Znát vše o elektrocentrálách je nutné nejen pro inženýry, organizátory výroby a různé manažery, jak se obvykle věří. Znalost principu činnosti generátoru elektrického proudu je základním obecným kulturním poznáním moderního světa. Pochopení typů generátorů, z čeho se skládají, jak vybrat zařízení, může výrazně zlepšit váš vlastní život a zaručit pohodlí i v případě náhlého výpadku proudu.
historie
Není možné přesně říci, kteří specialisté vynalezli generátor elektřiny – mnoho inženýrů a elektrotechniků na něm pracovalo desítky let. Práce na takové technice pokračují i v XNUMX. století, kdy, jak by se zdálo, již nelze nic podstatného dodat. Rozhodujícím krokem k vytvoření generátoru byl objev interakce elektrického pole a magnetické střelky v roce 1820. Postupně se zjistilo, že elektrický proud se získává pouze v pohybujícím se magnetickém poli nebo když se v něm pohybuje vodič. Čest takového objevu sdílí Anjos Jedlik (Rakousko, 1827) a Michael Faraday (Anglie, 1831).
Přestože prvním byl maďarský vědec, mnohem slavnější bylo úsilí jeho britského kolegy. Právě on studoval elektromagnetickou indukci podrobně a komplexně a nesnažil se jen vytvořit konkrétní mechanismus. Jedlík navíc dokázal přejít od prototypů k plnohodnotnému dynamu až v 1850. letech 1831. století. Ale Michael Faraday vytvořil generátor elektrické energie (i když stále nedokonalý) již v roce XNUMX. Dynamos se ukázaly být historicky prvním typem, ale vzhledem k velikosti a složitosti přepínání ze scény zmizely.
Rok vynálezu prvního elektrického stroje v Rusku je 1833. Emmanuil Lenz zároveň objevil reverzibilitu systémů – jeden aparát lze použít jak pro výrobu, tak i jako elektromotor.
Ale archaické poddanské hospodářství neumožňovalo využít slibný vývoj a prioritu brzy neodvolatelně připadly průmyslovým státům. Do roku 1851 byly všechny generátory vyráběny pouze s permanentními magnety, v dalších 16 letech bylo možné zvýšit výkon díky jednoduchým elektromagnetům. V letech 1866-1867 několik vývojářů najednou představilo elektrické stroje na samobuzených magnetech.
Generátor belgicko-francouzského vynálezce Zenobe Gramma, postavený v roce 1870, byl poprvé široce používán pro průmyslové účely. Jakmile přišel dieselový motor, neznámý vývojář přišel na to, jak jej použít jako pohon generátoru. Již ve 1920. letech 1940. století se dieselové generátory začaly aktivně využívat v průmyslu. Výzkum fyziků ve XNUMX. letech XNUMX. století umožnil vytvořit magnetohydrodynamické generátory. Ale takové systémy mohou být použity výhradně ve velkých elektrárnách, neexistují žádné vyhlídky pro jejich domácí použití.
Zařízení a princip činnosti
Jakýkoli elektrický generátor přemění mechanický impuls na elektrický proud. Získává se kroucením cívky drátu umístěné v magnetickém poli. Cívka je rozdělena na dvě hlavní části: pevně upevněný magnet a drátěný rám. Oba hroty cívek jsou spojeny mechanicky kontaktním kroužkem posuvným na uhlíkovém kartáčku. Tento kartáč vede elektřinu.
Z principu činnosti generátoru také vyplývá, že impuls, který generuje rotující část, je přiváděn na vnitřní kontaktní kroužek. To se děje přesně v okamžiku projetí části rámu poblíž severního okraje magnetu. Zdroj střídavého proudu většinou funguje na principu tzv. generace silného proudu.
Má pouze jeden magnet, ale pohybuje se kolem několika vinutí. Stojí za zvážení, že generátor automobilu je uspořádán trochu jinak.
Začne působit při spuštění zapalovacího systému. V tomto okamžiku se proud přes sběrací kroužky přesune do sestavy kartáče a do budícího systému. Tam vytváří magnetické pole. Rotor připojený ke klikovému hřídeli generuje elektromagnetické oscilace. Na svorce převíjení vzniká střídavý indukovaný proud. Torzní frekvence samobuzeného generátoru stoupne na určitou úroveň a poté se aktivuje usměrňovač.
Přestože základním principem generování proudu je interakce magnetického pole, rotoru a statoru, různé zdroje mechanické energie mohou otáčet pohyblivou částí. Mohou být:
vnitřní spalovací motory.
Synchronní typ generátoru se vyznačuje shodou torzních frekvencí statorů a rotorů. Jako rotor je použit permanentní magnet. Když je zařízení spuštěno, rotor začne generovat slabé pole. Jakmile se rychlost zvýší, začne se generovat velká elektrická síla. Impuls prochází regulátorem napětí a je vydán do elektrické sítě.
Synchronní obvod umožňuje stabilizovat parametry emitovaného proudu. Existuje však vysoká možnost elektrického přetížení. Kromě toho je třeba provádět údržbu sestavy kartáčů, což okamžitě zvyšuje náklady pro spotřebitele.
Asynchronní modely nepřetržitě pracují v režimu brzdění. Rotor se otáčí předem a jeho orientace se shoduje s orientací magnetického pole vytvářeného statorem. Rotory mohou být fázové nebo zkratované.
Magnetické pole v asynchronních zařízeních nelze upravit. Proto jsou frekvence a proud proudu určeny přímo počtem závitů přístroje. V posledních desetiletích hrají významnou roli elektrochemické generátory, které generují proud na bázi vodíku. Pokoušejí se o uplatnění v autech, nicméně zatím se nepodařilo vytěsnit spalovací motor. Další možností generátoru je solární baterie, která funguje díky fotoelektrickému jevu.
Podle autonomie
Extrémně autonomní typ – jedná se o ruční elektrárny. V nich je mechanický pohyb získán díky svalové síle operátora. Rozhodně, očekávejte vysoký výkon a není nutná dlouhá práce. Ale můžete s jistotou přijímat proud v každé situaci, kdy nelze použít ani palivo, ani větrnou nebo vodní energii. Proto mohou být takové generátory součástí nouzových sad v letadlech, používané v nouzových případech expedicemi, armádou a tak dále. Podmíněně autonomní elektromagnetická zařízení – na benzínový pohon.
Podle počtu fází
Existují jednofázové a třífázové zařízení. Třífázové napájení je v domech a bytech vyžadováno jen zřídka. Výjimkou jsou staré motory, saunová kamna a podobná zařízení.
Připojení jednofázových spotřebičů k třífázovému generátoru musí být provedeno podle pravidla rovnoměrného rozdělení.
Jednoduchým pravidlem je, že pokud síť spotřebovává 20 kW nebo méně, nemá smysl mít tři fáze.
Podle režimu provozu
Hlavní používaná zařízení jsou navržena pro nepřetržitý provoz. Obvykle jezdí na naftu, i když existují výjimky. Takové zařízení může zajistit nepřetržité napájení a právě toto zařízení je instalováno ve velkých elektrárnách a tepelných elektrárnách. Modely záložních generátorů jsou určeny pro nouzové situace (při náhlém vypnutí napájení). Práce také někdy pokračují bez přerušení, ale jen pár hodin.
Podle oblasti použití
Domácí generátory jsou prezentovány v široké škále. Téměř všechny produkují jednofázový proud. Normální indikátory – 220 V, 50 Hz. Nejvýkonnější domácí spotřebiče se používají i pro svařování, stejně jako pro napájení malých dílen a autoservisů.
Důležité: možnost použití pro svařování musí být specifikována v dokumentaci – jinak je riziko velmi vysoké.
Pro průmyslové účely jsou zapotřebí výkonné stacionární generátory elektrické energie. Používají se také pro:
pevné chatové osady;
Klasifikace domácích spotřebičů
Benzín
Systémy poháněné větrem nebo proudící vodou se vyskytují pouze ve více či méně velkých elektrárnách. Není tak snadné je používat v polních (pochodových) podmínkách a dokonce jen doma. To platí zejména pro hydrogenerátory. Pokud jde o tepelné elektrárny pro soukromé použití, téměř vždy běží na benzín a vydávají omezený výkon, zařízení výkonnější než 20 kW lze nalézt zřídka. Obvykle používají benzín AI-92, použití AI-76 a AI-95 je možné jen příležitostně a i tak se nedoporučuje.
Nafta
Zařízení na naftu někdy produkují až 3 MW proudu. Dodají energii i velké rekreační vesnici s garážemi a podobnou infrastrukturou.
Dieselové generátory jsou k dispozici v mobilní nebo stacionární verzi. Sortiment takových produktů je velmi široký a zjevně pokryje všechny potřeby.
I relativně slabé modely jsou vhodné pro napájení svařovacích strojů.
Výrobci
Moderní elektrické generátory vyrobené v Rusku sebevědomě vyzývají zahraniční produkty. Nejoblíbenější značky jsou:
Řada ruských dodavatelů zahrnuje jak verze pro domácnost s výkonem 1000-2000 W, tak seriózní poloprůmyslové vzorky s výkonem až 5000 W. Konečně existují ještě výrazně výkonnější modely, které pomohou stavitelům a organizátorům výroby. Řada generátorů vyráběných v Ruské federaci je vybavena pokročilou řídicí a řídicí elektronikou, která hlídá technické parametry. Existují však i jednodušší verze – které jsou ve ztížených podmínkách mnohem stabilnější. A konečně, produkty ruských firem budou určitě dostupné spotřebitelům.
Segment domácností zastupuje například model EG-87220. Má záruku 14 měsíců. Palivová nádrž o objemu 15 l je ve většině případů dostačující, ale není k dispozici automatický start.
Nejvyšší výkon dosahuje 2200 wattů. Provozní napětí – předpokládané 220 V.
Vynikající generátory dodává i francouzská společnost SDMO. Obecně patří ke světové špičce ve výrobě elektrických generátorů různých typů a kapacit. Snadno si můžete vyzvednout benzínovou elektrárnu SDMO, která vám umožní vyřešit téměř jakýkoli myslitelný úkol. Nabízejí atraktivní výkon. V sortimentu francouzského koncernu jsou modely se speciálními rámy, které tlumí vibrace. Vybaveno špičkovými elektronickými součástkami.
K10M na sebe strhává pozornost. Vyrábí napětí 230 V a ovládá se z dálkového ovladače. K dispozici je výkonový jistič, schopnost pracovat při – 30 stupních. Rám je vybaven antivibračním systémem. Nechybí ani 12V nabíječka.
Konkurenční společnost Caiman vstoupila na ruský trh relativně nedávno. Přednosti svých produktů se jí však již podařilo předvést co nejpřesvědčivěji. Jeho modely jsou navrženy s očekáváním minimální hlučnosti a lze je bezpečně umístit i uvnitř domu. Všechny generátory této značky splňují nejvyšší ekologické standardy. Sortiment Caiman samozřejmě zahrnuje přístroje různých kapacit a rozměrů.
Tato značka se může pochlubit modelem Expert 3010X. Má pokročilou možnost chlazení vzduchem. Vačkový hřídel využívá pokročilý řetězový pohon.
Filtr zaručuje start generátoru i na velmi prašných místech. Automatizace zajistí, že startování bez oleje není možné. Za zmínku také stojí:
pár zásuvek chráněných před vlhkostí;
záruka výdrže baterie až 210 minut;
promyšlené chladicí zařízení;
vynikající bezkomutátorový systém nevyžadující sofistikovanou údržbu.
Velmi dobrou pozici na trhu zaujímá německý výrobce Endress. V samotném Německu, které již mnohé vypovídá, jsou jeho přístroje mimořádně oblíbené. Společnost aktivně využívá pokročilá integrovaná řešení. Stejně jako u předchozích dodavatelů sortiment zahrnuje celou škálu možností napájení. Výkon hlavní části modelů se pohybuje od 1500 do 9000 wattů. Téměř všechny stroje Endress jsou schopny dodávat napětí 220 a 380 V.
Dobrým příkladem je ESE 404 YS Diesel. Tato verze je ceněna pro svou spolehlivost a nízkou spotřebu paliva. Výkon zařízení dosahuje 3,9 kVA. Jmenovité napětí jednofázové elektrocentrály je 230 V. Elektrické krytí je provedeno na úrovni IP23.
Když už jsme u německých dodavatelů, bylo by hloupé ignorovat další oblíbenou značku – Fubag. Jeho elektrocentrály nejsou svou kvalitou horší než alespoň známější svářecí zařízení. Specialisté Fubag se starají nejen o technické vlastnosti, ale také o originální design, který usnadňuje údržbu. Generátory této značky formálně patří do profesionální kategorie. Neméně úspěšně se však používají i v soukromém sektoru.
Otevřená jednofázová elektrocentrála DS 16 A ES dodává proud až 13,6 kVA pomocí 51 l zásobníku. Je zajištěn předehřev vzduchu.
Konstruktéři se postarali o ochranu proti přetížení, úroveň elektrického odporu je IP23. Čtyřválcová instalace poskytuje proudovou sílu 54 A. Při zatížení 75 % bude zařízení pracovat až 10 hodin.
Ruští spotřebitelé také již dlouho oceňují výhody elektrocentrál značky Resanta. Jsou chváleni za:
vynikající poměr hmotnosti a výkonu;
stabilita výstupního napětí.
V sortimentu vyniká model BG 4000 R, který jezdí na benzín. Výkon – 3 kW, třída paliva – AI-92. Systém synchronních kartáčků funguje bezchybně, displej přináší informace uživateli. Klíč na svíčky, knoflík součástí. Ve skutečnosti se výroba provádí v Číně.
Mezi čínskými firmami příznivě vyniká značka ELITECH. U nás je znám od roku 2008. Takové generátory jsou nejen vysoce kvalitní, ale také nenáročné, jsou všestranné. Produkty ELITECH využívají nejnovější technologie a díky tomu se společnosti podařilo zatlačit zpět mnoho bývalých lídrů na trhu. Plynové generátory této společnosti se vyznačují kombinovaným startem, mohou být vyrobeny ve stacionární nebo mobilní formě.
Příkladem jednoduchého domácího generátoru je BES 950 R. S objemem nádrže 4,4 litru poskytuje proud 2,8 A. Start probíhá v manuálním režimu. Automatizace sleduje hladinu oleje a podle potřeby zařízení vypíná. Dvoudobý motor s horním ventilem má jeden vzduchem chlazený válec. Hlasitost zvuku dosahuje 56 dBA. Norské elektrocentrály si nezaslouží zvláštní zmínku, na rozdíl od značek:
Jak si vybrat?
Kupovat „jen tiché“ zařízení není úplně rozumné. Jako však nejvýkonnější zařízení. Nejprve byste se měli rozhodnout, pro jaký účel bude generátor používán:
v sezónním napájení;
jako záložní pojištění;
jako nouzové řešení;
jako trvalý zdroj energie.
Pro turisty, myslivce, rybáře a část komerčních spotřebitelů je správnější zvolit mobilní generátor. Zařídí také letní obyvatele. Ale výkon zařízení je kritický. Musí to být vyvážené: slabá technika úkol „nenatáhne“ a příliš silná bude zbytečně plýtvat zdroji.
Pomáhá určit požadovaný ukazatel tím, že vezme v úvahu koeficient startovacího proudu, stejně jako rozdělení zařízení na důležité a nepříliš důležité (vysavače, pračky, žehličky, mikrovlnné trouby není nutné přidávat).
Velmi důležitý je také počet fází. Z jednofázové elektrocentrály lze napájet pouze jednofázové spotřebiče. Pro domácí a národní použití to však není příliš významné. Pro vybavení stavenišť, průmyslových podniků a jejich jednotlivých dílen je nutné použít třífázové modely. Důležité: pro jednu fázi nevydávají více než 1/3 výkonu.
Dalším důležitým aspektem je použité palivo. Benzínový model vám umožní dodávat proud do domu v případě periodických poruch. Tato zařízení jsou kompaktní, relativně lehká a málo hlučná. Aktivně je využívají malé obchodní firmy – výrobní i obchodní. Dieselové úpravy jsou drahé, dělají spoustu hluku, ale vydávají hodně proudu a mohou fungovat dlouho bez přerušení. Modely jsou cenné tam, kde elektrické sítě nejsou k dispozici jako třída.
Dvoupalivové verze budou hospodárnější a univerzálnější než ostatní. Obvykle běží na benzín a plyn a přepínání je snadné.
Lahvový zkapalněný plyn je mnohem levnější než benzín. Tento režim je ještě výhodnější při napojení na dálnici. Asynchronní zařízení jsou určena pro venkovní napájení, měla by být také použita pro zvláště vlhké místnosti.
Problémem však je, že bezkomutátorové generátory nejsou schopny dodat dokonale kvalitní proud s optimální sinusovkou. Domácí spotřebiče a počítače jsou nejlépe napájeny synchronními zařízeními. I náchylnost k poškození prachem je odůvodněna stabilními parametry a vysokými proudovými charakteristikami. Alternátor s měděným vinutím bude dražší, ale mnohem lépe vede teplo a má vynikající výkon. Kromě toho byste měli věnovat pozornost:
přítomnost systému AVR (bez něj mohou přepětí rozbít telefony, tablety a notebooky);
typ ručního nebo elektrického startéru;
přítomnost možnosti automatického spuštění (a někdy i zastavení);
uzavřené nebo otevřené pouzdro (první možnost je stabilnější a spolehlivější, ale může se přehřát);
odpočítávání hodin (umožňující včasnou údržbu);
servisní schopnosti dodavatele.
Jaký generátor zvolit, viz níže.
Přehled elektrocentrály HUTER DY6500LXA viz níže.
