Generator inwerterowy - jak to działa i jak działa

Kwestia nadwyżek energii jest nadal popularna wśród odbiorców energii. W tym celu producenci produkują obecnie masowo generatory elektryczne różnych typów i pojemności. Wśród wszystkich projektów takich urządzeń szczególne miejsce zajmują elitarne modele, które działają na zasadzie generowania wysokiej jakości energii elektrycznej.

W tym celu ich algorytm implementuje metodę inwerterowej konwersji głównych parametrów sygnałów elektrycznych. Dlatego nazywane są generatorami inwerterowymi.

Mogą być produkowane z różnymi mocami, ale najbardziej popularne wśród ludności są modele od 800 do 3000 watów.

Źródłem energii do zasilania silnika może być:

• benzyna:

• olej napędowy;

• gazu ziemnego.

Jak działa generator inwerterowy

Konstrukcja urządzenia zamknięta w jednym korpusie obejmuje:

• silnik spalinowy,

• alternator:

• jednostka konwertera inwertera;

• złącza do łączenia obwodów wyjściowych;

• organy kontrolne i monitorujące do śledzenia procesów technologicznych.

Do podłączenia urządzeń elektrycznych wykorzystuje się zwykłą przemysłową generację energii przez trzy styki zasilające wspólnego standardowego gniazda AC 220 woltów.

Oprócz napięcia prądu przemiennego, alternator dostarcza prąd stały, który można wykorzystać do ładowania. różne bateriena przykład używany do uruchamiania silnika samochodu. W tym celu w zestawie dostawy znajdują się specjalne zaciski do podłączenia go do jego zacisków wejściowych.

Generator wyposażony jest w zabezpieczenia, które automatycznie otwierają obwód zasilający w przypadku podłączenia nadmiernego obciążenia do styków wyjściowych. Zabezpieczenia kontrolują również stan techniczny silnika, w szczególności osiągnięcie krytycznego poziomu oleju. W przypadku niedostatecznego smarowania wszystkich ruchomych części, silnik automatycznie zatrzyma się w wyniku działania zabezpieczeń. Aby tego uniknąć, konieczne jest monitorowanie poziomu oleju w skrzyni korbowej.

Generatory te są zwykle wyposażone w silnik czterosuwowy z górnymi zaworami.

Zasada działania jednostki inwertera

Schemat wzajemnych powiązań różnych procesów technologicznych zachodzących podczas inwersji sygnałów ilustruje rysunek.

Silnik spalinowy napędza konwencjonalny generator, który wytwarza energię elektryczną sinusoidalny… Jego przepływ kierowany jest do mostka prostowniczego, składającego się z diod mocy umieszczonych na mocnych radiatorach chłodzących. W rezultacie na wyjściu uzyskuje się napięcie tętnienia.

Za mostkiem mamy filtr kondensatorowy, który wygładza tętnienia do stabilnej linii prostej typowej dla obwodów prądu stałego.Kondensatory elektrolityczne są specjalnie zaprojektowane do niezawodnej pracy przy napięciach powyżej 400 woltów.

Rezerwa ma na celu wykluczenie wpływu impulsów pulsujących na amplitudę napięcia roboczego 220 V: 220 ∙ 1,4 = 310 V. Pojemność kondensatorów jest obliczana zgodnie z mocą podłączonego obciążenia. W praktyce waha się od 470 μF i więcej dla jednego kondensatora.

Falownik otrzymuje wyprostowany stabilizowany prąd stały i generuje z niego wysokiej jakości harmoniczną częstotliwość przemysłowa.

Opracowano różne algorytmy procesów technologicznych dla pracy falownika, ale najlepsze kształty sygnału mają układy mostkowe z transformatorem.

Głównym elementem tworzącym sygnał sinusoidalny jest zmontowany półprzewodnikowy przełącznik tranzystorowy Elementy IGBT lub MOSFIT.

Aby utworzyć sinusoidę, stosuje się zasadę tworzenia wielokrotnie powtarzającej się okresowości Modulacja szerokości impulsów… Aby zaimplementować, każdy półokres wahania napięcia jest tworzony przez wystrzelenie określonej pary tranzystorów w trybie impulsowym o wysokiej częstotliwości z odpowiednią amplitudą, która zmienia się w czasie zgodnie z prawem sinusa.

Ostateczne wyrównanie fali sinusoidalnej i wygładzenie szczytów impulsów odbywa się za pomocą górnoprzepustowego filtra dolnoprzepustowego.

Dlatego blok inwertera służy do przekształcania energii elektrycznej generowanej przez uzwojenia generatora na stabilną wartość o dokładnej charakterystyce metrologicznej, która zapewnia stałą częstotliwość 50 Hz i napięcie 220 woltów.

Praca zespołu inwertera realizowana jest przez układ sterowania, który poprzez sprzężenie zwrotne steruje wszystkimi procesami technologicznymi generatora od różnych stanów silnika spalinowego po kształt sinusoidy napięcia i wielkość obciążenia podłączonego do wyjścia obwody.

W takim przypadku prąd płynący z uzwojeń generatora do bloku przekształtnika może znacznie różnić się częstotliwością i przebiegiem od wartości nominalnych. Jest to główna różnica między modelami falowników od wszystkich innych konstrukcji.

Zastosowanie falowników zapewnia znaczne korzyści w porównaniu z konwencjonalnymi generatorami:

1. Mają podwyższoną wydajność dzięki automatycznej regulacji prędkości obrotowej silnika podczas pracy i stworzeniu dla niej optymalnego trybu zgodnie z rzeczywistą wartością obciążenia.

Im większa moc jest dostarczana do silnika, tym szybciej jego wał zaczyna się obracać w warunkach, w których zużycie paliwa jest ściśle równoważone przez układ sterowania. W tradycyjnych generatorach zużycie paliwa jest słabo zależne od zastosowanego obciążenia.

2. Generatory inwerterowe dają prawie idealną falę sinusoidalną podczas zasilania odbiorników pod obciążeniem. Ten wysokiej jakości prąd jest bardzo ważny dla działania wrażliwych urządzeń cyfrowych.

3. Wymiary modeli elite są kompaktowe i lekkie w porównaniu do konwencjonalnych urządzeń o tej samej mocy.

4. Niezawodność generatorów inwerterowych jest tak wysoka, że ​​ich producenci gwarantują dwukrotnie dłuższą żywotność niż ich proste odpowiedniki.

Generatory inwerterowe są przeznaczone do pracy w trzech trybach:

1.praca ciągła przy obciążeniu znamionowym nieprzekraczającym deklarowanej przez producenta mocy wyjściowej;

2. krótkotrwałe przeciążenie trwające nie dłużej niż pół godziny;

3. uruchomienie silnika i dojście do trybu pracy generatora, gdy konieczne jest pokonanie dużych przeciwstawnych sił obrotu wirnika i obciążenia pojemnościowego w obwodzie sekcji mocy.

W trzecim trybie falownik może obsłużyć znaczną ilość mocy chwilowej zwrotnej, ale jego czas pracy jest ograniczony do zaledwie kilku milisekund.

Jak uruchomić silnik

Aby to zrobić, musisz wykonać szereg operacji. Przyjrzyjmy się ich kolejności na przykładzie jednego z dostępnych modeli generatora ER 2000i. Priorytet działania:

1. sprawdzić poziom oleju, gdyż bez niego rozruch nie nastąpi ze względu na zablokowanie przez zabezpieczenia i bardzo duże prawdopodobieństwo awarii;

2. wlać paliwo — bez niego silnik nie będzie miał skąd czerpać energii do wykonania ruchu obrotowego;

3. otwórz zawór korka wlewu paliwa;

4. przestaw przepustnicę w pozycję «Start»;

5. ustawić uchwyt kranika paliwa w pozycji „Praca”;

6. Uruchom generator ręcznie obracając linkę.

Po pierwszym uruchomieniu silnika na krótko zapala się kontrolka przeciążenia, a następnie na długi czas - wskaźnik napięcia w trybie normalnym, którego palenie wskazuje na optymalne warunki pracy.

Po uruchomieniu silnika generator pracuje na biegu jałowym i ma optymalne parametry elektryczne. Napięcie i częstotliwość pokazane na rysunku są wartościami normalnymi.

Po sprawdzeniu charakterystyki biegu jałowego podłączamy obciążenie do generatora, na przykład za pomocą mocnej przemysłowej suszarki do włosów.

Moc podłączonego urządzenia nie zmieniła napięcia i częstotliwości wyjściowej urządzenia, a ze wskazania prądu roboczego można oszacować moc pobieraną przez suszarkę do włosów.

Po tym eksperymencie podłączamy komputery cyfrowe do wyjścia DC i widzimy, że działa niezawodnie. Podczas korzystania z konwencjonalnych generatorów bez jednostki inwertera cyfrowe urządzenia mikroprocesorowe zawodzą z powodu złej jakości napięcia zasilania.

Zalecenia dotyczące bezpiecznego użytkowania

Generatory inwerterowe to urządzenia, które wykorzystują urządzenia mikroprocesorowe oraz zaawansowaną elektroniczną bazę danych. Właściwe przestrzeganie warunków eksploatacji, a także staranny transport i utrzymywanie warunków temperaturowo-wilgotnościowych podczas przechowywania są gwarancją jego długotrwałej eksploatacji.

Jeśli zimą stale przebywasz w nieogrzewanym garażu, na wszystkich częściach wewnętrznych może skraplać się para wodna, co spowoduje uszkodzenie elementów elektronicznych.