать схему АВР (Автоматический ввод резерва), см. ссылку на подключение Huter в начале статьи. В данном случае нужно было также сделать АВР, чтобы пользователю ничего не надо было делать в смысле переключений, только подключить разъем.

В принципе, для АВР совсем не важно, какой генератор через него подключают. Не важна ни фирма, ни форма синуса, ни частота и уровень напряжения. То есть, эта схема подойдёт для любого генератора.

Вот такую схему я накидал быстренько от руки в данном случае:

1 Схема АВР черновик

Что за резистор? Об этом чуть позже, а пока схема подключения генератора к дому, уже в приличном виде:

2 Подключение генератора – схема АВР

Чем эта схема отличается от приведенной в статье про подключение Huter?

1. Применяется модульный контактор КМ-40, поскольку мне нужен был низкий уровень шума – щиток с АВР устанавливался в спальне, за шкафом, фото будут ниже.
2. Нет блокировки для контактора КМ2. Но, блокировка нужна в основном от человеческого фактора, а в данном случае нажать на контактор КМ1 (при включенном КМ2) не представляется возможным. Поскольку он – модульный. А случай, когда будут одновременно замкнуты НО и НЗ контакты реле KV, трудно себе представить.
3. Нет размыкания нуля. Что это означает, опять же, отсылаю к моей статье про Хутер.
4. В нормальном режиме реле KV и контактор КМ1 будут месяцами работать во включенном состоянии. Я в последнее время заметил в разных устройствах, что контакторы, которые длительно работают, питают через резистор. Применил резистор и я. В результате, на нём падает напряжение 3…4 Вольта, что увеличивает надежность работы катушек реле и контакторов.

Третий контакт реле РЭК77-3 (нормально замкнутый, который я опять забыл указать на схеме) используется для остановки генератора при появлении городского напряжения.

Сборка щитка АВР

Процесс сборки показан на фото:

3 Сборка схемы АВР

Вот такой щиток у меня получился:

Переделка генератора

Дальше работаем у клиента.

Чтобы генератор подключить через АВР к дому, его надо переделать.

5 Разбираем генератор

Мне важно добраться до проводов, идущих на выключатель двигателя, и до выхода 220В.

6 Ищем нужные провода

Как и в Хутере, в этом генераторе (думаю, что и во всех других) двигатель запустится только при замкнутых контактах этого выключателя.

7 Панель управления сзади

Подключаю выходной кабель к генератору. Использую кабель ПВС 4х1,5. Максимальная мощность, которая будет передаваться по этому кабелю – 2 кВт, ток не более 10А. Если ток будет превышен, должна сработать защита генератора. Кроме того, эти провода защищены автоматом Q2 на 16А.

8 Подключаем кабель управления и питания

• Коричневый – фаза,
• Синий – ноль,
• Черный и белый – размыкание контактов выключателя двигателя.

Напоминаю, что на выходах генератора нет понятий “Фаза” и “Ноль”, выходы назначаются волевым решением электрика при подключении. И потом их менять нельзя.

Кабель заканчивается разъемом ССИ на 4 контакта. В состоянии генератора, когда он физически отключен от дома, на конце кабеля стоит такая заглушка:

8_2 Выходной разъем генератора

В этой заглушке стоит перемычка, которая позволяет включать генератор в любом месте, например, на природе. Кроме того, это защищает от случайного прикосновения, поскольку без этой заглушки, как и без подключения к АВР, генератор не включится.

Правда, и тащить этот кабель (3 метра) придётся на природу, хотя там он будет бесполезен.

Подключение генератора к дому

Вот промежуточный этап монтажа, на фото показано, что куда и откуда:

9 Подключаем генератор

Счетчик стоит на улице, после него – двухполюсный автомат на 40 Ампер, далее СИП идёт по стене дома в стандартный электрощит, который показывать здесь нет надобности. Это так было. Теперь – СИП в домашний щиток идёт не сразу, а через АВР. Вот что получилось со стороны улицы:

9_2 Всё подключено. Место для подключения генератора

А вот что получилось в комнате, с другой стороны этой стены:

10 Монтаж щитка с АВР

Видно, что на третью пару контактов реле прикручены 2 провода (черный и белый), они как раз и разрешают запуск генератора, когда нет напряжения из города.

Слева на фото заходит кабель со счетчика (из города), чуть ниже – ПВС от генератора. Справа заходит СИП, через который питание идёт на домовой электрощиток.

Щиток установлен. Слева – платяной шкаф, справа – стена:

11 Щиток с АВР установлен

Вот как всё выглядит в итоге:

12 Крышка щитка открыта

Щиток с АВР в обслуживании не нуждается, разве что раз в 2-3 года электрик должен проверять протяжку клемм и чистоту контактов.

Монтаж заземления

Бонусом – как я в этом доме сделал заземление без сварки.

Надо сказать, что в этом доме заземления не было совсем, и хозяин попросил меня его сделать.

Знаю, что многие меня осудят, но я считаю такое заземление в большинстве случаев вполне достаточным для частного дома. Штырь (прут арматуры) длиной 1,5 м забит в землю в месте, где сливается вода с крыши. Там тень, и земля всегда сырая.

13 Заземление. Провод 6 квадратов идёт в систему заземления дома.

Штырь зачищен напильником, и провод к нему прижат металлическими хомутами таким образом:

14 Заземление через металлические хомуты. Начало декабря. Последние листья и первый снег…

Пару слов о заземлении. Надо было использовать 5-проводный кабель и разъем, чтобы генератор подключить к заземлению. Мой минус. Но, судя по тому, что корпус генератора полностью пластиковый, особой необходимости в этом нет.

Как и обещал, инструкция на инверторный генератор Elitech Big 1000 и 2000:

• BIG 2000 Manual / Инструкция и руководство по эксплуатации на инверторные генераторы БИГ 1000 и БИГ 2000. 24 страницы, на русском языке., pdf, 5.88 MB, скачан: 1883 раз./

Всем спасибо за внимание, коллеги, прошу делиться мнениями и конструктивно критиковать в комментариях.

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).

Рисунок 2. Бензиновый инверторный генератор открытого типа

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:

1. Выпрямление тока.
2. Сглаживание импульсов.
3. Преобразование выпрямленного тока в идеальную синусоиду.

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:

• экономный расход топлива;
• компактные габариты;
• небольшой вес;
• малошумность в работе;
• простота управления.

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:

• стиральных машин;
• отопительных систем;
• медицинского оборудования;
• охранных систем и т. п.

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.

Elektrogenerator.net

Все об электрических генераторах и электростанциях

• Главная
• Дизель генераторы
• Бензиновые генераторы
• Газовые генераторы
• Аренда генераторов
• Цена генераторов
• Электростанции
• Купить
• Другое

Ремонт инверторных генераторов

Все знают, что инверторные генераторы гораздо лучше обычных миниэлектростанций по целому ряду показателей – они и меньше по габаритам, что соответственно уменьшает их массу, тише работают, надежнее, гораздо экономичнее по топливу, при этом синусоида 220В на выходе генератора гораздо качественнее, можно сказать почти безупречная.

Но и ремонтировать инверторные генераторы хоть в Москве, хоть на Магадане стало гораздо сложнее. Литература по ремонту инверторного генератора в основном публикуется на иностранном языке, при этом принципиальные электрические схемы в лучшем случае изображаются функциональными блоками без подробного описания.

На принципиальных электрических схемах, указанных в инструкции по эксплуатации, инвертор обычно указан просто блоком или квадратом, что существенно затрудняет ремонт инвертора самостоятельно в домашних, кустарных условиях. Опыт показывает, что ремонтировать электронику инверторного генератора требуется уже практически с установившейся периодичностью: китайские инверторные генераторы через 200 -240 часов работы, европейские или японские через 2000-2400 часов наработки. С учетом стоимости ремонта в сервисных центрах это существенно увеличивает среднюю стоимость 1кВт вырабатываемой электроэнергии, и делает инверторные генераторы не такими уж и привлекательными. В ряде случаев гораздо проще под определенные цели приобрести недорогой бензогенератор с синхронным генератором, чем вырабатывать дорогостоящий межремонтный период инверторного генератора.

Основные причины выхода из строя электроники инверторного генератора. Ремонт инверторного генератора своими руками

Чтобы как можно дольше увеличить межремонтный период, необходимо понимать по какой причине инверторные генераторы выходят из строя. Тогда уже можно не только сберечь дорогостоящую технику от выхода из строя, но и понять, где искать причину выхода из строя электроники инвертора.

Первая и самая главная причина выхода из строя генератора – владельцы электростанций не читают инструкцию по эксплуатации и не выдерживают режим работы/отдыха и хранения генератора. В паспорте на инверторный генератор указывается не только выходная мощность генератора, но и режим эксплуатации оборудования – при какой температуре окружающей среды, какую нагрузку – активную и реактивную можно нагружать и так далее. Владельцы инверторных генераторов зачастую предпочитают на практике испытывать возможности инвертора – потянет или не потянет нагрузку, ошибочно полагая, что схемы защиты сами откинут нагрузку при неприемлемом режиме работы генератора. В итоге электрическая схема работает в экстремальном режиме, контакты на плате залитой компаундом подгарают или разогреваются до такой температуры, когда олово просто расплавляется и растекается – в итоге либо пропадает контакт, либо возникает короткое замыкание в выходных цепях.

Вторая причина, близкая к перовой – производители инверторных генераторов, особенно азиатских, заведомо завышают паспортную выходную мощность электростанции, которая реально на 30-50% меньше задекларированной. То есть нередко китайский инверторный генератор мощностью 3,5кВт на самом деле оказывается собранным из комплектующих 2-2,5 кВт (особенно по мототехнической части). В итоге владелец электростанции нагружая генератор на рекомендуемые 70% паспортной мощности, на самом деле насилует электростанцию на пределе её физических возможностей. В итоге двигатель не так хорошо реагирует на перепады нагрузки, а электроника инверторного генератора все также перегревается, подгарает, коротит и выходит из строя…

Что выходит из строя в инверторном генераторе. Ремонт платы инверторного генератора

Прежде чем диагностировать причины выхода из строя инвертора генератора необходимо разобраться из каких элементов состоит электрическая схема –мплата инверторного генератора. В упрощенном виде блок инверторного генератора можно разделить на три части ШИМ-контроллер, силовые ключи управления и выходной каскад трансформатора.

ШИМ-контроллер обеспечивает генерацию импульсов, которые в дальнейшем формируют выходную синусоиду 50Гц. Сформированные импульсы поступают на транзисторные ключи, в качестве которых все чаще используются мощные полевые МОП-транзисторы с N-каналом. При этом напряжение на выходе транзисторов соответствует напряжению аккумуляторной батареи. Чтобы генерируемая электроэнергия преобразовалась в заветные 220В 50Гц , напряжение поступает на выходной каскад трансформатора.

Ремонт блока инверторного генератора, диагностика поломок

Возьмем для примера типовую схему инвертора на основе ШИМ-контроллера TL 494 и полевых МОП-транзисторов IRF540

Проверьте напряжение аккумуляторной батареи, состояние предохранителей и электрических проводов от батареи. Если все в порядке откройте крышку инверторного преобразователя и с помощью мультиметра проверьте правильность его работы – выходную частоту и напряжение.

Трансформаторы нередко являются причиной поломки платы (блока) инверторного генератора. Проверьте состояние пайки, промерьте мультиметром обмотки на обрыв. Как правило, все же трасформаторы оказываются живучими, и если все с ним в порядке переходим к основной причине выхода из строя инверторных генераторов.

Замена конденсаторов и транзисторов инверторного генератора

Порядка 70-80% всех неприятностей с электроникой на плате инверторных генераторов связана с выходом из строя мощных МОП-транзисторов и конденсаторов на плате инвертора. Электрическая плата инвертора в подавляющем большинстве случаев заливается толстым слоем компаунда, при этом практически никто из азиатских производителей не ставит на МОП-транзисторы радиаторы для охлаждения. В результате при интенсивной нагрузке, конденсаторы, диоды и транзисторы работают в экстремальном температурном режиме, что очень и очень негативно сказывается на их сроке службы. Китайские радиоэлементы не такие живучие как японские, поэтому азиатские инверторы в 10 раз чаще ломаются чем европейские или японские.

Как отремонтировать плату инвертора самостоятельно – своими руками

Отремонтировать инверторный генератор своими руками может любой человек, обладающий элементарными знаниями электроники. Сам процесс самостоятельного ремонта достаточно трудоемкий, поскольку основной объем ремонта будет заключаться в аккуратном удалении компаунда с платы инвертора.

Практический опыт показывает, что удаление компаунда химическими веществами малоэффективно. Гораздо проще и эффективнее использовать нагрев и механическое удаление компаунда с помощью скальпеля и подручных средств. Для разогрева компаунда лучше всего использовать строительный фен, тепловой пистолет, фен промышленный. В домашних условиях можно разогреть плату в духовом шкафу при температуре около 100°С. Затем разогретую плату инвертора освободить от пластикового корпуса и медленно, предельно аккуратно, удалить компаунд, не повреждая радиоэлементы и дорожки платы. При использовании феном не стоит использовать слишком высокие температуры, при этом струю нагретого воздуха направлять по касателной, дамы не повредить легкорасплавляемые элементы и провода.

Опять, все та же практика показывает, что когда вылетают силовые транзисторы – они выходят из строя дружно, все вместе, либо в обрыв, либо в короткое. Выход из строя транзисторов тянет за собой и вспучивание (выход со строя) конденсаторов. Их скорее всего тоже потребуется заменить, хотя бы в целях профилактики.

Отдаляем следующий ремонт инверторного генератора

При замене транзисторов необходимо обязательно установить на них радиаторы, пускай даже самые небольшие – все лучше, чем ничего. Радиаторы значительно улучшат температурный режим их работы. После очистки компаунда необходимо пропаять сомнительные контакты, а саму плату покрыть тонким слоем лака. Для гидроизоляции можно плату покрыть монтажной пеной или силиконом, но все же лучше этого не делать, поскольку и силикон и монтажная пена содержат агрессивные составляющие, и они существенно ухудшат теплоотдачу с поверхности радиодеталей.

Познакомимся со схемами бензогенераторов

Повседневная жизнь человека практически немыслима без электроэнергии, ведь вся его профессиональная деятельность, а также досуг, невозможны в принципе без этого. Отключение света в самый ненужный момент может не только надолго испортить настроение, но и повредить некоторые бытовые приборы, чувствительные к нестабильной подаче электроэнергии и скачкам напряжения сети. Чтобы себя подстраховать от таких негативных последствий, многие задумываются о приобретении бензогенератора для своего дома. Такой прибор, являющийся автономным источником электрической энергии, способен обеспечить светом практически все жилище, в зависимости от того, какой мощности устройство было приобретено. Также отличительной особенностью некоторых разновидностей бензогенератора является то, что его можно брать с собой за пределы дома, например, на природу. Чтобы более конкретно узнать о данном устройстве, следует тщательно разобрать его отличительные особенности, классификацию, а также другую информацию, которая может стать полезной при покупке.

Классификация бензогенераторов

На российском рынке существует достаточно много различных агрегатов, отличающихся друг от друга сразу по нескольким признакам. Исходя из этого, можно сформировать своеобразную классификацию бензинового генератора как вид технического устройства:

• Профессиональные и бытового назначения. Агрегаты, относящиеся к первому типу, используются на крупных предприятиях промышленного назначения, где подключаются к мощной аппаратуре. Что касается бытового бензинового генератора, то такое устройство прекрасно подходит для применения в частных загородных домах, а также за его пределами.
• Стационарные устройства и переносного типа. Переносной бензогенератор отличается более скромными габаритами, чтобы его можно было свободнее транспортировать за пределы дома. Естественно, это сказалось на его мощности — она, как правило, не превышает 5 кВА.
• В зависимости от двигателя, т.е. 2-тактные и 4-тактные. Двухтактный движок устанавливается на бензогенераторы небольшой мощности — до 1 кВт. Начиная с 1 кВт и выше — устанавливают четырехтактный двигатель.
• Однофазного (220В) и трехфазного (380В) типа. Трехфазные агрегаты стоят на порядок дороже, да и большой необходимости в них нет. Это объясняется тем, что для домашней сети необходимы однофазные устройства, которые и получили наибольшее распространение.

Исходя из показателей мощности — небольшой мощности (до 4 кВт), средней (до 15 кВт) и агрегаты высокой мощности (до 30 кВт).

Что касается мощности бензинового генератора, то есть свои нюансы:

• Агрегаты, мощность которых не превышает 4 кВт, относятся к домашним устройствам. Один такой бензиновый генератор способен полностью обеспечить электроэнергией небольшой домик или склад. Специфика конструкции таких генераторов не позволяет им работать без перерыва — в среднем, продолжительность беспрерывной работы составляет порядка четырех часов. По истечении данного времени, устройство необходимо отключить, чтобы система могла охладиться.
• Агрегаты, мощность которых составляет до 15 кВт, могут использоваться на строительных площадках и в офисных зданиях. Это более современная конструкция, поэтому срок беспрерывной работы такого бензинового генератора составляет порядка десяти часов.
• Агрегаты мощностью до 30 кВт используются для обеспечения электричеством больших складских и торговых помещений. Как правило, заранее рассчитывается схема подключения, а также место, где будет расположен бензогенератор.

Устройство бензогенератора

Как уже было сказано ранее, в конструкции могут использоваться два вида мотора — 2-тактный и 4-тактный.

Дополнительно к двигателю, агрегат комплектуется дополнительными системами подачи топлива, смазки, а также системой подавления шума. Естественно, что в конструкции присутствует выхлопная труба, т.к. устройство работает на бензине.

Бензиновые генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Агрегаты, относящиеся к первому типу, считаются более усовершенствованными, поэтому могут переносить более сильные скачки напряжения. Асинхронные системы используются в дешевых моделях, поэтому их конструкция более простая, чем у синхронных.

На видео рассказ про асинхронные

В системе также присутствуют контрольно-измерительные приборы, осуществляющие регулировку основных рабочих узлов. Данная функция крайне важна для стабильной работы всего бензогенератора в целом.

Представленная ниже схема наглядно демонстрирует весь агрегат, а также основные его рабочие узлы и степень их влияния на систему в целом. Стоит заметить, что узлы соединены между собой крепежными элементами, а также целостной рамной конструкцией.

Принцип работы

Данное знание позволит устранить различные неполадки, риск возникновения которых всегда присутствует в процессе эксплуатации.

Для лучшего понимания обозначим весь принцип работы поэтапно:

• В соответствующий кратер топливного бака заливается топливо — бензин.
• После того, как осуществлено подключение устройства в сеть, топливо поступает в двигатель по бензопроводу.
• В процессе поступления топлива к двигателю, оно проходит специальный процесс очистки от всевозможных примесей.
• По завершении данного процесса, топливный насос производит закачку бензина в карбюратор.

• В самом карбюраторе происходит смешивание бензина до необходимой консистенции. После этого осуществляется подача кислорода в топливо. Как только достигается нужная горючесть, бензин подается на цилиндры используемого мотора.
• Происходит запуск двигателя. Топливная смесь воспламеняется посредством попадания на нее искры из свечи зажигания. Как только топливо сгорело, появляется газовое образование, запускающее в действия коленвал и поршневую систему. Крутящийся момент передается роторному механизму, который и образует электрическую энергию из механической.
• Роторный механизм вращается, что провоцирует образование магнитного поля, которое, в свою очередь, влияет на возникновение электромагнитного поля.
• Конечным итогом всего процесса является возникновение электрической энергии.

Вообще, мощность самого бензогенератора напрямую зависит от количества витков обмотки, поэтому нужно иметь данный факт в виду.

На видео происходит разбор бензогенератора Firman и рассказ о его устройстве

Схема устройства

Безусловно, неопытному человеку довольно сложно разобраться во всевозможных схемах подключения и устройства бензиновых генераторов. Неудивительно, ведь данная информация является довольно специфической, разобраться в которой может только опытный электрик.

Однако, можно попробовать разобраться и самому во всех этих хитросплетениях. В принципе, данная статья и предназначена для этого, поэтому попытаемся доступным языком описать несколько схем бензогенератора.

Итак, первой нашего внимания заслуживает электрическая схема устройства (рассмотрим на примере модели Huter DY):

На схеме мы видим принцип работы устройства. A2 (альтернатор) раскручивается механическим образом при помощи троса, A5 (катушка зажигания) формирует искру на F1 (свеча). Подобным образом осуществляется процесс запуска бензинового двигателя агрегата. Примечательно, что в случае, если SB1 (выключатель) будет замкнут, то искра не возникнет, т.е.двигатель не запустится.

Две катушки L1 и L2 вырабатывают выходное напряжение разной мощности. В первом случае, данный показатель будет равен 220 В, а во втором — 12 В.

Уровень масла определяется по специальному индикатору — HL1, а PV1 (стрелочный прибор) определяет степень напряжения.

Стабильность работы всего агрегата формируется благодаря катушкам L3 и L4.

На видео идет рассказ об устройстве и схеме бензогенератора на примере моделей Зубр

Схема подключения к сети дома

Данная работа осуществляется с использованием трех сетей:

• Общая электрическая сеть, через которую осуществляется подача всего электричества.
• Сеть потребителей электричества.
• Провода самого устройства.

При этом, подключение может осуществляться тремя способами:

• При помощи обычного рубильника (переключателя).
• С частичным использованием автоматизации.
• С полной автоматизацией процесса.

Понятно, что первый способ является наиболее простым, поэтому и рассмотрим его более подробно.

Сам рубильник функционирует в трех положениях, каждое из которых отвечает за свой этап работы.

Само подключение осуществляется поэтапно:

• Наиболее простой способ подключения — это в розетку домашней сети. После этого, необходимо подключить бензиновый генератор ко всем вероятным потребителям (приборам). Подключается он к разводке этих устройств.
• Следите за тем, чтобы номинальный ток агрегата и сечение проводов совпадали.
• Нет необходимости в проведении лишних манипуляций — достаточно лишь соединить вилку запитывающего устройства с генератором любым путем (через удлинитель или напрямую).

Переход ручки переключателя в следующую позицию обесточит весь обслуживаемый объект. Следующий поворот рубильника — и все питание переходит на альтернативный источник, т.е. бензиновый генератор.

Заключение

Именно здесь и становятся необходимыми те схемы устройства и подключения, которые были предоставлены в данной статье. Их понимание и осуществление на практике — вот залог успешной реализации данных проектов.

Источник: nevinka-info.ru