Backup-strømgeneratorer til elektroniske og induktive forbrugere

Valget af en passende nødstrømsgenerator bør foretages samvittighedsfuldt, da en uegnet generator ikke kun bringer den tilsigtede anvendelse i fare, men også kan ødelægge elektriske forbrugere og er selv i fare.

Elektroniske strømforbrugere og strømforbrugere med elektronisk styring af forskellige typer har ofte en forskellig form for strømforbrug end spændingen, som skal tages i betragtning ved udviklingen af nødstrømsforsyning.

Her er nogle eksempler på spænding (gul) og strømforbrug (grøn), når der opereres fra DSO-nettet:

Alle de ovennævnte elektroniske strømforbrugere har ingen indbygget effektfaktorkorrektion og forbruger kun en del af spændingsbølgen.

Disse er for det meste små strømenheder med en effekt på op til 75W. Enheder med en effekt højere end 75W skal allerede har indbygget effektfaktorkorrektion. For eksempel har et stort TV en maksimal strømtrækning i standbytilstand, efter når strømforsyningen tændes, bliver den fuldt aktiv, og strømforbruget for et sådant TV ser meget anderledes ud. Det samme sker med en stationær PC.

Eksempler:

stationær pc med forskellige belastninger på den interne strømforsyning afhængigt af aktiviteten

For at sammenligne strømforbruget for en lyspære og en vinkelsliber:

Et særligt tilfælde er værktøjer med elektronisk effektkontrol (med effektregulator):

Forskellen i form mellem spænding og strøm kan føre til uønskede effekter. Der skal skelnes mellem konventionelle generatorer og invertergeneratorer.

Strømmen i konventionelle generatorer tages fra generatorviklingen, som er en induktans i selv og bliver en del af kredsløbet, når belastningen er tilsluttet:

Alternatorviklingen må ikke sammenlignes med transformatorens sekundærvikling, da de to er spændingsforsynet på forskellig vis. forskelligt, og transformatorens primærvikling er forbundet til DSO-nettet med en lav intern modstand.

Til sammenligning af spænding (gul) og strøm (grøn) ved brug af en boremaskine med effektkontrol via faseafskæring styring fra det offentlige net og fra en konventionel generator:

En tydelig deformation af spændingen kan ses i tilfælde med den konventionelle generator. Spændingsregulatoren regulerer kun den aktive spænding, men kontrollerer ikke spændingsformen. Overspænding kan forekomme i ubelastede dele af spændingsbølgen, selvom den aktive spænding forbliver inden for grænserne.

Spændingen i maksimum af sinuskurven stiger til 325V ved den effektive spænding på 230V. I tilfælde af en ujævn belastning på spændingsbølgen kan medføre spændingsspidser på 400V og derover, hvilket kan beskadige andre strømforbrugere placeret i samme kredsløb. For eksempel kan elektronikken i kredsløbet, LED-lamper osv. blive ødelagt.

Faseafskæringskontrol anvendes ikke kun til værktøj, men også til andre husholdningsapparater som støvsugere, vaskemaskiner, varmepumper osv.

Faseafskæringskontrol anvendes også i blødstartere, der regulerer startstrømmen for elmotorer.

Elektriciteten i invertergeneratorer genereres elektronisk. Energien lagres først i kondensatorer, som oplades af generatoren via en kontrollerbar ensretter. Kondensatorernes DC-spænding bliver omdannet til AC-spænding af B2-bro-kredsløbet:

Til sammenligning af spænding (gul) og strøm (grøn) ved brug af en boremaskine med effektkontrol via faseafskæring styring fra det offentlige net og fra en generator med inverterteknologi:

Det kan ses, at invertergeneratoren kan opretholde spændingsformen bedre end en konventionel generator, og den den maksimale amplitude af spændingen inden for en spændingsbølge forbliver inden for det tilladte område.

Særpræget ved elektroniske belastninger eller belastninger med elektronisk effektstyring er, at de kun forbruger en del af spændingsbølgen.

Faseafskæringskontrol anvender thyristorer, som kun lukker, når spændingen når 0V, og strømmen går igennem dem overvåger spændingen efter, at thyristorerne åbner. Dette medfører en forskellig fordeling af energi inden for spændingen bølge og forårsager de tilknyttede processer. Spændingen ved den ubelastede del af spændingsbølgen kan stige så højt at det kan beskadige andre nuværende forbrugere, der er til stede i kredsløbet.

En anden type ville være de elektroniske strømforbrugere med switch-mode strømforsyninger uden indbygget strøm faktorkorrektion.

Disse har en ensretter og kondensatorer, hvis energi genopfyldes i det øjeblik, hvor amplituden af spændingsbølgen når en højere værdi end kondensatorernes spænding. Dette fører til en pulserende reduktion i strøm.

Konventionelle generatorer (induktivitet som strømkilde) og invertergeneratorer (kondensator som strømkilde) opføre sig anderledes i forhold til nuværende forbrugere med pulserende strømforbrug. Kondensatoren er i stand til at lade strømmen stiger og falder meget hurtigere end en spole (induktans). Den stigende kant af strømpulsen kommer op meget langsommere i den konventionelle generator, og den faldende kant forårsager de forbigående processer, der opstår fra energi lagret i spolen (E=LI²/2).

Disse forbigående processer skyldes frigivelsen af den energi, der er lagret i spolen, og repræsenterer harmoniske, der kan nå høje amplituder, hvis strømforbruget fra de tilsluttede forbrugere nærmer sig nul.

Impulsstrømforbrug er almindeligt for elektroniske enheder med strømforsyninger uden effektfaktor korrektion. Disse enheder er i stand til at generere harmoniske, men de påvirkes også selv af dem, og i nogle sager endda ødelagt.

Der er også en vis forvrængning af spændingsbølgen forårsaget af ujævn belastning inden for bølgen.

Invertergeneratorer har forskellige egenskaber, fordi kondensatoren fungerer anderledes end en induktor, og reagerer forskelligt på skiftende belastninger og strømfluktuationer:

Den stigende kant af strømimpulsen ser helt anderledes ud med den samme belastning, og der er ingen forbigående processer efter den nuværende puls.

Invertergeneratorer er derfor meget mere velegnede til følsomme elektroniske enheder end konventionelle generatorer (også med AVR).

Spændingsbølgen, der produceres af invertergeneratoren, er også i stand til bedre at opretholde spændingsformen.
Og hvad om det offentlige elnet?

Sådan ser strømforbruget ud med den samme elektroniske belastning fra det offentlige elnet:

Det kan ses, at i det offentlige net har sinuskurvens toppe en vis deformation forårsaget af en stor antal elektroniske strømforbrugere.

Skal man forstå ovenstående måleresultater på en sådan måde, at konventionelle generatorer slet ikke er egnet til moderne elektroniske forbrugere? Svaret er NEJ!

Konventionelle generatorer kan stadig anvendes som en strømkilde, men deres egenskaber og egenskaberne ved strømforbrugerne, der skal forsynes, skal tages i betragtning ved planlægning af nødstrømsforsyningen.

Belastningerne opdeles generelt i lineære (ohmske) og ikke-lineære.

Den ohmske belastning i kredsløbet er i stand til at dæmpe de forbigående processer og harmoniske på en sådan måde, at de er ikke længere farlige for følsom elektronik. Ohmsk belastning belaster de dele af spændingsbølgen, der er ikke kun belastet af elektronikken, tilbyder en udvej for den energi, der er lagret i spolen, ved hjælp af strømimpulser og derved dæmper harmoniske svingninger.

I en sovesal er elektroniske enheder med en puls-lignende strømforbrug uden effektfaktorkorrektion primært små strømslugere med en effekt på op til 75W. Den samlede effekt af sådanne enheder i et hus er omkring 300-400W, og en resistiv belastning på omkring 100-200W (et par lyspærer), er som regel i stand til at stabilisere deres drift ved at dæmpe transiente processer. I tilfælde af højere pulseret effekt skal der findes separate løsninger der er præcist tilpasset den respektive situation.

Invertergeneratorer kræver normalt ikke disse beskyttelsesforanstaltninger og er derfor en bedre backup strømkilde til følsomme elektriske forbrugere. Dog har sådanne generatorer ofte en lavere effekt og er mere modtagelig for tilbagemeldingskraft og induktionsstrømme fra tilsluttede strømforbrugere.

Som regel har induktive elforbrugere med motorer en startstrøm, som afhængigt af designet kan være 3 til 6 gange højere end den nominelle strøm:

Slibemaskine uden elektronisk kontrol (opstart og normal drift)

I tilfælde af strømforsyning fra en invertergenerator eller kraftstation kan udgangsspændingen falde, fordi de har elektronisk overbelastningsbeskyttelse, der kan reagere på den øjeblikkelige værdi af strømmen:

Spændingen falder, mens strømmen gennem den tilsluttede belastning når den maksimalt tilladte værdi. Den den energi, der er lagret i den induktive belastning (E=LI²/2), forårsager selvinduktion, hvilket også kan beskadige generatorens invertermodul.

Det er meget vigtigt, når man betjener strømforbrugere med motorer fra en invertergenerator, at krævet startkraft overstiger ikke generatorens maksimale effekt, ellers kan dens invertermodul blive beskadiget.

I et sådant tilfælde kunne en resistiv belastning i kredsløbet aflede nogle af returstrømmene og dermed beskyt generatoren til en vis grad. Hvis den induktive belastning skal være alene i kredsløbet, vil spændingstoppe forårsaget af selvinduktion kan nå en for høj værdi og beskadige generatorens elektronik.

Elforbruget i en bolig har normalt en kompliceret karakter, da hver aktiv enhed bidrager til den samlede elindsamling.

Her er et eksempel på strømforbruget i et hus med LED-belysning, computer, skærm og telefonsystem i drift. satellitsystem, køleskab osv.

Her er endnu et specielt tilfælde, vaskemaskinen med motoren kørende, hvis hastighed reguleres af faseafskæringskontrol:

Du kan se, at der er en anden del med en tydelig induktiv adfærd.

Flere aktive strømforbrugere kan til en vis grad balancere hinanden ved at belaste forskellige dele af spændingen. bølge og undgå "farligt" fald med ubelastede dele.

Effektfaktoren er afgørende for hele systemet. I en normal husholdning er denne ca. 0,7 - 0,8 og er svært for en almindelig forbruger at vurdere. Generatoren skal ikke kun dække den aktive effekt, men også den hele reaktive effekt, hvilket er grunden til, at det anbefales ikke at betjene generatoren med mere end 80% af dens nominel effekt.

De resistive strømforbrugere og strømforbrugere med indbygget effektfaktorkorrektion til stede i Kredsløbet spiller en vigtig rolle og stabiliserer hele systemet.

Her er det aktuelle strømforbrug i samme husstand med elkedlen tændt (venstre) og med vaskemaskinen tændt (højre) mens vandet opvarmes:

Generatoren som strømkilde og de strømforbrugere, der skal forsynes, udgør et lukket system, hvis elementerne påvirker hinanden, og det er yderst vigtigt at analysere de strømforbrugere, der skal forsynes, når udvælgelse af en passende generator.

Generatoren til backup-strøm til huset bør vælges under hensyntagen til dens egenskaber og forbrugernes karakteristika, da et forkert valg af generator kan skade både forbrugerne og generatoren sig selv.

Generatoren til nødstrømforsyning bør vælges under hensyntagen til dens egenskaber og karakteristika ved elektriske forbrugere, da et forkert valg af generator kan skade både forbrugere og selve generatoren. Könner & Söhnen giver kun generelle anbefalinger til brugen af sine generatorer.

Ansvarsfraskrivelse:

Disse instruktioner kan kun betragtes som en anbefaling, er illustrative og skal tilpasses til de præcise lokale forhold. omstændigheder og betingelser under installationen. Selve installationen skal udføres i overensstemmelse med alle standarder og forskrifter. Vi påtager os intet ansvar for forkerte installationer og deres konsekvenser.