В устойчиво любого генератора для выработки электрического тока входит альтернатор. Именно он производит напряжение, преобразуя механическую энергию вращения от коленвала двигателя в электроэнергию. Но такой узел может быть нескольких типов – синхронный или асинхронный. От этого зависит сложность конструкции, рабочие показатели, срок службы. Тем, кто задумывается о приобретении дизельной электростанции будет полезно узнать, какой генератор лучше синхронный или асинхронный.
Содержание:
Все типы альтернаторов имеют ротор и статор. Первый элемент связан с коленвалом двигателя. Он тоже вращается. Статор – это неподвижная часть с обмоткой, внутри которой расположен якорь. Вращение приводит к образованию переменного тока. На этом общие моменты заканчиваются, а дальше начинаются отличия синхронного и асинхронного генераторов.
Сперва рассмотрим, что такое синхронный генератор. В нем на роторе тоже присутствует обмотка. Вращение ротора внутри статора приводит к образованию электромагнитного поля. При этом частота электрического тока и частота электромагнитного поля одинаковые. Поэтому такой тип называется синхронным. Изменяя величину тока, подаваемого на якорь, можно менять характеристики электромагнитного поля. Это позволяет легко регулировать выходное напряжение. У трехфазных моделей перекос по фазам составляет до 33%. Коэффициент линейных искажений возможен в диапазоне 13-25%.
Передача напряжения происходит посредством щеточного узла, контактирующего с токосъемными кольцами. Графитовые щетки постепенно стираются, а также нагреваются в процессе использования. Естественным рабочим проявлением считается искрообразование. Для охлаждения применяется вентилятор, установленный на едином валу. Он затягивает внутрь окружающий воздух, что приводит к накоплению пыли. Щетки требуют периодической замены. В противном случае подгоревшие графитовые элементы создают излишнее сопротивление, чем еще больше нагревают якорь, а также снижают производительность.
Среди преимуществ синхронных альтернаторов для генераторов:
В синхронных альтернаторах последних поколений некоторых производителей используется бесконтактная система brushless или аналоги. Она возбуждает ток на катушках без щеток, чем устраняет все существующие недостатки. Но цена такого оборудования выше. Вот пример бесщеточного синхронного альтернатора – SS-SA-540. Он рассчитан на производство напряжения до 540 кВт. Выдает одну или три фазы. Использует систему возбуждения SHUNT. Модель TSS-SA-105(Y) подойдет для генератора, вырабатывающего 100-105 кВт. У нее тоже бесщеточный узел.
В асинхронных типах на роторе нет обмотки, а присутствуют лишь пластины. Для возбуждения используется остаточная намагниченность якоря, поэтому принцип работы асинхронного генератора заключается в индукции. Частота вращения якоря и магнитного поля здесь разные. Поскольку обмотка присутствует только на статоре, а также нет щеточного узла, общая конструкция получилась гораздо проще. Это дает следующие преимущества:
Это позволяет выпускать генераторы для сложных промышленных условий в герметичном корпусе. Закрытый кожух можно использовать при повышенной влажности или даже под прямым осадками на улице.
Но напряжение у асинхронных альтернаторов скачет, поэтому для прямого запитывания чувствительного оборудования они не подходят. Еще устройство хуже переносит скачки потребляемого тока со стороны запитываемых приборов. Чтобы устранить перегрузку, современные модели оснащаются системами стартового усиления. Общий перекос по фазам у трехфазников достигает 60-70%. Нелинейные искажения возможны в пределах 2-10%.
Мы рассмотрели, в чем заключается принцип работы синхронного генератора и его асинхронного аналога. Теперь поговорим, для каких целей лучше подходит тот или иной вариант.
Для пыльных или влажных условий лучше асинхронные версии. Они прослужат дольше, обойдутся дешевле. Чаще всего от таких генераторов запитывают сварочные аппараты, водонагреватели. Сами альтернаторы хорошо работают в паре с ветряными турбинами.
Если требуется высокая мощность со стабильным напряжением, выбирают синхронные ДГУ. Они применимы для подключения компрессоров, холодильных и морозильных установок, насосов – различных приборов с высокими пусковыми токами. Если приобрести бесщеточную версию, тогда устройство прослужит гораздо дольше, потребуется меньше обслуживания. При выборе синхронного альтернатора важно учитывать вырабатываемую мощность. Она должна соответствовать возможностям дизельного двигателя, а также покрывать потребности по напряжению для потребителей
