Co je lepší: synchronní nebo asynchronní generátor?

Tato recenze je subjektivním názorem redaktorů Tehcovet.Ru. Jak se tvoří hodnocení. Nezavazuje k nákupu a není reklamou. Před nákupem je nutná konzultace s odborníkem.

Hlavními konstrukčními prvky každého generátoru jsou spalovací motor a alternátor, který je zodpovědný za přeměnu mechanické energie na elektrický proud. Každý alternátor má dvě hlavní části: stacionární stator a rotující magnetizovaný rotor, který při pohybu přenáší elektromotorickou sílu na vinutí statoru. Podle způsobu přenosu této síly se všechny generátory dělí na synchronní (kartáčové) a asynchronní (bezkartáčové).

Konstrukce synchronních generátorů zahrnuje vinutí na rotoru, které funguje jako elektromagnet, a také uhlíkové (grafitové) kartáče, které odvádějí elektrický proud z vinutí. V tomto případě jsou rychlost otáčení rotoru a magnetické pole statoru stejné (pohyb probíhá synchronně).

U asynchronních generátorů se nepoužívají kartáče a rotor se otáčí vyšší rychlostí ve srovnání s magnetickým polem statoru (asynchronně). V tomto případě se zbytková magnetizace přenáší bez přímého kontaktu a tření.

Konstrukční vlastnosti každého typu generátoru určují rozdíl ve výkonnostních charakteristikách.

Stabilita napětí a frekvence elektrického proudu

Stabilita napětí a frekvence elektrického proudu je jednou z nejdůležitějších vlastností, na kterých závisí správná činnost připojeného zařízení. Synchronní generátory vytvářejí proud vyšší kvality, což umožňuje jejich využití k zajištění autonomního provozu výpočetní, kancelářské, měřicí a jiné citlivé techniky. Kromě toho jsou téměř všechny moderní modely vybaveny automatickým stabilizátorem napětí (AVR) a odchylky hodnot napětí od jmenovité hodnoty nepřesahují 5%. U asynchronních elektráren mohou tyto hodnoty dosáhnout 10 % (v rámci 200-240 V u jednofázových zařízení). Odchylky frekvence nepřesahují 3 % u obou verzí alternátoru.

Cenově efektivní

Spotřeba paliva závisí především na typu motoru, konstrukce alternátoru má na tento ukazatel malý vliv, u synchronních modelů je však malá část užitečné energie vynaložena na překonání odporu při tření dílů. Nejvyšší účinnost mají invertorové generátory, na druhém místě jsou dieselové generátory a na třetím benzinové generátory.

Spolehlivost a snadná údržba

Asynchronní elektrické generátory jsou díky své jednoduché konstrukci spolehlivější a při provozu se méně zahřívají. Jejich vnitřek je dobře chráněn před vlhkostí a prachem a údržba spočívá v pravidelné výměně filtrů a oleje.

Kvůli třecímu ohřevu a potřebě chlazení vzduchem je utěsněná konstrukce synchronního alternátoru nemožná, aby se zabránilo vnikání nečistot do vnitřní části, výrobci používají filtrační systém, který vyžaduje pravidelnou výměnu. Kromě toho je třeba kartáče vyměňovat, protože se opotřebovávají, takže údržba takového zařízení bude složitější, dražší a časově náročnější.

Rozložení zatížení

Synchronní i asynchronní generátory mohou být buď jednofázové na 220 V nebo třífázové na 380 V. Rozdíl je v tom, že výkon kartáčované elektrocentrály musí být distribuován rovnoměrně do všech zásuvek, zatímco u bezkomutátorové dochází k nesouososti fází je povoleno až 60-70 %.

Odolnost proti špičkovému zatížení

Tato vlastnost je zvláště důležitá při použití generátorů jako zdroje energie pro čerpací a chladicí zařízení, elektromotory a další zařízení s vysokým jalovým výkonem při spuštění. Synchronní elektrárny jsou odolnější vůči špičkovému zatížení a jsou schopny krátkodobě poskytnout výkon o 1,6 vyšší než jmenovitý výkon, zatímco u asynchronních analogů toto číslo nepřesahuje 1,3.

výběr

Na trhu je mnohem větší nabídka generátorů se synchronními alternátory s různými charakteristikami, což lze vysvětlit jejich univerzálností, která umožňuje připojení téměř všech typů elektrických spotřebičů, včetně těch citlivých na napěťové rázy. Asynchronní elektrárny tvoří pouze 2-3 % tržeb, protože rozsah jejich použití má řadu omezení. Z tohoto důvodu není výběr takových zařízení příliš velký a některé vysoce výkonné modely jsou dodávány výhradně na zakázku pro specifické úkoly na staveništi nebo ve výrobě.

Všestrannost aplikace

Synchronní generátory se vyznačují vysokou mírou všestrannosti a jsou vhodné pro poskytování autonomního napájení téměř všech typů elektrických přístrojů a zařízení. Bohužel jsou poměrně citlivé na vlhkost, stejně jako na přítomnost prachu a jiných škodlivin ve vzduchu. Asynchronní elektrárny jsou nenáročnější, ale jejich rozsah použití je limitován nevalnou kvalitou elektrického proudu a nízkou schopností vyrovnat se s přetížením, ke kterému dochází při spouštění připojených zařízení.

Životnost

Životnost jakéhokoli generátoru závisí na typu motoru (dieselové a invertorové motory jsou považovány za spolehlivější a odolnější), materiálu vinutí (měď nebo hliník), kvalitě konstrukce, provozních podmínkách a mnoha dalších faktorech. Pokud uvažujeme alternátor samostatně, pak je životnost asynchronních zařízení delší, což je vysvětleno jednodušší konstrukcí a také absencí tření a zahřívání během provozu.

Výhody a nevýhody synchronních generátorů

• stabilita napětí a frekvence elektrického proudu, což vám umožní připojit citlivá zařízení;
• schopnost přesně nastavit výstupní napětí a proud;
• odolnost vůči vysokému špičkovému zatížení, což vám umožní připojit čerpací, chladicí a další zařízení;
• univerzálnost použití;
• široký sortiment domácích i průmyslových generátorů s různými výkonnostními charakteristikami;
• možnost připojení stabilizátoru výstupního napětí (u mnoha modelů je již přítomen v návrhu).

• nutnost pravidelné údržby včetně čištění od nečistot, výměny kartáčů a filtrů atd.;
• poměrně vysoká úroveň zahřívání během provozu vyžadující účinné chlazení vzduchem nebo pravidelné přestávky;
• nízká odolnost proti vlhkosti a prachu;
• docela vysoké náklady.

Nejlepší modely synchronních generátorů

• Carver PPG-3900AM je jednofázová synchronní benzínová elektrocentrála vybavená spolehlivým a ekonomickým čtyřtaktním motorem LT-170F, který spotřebuje pouze 365 gramů paliva na výrobu 1 kW/hod. Tento model má 15litrovou palivovou nádrž, která zajišťuje dlouhodobý provoz bez doplňování paliva, vestavěnou ochranu proti přetížení a nízké hladině oleje, odhlučněný otevřený plášť (hladina hluku při provozu je až 69 dB) a také pár koleček a odolné rukojeti. Vestavěný stabilizátor napětí (AVR) zaručuje vysokou kvalitu elektrického proudu a umožňuje připojení výpočetní techniky, elektrického nářadí a dalších citlivých zařízení k elektrárně. Systém ohřevu nasávaného vzduchu usnadňuje spouštění zařízení při nízkých teplotách;
• Denzel GT-2200iS je kompaktní a lehký (20,9 kg) invertorový benzínový synchronní generátor vyznačující se ekonomickou spotřebou paliva, spolehlivým designem, tichým provozem (až 57 dB) a minimální úrovní vibrací. Zařízení je poměrně snadné na údržbu. Jeho správa nezpůsobí problémy ani uživatelům. Zaručuje vysoce kvalitní elektrický proud, je odolný proti mechanickému poškození a je vybaven indikátory, které umožňují vizuálně sledovat zatížení a hladinu paliva. Spolehlivost produktu potvrzuje tříletá záruka výrobce. Tento model se skvěle hodí pro použití v domácnosti při výpadcích proudu, zajištění provozu malých maloobchodních prodejen i na výlety do přírody;
• Sibrteh 94543 BS-2800 – synchronní benzínová elektrocentrála je vybavena spolehlivým čtyřtaktním motorem o výkonu 6,5 hp. a najde uplatnění jak v domácnosti, tak pro zajištění provozu nářadí na stavbě, vybavení malého obchodu, kanceláře, kavárny či jiného zařízení. Zařízení je vybaveno vestavěným automatickým stabilizátorem napětí, který zaručuje vysokou kvalitu elektrického proudu, prostornou 15litrovou palivovou nádrží, ochranou proti přetížení, voltmetrem a také snímači hladiny paliva a oleje;
• FUBAG DS 7000 DA ES je třífázová vysoce výkonná dieselová synchronní elektrocentrála určená pro použití na stavbách, dále pro zajištění provozu domácích spotřebičů v tuzemsku nebo v soukromém domě, komerčních a chladicích zařízení v prodejně, nebo jiné přístroje a nástroje. Tento model je vybaven dvěma zásuvkami 220 V a jednou 380 V, dále zabudovanou automatickou ochranou proti napěťovým rázům a zkratům, počítadlem motohodin, voltmetrem a informativním displejem. Přítomnost koleček zjednodušuje přepravu zařízení a systém ohřevu vstupního vzduchu usnadňuje startování při nízkých teplotách.

Výhody a nevýhody asynchronních generátorů

• dobrá ochrana vnitřní části před prachem a vlhkostí, umožňující použití generátoru na stavbách, v místnostech s vysokou vlhkostí vzduchu, ve výrobních dílnách a v jiných obtížných podmínkách;
• vysoká odolnost proti zkratům – takové generátory jsou vynikající pro zajištění provozu svařovacích zařízení;
• jednoduchost a spolehlivost designu;
• nízká hmotnost a kompaktní rozměry;
• minimální potřeba pravidelné údržby, která se skládá z výměny filtrů a maziv;
• nízká úroveň ohřevu během provozu;
• dostupné náklady;
• životnost.

• průměrná kvalita elektrického proudu – odchylky výstupního napětí mohou dosáhnout 10%;
• citlivost na vysoké špičkové zatížení (problém je vyřešen použitím přídavného zařízení – startovacího zesilovače).

Nejlepší modely asynchronních generátorů

• MOSA TS 200 DES/CF – profesionální dieselový třífázový asynchronní generátor této značky je vybaven spolehlivým jednoválcovým motorem Yanmar L100 AE-DEG (Japonsko) o maximálním výkonu 4,8 kW. Lze použít k zajištění provozu svařovacích, stavebních a jiných zařízení. Tento model poskytuje možnost plynule upravovat hodnotu svařovacího proudu a provozní bezpečnost je zajištěna přítomností proudového chrániče a vestavěnou ochranou proti přetížení. Jednotka je dodávána kompletní s proudovými sběrači pro připojení svařovacího kabelu;
• RID RS 3541 A – asynchronní jednofázový přenosný benzinový generátor je vybaven spolehlivým a odolným motorem Briggs&Stratton s horními ventily. Lze použít k zajištění autonomního napájení stavebních, opravárenských a dalších zařízení jak ve vnitřních prostorách s nízkou kvalitou vzduchu, tak na otevřených prostranstvích. Třída ochrany tohoto modelu odpovídá standardu IP 54, což znamená, že vnitřní část je chráněna před stříkající vodou padající pod úhlem a vnikáním pevných částic o průměru větším než 1 mm. Spotřeba paliva při maximálním zatížení je 1,8 l/hod.;
• FoxWeld VARTEG G1500I je levná, kompaktní a velmi lehká (pouze 16,8 kg) benzinová elektrocentrála s asynchronním alternátorem, perfektní pro zajištění pohodlné venkovní rekreace, autonomního provozu domácích spotřebičů v období výpadků proudu nebo elektrického nářadí na staveništi. Mezi vlastnosti zařízení patří vysoký stupeň spolehlivosti všech prvků, ochrana zásuvky před kontaminací a přístupem dětí, informativní displej, nouzový snímač hladiny oleje a také maximální snadnost ovládání.

Porovnání hlavních charakteristik synchronních a asynchronních generátorů

kritéria	Synchronní generátory	Asynchronní generátory
Spolehlivost a trvanlivost	Tření uhlíkových kartáčů vede k postupnému opotřebení dílů a nutnost chlazení vzduchem umožňuje pronikání prachu a jiných nečistot do interiéru.	Absence dotykových pohyblivých částí v konstrukci alternátoru pomáhá zvýšit životnost generátoru jako celku.
Snadná obsluha	Kromě výměny filtrů a oleje je potřeba vyměnit i kartáče, protože se opotřebovávají a vyčistit vnitřek od případných nečistot.	Údržba je extrémně jednoduchá a spočívá v pravidelné výměně filtrů a doplňování oleje.
výběr	Synchronní generátory zabírají asi 97–98 % trhu, takže výběr takových zařízení je velmi velký	Asynchronní generátory tvoří jen asi 2-3 % tržeb, takže sortiment je velmi omezený
Kvalita elektrického proudu	Velmi vysoké odchylky výstupního napětí nepřesahují 5%, což umožňuje připojení počítačů a dalších citlivých zařízení k zařízení	Průměrné odchylky výstupního napětí mohou dosáhnout 10%
Cenově efektivní	Závisí na typu motoru – invertorové motory jsou nejúspornější, následují dieselové motory a benzínové motory spotřebují paliva více než ostatní	Také záleží hlavně na typu motoru, ale mírně vyšší ve srovnání se synchronními modely kvůli nedostatku energie na překonání tření dílů
Odolnost proti špičkovému zatížení	Vysoká, umožňuje připojit čerpací a další zařízení s vysokým jalovým výkonem při spuštění, překračující stejnou charakteristiku generátoru přibližně 1,6krát	Je povoleno průměrné, krátkodobé překročení jmenovitého výkonu generátoru přibližně 1,2-1,3krát
Citlivost na vnější vlivy	Střední, venku je vhodné umístit generátor pod přístřešek nebo použít ochranný kryt	Nízká, protože díly jsou spolehlivě chráněny před vlhkostí a prachem utěsněným pouzdrem. Takové generátory lze použít na otevřených stavbách, v prašných výrobních dílnách nebo v přírodě

Viz také:

Který generátor je lepší: synchronní nebo asynchronní?

Nelze s jistotou říci, který typ elektrárny je lepší, protože každá z nich má své vlastní vlastnosti.

Synchronní generátory jsou mnohem populárnější pro svou všestrannost a možnost použití pro napájení všech typů domácích a kancelářských zařízení a také zařízení, která jsou citlivá na kvalitu elektrického proudu. Nejčastěji se takové zařízení používá v soukromých domech, kancelářích, zdravotnických zařízeních a dalších podobných zařízeních.

Asynchronní elektrocentrály jsou přitom vhodnější pro použití na stavbě, ve výrobních dílnách nebo v jiných ztížených podmínkách, stejně jako pro připojení svářecí techniky nebo domácích spotřebičů pro pohodlnou rekreaci v přírodě.

Nejprve však princip fungování elektrického generátoru

Princip fungováníVýkon jakéhokoli generátoru je založen na jevu elektromagnetické indukce. Přeměnu mechanické energie motoru (rotační) na energii elektrického proudu znázorňuje následující obrázek:

Pokud se rám otáčí rovnoměrně v jednotném magnetickém poli, objeví se v něm proměnná E.M.F. (elektromotorická síla), jejíž frekvence je rovna frekvenci otáčení rámu. Ať už rámem rotujeme v magnetickém poli, nebo magnetickém poli kolem rámu, nebo magnetickém poli uvnitř rámu, výsledek bude stejný – E.M.F. , měnící se podle harmonického zákona.

Video, princip činnosti generátoru elektrického proudu.

Charakteristické vlastnosti synchronních a asynchronních generátorů:

Synchronní generátor

Jedná se o synchronní elektrický stroj pracující v režimu generátoru, ve kterém se frekvence otáčení magnetického pole statoru rovná frekvenci otáčení rotoru. Rotor se skládá z vinutí, když je přivedeno napětí, na které se objeví magnetické pole s magnetickými póly a vytvoří rotující magnetické pole, které při průchodu statorovým vinutím v něm indukuje EMF.

В v závislosti na typu vinutírotor může být klecový nebo fázový. Rotující magnetické pole vytvářené pomocným statorovým vinutím indukuje magnetické pole na rotoru, které rotací s rotorem indukuje emf v pracovním statorovém vinutí, stejně jako v asynchronním generátoru.

Rotorpři spouštění elektrárny, vytváří slabé magnetické pole, ale s rostoucí rychlostí se zvyšuje i EMF v budícím vinutí. Napětí z tohoto vinutí je přiváděno do rotoru přes automatickou regulační jednotku (AVR), řídící výstupní napětí změnou magnetického pole.

Například, připojená indukční zátěž demagnetizuje generátor a snižuje napětí, a když je připojena kapacitní zátěž, generátor je předpětí a napětí se zvyšuje. Říká se tomu „kotevní reakce“.

Aby byla zajištěna stabilita výstupního napětí je nutné měnit magnetické pole rotoru regulací proudu v jeho vinutí (u synchronních generátorů), kterou zajišťuje jednotka AVR (Automatic Voltage Regulator).

Díky tomuto způsobu nastavení, bez ohledu na změny zatěžovacího proudu a otáček motoru elektrárny, zůstává stabilita výstupního napětí generátoru velmi vysoká, na úrovni ±1 %.

Výhoda synchronních generátorů je vysoká stabilita výstupního napětí, nevýhodou je však možnost proudového přetížení, protože při příliš velkém zatížení může regulátor nadměrně zvýšit proud ve vinutí rotoru, což může vést k poruše.

Více do nevýhody synchronního lze připsat generátory přítomnost sestavy kartáče, které dříve nebo později bude nutné opravit, i když v současnosti je tento nedostatek prakticky odstraněn Protože moderní synchronní generátory jsou většinou bezkomutátorové, jejich rotor nemá sestavu komutátor-kartáč a proud v budicím vinutí (v. rotor) je indukován střídavým magnetickým polem vytvářeným hlavním a/nebo přídavným statorovým vinutím.

Asynchronní generátor

Asynchronní elektrický stroj pracující v režimu brzdění, jehož rotor se otáčí dopředu, ale ve stejném směru jako magnetické pole statoru.

V asynchronním generátoru rotor dokončen trvalý magnet nebo elektromagnet. Počet pólů rotoru může být dva, čtyři atd., ale násobek dvou.

V domácích benzínových a naftových motorech V elektrárnách se zpravidla používá rotor se dvěma póly, který určuje otáčky motoru elektrárny při 3000 ot./min. Dieselové elektrárny s rychlostí otáčení 1500 ot/min využívají čtyřpólový asynchronní generátor.

Rotující magnetické pole vždy zůstává beze změny a nejsou nastavitelné, v důsledku čehož napětí a frekvence na výstupu generátoru závisí na rychlosti rotoru a v důsledku toho na stabilitě otáčení motoru elektrárny.

Navzdory snadné údržbě, nízké citlivosti na zkrat a nízké ceně, asynchronní generátory se používají poměrně zřídka, protože existují řada nevýhod: vysoká cena v závislosti na aktivní indukční povaze zátěže; nespolehlivost provozu při extrémním zatížení; závislost výstupního napětí a frekvence proudu na stabilitě motoru atp.