Резервні генератори електроенергії для електронних та індуктивних споживачів

Вибір відповідного резервного генератора електроенергії слід здійснювати сумлінно, оскільки невідповідний генератор не тільки ставить під загрозу заплановане використання, але й може знищити електричні споживачі, і сам по собі знаходиться під загрозою.

Електронні споживачі енергії та споживачі енергії з електронним управлінням різних типів часто мають інша форма споживання енергії, ніж напруга, що має бути враховано при розробці резервне джерело живлення.

Ось кілька прикладів напруги (жовтий) та споживання струму (зелений) при роботі від мережі DSO:

Усі вищезазначені електронні споживачі енергії не мають вбудованої корекції коефіцієнта потужності та споживають лише частину хвилі напруги.

Це здебільшого невеликі споживачі електроенергії з потужністю до 75 Вт. Пристрої з потужністю понад 75 Вт повинні вже мають вбудовану корекцію коефіцієнта потужності. Наприклад, великий телевізор має пікове споживання струму в режимі очікування, після увімкнення його джерела живлення робить його повністю активним, і споживання струму такого телевізора виглядає зовсім інакше. Те ж саме відбувається з настільним ПК.

Приклади:

настільний ПК з різними навантаженнями на внутрішній блок живлення залежно від активності

Щоб порівняти споживання струму лампочки та бокової шліфувальної машини:

Особливим випадком є інструменти з електронним регулюванням потужності (з регулятором потужності):

Різниця у формі між напругою та струмом може призвести до небажаних ефектів. Необхідно зробити розрізнення між звичайними генераторами та інверторними генераторами.

Струм у звичайних генераторах береться з обмотки альтернатора, яка є індуктивністю в сам по собі, і стає частиною кола, як тільки підключено навантаження:

Обмотка генератора не повинна порівнюватися з вторинною обмоткою трансформатора, оскільки обидві збуджуються по-іншому, і первинна обмотка трансформатора підключена до мережі DSO з низьким внутрішнім опір.

Для порівняння напруги (жовтий) та струму (зелений) при роботі дриля з регулюванням потужності через фазове відсікання керування від загальної мережі та від звичайного генератора:

У випадку зі звичайним генератором можна чітко побачити деформацію напруги. Регулятор напруги регулює лише активну напругу, але не контролює форму напруги. Перенапруга може виникати в ненавантажених частинах хвилі напруги, хоча активна напруга залишається в межах допустимого.

напруги в максимумах синусоїди збільшується до 325В при ефективній напрузі 230В. У разі нерівномірне навантаження на хвилю напруги може призвести до піків напруги 400В і більше, що може пошкодити інші споживачі електроенергії розташовані в тому ж колі. Наприклад, електроніка в колі, світлодіодні лампи тощо можуть бути знищені.

Керування фазовим зрізом використовується не лише для інструментів, але й для інших побутових приладів, таких як пилососи, пральні машини, теплові насоси тощо.

Керування фазовим зрізом також використовується в плавних пускачах, які регулюють пусковий струм електродвигунів.

Електроенергія в інверторних генераторах генерується електронним шляхом. Спочатку енергія зберігається в конденсаторах, які заряджаються генератором через керований випрямляч. Постійна напруга конденсаторів перетворюється в змінну напругу за допомогою мостової схеми B2:

Для порівняння напруги (жовтий) та струму (зелений) при роботі дриля з регулюванням потужності через фазове відсікання керування від загальної мережі та від генератора з інверторною технологією:

Можна побачити, що інверторний генератор може краще підтримувати форму напруги, ніж звичайний генератор, і максимальна амплітуда напруги в межах хвилі напруги залишається в допустимому діапазоні.

Особливістю електронних навантажень або навантажень з електронним регулюванням потужності є те, що вони споживають лише частину хвилі напруги.

Фазове керування зрізом використовує тиристори, які замикаються лише тоді, коли напруга досягає 0В, а струм через них відстежує напругу після відкриття тиристорів. Це викликає різний розподіл енергії в межах напруги хвилі та викликає пов'язані процеси. Напруга на незавантаженій частині хвилі напруги може піднятися настільки високо що це може пошкодити інші споживачі струму, присутні в ланцюзі.

Іншим типом є електронні споживачі енергії з імпульсними блоками живлення без вбудованого живлення. корекція коефіцієнта потужності.

Ці пристрої мають випрямляч і конденсатори, енергія яких поповнюється в момент, коли амплітуда хвиля напруги досягає вищого значення, ніж напруга конденсаторів. Це призводить до імпульсного зменшення струм.

Звичайні генератори (індуктивність як джерело струму) та інверторні генератори (конденсатор як джерело струму) поводитися інакше щодо поточних споживачів з імпульсним споживанням струму. Конденсатор здатний дозволити струм зростає і падає набагато швидше, ніж котушка (індуктивність). Зростаючий фронт імпульсу струму піднімається набагато більш повільно в звичайному генераторі, а спадний фронт викликає перехідні процеси, що виникають від енергія, накопичена в котушці (E=LI²/2).

Ці перехідні процеси викликані вивільненням енергії, накопиченої в котушці, і представляють гармоніки, які може досягати високих амплітуд, якщо споживання струму підключеними споживачами наближається до нуля.

Імпульсне споживання струму є звичайним для електронних пристроїв з блоками живлення без коефіцієнта потужності. корекція. Ці пристрої здатні генерувати гармоніки, але самі піддаються їх впливу, і в деяких випадки навіть знищені.

Також спостерігається певне спотворення хвилі напруги, викликане нерівномірним навантаженням у межах хвилі.

Інверторні генератори мають різні характеристики, оскільки конденсатор працює інакше, ніж індуктор, і реагує по-різному на зміну навантажень і коливання струму:

Зростаючий фронт імпульсу струму виглядає зовсім інакше з тим самим навантаженням, і немає перехідних процесів. процеси після поточного імпульсу.

Інверторні генератори, таким чином, набагато більше підходять для чутливих електронних пристроїв, ніж звичайні. генератори (також з AVR).

Хвиля напруги, що виробляється інверторним генератором, також здатна краще підтримувати форму напруги.
І що про загальнодоступну електромережу?

Ось як виглядає споживання струму з тією ж електронною навантаженням від загальної мережі:

Можна побачити, що в загальній мережі піки синусоїди мають певну деформацію, викликану великим кількість електронних споживачів енергії.

Чи слід розуміти наведені вище результати вимірювань таким чином, що звичайні генератори зовсім не підходить для сучасного електронного споживача? Відповідь - НІ!

Звичайні генератори все ще можуть використовуватися як джерело живлення, але їхні властивості та властивості при плануванні резервного електропостачання необхідно враховувати споживачів електроенергії, які будуть забезпечені.

Навантаження зазвичай поділяються на лінійні (омічні) та нелінійні.

Омічне навантаження, присутнє в колі, здатне зменшувати перехідні процеси та гармоніки таким чином, що вони більше не є небезпечними для чутливої електроніки. Омне навантаження навантажує частини хвилі напруги, які є не завантажується лише електронікою, пропонує вихід для енергії, накопиченої в котушці, за допомогою імпульсів струму та таким чином зменшує гармоніки.

У гуртожитку електронні пристрої з імпульсним споживанням енергії без корекції коефіцієнта потужності є переважно невеликі споживачі електроенергії з потужністю до 75 Вт. Загальна потужність таких пристроїв у будинку становить приблизно 300-400 Вт, а також резистивне навантаження близько 100-200 Вт (пара лампочок), як правило, здатні стабілізувати їх експлуатацію шляхом демпфування перехідних процесів. У випадку більшої імпульсної потужності необхідно знайти окремі рішення які точно адаптовані до відповідного випадку.

Інверторні генератори зазвичай не потребують цих захисних заходів, тому є кращим резервним варіантом. джерело живлення для чутливих споживачів електроенергії. Однак такі генератори часто мають нижчу потужність і є більш вразливий до зворотної потужності та індукційних струмів від підключених споживачів електроенергії.

Як правило, індуктивні споживачі електроенергії з двигунами мають пусковий струм, який, залежно від конструкція може бути в 3-6 разів вищою за номінальний струм:

Шліфувальна машина без електронного управління (запуск і нормальна робота)

У разі живлення від інверторного генератора або електростанції вихідна напруга може знизитися, оскільки вони мають електронний захист від перевантаження, який може реагувати на миттєве значення струму:

Напруга падає, тоді як струм через підключене навантаження досягає максимально допустимого значення. Цей енергія, накопичена в індуктивному навантаженні (E=LI²/2), викликає самоіндукцію, що може також пошкодити генератор інверторний модуль.

Дуже важливо при експлуатації споживачів електроенергії з двигунами від інверторного генератора, щоб вимагана стартова потужність не перевищує максимальну потужність генератора, інакше його інверторний модуль може бути пошкоджений.

У такому випадку резистивне навантаження, присутнє в колі, може відводити частину зворотних струмів і таким чином захистити генератор до певної міри. Якщо індуктивне навантаження має бути єдиним у колі, піки напруги викликане самоіндукцією, може досягати занадто високого значення і пошкодити електроніку генератора.

Споживання електроенергії в будинку зазвичай має складний характер, оскільки кожен активний пристрій вносить вклад у загальний збір електроенергії.

Ось приклад споживання електроенергії будинком з увімкненим світлодіодним освітленням, комп'ютером, монітором; телефонною системою, супутникова система, холодильник тощо.

Ось ще один особливий випадок: пральна машина з працюючим двигуном, швидкість якого регулюється керування фазовим зрізом:

Ви можете побачити, що є ще одна частина з чіткою індуктивною поведінкою.

Кілька активних споживачів струму можуть до певної міри врівноважувати один одного, навантажуючи різні частини напруги. хвиля та уникнення "небезпечного" падіння з розвантаженими частинами.

Коефіцієнт потужності є вирішальним для всієї системи. У звичайному домогосподарстві він становить приблизно 0,7 - 0,8 і звичайному споживачеві важко оцінити. Генератор повинен не лише покривати активну потужність, але й повної реактивної потужності, тому рекомендується не експлуатувати генератор з навантаженням більше 80% від його номінальна потужність.

Резистивні споживачі струму та споживачі струму з вбудованою корекцією коефіцієнта потужності, присутні в Схема відіграє важливу роль і стабілізує всю систему.

Ось поточне споживання електроенергії в тому ж домогосподарстві з увімкненим чайником (ліворуч) та з увімкненою пральною машиною (праворуч) поки вода нагрівається:

Генератор як джерело живлення та споживачі електроенергії, які мають бути забезпечені, утворюють замкнену систему, чия елементи впливають один на одного, і надзвичайно важливо аналізувати споживачів енергії, які будуть забезпечені, коли вибір відповідного генератора.

Генератор для резервного живлення будинку слід вибирати з урахуванням його характеристик та характеристики споживачів, оскільки неправильний вибір генератора може завдати шкоди як споживачам, так і самому генератору сам.

Генератор для резервного електропостачання слід вибирати з урахуванням його характеристик та характеристики електричних споживачів, оскільки неправильний вибір генератора може завдати шкоди як споживачам, так і самого генератора. Könner & Söhnen надає лише загальні рекомендації щодо використання своїх генераторів.

Відмова від відповідальності:

Ці інструкції можуть розглядатися лише як рекомендація, є ілюстративними і повинні бути адаптовані до конкретних місцевих умов. обставини та умови під час встановлення. Саме встановлення повинно проводитися відповідно до всі стандарти та нормативи. Ми не несемо відповідальності за неправильні установки та їх наслідки.