Устройство и принцип работы инверторных генераторов. Что такое инверторный генератор: отличия и принцип работы

2015-01-22 33 592

Некоторые модели бытовой техники чувствительны к перепадам напряжения. Даже небольшой скачок мощности может привести к быстрому выходу из строя. К такому оборудованию относятся:

  • энергозависимые газовые котлы
  • компьютеры
  • телевизоры
  • циркуляционные насосы и т.д.


Приобретая автономную станцию для выработки электроэнергии необходимо учитывать этот аспект. Для безопасного электроснабжения лучше всего выбрать генератор инверторного типа, работающий на бензине. Инверторные бензиновые электрогенераторы на выходе выдают стабильное «качественное» напряжение и являются оптимальным решением.

Что такое бензиновый инверторный генератор

Инверторные бензиновые генераторы-электростанции имеют конструкцию похожую на обычные генераторы, за одним исключением – использованием двойного преобразователя. Что означает двойной преобразователь на практике?
  1. Преобразователь сначала трансформирует ток в постоянный, чем и стабилизирует его показатели. Но такое электронапряжение не пригодно для работы бытовых приборов, по этой причине узел приступает ко второй основной функции.
  2. Преобразователь трансформирует постоянный ток обратно в переменный. При этом на выходе получается напряжение с нормативными показателями и идеальной формой волны.

Что удается получить, используя бензиновый инвертор – генератор для обеспечения электричеством частного дома или строительной площадки? Какие преимущества дает установка инверторного бензогенератора?

  • Стабильное напряжение сети - качество тока регулируется специальным микропроцессором, что позволяет снизить вероятность скачков и помех напряжения. Бензиновый инверторный генератор с автозапуском-электростартером обеспечивает наиболее плавный пуск подачи тока при отключении основного источника питания.
  • Экономичный расход топлива - обороты двигателя регулируются точной автоматикой и самостоятельно выставляются по мере необходимости в подаче напряжения. Бензогенератор инверторного типа, таким образом, снижает расход топлива на 10-15%, что существенно влияет на стоимость получаемой электроэнергии.
  • Комфортная и легкая эксплуатация - как уже отмечалось стоимость такой модели несколько выше обычного оборудования, но цена полностью оправданна. Пользователь получает устройство в кожухе, который снижает шум и вибрацию, а также систему позволяющую снизить количество вредных выбросов. Дополнительное удобство при эксплуатации добавляют удобный корпус, ручки для переноса станции и колесики, размещенные внизу, для транспортировки.

Бензиновый генератор-электростанция инверторного типа может использоваться для обеспечения электроэнергией компьютерной и другой техники, и даже медицинского и другого чувствительного оборудования. Инверторные модели бензогенераторов надежны и имеют высокую степень защиты.

Принцип работы инверторного бензогенератора

Каждый инверторный генератор использует в своей работе бензиновый двигатель. От двигателя крутящий момент передается ротору генератора, в результате чего и возникает электромагнитное поле, впоследствии преобразовывающееся в переменное напряжение. Дальше используется двойной преобразователь энергии, именно этим инверторный бензогенератор отличается от обычного генератора.

В результате трансформации тока в постоянный, и обратно в переменный, и получается напряжение соответствующее высоким техническим характеристикам.

Если учитывать, что двигатель испытывает постоянную нагрузку на поршневую систему, а также вопросы экономичности и надежности, становится очевидным, что 4-х тактный бензиновый инверторный электрогенератор с автозапуском является одной из самых надежных моделей. Эксплуатационные характеристики 4-х тактных двигателей позволяют использовать генераторы для подключения к сварочному оборудованию.

Как выбрать инверторный бензогенератор

Выбор необходимой модели генератора связан в первую очередь с основным предназначением оборудования и его техническими характеристиками. При подборе необходимой модели следует обратить внимание на следующее:
  • Компактность - самые лучшие четырехтактные портативные инверторные бензиновые мини-генераторы могут переноситься в руке. Портативные бензогенераторы инверторного типа имеют компактные размеры и легко помещаются в багажнике автомобиля. Мини-генератора достаточно, чтобы обеспечить стабильное напряжение в 1-2 кВт.
  • Качество двигателя - все инверторы укомплектованы двухтактными и четырехтактными бензиновым мотором. Относительно того, какой именно двигатель лучше, мнения часто расходится. Но практика доказывает, что инверторная бензиновая электростанция с 4-тактным двигателем имеет длительный срок эксплуатации, может работать долго без отключения (благодаря жидкостному охлаждению) и, как правило, более производительная.
  • Промышленные и бытовые станции:
    1. бытовые модели являются непрофессиональными, их рекомендуют использовать исключительно для разовых компенсаций отсутствия напряжения в сети.
    2. промышленное оборудование предназначено для интенсивной эксплуатации в качестве альтернативного источника питания в виду отсутствия ЛЭП.

Отличием инверторного бензогенератора от простого бензогенератора является то, что инверторный может использоваться для . Применение обычных станций для сварочного аппарата является нарушением условий эксплуатации.

Какой бензогенератор лучше, инверторный или обычный

Все зависит от того, для каких целей будет использоваться оборудование. Разница между инверторным и обычным бензогенератором заключается в качестве подаваемого напряжения, а также в дополнительных преимуществах генераторов инверторного типа:
  • Напряжение от инверторных генераторов полностью соответствует необходимым техническим характеристикам.
  • Для работы бытовых приборов инверторное оборудование создает оптимальные условия для работы. Скачки напряжения полностью отсутствуют. Стабильность напряжения позволяет подключить к станции практически любую, даже самую чувствительную технику.
  • Инверторные станции с АВР обеспечивают плавный пуск напряжения в случае аварийной ситуации.

Основная причина, по которой приобретают инверторные модели, состоит именно в высоком качестве их работы. Так как в генераторах использующих инверторный принцип работы устанавливаются дополнительные узлы и микросхемы, стоят они приблизительно на треть дороже.

Сроки эксплуатации инверторов при соблюдении рекомендаций производителя в несколько раз больше чем у обычных генераторов. Для увеличения производительности потребуется регулярно менять масло для бензогенераторов, а также проводить дополнительное сезонное обслуживание и ремонт по необходимости.

Инверторные модели более надежны и просты в эксплуатации, к тому же к ним можно подключать чувствительное к перепадам напряжение оборудование.

Инверторный генератор имеет принцип работы, несколько отличный от других своих аналогов. Переменный ток выпрямителем преобразуется в постоянный, после чего происходит сглаживание пульсаций емкостными фильтрами. Далее с помощью мощных ключей (мостовая схема из транзисторов или тиристоров) ток вновь преобразуется в переменный. Высокое качество выходных параметров обеспечивается не только сглаживанием пульсаций, но и системой управления с цепями обратных связей.

Как устроен инверторный генератор , можно посмотреть на примере любой его модели. Механика прибора внешне довольно стандартна: обычно представляет собой бензиновый или дизельный двигатель, соединенный с электрогенератором напрямую (без муфты). Эти два основных агрегата монтируются на раме и закрываются шумоизолирующим кожухом. Здесь же располагается топливный бак и система запуска — электрическая или ручная.

Чем отличается инверторный генератор от классического? Наличием первичного альтернатора, который на самом деле ничто иное, как самый обычный генератор переменного тока, довольно грубого. У такого генератора при работе двигателю сразу задаются самые высокие обороты без учета сетевой нагрузки, т. е. затрачивается максимально возможное количество топлива и производится наивысший шумовой фон.
Отличие инверторного генератора заключается в другом типе альтернатора и выработке чистого переменного тока. Это отражается на уменьшении массы и габаритов установки. Кроме того, он позволяет двигателю менять частоту вращения, что уменьшает расход горючего и уровень шума.

Плюсы и преимущества генератора инверторного

Инверторный генератор имеет немалые преимущества по сравнению с обычным устройством:

  • отличается более экономичным режимом работы за счет инверторной системы зажигания и автоматической регулировки оборотов двигателя в зависимости от нагрузки;
  • прямое соединение генератора с двигателем, что снижает вес и габариты установки почти в два раза;
  • пониженный уровень шума за счет специальной конструкции шумопоглощающего кожуха и эффективных глушителей;
  • обладает высокими экологическими характеристиками благодаря современной, высокоэффективной системе улучшенного сгорания топлива, уменьшающей вредные выбросы до минимума.

А что говорят потребители?

Отзывы инверторный генератор получает самые разные. Отчасти это связано с тем, что некоторые люди не учитывают определенное назначение и специфику прибора: обеспечение привередливых потребителей тока качественной ее разновидностью — агрегат не предназначен для простой выработки электрической энергии. Для этого существуют стандартные генераторы. Отзывы специалистов об инверторных генераторах всегда находятся в сфере положительных значений.

Уже давно на рынке предлагаются различные традиционные виды генераторов. Принцип работы такого оборудования за все это время практически не претерпел изменений: определенный тип топлива сжигается в двигателе, который связан с устройством, генерирующим переменный ток.

Кроме бензиновых, дизельных и других традиционных типов генераторов, существуют так называемые инверторные генераторы.

Инверторные генераторы - это бензиновые миниэлектростанции, где образующийся при сгорании топлива переменный ток преобразуется в постоянный, который после стабилизации посредством электронных схем обратно преобразуется в переменный.

В наше время инверторные генераторы пока еще считаются новинкой, появлению которой способствовали разработка высокотехнологичных магнитов и совершенствование электронных схем. По сравнению с традиционными генераторами такие устройства позволяют получать электроток более высокого качества. Также они оснащены более сложными электронными схемами, что делает их высокотехнологичным оборудованием.

Такие положительные моменты обеспечивает инверторным генераторам более эффективную работу и меньшие размеры. Использование сложных компонентов не только уменьшает габариты оборудования, но и делает его более экономичным и менее шумным в работе.

Многие продавцы забывают о том, что инверторные генераторы - это более продвинутые устройства, чем обычные генераторы. Более того, продавцы часто ставят их в один ряд с традиционными агрегатами.

Но мощность инверторных генераторов является более чистой, что делает их пригодными для использования с чувствительной электроникой. А небольшие размеры и низкий уровень шума позволили им стать популярными у дачников, охотников, рыбаков и туристов.

Инверторный генератор - это лучший выбор для пикников, гуляний под открытым небом, загородных поездок, походов и даже маркетинговых мероприятий.

Относительно небольшие размеры инверторных генераторов обеспечивают им легкий перенос, чем не могут похвастаться традиционные устройства. Если необходимо получить более мощное оборудование, то достаточно всего лишь приобрести и объединить два инверторных генератора.

Проектирование обычных генераторов зачастую осуществляется по простому принципу, предполагая при этом решение базовой задачи - генерирования определенной мощности. Факторы наподобие габаритов оборудования редко берутся во внимание разработчиками традиционных генераторов. Следовательно, любой подобного рода агрегат комплектуется емким и, соответственно, тяжелым и громоздким топливным баком.

Вышеописанные отрицательные факторы полностью отсутствуют у инверторных генераторов, поскольку проектирование их изначально предполагало создание компактных устройств. Кроме того, они изначально задумывались как легкое оборудование без громоздких и тяжелых топливных баков.

Ну и, наконец, инверторные генераторы эффективно решают проблему выхлопных газов.

Если нет электричества, то ни о каком комфорте не может быть и речи. Вся бытовая техника нуждается в постоянном питании электроэнергией. Чтобы как-то решить этот вопрос, применяют автономные источники энергии – генераторы. Они являются запасными источниками электричества. Имеется множество различных вариантов исполнения аналогичных устройств, в котором иногда сложно разобраться без путаницы. Нужно знать отличие обычного генератора от инверторного (инверторные генераторы), какой для вас в данном случае лучше выбрать.

В полевых условиях оптимальным вариантом получения электроэнергии является использование автономного прибора. Его конструкция довольно простая. Автономное устройство состоит из двигателя и подключенного к нему генератора. Двигатель можно использовать любого вида и мощности.

Он вращает ротор генератора тока, на выходе создается напряжение. Свойства и параметры питания определяют характеристиками генератора и мотора. На качество электроэнергии влияет функционирование двигателя. При увеличении количества оборотов вала двигателя повышается напряжение на выходе генератора. Есть и зависимость обратного типа. При возрастании нагрузки потребителя ток запуска увеличивается, это влияет на свойства энергии и на работу двигателя.

Таким методом осуществляется работа обычного генератора. Качество созданной энергии вполне подходит для питания многих устройств. Простые лампочки накаливания вполне будут давать свет, даже при плавании напряжения, электронные устройства также будут работать от такого генератора, если в их работе применяется импульсное питание. Но свойства сети питания на 220 вольт с частотой 50 герц должны удовлетворять определенным требованиям. Под такие требования рассчитано довольно большое количество устройств. Измененные свойства сети приводят к неисправностям или выходу из строя чувствительных к качеству электроэнергии устройств.

Создание резерва питания электрическим током сегодня сохраняют популярность. Для этого производители изготавливают генераторы электроэнергии разных типов и производительности. Среди разных исполнений таких устройств большое место уделяется элитным моделям, которые действуют по принципу создания энергии высокого качества.

Для повышения качества электрического тока в устройства внедряются инверторные преобразователи свойств электроэнергии. Они называются – инверторные генераторы. Наиболее популярные модели для населения имеют мощность 0,8-3 киловатт. Приводной двигатель может работать на газе, бензине или дизельном топливе.

Конструктивные особенности инверторного генератора

Инверторные генераторы состоят из:

  • Двигатель.
  • Генератор.
  • Инвертор.
  • Клеммы для выхода тока.
  • Регуляторы управления.

Для включения бытовых устройств применяется обычный вывод по трем контактам розетки на 220 В.

Кроме переменного тока, устройство выдает ток постоянный, используемый для различных целей, зарядки аккумуляторов автомобилей. Инверторные генераторы укомплектованы зажимами для включения зарядки постоянным током.

При подключении нагрузки, превышающей допустимую величину, срабатывает защита, и отключает цепь питания. Защита также осуществляет контроль за техсостоянием двигателя, например, когда уровень масла достиг нижнего предела. Поэтому необходимо контролировать его уровень и вовремя производить доливку. Обычно инверторные генераторы работают в паре с 4-тактным двигателем с верхними клапанами.

Принцип действия

Двигатель приводит в действие простой генератор, который образует электроэнергию формы синуса. Поток энергии поступает на выпрямитель из силовых диодов с мощными радиаторами для охлаждения. В итоге на выходе выпрямителя образуется переменное напряжение.

После выпрямителя напряжение проходит фильтр на конденсаторах, который сглаживает пульсации до свойств постоянного напряжения. Конденсаторы по своей конструкции подобраны для стабильной работы, на напряжение более 400 В. Напряжение для емкостей подобрано с запасом, чтобы исключить действие импульсов 220 вольт. Размер емкости конденсаторов определяют по мощности потребителей. Обычно она равна 470 мкФ, для 1-го конденсатора.

На инвертор приходит уже стабильный выпрямленный ток, из которого получается качественное напряжение промышленной частоты. Для действия инвертора созданы специальные техпроцессы. Оптимальной формой сигнала стали схемы моста с трансформатором.

Главным элементом, который образует качественную синусоиду, является ключ на транзисторах IGBT. Для создания тока синусоидальной формы применяется метод образования периодичности модуляций широтно-импульсного вида. Каждый полупериод синусных колебаний образуется путем работы пары транзисторов в виде импульсов высокой частоты определенной амплитуды, которая меняется по синусоидальному закону. Итоговое выравнивание графика синуса и сглаживание импульсов осуществляется фильтром высокой частоты.

Блок инвертора преобразует электроэнергию, созданную генератором, в стабильную постоянную величину с качественными свойствами. Инверторный блок контролируется управляющей системой путем обратной связи, учитывая величину нагрузки и работу двигателя. С катушек генератора приходит ток, который далеко не подходит по своим свойствам к номинальной величине. Этой особенностью отличаются инверторные генераторы от других конструкций.

Применение

Использование инверторных генераторов дает возможность превзойти обычные генераторы по следующим факторам:

  • Они имеют высокую степень экономии из-за автонастройки количества оборотов мотора при работе и обеспечении оптимального режима по размеру нагрузки. Чем выше нагруженность двигателя, тем скорость его вращения выше. При этом расход топлива контролируется системой управления. У обычных генераторов расход не зависит от нагрузки потребителя.
  • Генераторы создают идеальную форму синусоиды под нагрузкой. Высококачественное напряжение важно для функционирования чувствительных устройств.

  • Габаритные размеры качественных моделей генераторов имеют компактный корпус, малую массу в сравнении с обычными генераторами при одной мощности.
  • Устройства с инверторами очень надежны в работе, изготовители дают двойную гарантию, в отличие от простых образцов.

Режимы применения генераторов с преобразователями:

  • Долгая работа при номинальной нагрузке, не выше расчетной мощности выхода.
  • Кратковременная перегруженность, не больше 30 минут.
  • Запуск мотора и достижение генератором рабочего цикла, при преодолении значительных усилий нагрузки.

Преобразователь может противодействовать значительному размеру нагрузки, но период времени при таком режиме составляет несколькими долями секунды.

Запуск двигателя

Для такой операции нужно выполнить несколько действий. Рассмотрим порядок запуска двигателя на примере модели ER 2000:

  • Проверить наличие и уровень масла в картере. При его отсутствии сработает защита, возможно возникновение неисправностей.

  • Залить топливо, без которого невозможна работа двигателя, предварительно открутив крышку бака.
  • Открыть клапан на крышке бака.

  • Поставить дроссель на «запуск».

  • Ручку топливного крана поставить в положение «открыто».

  • Произвести запуск двигателя шнуром вручную.

При первом пуске мотора ненадолго загорится лампочка перегруза, далее длительное горение индикатора напряжения режима номинала. Это свидетельствует о нормальных условиях.

После пуска мотора генератор действует на холостом ходу на оптимальных параметрах. Далее, включаем нагрузку потребителя к генератору, подключив любой бытовой прибор. Мощность подключенного устройства не меняет частоту и напряжение на выходе. На экране видно значение мощности потребителя.

Пробуем подключить к выходу инверторного генератора какое-либо устройство цифрового вида, убеждаемся в том, что происходит нормальное функционирование. На обычных генераторах цифровые устройства имеют сбои в работе из-за ненадлежащего качества питания на выходе.

Инверторные генераторы принадлежат к группе аппаратов, применяющих микропроцессоры и сложные электронные детали. Чтобы гарантировать длительную надежную работоспособность генератора, необходимо соблюдать условия эксплуатации, бережно транспортировать и обеспечивать все условия режима температуры и влажности, а также хранения, согласно инструкции.

Если устройство хранится в зимний период в неотапливаемом помещении, то на внутренних деталях может появиться конденсат, который создаст причину неисправностей электронных деталей генератора.

Выбор

Инверторные генераторы стоят гораздо больше, чем обычный генератор. Также, ее работа ограничивается мощностью, которая составляет не более 7 кВт.

К выбору генератора следует подойти обдуманно. Нужно определить, какие требования нужны по качеству напряжения. Для обычных ламп освещения и электроинструмента достаточно иметь простой бензиновый генератор.

Для подключения холодильника, насоса циркуляции для отопления, управляющих контроллеров котлом, работающим на газе, понадобится качественный инверторный генератор.

В большинстве случаев обходятся простыми генераторами, тем более, что они дешевы в эксплуатации, и в приобретении. Для ответственных устройств применяют инверторные модели. Они имеют стоимость выше, но вырабатывают качественную электроэнергию.

Чтобы выбрать нужный генератор из двух типов, важно знать принцип их работы и преимущества. Работа обычного генератора заключается в том, что бензиновый или дизельный двигатель раскручивает ротор с обмотками в магнитном поле, в результате чего вырабатывается переменный ток.

Классический генератор

Обороты двигателя, с которым напрямую соединен ротор, меняются в зависимости от нагрузки. У генератора со значительным изменением оборотов, износ вращающих узлов и деталей увеличивается, что приводит к снижению оборотов вала двигателя. Следующие недостатки классического генератора также снижают его эффективность.

Генератор классического варианта при уменьшении нагрузки потребляет такое же количество топлива, как при номинальном режиме. Также в условиях сильно меняющихся оборотов на узлах поршневой группы появляется сажа, что затрудняет теплоотдачу и приводит двигатель к преждевременному износу.

Принцип работы классического генератора

В инструкции на изделие можно встретить запрет работы электрогенератора обычного варианта при нагрузке ниже 25%. Мощность классического электрогенератора нужно подбирать под нагрузку так, чтобы он работал на 80% от максимальной мощности, при неизменной нагрузке.

Только так вы продлите срок службы генератора и повысите его эффективность. Положительным моментом такого типа электрогенератора является его невысокая стоимость. Продлить время эксплуатации электрогенератора можно также, если периодически давать на него полную нагрузку и регулярно проводить профилактические работы.

Отличие инверторного генератора от обычного

Принцип работы инверторного генератора несколько отличается от обычного. Инверторный генератор — это генератор с двойным преобразованием напряжения, как и . Двигатель также раскручивает ротор электрогенератора в магнитном поле.

Генератор выдает переменное напряжение поступающее на первый преобразователь с последующим преобразованием в постоянное напряжение, для зарядки аккумуляторных батарей. С аккумуляторов снимается постоянное напряжение идущее на второй преобразователь постоянного напряжения, где преобразуется в переменное.

Параметры инверторного генератора высокие, синусоида переменного напряжение без искажений и отличная стабилизация выходного напряжения. Для зарядки батареи аккумуляторов достаточно небольших оборотов двигателя. Малые обороты увеличивают срок службы двигателя, уменьшается расход топлива — это приводит к повышению эффективности инверторного генератора.

Инверторный генератор

При таких оборотах генератор с шумопоглощающим кожухом становится бесшумным. Высокое качество выходного напряжения позволяет использовать генератор для питания любой бытовой техники и электроприборов. Инверторный генератор может работать с любой нагрузкой. Электроника автоматически подбирает обороты двигателя под любую нагрузку.

Принцип работы инверторного генератора

Электрогенераторы выпускаются мощностью до 6 кВт, которого вполне хватит для питания качественным напряжением газового котла и всей электротехники в доме. Небольшие инверторные электрогенераторы до 2 кВт легкие, их удобно перевозить в багажнике на дачу или брать с собой в путешествие. Основной недостаток таких генераторов это высокая стоимость, но она окупается вышеперечисленными преимуществами.

Инверторные генераторы могут быть синхронными или асинхронными. Электрогенераторы синхронного типа легко выдерживают кратковременную перегрузку пусковыми токами. Очень хорошо они подходят для работы с бытовыми приборами. Асинхронные генераторы могут выдерживать короткое замыкание, их используют для питания электроприборов имеющие тэны — это электропечи, водонагреватели.

Вывод: Обычный генератор рекомендуется выбирать для варианта аварийного источника сети, освещения, строительных площадок. Для электросети частного дома, со множеством электротехники и электроприборов, лучше подойдет инверторный генератор с точно подобранной мощностью.