25.09.2015
Инверторы - это приборы с бензиновой, дизельной или газовой топливной системой, позволяющие преобразовывать посредством полупроводникового выпрямителя поступающий на вход переменный ток сети (220 В) в постоянный (12 В) и после сглаживания его пульсаций емкостными фильтрами обратно трансформировать ток постоянного напряжения в переменное с заданными параметрами на нагрузке. За счет такого способа преобразования удается получить выходной электрический сигнал, характеризуемый высокой точностью напряжения и силы тока.
Данные устройства представляют собой генераторы периодического напряжения, которое по форме чаще всего максимально приближено к правильной синусоиде. Теоретически они позволяют получить на выходе ток, имеющий любые необходимые параметры, не зависящие от входящего напряжения. При этом можно получить не статические параметры тока, а регулируемые различной частоты и напряжения. Постоянное напряжение 12 В генерируют имеющиеся в комплекте аккумуляторные батареи.
Один из самых популярных способов применения инвертора является его эксплуатация в качестве аварийного, либо резервного источника электроэнергии для питания бытовой техники и приборов, потребляющих 220 В переменного тока. Чаще всего их используют для подключения кухонной и оргтехники, телевизора, холодильника, а также высокочастотной техники на даче или в загородном доме, когда внезапно отключили свет. В зависимости от суммарной мощности подключаемой к нему нагрузки данная техника сможет автономно проработать как минимум несколько часов. Также при помощи инверторных станций подключают электроинструмент (электропилы, дрели, рубанки) для проведения ремонтных и строительных работ в местах, где отсутствует подвод напряжения 220 В. Не менее востребованы подобные агрегаты среди рыболовов-охотников.
В основном инверторные станции рассчитаны на эпизодическую эксплуатацию при спонтанном отключении электричества. Они приобретаются один раз и служат в течение многих лет. Большая продолжительного срока эксплуатации объясняется надежностью механизма данных устройств, обеспечиваемой следующими факторами:
В зависимости от формы выходного сигнала данные устройства делятся на две группы, отличающиеся по стоимости. К первой относят агрегаты с чистым синусоидальным выходным напряжением, ко второй - устройства, обеспечивающие выходной сигнал упрощенной формы (трапецеидального синуса).
Какие инверторы лучше: с чистой или модифицированной синусоидой?
Достоинствами моделей, характеризующихся чистым синусоидальным напряжением, являются:
От инверторных генераторов, выходной сигнал которых представляет собой модифицированную синусоиду, в состоянии нормально функционировать большинство современной электрической техники. Поэтому если перед вами ставится задача обеспечения автономного энергоснабжения стандартных домашних электроприборов, таких как холодильник, телевизор, лампы освещения и т.д., то наиболее оптимальным и экономичным решением будет инвертор, генерирующий модифицированную синусоиду, а модели с «чистым синусом» лучше выбирать для более чувствительной аппаратуры.
Основные режимы работы инверторов:
Что лучше выбрать инвертор или генератор?
Многие пользователи совершенно справедливо подметят, что для организации независимого питания электрооборудования вполне можно использовать обычный генератор. Однако приборы с инверторной системой отличаются целым рядом достоинств, среди которых - практически бесшумная работа, легкий вес и небольшие габариты, что очень важно при использовании в бытовых условиях. Кроме того инверторы не содержат в своей конструкции движущихся частей, что делает их более надежными и не требует проведения периодического сервисного обслуживания. В системах автономного энергоснабжения крупных объектов (например, больших коттеджей) инверторные станции часто используются в паре с дополнительным генератором, предназначенным для зарядки аккумуляторных батарей и увеличения срока автономной работы.
Самыми важными преимуществами инверторов являются широкие возможности, выражающиеся в преобразовании электрического тока, а также их высокое быстродействие. За счет этого их по праву считают лучшими источниками независимого питания сварочного оборудования. Кроме того они отлично совместимы с широким спектром электроприборов. Данные аппараты одинаково пригодны для бытовой техники, электрических инструментов и электронного оборудования.
Благодаря замене громоздких электромеханических схем на полупроводниковые платы удалось достичь максимально компактных размеров инверторов, а также существенно уменьшить их вес по сравнению с трансформаторными генераторами и полуавтоматами. Применение более современной элементной базы и автоматики не могло не повлиять на цену подобных устройств в сторону ее увеличения по сравнению с агрегатами, выполненными по классической схеме. Но, не смотря на это, выгоды, которые дают инверторные генераторы , заключающиеся в более широких возможностях в плане преобразования тока, экономичности и мобильности, бывают существенно важнее разовой экономии. К тому же техническое обслуживание таких электростанции значительно проще, а также не так затратно и трудоемко, как у аналогов других типов в связи с отсутствием в них электромеханической части.
Консолидируя все вышесказанное наиболее весомые преимущества, предоставляемые инверторными электростанциями можно охарактеризовать следующими тезисами:
Перечисленные в данной статье особенности и преимущества генераторов с инверторной схемой позволяют уверенно заявлять о высоких функциональных, технических, а также эксплуатационных характеристиках и показателях этого оборудования. В связи с чем абсолютно оправдано их применение в заведениях образовательного, медицинского профиля, офисах, в частных домах и на дачах для обеспечения автономной работы бытовой техники, вычислительного и мультимедийного оборудования, охранной сигнализации, электроинструмента, производственных приборов и другой техники, требующей постоянной подачи электричества.
Инверторы ценят за то, что они в состоянии генерировать электричество надлежащего качества для питания вышеупомянутого оборудования, гарантируя их безопасную работу. Купив однажды подобный аппарат, вы раз и навсегда забудете о проблемах спонтанного отключения электроэнергии, скачках и перепадах сетевого напряжения. Кроме того большой срок эксплуатации инверторных станции способствует минимизации средств, затрачиваемых на проведение ремонтных работ, либо покупку нового генератора. Не стоит забывать, что в большинстве случаев для подавляющей части бытовой техники вполне достаточно подачи напряжения, отличающегося упрощенной формой электрического сигнала., а «правильная» синусоида важна только для высокоточного телекоммуникационного, лабораторного, измерительного, медицинского и различного профессионального оборудования (HI-FI, HI-END аудио- и видео аппаратуры).
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.
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.
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:
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:
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.
Инверторные генераторы, принцип действия которых основан на двухкратном преобразовании параметров электрического тока, предполагают наличие следующих обязательных функций:
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:
Преимущества инверторного генератора:
Недостатки инверторных генераторов:
Современный рынок электротехнического оборудования предлагает в настоящее время два вида генераторов, с помощью которых, сжигая углеродное топливо (бензин, дизтопливо или газ), можно получить электрическую энергию. Проблема эта актуальная, потому что работа отечественных энергоснабжающих организаций оставляет желать лучшего. А периодическое отключение подачи электрического тока, подтверждение тому. Итак, нас в этой статье будет интересовать один вопрос: инверторный генератор или обычный – что лучше?
Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо рассмотреть принцип работы двух видов генераторного оборудования, положительные и отрицательные стороны конструкции и эксплуатации, и обратить внимание на некоторые позиции, касающиеся экономической стороны дела.
Принцип работы обычного генератора достаточно прост. Углеродное топливо при помощи стандартного двигателя, устроенного под определенный вид топлива, приводит в движение вал, который напрямую соединен с альтернатором. Последний – это электрогенератор переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую за счет установленных в его конструкции роторной обмотки и магнитов.
То есть, никаких посредников, поэтому очень важно, чтобы вращение вала, а соответственно и ротора, происходило при одинаковых оборотах. Снижение или увеличение скорости вращения приводит к снижению качества выработки электрического тока. Это и есть главный недостаток классического генератора¸ ведь со временем вращающиеся узлы и детали изнашиваются, что приводит в основном к снижению скорости вращения.
Вы приобрели генератор мощностью 5 кВт, а потребляемая мощность всех бытовых приборов и освещения в доме приблизительно 3 кВт. То есть, почти на половину генераторный агрегат будет работать вхолостую. Но при этом он будет «съедать» топлива именно на 5 кВт. Поэтому перед тем как купить это оборудования, необходимо точно рассчитать потребляемую мощность в доме. И уже под нее приобретать сам аппарат.
Многие потребители, приобретая генераторную установку, редко заглядывают в инструкцию или паспорт. А именно в этих документах производители предупреждают, что работа генератора ниже 25-процентной нагрузки строго запрещена. Обычно также указывается срок, в течение которого такая нагрузка разрешена, ведь экстренных ситуаций в жизни бывает много. Обозначается данный срок в часах в год. То есть, превышение данного показателя снимает всю ответственность производителя.
Внимание! Самое удивительно то, что большое количество жалоб от потребителей поступает именно по этой причине. Поэтому рекомендуем сначала изучить сопроводительные документы, а затем уже приобретать или эксплуатировать генератор.
Несмотря на то что у генераторов с классической технологий выработки электроэнергии столько недостатков, есть у них и один достаточно существенный полюс – это приемлемая цена оборудования в сравнении с другими разновидностями. Добавим сюда неплохую надежность агрегата и широкий диапазон мощностей. Что касается надежности и длительного срока эксплуатации, то все это будет в реальности, если генератор загружать по полной и делать периодически технический осмотр.
У инверторного генератора совершенно другой способ выработки электрической энергии, хотя это все тот же аппарат переменного тока. Он не выдает электроэнергию напрямую, как это происходит в классической модели. В его конструкции установлено несколько промежуточных узлов, основной из которых – аккумулятор.
Как происходит выработка электрического переменного тока?
Зачем необходима такая сложная схема, в чем ее преимущество? Все опять-таки упирается в расход углеводородного топлива. Для такого агрегата нет необходимости поддерживать постоянную скорость вращения ротор, она может быть достаточно небольшой, и этого будет хватать, чтобы зарядить аккумулятор. Правда, при сниженном вращении увеличится время зарядки. Но в данном случае это не столь важно. Получается так, что чем меньше скорость вращения, тем меньше топлива расходуется.
В дополнении можно сказать, что именно этот параметр влияет на размеры генератора. Он становится компактным и легким. Плюс – это бесшумная работа.
В принципе, основных недостатков два:
Что касается аккумулятора, то здесь есть еще один негативный момент. Его емкость может не выдержать необходимого объема потребления электроэнергии. То есть, вы сначала рассчитывали на определенную нагрузку в электрической сети дома, а через несколько месяцев она возросла. При этом батарея будет быстро разряжаться, а зарядка будет производиться медленно, ее-то и не будет хватать на потребляемую мощность. Придется отключать генератор, ждать, когда зарядится аккумулятор, после чего можно пользоваться электрической сетью. Скажем прямо, неудобно.
Итак, в этой статье был проведен разбор на тему: инверторный генератор или обычный классический – что лучше? Как видите, ответить однозначно на этот вопрос нельзя, поэтому рекомендуем сначала определиться с условиями эксплуатации оборудования в доме, а затем на основании анализа сделать правильный выбор.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Преобразователь может противодействовать значительному размеру нагрузки, но период времени при таком режиме составляет несколькими долями секунды.
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.
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.
