Geradores de energia de reserva para consumidores eletrónicos e indutivos

A escolha de um gerador de energia de reserva adequado deve ser feita conscientemente, pois um gerador inadequado não só põe em risco o uso pretendido, como também pode destruir o consumidores elétricos e está ele próprio em perigo.

Os consumidores de energia eletrónica e os consumidores de energia com controlo eletrónico de diferentes tipos frequentemente têm um diferente forma de consumo de energia do que a voltagem, que deve ser levada em consideração ao desenvolver o fonte de alimentação de reserva.

Aqui estão alguns exemplos de tensão (amarelo) e consumo de corrente (verde) ao operar a partir da rede DSO:

Todos os consumidores de energia eletrónica listados acima não possuem correção do fator de potência incorporada e consomem apenas parte da onda de tensão.

Estes são principalmente consumidores de energia de pequena potência, com uma potência de até 75W. Dispositivos com potência superior a 75W devem já têm correção do fator de potência incorporada. Por exemplo, uma televisão grande tem um pico de corrente em modo de espera, após ao ligar a sua fonte de alimentação, torna-se completamente ativo e o consumo de corrente de tal TV parece muito diferente. O mesmo acontece com um PC de secretária.

Exemplos:

PC de secretária com diferentes cargas na fonte de alimentação interna dependendo da atividade

Para comparar o consumo de corrente de uma lâmpada e de uma rebarbadora:

Um caso especial são as ferramentas com controlo eletrónico de potência (com controlador de potência):

A diferença de forma entre a tensão e a corrente pode levar a efeitos indesejáveis. Deve ser feita uma distinção entre geradores convencionais e geradores inversores.

Os geradores convencionais retiram a corrente do enrolamento do alternador, que é uma indutância em em si, e torna-se parte do circuito assim que a carga é conectada:

O enrolamento do alternador não deve ser comparado com o enrolamento secundário do transformador, pois ambos são excitados de forma diferente e o enrolamento primário do transformador está ligado à rede DSO com uma baixa interna resistência.

Para comparação da tensão (amarelo) e corrente (verde) ao operar uma broca com controlo de potência através de corte de fase controlo a partir da rede pública e de um gerador convencional:

Uma clara deformação da tensão pode ser observada no caso do gerador convencional. O regulador de tensão apenas regula a tensão ativa, mas não controla a forma da tensão. Pode ocorrer sobretensão em partes descarregadas da onda de tensão, embora a tensão ativa permaneça dentro dos limites.

A tensão nos máximos da onda senoidal aumenta para 325V na tensão efetiva de 230V. Em caso de um uma carga desigual na onda de tensão, picos de tensão de 400V ou mais podem ocorrer, o que pode danificar outros consumidores de energia localizados no mesmo circuito. Por exemplo, a eletrónica no circuito, lâmpadas LED, etc., podem ser destruídas.

O controlo de corte de fase não é utilizado apenas para ferramentas, mas também para outros eletrodomésticos, como aspiradores de pó, máquinas de lavar, bombas de calor, etc.

O controlo de corte de fase é também utilizado em arrancadores suaves que regulam a corrente de arranque dos motores elétricos.

A eletricidade nos geradores inversores é gerada eletronicamente. A energia é primeiro armazenada em condensadores, que são carregados pelo alternador através de um retificador controlável. A tensão DC dos condensadores é convertido em tensão AC pelo circuito de ponte B2:

Para comparação da tensão (amarelo) e corrente (verde) ao operar uma broca com controlo de potência através de corte de fase controlo a partir da rede pública e de um gerador com tecnologia de inversor:

Pode-se observar que o gerador inversor consegue manter a forma de tensão melhor do que um gerador convencional e o a amplitude máxima da tensão dentro de uma onda de tensão permanece dentro do intervalo permitido.

A peculiaridade das cargas eletrónicas ou cargas com controlo eletrónico de potência é que consomem apenas parte da onda de tensão.

O controlo de corte de fase utiliza tirístores que apenas fecham quando a tensão chega a 0V e a corrente através deles acompanha a tensão após a abertura dos tiristores. Isto provoca uma distribuição diferente de energia dentro da tensão onda e causa os processos associados. A tensão na parte não carregada da onda de tensão pode subir tão alto que pode danificar outros consumidores de corrente presentes no circuito.

Outro tipo seria o dos consumidores de energia eletrónica com fontes de alimentação comutadas sem alimentação incorporada. correção de fator.

Estes possuem um retificador e condensadores, cuja energia é reabastecida no momento em que a amplitude de a onda de tensão atinge um valor superior ao da tensão dos condensadores. Isto leva a uma diminuição pulsada em corrente.

Geradores convencionais (indutância como fonte de corrente) e geradores inversores (capacitor como fonte de corrente) comportar-se de forma diferente em relação aos consumidores atuais com consumo de corrente pulsada. O condensador é capaz de permitir que o a corrente sobe e desce muito mais rapidamente do que uma bobina (indutância). A borda ascendente do pulso de corrente surge muito mais lentamente no gerador convencional e a borda de descida causa os processos transitórios que surgem do energia armazenada na bobina (E=LI²/2).

Estes processos transitórios são causados pela libertação da energia armazenada na bobina e representam harmónicos que pode atingir amplitudes elevadas se o consumo de corrente pelos consumidores conectados se aproximar de zero.

O consumo de corrente de impulso é comum em dispositivos eletrónicos com fontes de alimentação sem fator de potência. correção. Estes dispositivos são capazes de gerar harmónicos, mas são eles próprios afetados por estes e, em alguns casos até destruídos.

Há também alguma distorção da onda de tensão causada por uma carga desigual dentro da onda.

Os geradores inversores têm características diferentes porque o condensador funciona de maneira distinta de um indutor e reage de forma diferente a cargas variáveis e flutuações de corrente:

A borda ascendente do pulso de corrente parece completamente diferente com a mesma carga e não há transitórios processos após o impulso atual.

Os geradores inversores são, portanto, muito mais adequados para dispositivos eletrónicos sensíveis do que os convencionais. geradores (também com AVR).

A onda de tensão produzida pelo gerador inversor também é capaz de manter melhor a forma da tensão.
E o que sobre a rede pública?

É assim que o consumo atual se apresenta com a mesma carga eletrónica da rede pública:

Pode-se observar que na rede pública, os picos da onda senoidal apresentam uma certa deformação causada por um grande número de consumidores de energia eletrónica.

Deve-se entender os resultados das medições acima de tal forma que os geradores convencionais não são de todo adequado para o consumidor eletrónico moderno? A resposta é NÃO!

Os geradores convencionais ainda podem ser utilizados como fonte de energia, mas as suas propriedades e as propriedades de os consumidores de energia a serem abastecidos devem ser considerados ao planear o fornecimento de energia de reserva.

As cargas são geralmente divididas em lineares (ômicas) e não lineares.

A carga ôhmica presente no circuito é capaz de amortecer os processos transitórios e harmônicos de tal forma que já não são perigosos para eletrónica sensível. A carga ôhmica carrega as partes da onda de tensão que são não carregado apenas pela eletrónica, oferece uma saída para a energia armazenada na bobina através de pulsos de corrente e dessa forma, atenua as harmónicas.

Em um dormitório, dispositivos eletrônicos com consumo de energia semelhante a pulsos sem correção do fator de potência são principalmente pequenos consumidores de energia com uma potência de até 75W. A potência total de tais dispositivos numa casa é de cerca de 300-400W, e uma carga resistiva de cerca de 100-200W (um par de lâmpadas), geralmente, é capaz de estabilizar o seu operação ao amortecer processos transitórios. No caso de potência pulsada mais elevada, devem ser encontradas soluções separadas que são precisamente adaptados ao respetivo caso.

Os geradores inversores geralmente não necessitam destas medidas de proteção e, portanto, são uma melhor opção de reserva. fonte de energia para consumidores de eletricidade sensíveis. No entanto, esses geradores frequentemente têm uma potência inferior e são mais suscetível a correntes de retorno e de indução provenientes dos consumidores de energia conectados.

Como regra, os consumidores indutivos de eletricidade com motores têm uma corrente de arranque, que, dependendo de o design pode ser de 3 a 6 vezes superior à corrente nominal:

Máquina de moagem sem controlo eletrónico (arranque e operação normal)

No caso de fornecimento de energia a partir de um gerador inversor ou estação de energia, a tensão de saída pode colapsar porque possuem proteção eletrónica contra sobrecarga que pode reagir ao valor instantâneo da corrente:

A tensão colapsa enquanto a corrente através da carga conectada atinge o valor máximo permitido. O a energia armazenada na carga indutiva (E=LI²/2) causa autoindução, o que também pode danificar o gerador módulo inversor.

É muito importante, ao operar consumidores de energia com motores a partir de um gerador inversor, que o a potência de arranque necessária não deve exceder a potência máxima do gerador, caso contrário, o seu módulo inversor pode ser danificado.

Nesse caso, uma carga resistiva presente no circuito poderia desviar algumas das correntes de retorno e, assim, proteja o gerador até certo ponto. Se a carga indutiva estiver sozinha no circuito, os picos de tensão causada pela autoindução pode atingir um valor demasiado elevado e danificar a eletrónica do gerador.

O consumo de eletricidade de uma casa geralmente tem um caráter complicado, uma vez que cada dispositivo ativo contribui para a recolha total de eletricidade.

Aqui está um exemplo do consumo de energia de uma casa com iluminação LED em funcionamento, computador, monitor; sistema telefónico, sistema de satélite, frigorífico, etc.

Aqui está outro caso especial, a máquina de lavar com o motor em funcionamento, cuja velocidade é regulada por controlo de corte de fase:

Pode ver que há outra parte com um comportamento indutivo claro.

Vários consumidores de corrente ativa podem, até certo ponto, equilibrar-se mutuamente ao carregar diferentes partes da tensão. onda e evitar "quedas perigosas" com peças descarregadas.

O fator de potência é decisivo para todo o sistema. Numa habitação normal, este é aproximadamente 0,7 - 0,8 e é difícil para um consumidor normal avaliar. O gerador não só tem de cobrir a potência ativa, mas também a potência reativa total, razão pela qual se recomenda não operar o gerador com mais de 80% da sua potência nominal.

Os consumidores de corrente resistiva e os consumidores de corrente com correção do fator de potência incorporada presentes em o circuito desempenha um papel importante e estabiliza todo o sistema.

Aqui está o consumo atual da mesma casa com a chaleira ligada (à esquerda) e com a máquina de lavar roupa ligada (à direita) enquanto a água está a ser aquecida:

O gerador como fonte de energia e os consumidores de energia a serem abastecidos formam um sistema fechado cujo os elementos afetam-se mutuamente e é extremamente importante analisar os consumidores de energia a serem abastecidos quando selecionar um gerador adequado.

O gerador para energia de reserva da casa deve ser escolhido tendo em conta as suas características e as características dos consumidores, uma vez que a escolha errada do gerador pode prejudicar tanto os consumidores quanto o próprio gerador si próprio.

O gerador para fornecimento de energia de reserva deve ser escolhido tendo em conta as suas características e a características dos consumidores elétricos, uma vez que a escolha errada do gerador pode prejudicar tanto os consumidores quanto o o próprio gerador. A Könner & Söhnen fornece apenas recomendações gerais para o uso dos seus geradores.

Aviso:

Estas instruções devem ser consideradas apenas como uma recomendação, são ilustrativas e devem ser adaptadas ao contexto local exato. as circunstâncias e condições durante a instalação. A própria instalação deve ser realizada em conformidade com todas as normas e regulamentos. Não nos responsabilizamos por instalações incorretas e suas consequências.