Главными элементами конструкции любого генератора является двигатель внутреннего сгорания и альтернатор, отвечающий за преобразование механической энергии в электрический ток. В каждом альтернаторе есть две основных детали: неподвижный статор и вращающийся намагниченный ротор, передающий при движении электродвижущую силу на обмотку статора. В зависимости от способа передачи этой силы, все генераторы и подразделяют на синхронные (щеточные) и на асинхронные (бесщеточные).
В конструкции синхронных генераторов присутствует обмотка на роторе, выполняющем функцию электромагнита, а также угольные (графитные) щетки, снимающие электрический ток с обмотки. При этом скорость вращения ротора и магнитного поля статора имеют равную величину (движение происходит синхронно).
В асинхронных генераторах щетки не применяются, а ротор вращается с более высокой скоростью по сравнению с магнитным полем статора (асинхронно). При этом остаточная намагниченность передается без прямого контакта и трения.
Особенности конструкции каждого типа генераторов определяют и разницу в рабочих характеристиках.
Стабильность напряжения и частоты электрического тока
Стабильность напряжения и частоты электрического тока – одна из самых главных характеристик, от которой зависит корректная работа подключенного оборудования. Синхронные генераторы создают ток более высокого качества, что делает возможным применение для обеспечения автономной работы компьютерной, офисной, измерительной и другой чувствительной техники. Кроме того, практически все современные модели оснащаются автоматическим стабилизатором напряжения (AVR), а отклонения значений напряжения от номинального не превышают 5%. У асинхронных электростанций эти значения могут достигать 10% (в пределах 200-240 В для однофазных устройств). Отклонения же по частоте не превышают 3% в обеих вариантах исполнения альтернатора.
Экономичность
Расход топлива зависит в первую очередь от типа двигателя, конструкция же альтернатора на этот показатель влияет незначительно, однако у синхронных моделей незначительная часть полезной энергии затрачивается на преодоление сопротивления при трении деталей. Самым высоким КПД обладают инверторные генераторы, на втором месте стоят дизельные, а на третьем – бензиновые.
Надежность и простота обслуживания
Благодаря простоте конструкции асинхронные электрогенераторы отличаются более высокой надежностью, меньше нагреваются при работе. Внутренняя их часть хорошо защищена от попадания влаги и пыли, а обслуживание заключается в периодической замене фильтров и масла.
Из-за нагрева при трении и необходимости организации воздушного охлаждения герметичная конструкция синхронного альтернатора невозможна, поэтому для предотвращения попадания загрязнений во внутреннюю часть производители используют систему фильтров, требующих периодической замены. Кроме того, по мере износа нужно менять и щетки, поэтому обслуживание такого оборудования будет более сложным, дорогим и трудоемким.
Распределение нагрузки
И синхронные, и асинхронные генераторы могут быть как однофазными на 220 В, так и трехфазными на 380 В. Разница в том, что мощность щеточной электростанции должна распределяться равномерно на все розетки, тогда как у бесщеточной допускается перекос фаз до 60-70%.
Устойчивость к пиковым нагрузкам
Такая характеристика особенно важна при использовании генераторов в качестве источника питания для насосного и холодильного оборудования, электродвигателей и другой техники с высокой реактивной мощностью при запуске. Синхронные электростанции более устойчивы к пиковым нагрузкам и способны кратковременно обеспечить мощность в 1,6 больше номинальной, тогда как у асинхронных аналогов этот показатель не превышает 1,3.
Ассортимент
На рынке представлен гораздо больший ассортимент генераторов с синхронным альтернатором с различными характеристиками, что можно объяснить их универсальностью, позволяющей подключать практически все типы электроприборов, включая чувствительные к перепадам напряжения. На долю асинхронных электростанций приходится всего 2-3% продаж, так как сфера их применения имеет ряд ограничений. Из-за этого и выбор таких устройств не очень велик, а некоторые модели с высокой мощностью поставляются исключительно на заказ под выполнение конкретных задач на стройке или на производстве.
Универсальность применения
Синхронные генераторы отличаются высокой степенью универсальности и подходят для обеспечения автономного электроснабжения практически всех типов электрических приборов и оборудования. К сожалению, они довольно чувствительны к воздействию влаги, а также к присутствию в воздухе пыли и других загрязняющих веществ. Асинхронные электростанции более неприхотливы, однако сферу их применения ограничивает посредственное качество электрического тока и низкая способность справляться с перегрузками, возникающими при запуске подключенной техники.
Срок службы
Срок службы любого генератора зависит от типа двигателя (дизельные и инверторные считаются более надежными и долговечными), материала обмотки (медь или алюминий), качества сборки, условий эксплуатации и многих других факторов. Если же отдельно рассматривать альтернатор, то рабочий ресурс асинхронных устройств больше, что объясняется более простой конструкцией, а также отсутствием трения и нагрева при работе.
Преимущества и недостатки синхронных генераторов
Преимущества:
- стабильность напряжения и частоты электрического тока, позволяющая подключать чувствительную технику;
- возможность точной регулировки величины выходного напряжения и силы тока;
- устойчивость к высоким пиковым нагрузкам, позволяющая подключать насосное, холодильное и другое оборудование;
- универсальность применения;
- большой ассортимент как бытовых, так и промышленных генераторов с различными рабочими характеристиками;
- возможность подключения стабилизатора выходного напряжения (во многих моделях он уже присутствует в конструкции).
Недостатки:
- необходимость регулярного обслуживания, включающего очистку от загрязнений, замену щеток и фильтров и т.д.;
- достаточно высокий уровень нагрева при работе, требующий эффективного воздушного охлаждения или периодических перерывов;
- низкая устойчивость к воздействию влаги и пыли;
- довольно высокая стоимость.
Лучшие модели синхронных генераторов
- Carver PPG- 3900АM – однофазный синхронный бензиновый электрогенератор, оснащенный надежным и экономичным четырехтактным двигателем LT-170F, потребляющим всего 365 грамм топлива на выработку 1 кВт/часа. Данная модель имеет топливный бак объемом 15 литров, обеспечивающий длительную работу без дозаправки, встроенную защиту от перегрузок и низкого уровня масла, звукоизоляционный открытый кожух (уровень шума при работе составляет до 69 дБ), а также пару колес и прочную рукоять. Встроенный стабилизатор напряжения (AVR) гарантирует высокое качество электрического тока и позволяет подключать к электростанции компьютерную технику, электроинструменты и другую чувствительную аппаратуру. Система подогрева впускного воздуха облегчает запуск оборудования при низкой температуре;
- Denzel GT-2200iS – компактный и легкий (20,9 кг) инверторный бензиновый синхронный генератор отличается экономным потреблением топлива, надежностью конструкции, тихой работой (до 57 дБ) и минимальным уровнем вибрации. Устройство достаточно легко обслуживать. Управление им тоже не вызовет у пользователей проблем. Оно гарантирует высокое качество электрического тока, устойчиво к механическим повреждениям и оснащено индикаторами, позволяющими визуально контролировать нагрузку и уровень топлива. Надежность изделия подтверждается трехлетней гарантией производителя. Данная модель отлично подойдет для применения в быту при аварийных отключениях электроэнергии, обеспечения работы небольших торговых точек, а также для поездок на природу;
- Сибртех 94543 БС-2800 – синхронный бензиновый электрогенератор оснащен надежным четырехтактным двигателем мощностью 6,5 л.с. и может применяться как в домашнем хозяйстве, так и для обеспечения работы инструмента на строительной площадке, оборудования небольшого магазина, офиса, кафе или другого объекта. Устройство оснащено встроенным автоматическим стабилизатором напряжения, гарантирующим высокое качество электрического тока, вместительным 15-литровым топливным баком, защитой от перегрузки, вольтметром, а также датчиками уровня топлива и масла;
- FUBAG DS 7000 DA ES – трехфазный производительный дизельный синхронный генератор предназначен для применения на строительных площадках, а также для обеспечения работы бытовой техники на даче или в частном доме, торгового и холодильного оборудования в магазине или других приборов, инструментов. Данная модель оснащена двумя розетками на 220 В и одной на 380 В, а также встроенной автоматической защитой от перепадов напряжения и короткого замыкания, счетчиком моточасов, вольтметром, информативным дисплеем. Наличие колес упрощает транспортировку устройства, а система подогрева входящего воздуха облегчает запуск при низкой температуре.
Преимущества и недостатки асинхронных генераторов
Преимущества:
- хорошая защита внутренней части от попадания пыли влаги, позволяющая применять генератор на строительных площадках, в помещениях с высоким уровнем влажности воздуха, в производственных цехах и в других сложных условиях;
- высокая устойчивость к коротким замыканиям – такие генераторы отлично подходят для обеспечения работы сварочного оборудования;
- простота и надежность конструкции;
- легкий вес и компактные размеры;
- минимальная потребность в периодическом обслуживании, заключающемся в замене фильтров и смазочных материалов;
- низкий уровень нагрева при работе;
- доступная стоимость;
- долговечность.
Недостатки:
- посредственное качество электрического тока – отклонения выходного напряжения могут достигать 10%;
- чувствительность к высоким пиковым нагрузкам (проблема решается применением дополнительного оборудования – стартового усилителя).
Лучшие модели асинхронных генераторов
- MOSA TS 200 DES/CF – профессиональный дизельный трехфазный асинхронный генератор этой марки оснащен надежным одноцилиндровым двигателем Yanmar L100 AE-DEG (Япония) с максимальной мощностью 4,8 кВт. Может применяться для обеспечения работы сварочного, строительного и другого оборудования. У данной модели предусмотрена возможность плавной регулировки величины сварочного тока, а безопасность эксплуатации обеспечивает наличие устройства защитного отключения и встроенная защита от перегрузки. Агрегат поставляется в комплекте с токосъемниками для подключения сварочного кабеля;
- RID RS 3541 А – асинхронный однофазный переносной бензиновый генератор оснащается надежным и долговечным двигателем марки Briggs&Stratton с верхним расположением клапанов. Может применяться для обеспечения автономного питания строительного, ремонтного и другого оборудования как в закрытых помещениях с низким качеством воздуха, так и на открытых площадках. Класс защиты данной модели соответствует стандарту IP 54, что означает защиту внутренней части от падающих под углом брызг воды и попадания твердых частиц диаметром более 1 мм. Расход топлива при максимальной нагрузке составляет 1,8 л/час;
- FoxWeld VARTEG G1500I – недорогой, компактный и очень легкий (всего 16,8 кг) бензиновый генератор с асинхронным альтернатором отлично подойдет для обеспечения комфортного отдыха на природе, автономной работы бытовой техники в периоды аварийных отключений электроэнергии или электроинструмента на строительной площадке. К особенностям устройства относится высокая степень надежности всех элементов, защита розетки от попадания загрязнений и доступа детей, информативный дисплей, датчик аварийного уровня масла, а также максимальная простота управления.
Сравнение основных характеристик синхронных и асинхронных генераторов
| Критерии | Синхронные генераторы | Асинхронные генераторы |
| Надежность и долговечность | Трение угольных щеток приводит к постепенному износу деталей, а необходимость воздушного охлаждения способствует попаданию во внутреннюю часть пыли и других загрязнений | Отсутствие в конструкции альтернатора соприкасающихся подвижных деталей способствует увеличению срока службы генератора в целом |
| Простота обслуживания | Помимо замены фильтров и масла требуется также замена щеток по мере их износа и очистка внутренней части от загрязнений | Обслуживание отличается максимальной простотой и заключается в периодической замене фильтров и доливе масла |
| Ассортимент | Синхронные генераторы занимают около 97-98% процентов рынка, поэтому выбор таких устройств очень велик | На асинхронные генераторы приходится всего около 2-3% продаж, поэтому ассортимент весьма ограничен |
| Качество электрического тока | Очень высокое, отклонения напряжения на выходе не превышают 5%, что позволяет подключать к устройству компьютерную и другую чувствительную технику | Среднее, отклонения напряжения на выходе могут достигать 10% |
| Экономичность | Зависит от типа двигателя – наиболее экономичны инверторные, далее идут дизельные и бензиновые расходуют топливо больше других | Также в основном зависит от типа двигателя, однако немного выше по сравнению с синхронными моделями из-за отсутствия необходимости затрачивать энергию на преодоление трения деталей |
| Устойчивость к пиковым нагрузкам | Высокая, позволяющая подключать насосное и другое оборудование с высокой, превышающей аналогичную характеристику генератора примерно в 1,6 раза, реактивной мощностью при запуске | Средняя, допускается кратковременное превышение номинальной мощности генератора примерно в 1,2-1,3 раза |
| Чувствительность к внешним воздействиям | Средняя, на открытом воздухе желательно размещать генератор под навесом или использовать защитный кожух | Низкая, так как детали надежно защищены от попадания влаги и пыли герметичным корпусом. Такие генераторы допускается применять на открытых строительных площадках, в запыленных производственных цехах или на природе |
Читайте также:
Какой генератор лучше: синхронный или асинхронный
Нельзя точно сказать, какой тип электростанций лучше, поскольку каждый из них имеет свои особенности.
Синхронные генераторы пользуются гораздо большей популярностью из-за их универсальности и возможности применения для обеспечения питания всех видов бытовой и офисной техники, а также приборов, чувствительных к качеству электрического тока. Чаще всего такое оборудование используют в частных домах, офисах, медицинских учреждениях и на других подобных объектах.
В то же время асинхронные электрогенераторы больше подойдут для применения на строительной площадке, в производственных цехах или в других сложных условиях, а также для подключения сварочного оборудования или бытовых приборов для комфортного отдыха на природе.
