Трифазни генератори: устройство и принцип на работа, правила за свързване

Трифазният генератор се използва широко в частния сектор. Такива генератори имат мощност от 6, 10, 15 kW и повече. Тази статия описва схемата и принципа на работа на такива устройства, посочва основните им разлики и правилата за свързване.

Целта на електрическия генератор е да преобразува механичната енергия в електрическа. Състои се от 2 основни части - подвижен ротор и неподвижен статор.

• Роторът е монтиран на лагери... От една страна към него е свързано задвижване от външен източник на движение, а от друга - работно колело за охлаждане.
• Статор - фиксиран елемент... Съдържа монтажните крачета на модула, охладителните ребра и изходните клеми. А също и табела с технически характеристики.

Други компоненти.

• Плъзгащ контакт на ротора. Необходимо е захранване на намотките му или източване на произведеното електричество. Повечето модели го нямат.
• Индикатор и средства за управление.
• Странични капаци.
• Масленки за подаване на грес към лагери и други също толкова важни елементи.

Сега трябва да разберете метода за получаване на електричество.

Принцип на работа на трифазни генератори въз основа на закона за електромагнитната индукция. То гласи: електродвижеща сила (EMF) ще бъде индуцирана в краищата на метална рамка, поставена във въртящо се магнитно поле. В този случай както самата рамка, така и магнитите могат да се въртят.

Ето как работят демо моделите. В реалните генератори вместо рамка се използва намотка от тънка медна тел с проводници, изолирани един от друг. Това се прави, за да се повиши ефективността на инсталацията.

В съвременните модели на 3-фазни генератори роторът действа като магнит. В този случай магнитът може да бъде постоянен или електрически. В последния случай се използва плъзгащ се контакт с графитни четки за захранване на ротора. За да стартирате такова устройство, е необходим отделен източник на електричество.

Силовата намотка се намира в статора. Това премахва необходимостта от прехвърляне на големи токове през плъзгащия се контакт и повишава експлоатационната надеждност.

3-фазните алтернатори имат редица предимства.

1. По-висока ефективност в сравнение с еднофазните. Това означава, че е необходимо по-малко гориво, за да се получи същата мощност на тока.
2. От един генератор е възможно да се получат 2 стойности на напрежението, които се различават 1,75 пъти. Обикновено това са 380 V и 220 V. Това разширява обхвата на неговото приложение, такъв генератор може да се използва както в частна къща, така и в индустрията.
3. Със същата сила имат по-малки габаритни размери и тегло от монофазните.
4. За предаване на 3-фазен ток са необходими 3 или 4 проводника. За работата на 3 монофазни генератора на проводници са необходими минимум 6.
5. По-висок надеждност на инсталацията.
6. Повечето промишлени съоръжения се нуждаят от точно 3-фазен ток, за да работят.... Използването на такъв генератор решава този проблем.
7. За да се получи еднофазно напрежение, може да се свърже само 1 намотка. Но това не е най-доброто решение от гледна точка на икономиката.
8. От променлив ток, с помощта на токоизправител, можете да направите постоянен.

Такива генератори имат и недостатъци.

1. Относителната сложност на връзката от правна гледна точка. За законно свързване на 3-фазно напрежение е необходимо специално разрешение от енергийната компания. И получаването му е много проблемно.
2. Мерките за сигурност трябва да бъдат засилени. Необходими са повече защитни устройства, на всяка фаза трябва да се инсталира RCD.
3. Не се препоръчва да оставяте работещ генератор без надзор.... Необходимо е да се следят показанията на инструментите.
4. Шум и вибрации когато устройството работи.

3-фазните алтернатори не се различават много един от друг. Те се различават само по мощност и конструктивни характеристики.

Според мощността на генерирания ток те са:

• 5 kW;
• 6 kW;
• 10 kW;
• 12 kW;
• 15 kW или повече.

Освен това действителната мощност зависи от много фактори, като качеството и чистотата на горивото, състоянието на атмосферата (на студено и при висока влажност мощността намалява) и други.

Според вида на използваното гориво генераторите са:

• дизел;
• бензин;
• работа на дърва или природен газ.

Най-разпространени са първите 2 варианта. При което дизеловите, поради своя дизайн, са по-надеждни, защото работят без запалителна система. Освен това са по-икономични. Бензинът от своя страна стартира по-лесно в трудни условия.

Според принципа на действие генераторите биват синхронни и асинхронни.

• Синхронно. Предимството им е, че могат да издържат на краткотрайно претоварване от 5-6 пъти. Това се случва при стартиране на някои видове електродвигатели и друго мощно оборудване, когато пусковите токове са значително по-високи от номиналните. Но те имат недостатъци - това са големи размери и тегло, както и по-малко надеждност в сравнение с техните асинхронни колеги.

• Асинхронен. Основните им характеристики са лекота, компактност, простота на дизайна и безпроблемна работа. Но те веднага се провалят при претоварване. Следователно максималната мощност, която генерират, трябва да бъде значително по-висока от тази, консумирана от потребителите (3 - 4 пъти). Освен това се препоръчва да се инсталира висококачествена и скъпа защита от претоварване.

Също така генераторите могат да имат допълнителни функции:

• възможност за свързване на допълнителни линии за увеличаване на товароносимостта;
• настройка на характеристиките на изходния ток (например неговата форма);
• наличието на електромагнитно реле-регулатор.

По дизайн генераторите са:

• основен;
• спомагателен.

Те се различават само по начина, по който са свързани.

Това е всичко за класификацията на генераторите. Сега нека поговорим за избора на това устройство.

Когато купувате, първо се ръководете от условията, при които ще работи генераторът.

• Първо, определете необходимата мощност... Тя трябва да надвишава общата мощност на едновременно включени консуматори. Препоръчително е да имате малък (или голям) запас в случай на спешни случаи.

• Изберете вида гориво. Решете кое е по-важно за вас – икономичността или способността да бягате при всякакви условия.

• Ако са възможни претоварвания в мрежата, трябва да закупите синхронен модел. Но имайте предвид, че той ще изисква по-задълбочена поддръжка от асинхронния и има по-кратък живот. И ще трябва да похарчите пари за системата за защита. Ако претоварванията са напълно елиминирани, асинхронният генератор е най-добрият избор.

След това проверете изработката.

• Завъртете ротора на ръка. Трябва да се върти лесно. Без хрускане, щракане и дръпване в лагерите, както и изтичане на ротора. Не трябва да се клати в лагерите.
• Контактите и клемите трябва да са лъскави... Не се допускат оголени нишки. Ако има проводници, е необходима надеждна изолация. Особено на ставите и завоите.
• Статорът и рамката трябва да са без пукнатини. Разгледайте внимателно опората.
• Проверете функционирането на генератора... Показанията на измервателното оборудване трябва да са стабилни. Звукът на отработените газове трябва да е равномерен.
• Отговорните производители боядисват продукта внимателно и прикрепят добре логото. Ако боята е под съмнение, по-добре е да откажете такъв генератор.
• Стабилността на всяка компания се определя от качеството на услугата. Уверете се, че когато възникне неизправност, можете да намерите специалист, който да я отстрани.

След това разгледайте допълнителните функции.

• Добре е измервателните уреди вече да са монтирани фабрично.
• По-добре е да купувате модели, които имат както ръчно стартиране, така и стартер.
• Проверете за лекота на транспортиране. Ако има колела, те трябва да се въртят добре. Ако има дръжки, те трябва да са удобни за държане.

И не се страхувайте да задавате въпроси на консултантите, дори, според тях, смешни. Времето, което отделяте за избор, е повече от компенсирано от безпроблемна работа.

Основната задача при свързване към съществуващата електрическа мрежа е предотвратяват "срещата" на генерирания ток и този, идващ от централата. В противен случай последствията ще бъдат ужасни.

За да разрешите този проблем, има няколко метода за свързване на генератора към електрическата мрежа.

Най-лесният метод. Потребителите са свързани директно към генератора. Но има сериозни недостатъци:

• пълна липса на защитни устройства;
• трябва да закупите специален 4-полюсен контакт, предназначен за висок ток.

Този метод е силно обезкуражен. Писахме за него само защото съществува.

Това е по-удобен метод, тъй като не изисква никакви промени в съществуващата електрическа мрежа. Особено добре се е доказал в частни домове.

Следвайте стъпките по-долу, за да се свържете.

• Изключете входния прекъсвач на централизираната електроразпределителна система. Просто казано, обеззахранвайте къщата.
• Инсталирайте нов 4-полюсен прекъсвач в таблото. Свържете изходните му контакти към домашната мрежа.
• Внимателно свържете кабела на генератора към новата машина. Всички проводници са свързани към съответните клеми.

Основният недостатък на предишната схема е възможността мрежово напрежение да влезе в генератора. Това може да се случи, ако превключвателите не се използват внимателно. За да предотвратите това, генераторът може да бъде свързан чрез превключвател.

Такава връзка напълно елиминира възможността от късо съединение. Превключвателят има 3 контакта:

• първо - храна за потребителите от централизирана мрежа;
• трети - захранване от генератора;
• централна - мрежата е напълно изключена.

Потребителите са свързани към централния контакт.

След превключвателя трябва да се монтират предпазители, RCD и друго защитно оборудване.

По този начин се свързват главните генератори.

Основният недостатък на всички тези методи е ръчното управление. И понякога е необходимо генераторът да се стартира автоматично (особено в аварийни ситуации). В тези случаи се използва автоматична система за активиране.

Включва 2 кросстартера и контролен модул. В случай на прекъсване на тока те изключват консуматорите от централизираната система и се свързват към генератор.

Независимо от метода на свързване, никога не забравяйте да заземите рамката на генератора. И най-важното: комутационни устройства, превключватели и предпазители не трябва да се поставят в заземяващия проводник. Това ще предотврати инциденти и ще гарантира безопасната работа на устройството.

За кой генератор да закупите: еднофазен или трифазен, вижте по-долу.