Трифазні генератори: пристрій і принцип роботи, правила підключення

Трифазні генератори: пристрій і принцип роботи, правила підключення

Трифазний генератор знаходить широке застосування в приватному секторі. Такі електрогенератори мають потужність 6, 10, 15 кВт і вище. У цій статті розглянуто схему і принцип роботи таких пристроїв, вказано їхні основні відмінності і правила підключення.

Пристрій

Призначення електричного генератора - перетворювати механічну енергію на електричну. Він складається з 2-х основних частин - рухомого ротора і нерухомого статора.


  • Ротор закріплюється на підшипниках. З одного боку до нього приєднується привід від зовнішнього джерела руху, а з іншого - кричата для охолодження.
  • Статор - нерухомий елемент. На ньому розташовані лапи кріплення установки, охолоджувальні ребра і вихідні клеми. А ще табличка з технічними характеристиками.

Інші складові частини.

  • Ковзний контакт ротора. Необхідний для живлення його обмоток або відведення електрики, що генерується. У більшості моделей його немає.
  • Засоби індикації та контролю.
  • Бічні кришки.
  • Маслянки для подачі мастила до підшипників та інші не менш важливі елементи.

Тепер потрібно розібратися в методі отримання електрики.

Принцип роботи

Принцип дії трифазних генераторів заснований на законі електромагнітної індукції. Він говорить: на кінцях металевої рамки, поміщеної в обертове магнітне поле, буде індукуватися електродвижущая сила (ЕДС). При цьому може обертатися як сама рамка, так і магніти.

Так влаштовані демонстраційні моделі. У реальних генераторах замість рамки застосовується котушка з тонкого мідного дроту з ізольованими один від одного жилами. Це робиться для збільшення коефіцієнта корисної дії установки.

Так працює однофазний генератор. Для отримання 3-фазного струму обмоток має бути 3. При цьому вони розташовуються по окружності, і кут між ними (його називають кут зсуву фаз) становить 120 градусів.

У сучасних моделях 3-х фазних генераторів в якості магніту виступає ротор. При цьому магніт може бути постійним або електричним. В останньому випадку для харчування ротора застосовують ковзний контакт з графітовими щітками. Для запуску такого пристрою потрібне окреме джерело електроенергії.


Силова обмотка розташовується в статорі. Це прибирає необхідність передавати великі струми через ковзний контакт і підвищує надійність роботи.

Переваги і недоліки

3-х фазні генератори змінного струму мають цілий ряд достоїнств.

  • Більш високий коефіцієнт корисної дії порівняно з однофазними. Це означає, що для отримання однакової потужності струму потрібно менше палива.
  • З одного генератора можливе отримання 2-х значень напруги, що відрізняються в 1,75 рази. Зазвичай це 380 В і 220 В. Це розширює сферу його застосування, такий генератор можна використовувати і в приватному будинку, і в промисловості.
  • При однаковій потужності вони володіють меншими габаритними розмірами і масою, ніж однофазні.
  • Для передачі 3-х фазного струму потрібно 3 або 4 дроти. Для роботи 3-х однофазних генераторів проводів потрібно мінімум 6.
  • Більш висока надійність установки.
  • Для роботи більшості промислового обладнання потрібен саме 3-х фазний струм. Застосування такого генератора вирішує це завдання.
  • Для отримання однофазної напруги можна підключити тільки 1 обмотку. Але це не найкраще рішення з точки зору економічності.
  • З змінного струму за допомогою випрямлювача можна зробити постійний.

Такі генератори мають і недоліки.

  • Відносна складність підключення з юридичної точки зору. Для легального підведення 3-х фазної напруги потрібна спеціальна роздільна здатність від енергокомпанії. А отримати його досить клопітно.
  • Необхідно посилення засобів безпеки. Потрібно більше пристроїв захисту, УЗО необхідно ставити на кожну фазу.
  • Працюючий генератор не рекомендується залишати без нагляду. Потрібно стежити за показаннями контрольно-вимірювальної апаратури.
  • Шум і вібрація при роботі пристрою.

Види

3-фазні генератори змінного струму не мають сильних відмінностей між собою. Вони відрізняються лише потужністю і особливостями конструкції.

За потужністю вироблюваного струму вони бувають:

  • 5 кВт;
  • 6 кВт;
  • 10 кВт;
  • 12 кВт;
  • 15 кВт і більше.

Треба сказати, що це стандартний ряд потужності, і він не є абсолютним. Виробники можуть виготовляти машини і з іншими характеристиками.

Крім того, реальна вихідна потужність залежить від багатьох факторів, таких як якість і чистота палива, стан атмосфери (на холоді і при високій вологості потужність зменшується) тощо.


За видом застосовуваного палива генератори бувають:

  • дизельні;
  • бензинові;
  • працюють на дровах або природному газі.

Найбільше поширення набули перші 2 варіанти. При цьому дизельні, в силу своєї конструкції, надійніше, оскільки працюють без системи запалювання. Ще вони більш економічні. Бензинові, в свою чергу, легше запускаються в складних умовах.

Моделі на газу не такі ефективні в приватному користуванні, і тому менш поширені.

За принципом дії генератори бувають синхронні та асинхронні.

  • Синхронні. Їх гідність - можуть витримати короткочасне перевантаження в 5-6 разів. Таке буває при запуску деяких типів електродвигунів та іншого потужного обладнання, коли пускові струми значно перевищують номінальні. Але у них є недоліки - це великі габарити і маса, а також менша надійність порівняно з асинхронними побратимами.
  • Асинхронні. Їхні основні риси - легкість, компактність, простота конструкції і безвідмовність роботи. Але вони відразу виходять з ладу при перевантаженні. Тому максимально вироблена ними потужність повинна бути значно вище, ніж споживачами, що витрачаються (рази в 3 - 4). До того ж рекомендується ставити якісний і дорогий захист від перевантажень.

Також генератори можуть мати додаткові функції:


  • можливість підключення додаткових ліній для збільшення навантажувальної спроможності;
  • регулювання характеристик вихідного струму (наприклад, його форми);
  • наявність електромагнітного реле-регулятора.

За призначенням генератори бувають:

  • основні;
  • допоміжні.

Вони розрізняються тільки способом з'єднання.

Це все, що стосується класифікації генераторів. Тепер давайте поговоримо про вибір цього пристрою.

Як вибрати?

При покупці в першу чергу орієнтуйтеся на умови, в яких буде працювати генератор.

  • Для початку визначте необхідну потужність. Вона повинна перевищувати сумарну потужність одночасно включених споживачів. Рекомендується мати невеликий (або великий) запас на випадок екстрених ситуацій.
  • Виберіть вигляд палива. Вирішіть, що для вас важливіше - економічність або здатність запуститися в будь-яких умовах.
  • Якщо в мережі можливі перевантаження, потрібно купувати синхронну модель. Але врахуйте, що вона потребує більш ретельного обслуговування, ніж асинхронна, і володіє меншим терміном служби. Та й на систему захисту доведеться витратитися. Якщо перевантаження повністю виключені, кращим вибором стане асинхронний генератор.

Потім перевірте якість виготовлення.


  • Покрутіть ротор рукою. Він повинен обертатися легко. Хруст, клацання та ривки в підшипниках не допускаються, як і бієння ротора. Він не повинен хитатися в підшипниках.
  • Контакти і клеми повинні бути блискучими. Не допускається зірвана різьблення. Якщо є дроти, потрібна їхня надійна ізоляція. Особливо в місцях стиків і перегинів.
  • На статорі і каркасі не повинно бути тріщин. Уважно огляньте опорну частину.
  • Перевірте генератор у роботі. Показання вимірювальної апаратури повинні бути стабільними. Звук вихлопу зобов'язаний бути рівним.
  • Відповідальні виробники уважно пофарбовують виріб і добре кріплять логотип. Якщо фарба викликає сумніви, від такого генератора краще відмовитися.
  • Солідність будь-якої фірми визначається якістю сервісу. Переконайтеся, що при виникненні несправності ви зможете знайти фахівця для її усунення.

Потім зверніть увагу на додаткові функції.

  • Добре, якщо на заводі вже будуть змонтовані вимірювальні прилади.
  • Краще купувати моделі, що мають як ручний запуск, так і зі стартера.
  • Перевірте зручність транспортування. Якщо є коліщатка, вони повинні добре крутитися. Якщо є ручки, за них повинно бути зручно триматися.

І не бійтеся ставити питання консультантам, навіть, на їхню думку, безглузді. Час, який ви витратите на вибір, з лишком компенсується безпроблемною експлуатацією.

Але мало вибрати хороший генератор, його ще треба правильно підключити.

Схеми з "єднання

Головне завдання при підключенні до наявної енергомережі - не допустити «зустрічі» генерованого струму і надходить з електростанції. Інакше наслідки будуть плачевними.

Для вирішення цього завдання існує кілька методів підключення генератора до електромережі.


Через розетку

Найпростіший метод. Споживачі підключаються до генератора безпосередньо. Але є серйозні недоліки:

  • повна відсутність захисних пристроїв;
  • потрібно купити спеціальну 4-х полюсну розетку, розраховану на великий струм.

Застосовувати цей метод настійно не рекомендується. Ми написали про нього тільки тому, що він є.

Через розподільчий автомат

Це більш зручний спосіб, оскільки він не вимагає внесення змін до наявної електромережі. Особливо добре він зарекомендував себе в приватних будинках.