Как исправить синусоиду у бензогенератора: Резонансный фильтр 50Гц

Содержание

Резонансный фильтр 50Гц

Сетевой резонансный фильтр 50 Гц, мощностью нагрузки до 250 Вт.

Высокодобротный резонансный фильтр 50 Гц восстанавливает (регенерирует, исправляет) форму синусоиды электросети. Подавляет низкочастотные и высокочастотные помехи и гармоники в электросети, по сути это, сетевой низкочастотный синусоидальный фильтр 50 Гц.
Мощность нагрузки в диапазоне 0 ÷ 225 Вт рекомендуется, если газовый котёл отопления не работает от аварийного генератора (не видит генератор) или котёл не работает от источников бесперебойного питания с несинусоидальным выходным напряжением.

Также применяется, если котёл при работе от плохой электрической сети сильно гудит и затем показывает аварию или ошибку. В резонансном фильтре 50 Гц предусмотрен сквозной проход нулевого провода, необходимый для правильной работы фазозависимых котлов отопления.

Первая модификация, пластиковый корпус - не производится.

Цена 3600 грн без НДС

В процессе эксплуатации Резонансного фильтра выявилось не очевидная способность стабилизировать или усреднять выходную частоту в небольших пределах. Например, частота бензинового генератора при измерении колеблется от 49 до 51 Гц, то после резонансного фильтра частота стабильна 50 Гц. Причём это слышно на слух - без резонансного фильтра в звуке работы циркуляционного насоса меняется тональность (плавает по частоте) после резонансного фильтра звук в одной тональности точно, такой как от 50 Гц.

В электрической сети форма питающего напряжения не всегда синусоидальная - есть гармоники, помехи более того некоторые тиристорные (симисторные) стабилизаторы за счёт искажения формы синусоиды стабилизируют напряжение сети, причём это относится даже к стабилизаторам элитного класса. То есть они стабилизируют напряжение с помощью искажения формы синусоиды. Также очень плохую форму синусоиды выдают недорогие источники бесперебойного питания (ИБП) и генераторы резервного питания. Причём во всех вышеперечисленных случаях помехи и искажения низкочастотны - их трудно подавить.

Чем это плохо:
Платы газовых котлов отопления отказываются работать - уходят в ошибку (например, F13), а если котел работает, то насос гудит и быстро изнашивается (износ в 10 раз быстрее, потому что любая гармоника это постоянный механический удар по обмоткам и подшипникам двигателя). Также и дорогая HI-FI аудио аппаратура начинает фонить, гудеть, более того могут противно гудеть даже провода и нагревательные приборы.

То есть слух позволяет человеку без всяких приборов диагностировать наличие гармоник в сети и также после установки резонансного фильтра человек слышит, что гармоники подавлены, и форма синусоиды исправлена.

Если газовый котёл не работает от генератора, то до разработки резонансного фильтра единственным способом исправить - восстановить синусоиду электросети была установка стабилизатора с двойным преобразованием (ИБП online), причём КПД этих стабилизаторов плохой – не более 80%, форма синусоиды их далека от идеальной, надёжность низкая. Кроме того на выходе недорогих бесперебойников присутствуют гармоники частот дискретизации на которых формируется выходной сигнал, эта частота может быть не слышна её специально уводят по частоте за порог слышимости, но эти гармоники также ускоряют износ насосов и двигателей. Более того резонансный фильтр упрощает вопрос выбора генератора для бесперебойного питания котла отопления, потому что позволяет обеспечить работу любого котла от любого генератора. Резонансный фильтр восстанавливает (исправляет) форму синусоиды абсолютно другим, причём более надёжным и естественным способом, с высоким КПД и обеспечивает бесперебойное питание котлов отопления от любых бензиновых генераторов.

При резонансе чистая, синусоидальная энергия циркулирует между индуктивностью и ёмкостью. Эта синусоидальная энергия, сформированная естественным образом, и выдаётся в нагрузку. Причём даже если на входе напряжение прямоугольное - то на выходе форма практически синусоидальна.
Например, результаты независимых испытаний фирмой "ЭНЕРГОГАРАНТ", опубликованные на форуме "Строим дом".
Жёлтый цвет входное прямоугольное напряжение – зелёный цвет напряжение на выходе резонансного фильтра 50 Гц.


без нагрузки

с нагрузкой около 100Вт

с нагрузкой чуть большей 200Вт

Применение резонансного фильтра 50 Гц.
Резонансный фильтр устанавливается непосредственно перед котлом отопления. Также необходимо учитывать электрическую мощность котла отопления и не превышать мощность нагрузки 225 Вт. При превышении мощности нагрузки 250 Вт Резонансный фильтр сам может искажать синусоиду нормальной сети.


График нагрузочной и частотной характеристики сетевого резонансного фильтра 50 Гц.
Перед резонансным фильтром обязательно должна стоять защита или стабилизатор. В качестве защиты может служить полуавтоматическое управление генератором.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

  1. Мощность нагрузки 0÷225 Вт
  2. Допустимая перегрузка (30мин) не более 300 Вт
  3. Диапазон входных напряжений 110-255 В
  4. Мах длительность подавляемой помехи 5 миллисекунд
    1. Подавление 3 гамоники (150 Гц) 10 дБ
    2. Подавление 5 гамоники (250 Гц) 20 дБ
  5. Потребляемая мощность, при нагрузке 225 Вт, не более 10 Вт
  6. Номинальный режим работы при входных напряжениях электросети 0-255В продолжительный
  7. Габаритные размеры 150×210×100 мм
  8. Масса 5 кг
  9. Длина шнура питания 1,5 м

Резонансный фильтр 50 Гц разработан с учётом военных стандартов бывшего СССР, и изготовлен только из пассивных компонентов (дроссели конденсаторы трансформаторы) с индивидуальной настройкой каждого экземпляра.

Недостаток резонансного фильтра, при плохой синусоиде генератора - он не меняет основную, среднюю частоту, он только восстанавливает форму и стабильность синусоиды.

Чем это плохо?
Если генератор, например, выдаёт 55 Гц то просто установка резонансного фильтра может помочь только частично - (отопление стало работать, а при включении горячей воды котёл уходит в ошибку) гармоники подавлены, но основная частота 55 Гц осталась. Кстати все бытовые приборы, имеющие в своём составе трансформаторы, дроссели и компрессоры, также быстрее изнашиваются, если основная частота электросети не равна 50 гц.

Что делать? - Перестроить генератор на 50 Гц.
Практически у всех генераторов есть регулировочный винт оборотов, а выходная частота пропорциональна оборотам двигателя. Для перестройки генератора необходимо иметь резонансный фильтр и цифровой вольтметр - (тестер).

Как узнать, что генератор не выдаёт 50 Гц и как перестроить частоту? – Выход резонансного фильтра частотно зависим, и без нагрузки на выходе при 50 Гц напряжение будет примерно на 10 вольт больше входного - смотри график нагрузочной характеристики. Это значение разницы напряжений

(Uвых. фильтра сети 50 Гц без нагрузки – Uсети 50 Гц) для каждого экземпляра резонансного фильтра можно просто измерить при работе от электрической сети 50 Гц. Разницу запомнить, например, она составляет 10 вольт. Так вот эта разница при повышении частоты растёт, при понижении падает, это и позволяет перестроить частоту генератора на 50 Гц, используя только вольтметр и резонансный фильтр.

Если напряжение генератора и внешней сети сильно отличаются, друг от друга то значение разницы напряжений генератора для каждого экземпляра резонансного фильтра корректируется по формуле: U генератора × (U вых. фильтра сети без нагрузки – U сети) ⁄ U сети
(Это может быть необходимо для более точной настройки генератора на частоту равную частоте электросети –50 Гц)
Например, если генератор выдаёт 230 В, а на выходе резонансного фильтра без нагрузки напряжение 250 В разница равна 20 В, это показывает что частота генератора больше 50Гц. Выходное напряжение резонансного фильтра (без нагрузки) должно быть 240 В. Регулировочным винтом генератора необходимо уменьшить обороты генератора до тех по

пока напряжение на выходе резонансного фильтра не станет равным 240 В, на всякий случай проверить, что входное напряжение осталось 230 В (работа системы автоматической регулировки напряжения у генератора). Желательно чтобы при перестройке генератор был нагружен средней нагрузкой.

Всё генератор перестроен на основную частоту 50 Гц. Такая перестройка генераторов с автоматической регулировкой выходного напряжения занимает не более 5 минут.

Если регулировочных винтов нет, частоту оборотов генератора можно перестроить у специалистов по генераторам.
После перестройки генератора резонансный фильтр устанавливается-подключается перед газовым котлом отопления, котёл включается и работает, как и от качественной электросети 220 В отсутствие гармоник можно даже контролировать на слух нормальным звуком работы циркуляционного насоса котла.

Возможно изготовление более мощного Резонансного фильтра 50 Гц - 1500 Вт ÷ 5 кВт.

Так как резонансный фильтр выполнен полностью из пассивных компонентов то надёжность его очень высокая (гораздо выше чем у источников бесперебойного питания) он боится только перенапряжений это решается входной защитой и длительных перегрузок это решается не превышением нагрузки заявленной мощности это можно контролировать тем, что выходное напряжение не должно быть меньше входного более чем на 7 В - если в паспорте это не оговорено отдельно в нагрузочной характеристике.

Перед покупкой резонансного фильтра необходимо правильно подключить генератор и обеспечить бесперебойное питание для газового котла, используя все возможности перечисленные в ссылке.

Как заставить работать холодильник от бензинового генератора?

Как-то давно писал про портативный генератор для дачи. Он у меня, кстати, работает до сих пор, однако, редко, что в принципе – радует. Электричество отключают редко, поэтому пускаем его тоже не часто. Но открылась интересная особенность. Стоят два холодильника, один из них работает от генератора, а другой – нет. Думал, может мощности генератора не хватает на пуск холодильника, может какой-нибудь бесперебойник дешевенький подключить, чтобы сгладил провал мощности. Оказалось не все так просто, пришлось вспомнить школьный курс физики.

 

Начнем с  того, что в домашней сети у нас – переменный ток с частотой 50 герц – это всем известно. По крайней мере, что ток переменный – знают все. Т.е. 50 раз в секунду полярность напряжения на проводниках меняется на противоположную. Это происходит не мгновенно, в один момент времени был плюс, а в другой минус, а с постепенным снижением и повышением, т.е. если посмотреть на этот процесс во времени, то получится синусоида.

Так сложилось исторически, когда в давние времена электрический ток вырабатывали в основном качественные (и даже не китайские) электрические генераторы на больших электростанциях и на выходе генератора была чистая синусоида.

Если генератор не слишком качественный, то синусоида может быть не слишком “чистой”, а в особо тяжелых случаях, когда 220 вольт переменного напряжения мы хотим получить из двенадцати вольтовой батареи имеющей в своих внутренностях только напряжение  постоянное, могут быть разные виды получаемого синуса. Смотрим на рисунок, a) не синусоида с трудом напоминающая саму себя, б) немного лучше, но еще не идеал, и наконец-то в) – то что нужно.  

Однако, все компьютеры и современные телевизоры и другая аппаратура замечательно работают на любой синусоиде, только потому что у них так называемые импульсные блоки питания. Т.е в компьютере используется не переменное напряжение, а постоянное, которое из этого переменного получается. И им по большому счету без разницы, насколько синусоида была сглажена, все равно она будет преобразовываться в постоянное напряжение.

А вот с моторами, совсем другое дело им нужна не просто абы какая синусоида, ведь что угодно они не жуют. А нужна просто чистейшая, красиво поднимающаяся вверх и также красиво опускающаяся вниз.

 В холодильнике установлен асинхронный электродвигатель, очень требовательный к этому делу. И все только потому, что принцип работы асинхронного двигателя основан на возникновении магнитного поля в медном проводнике, вокруг которого вращается постоянный магнит. В простейшем варианте, берется медный цилиндр, подвешенный на осях, а вокруг него вращается магнит, и медный цилиндр, о чудо-чудное, сам начинает вращаться за магнитом, хотя и медленнее. Если по умному-асинхронно.

Чем хороши асинхронные двигатели, так это тем, что в них на медный  ротор (собственно, то, что вращается) не нужно подводить никакого электричества, а то щетки, искрение и т.п., а здесь  достаточно обеспечить вращающееся магнитное поле на статоре.  Статор – простейшая катушка, в которой это магнитное поле и создается. А поскольку ток у нас в сети переменный, то и переключать последовательно обмотки если напряжение трехфазное вообще не нужно, оно само переключается. Магнитное поле перемещается с частотой переменного тока и тянет за собой медный ротор. Дешево и сердито

 К нашей однофазной сети такие двигатели тоже подключаются, просто с чуть усложненной схемой работы, но есть и непосредственно для однофазной сети с двумя катушками, что, впрочем не меняет их принципа работы. Для плавного перемещения ротора, нужно плавное переключение магнитного поля по катушкам статора.

Если синусоида будет квадратного вида, то асинхронный двигатель будет вращаться не плавно, а сильными рывками, что резко сокращает срок его службы, а иногда даже может попытаться запуститься в обратную сторону, что холодильнику не просто “не гуд”, а может привести к заклиниванию двигателя. Там система смазки рассчитана все-таки на определенное направление вращения.

 Закончим, наконец с основами электротехники и перейдем непосредственно к тандему генератора и холодильника.  В простых генераторах, каковой у меня и установлен, “Чистого синуса” днем с огнем не сыщешь.  Для его получения есть как блоки бесперебойного питания, так и инверторы, которые сами по себе стоят\ дороже чем мой генератор.

Как я понимаю, один из холодильников немного лучше переваривает безобразную синусоиду генератора, возможно имеет в схеме какой-нибудь сглаживающий дроссель или что-то в этом духе, но и для него этот режим работы не слишком полезен, так что неизвестно что лучше, сохранить в целости килограмм-другой замороженных ягод или снизить ресурс холодильника. Кстати, ресурс даже обычных лампочек накаливания при работе от генератора, который выдает “пилу” вместо синуса, значительно снижается. Ведь, фактически, происходит многократное включение-выключение лампочки, а они этого ой как не любят. А вот энергосберегающим лампам такой режим – безвреден, там установлен импульсный блок питания.

 А теперь, собственно, ответ на вопрос, вынесенный в заголовок. Если вы хотите, чтобы ваш холодильник нормально работал от генератора, то нужно либо покупать генератор на котором открытым текстом указано, что он выдает “чистый синус” да еще и нужной мощности. Если холодильник при работе потребляет около 150-200 ватт, то при пуске может взять и киловатт(в этом недостаток асинхронных двигателей). Так что запас мощности должен быть. Можно также купить инвертор/ преобразователь, который этот чистый синус выдает. Либо из 12 вольт, тогда можно запитаться от аккумулятора, либо сглаживает до синуса то, что получает на входе.

Почему нельзя применять генератор для котла

Почему нельзя применять генератор для котла

Есть два типа электрических генераторов: генераторы, построенные по классической схеме, вырабатывающие пилообразное напряжение и инверторные генераторы с двойным преобразованием, на выходе у которых форма напряжения в виде чистого синуса.

Ток от стационарного генератора отличается от переменного тока в стационарной сети. Форма напряжения в сети имеет вид чистого синуса (волна), а от генератора идёт пилообразное напряжение, волна с пилообразными всплесками.

Следующее очень важное отличие заключается в частоте переменного тока: в электрической сети значение частоты равно 50 герц, переменный ток от генератора поступает на потребителей с плавающей частотой, чётко выраженной частоты в 50 герц нет. Напряжение переменного тока от генератора так же отлично от 220 вольт. Многим газовым котлам отопления нужна чётко выраженная фаза и нейтраль, в генераторах нет чётко выраженной фазы.

Котлам, работающим на газе и дизельном топливе, требуется заземление, далеко не все генераторы при работе заземлены. Инверторные генераторы в своей конструкции имеют выпрямитель и инвертор, которые создают на выходе форму напряжения в виде чистого синуса.

Чтобы исправить ток от генератора, нужно между котлом отопления ставить ИБП on—line типа с двойным преобразованием. Можно установить источник питания с встроенными батареями, тогда ИБП будет выполнять функцию преобразователя переменного тока от генератора, так же у пользователя будет 5–10 минут на то, чтобы запустить двигатель генератора в работу, без прерывания электропитания котла отопления. Или можно рассмотреть систему автономного электропитания, работающую от внешних аккумуляторов. В данном случае генератор можно использовать, как средство заряда аккумуляторных батарей.

Котёл или циркуляционные насосы сразу после подачи электрического тока от генератора не сломаются, но вероятность выхода их из строя при питании от электрического генератора очень велика, очень сильно она возрастает при периодическом применения генератора, в качестве источника переменного тока для котлов.

Лучше всего применять для автономного электроснабжения газовых котлов ИБП on—line типа. Во-первых, источник питания автоматически без прерывания подаст напряжение на систему отопления. Во-вторых, котёл получает чётко выраженную нейтраль и фазу, что необходимо газовым котлам с датчиком горения. Форма напряжения от источника питания on-line типа — чистая синусоида. Помимо автономного электропитания, данные системы резервного электроснабжения обеспечивают защиту подключённой техники, когда обеспечивается электроснабжение от сетевого кабеля, on—line аппараты отлично стабилизируют сетевое напряжение и не пропускают высокочастотные импульсы и помехи от работы сварочных аппаратов и мощной техники на общем сетевом кабеле. Если установлена система on—line типа, то стабилизатор напряжения ставить перед котлом не нужно. Автономное время работы ИБП с внешними аккумуляторами можно сделать до нескольких суток, за счёт установки аккумуляторов большой ёмкости.


Ремонт инверторного бензогенератора своими руками

Генератор на инверторах

Устройство и принцип работы

Основным рабочим органом инверторных электрогенераторов является обычный альтернатор. Но наличие блока инвертора отличает его от обычных генераторов. В остальном устройство бензиновых электростанций, как, впрочем, и дизельных, почти не отличаются, за исключением того, что инверторный бензогенератор более экономичен, а его габариты, при той же мощности, вдвое меньше.

Особенностью конструкции альтернаторов инверторного типа является их компактность и бесшумность в работе. Эти устройства, как правило, закрытого типа, имеют практичные ручки и форму корпуса удобную для перемещения одним человеком.

На рисунке 1 изображён типичный инверторный альтернатор. Его перенести так же легко, как канистру с водой.

Рисунок 1. Инверторный генератор закрытого типа

Бывают, конечно, конструкции открытого типа (рис. 2). Внешне они имеют очертания обычных бензиновых генераторов. Отличительной чертой инверторных устройств является наличие инверторного блока (небольшая пластиковая коробочка, вмонтированная в устройство).

Рисунок 2. Бензиновый инверторный генератор открытого типа

Поскольку современные электронные приборы очень экономичны и потребляют мало электроэнергии, то нет смысла подключать их к мощным автономным источникам питания. Поэтому инверторные конструкции имеют небольшую выходную мощность. Самыми распространёнными являются модели от 1 до 3 кВт. Этого вполне достаточно для питания цифровых устройств и маломощной бытовой техники.

Можно встретить инверторные источники питания с максимальной мощностью до 8 кВт. Обычно, это дизельные станции, предназначены для предприятий, где используется энергоёмкая высокоточная аппаратура. На рисунке 3 изображено такое устройство.

Рис. 3. Дизельный инверторный генератор

Альтернативные источники питания инверторного типа обладают ещё одним важным свойством – способностью управлять расходом топлива двигателя, подсоединённого к ротору генератора. Если максимальную мощность генератора не задействовано, электронный блок подаёт команду на снижение оборотов двигателя, что, естественно, приводит к уменьшению потребления топлива.

Электростанции могут быть оборудованы ручными либо электрическими стартерами. Запуск электростартером может осуществляться с пульта или нажатием кнопки «Старт». При необходимости эти станции можно подключить через систему автоматического пуска.

Принцип действия

Переменное напряжение, вырабатываемое генератором, проходит цепочку преобразований в инверторном блоке:

  1. Выпрямление тока.
  2. Сглаживание импульсов.
  3. Преобразование выпрямленного тока в идеальную синусоиду.

Электричество от генератора мощным диодным мостом преобразуется в однонаправленный импульсный ток. После этого конденсаторные фильтры сглаживают импульсы, преобразуя их в прямой ток. На последней стадии преобразователь тока формирует почти идеальную синусоиду, лишённую всяких скачков и провалов. Сформированное таким образом выходное напряжение поступает на одну или несколько розеток, расположенных на корпусе установки.

Принцип работы генератора инверторного типа понятен из рисунка 4. Обратите внимание, что контроль над током совершает отдельный микропроцессор. Именно его импульсы используются для управления оборотами двигателя.

Рис. 4. Схема, объясняющая работу инверторного генератора

Преимущества и недостатки

Разумеется, главным достоинством электростанции инверторного типа являются достойные параметры выходного напряжения. По-другому и быть не может – ведь для этого он и разрабатывался.

К другим преимуществам относятся:

  • экономный расход топлива;
  • компактные габариты;
  • небольшой вес;
  • малошумность в работе;
  • простота управления.

Устройство работает настолько тихо, что его журчание не вызывает раздражения и не слышно в соседней комнате. В городской квартире его можно установить на открытом балконе. В закрытых нежилых помещениях инверторный генератор допускается устанавливать при условии обеспечения беспрепятственного отвода выхлопных газов на улицу.

Единственный минус – цена устройства. По сравнению с обычными бензиновыми или дизельными станциями стоимость их выше, но вложения окупаются исправностью работы дорогой электронной аппаратуры. Ремонт дорогостоящих цифровых устройств иногда может сравниться со стоимостью инверторного генератора.

Что лучше: инверторный генератор или обычный?

Казалось бы, ответ очевиден – инверторный генератор лучше обычного. Но это зависит от того, для каких целей его применяют. Использовать устройства такого типа в качестве источника для питания электроинструментов, нагревательных приборов, освещения – это всё равно, что микроскопом колоть орехи. Результат будет, однако, эффективность от такой работы минимальная.

Конечно, если хватает мощности инверторного генератора, приобретённого для обеспечения электроэнергией электроники, к нему можно подключить электродрель или чайник, но покупать для этого такие установки специально вряд ли стоит. С такими задачами успешно справляются даже самые дешёвые асинхронные станции.

Применение

Самым популярным способом применения является использование инверторного генератора в качестве резервного источника питания бытовой и офисной техники в период перебоев в подаче электричества. Для этих целей используют электростанции с чистой синусоидой.

Инверторные электростанции этого типа применяют для питания оборудования, которое оснащено системами микропроцессорного контроля:

  • стиральных машин;
  • отопительных систем;
  • медицинского оборудования;
  • охранных систем и т. п.

Существуют более дешёвые инверторные генераторы с модифицированной синусоидой: у таких устройств выходное напряжение имеет не идеальную синусоиду, а трапециевидную. Большинство бытовых электронных приборов не слишком противятся такому току и стабильно с ним работают. Такие альтернаторы могут питать энергией телевизоры, зарядные устройства, маломощную бытовую электротехнику. Однако компьютеры, принтеры, и другие цифровые устройства лучше подключать к электростанциям с чистой синусоидой.

Генераторы с модифицированным сигналом полюбились рыбакам, охотникам и другим любителям отдыха на природе. Их легко транспортировать, они не боятся дождя, обеспечивают энергией все электроприборы, используемые отдыхающими.

Отдельного внимания заслуживают сварочные инверторы. Эти устройства отлично держат уровень напряжения и величину тока. Электроды не залипают и обеспечивают ровный шов. Конструкции инверторных сварочных аппаратов имеют скромные габариты, они довольно лёгкие, поскольку управляются электронными схемами, и не нуждаются в увесистых трансформаторах.

Советы по выбору

Критерии выбора определяются целями, для которых вы планируете использовать инверторный генератора. От этого зависит конфигурация синусоиды и мощность установки. Для бытовых нужд обычно хватает 3 кВт мощности и модифицированной синусоиды.

Если вы предполагаете обеспечить непрерывным питанием только вашу оргтехнику и электронный блок управления газовым котлом, то киловаттный генератор вам подойдёт. Но всё же, лучше купить электростанцию с некоторым запасом мощности. Такую электростанцию вы сможете взять с собой на природу, и его энергии вполне хватит для комфортного отдыха.

Для обеспечения бесперебойной работы большого офиса – подумайте о более мощных станциях. Так как офисная техника довольно требовательна к качеству тока – выбирайте инверторные генераторы с чистой синусоидой.

Что касается типа двигателя, то от него мало зависит качество тока. С этой точки зрения одинаково хороши как бензиновые, так и дизельные станции. Оба типа двигателей без проблем запускаются и обладают приличным ресурсом.

Ручной стартер всегда безотказный. Но если вы желаете повысить комфорт запуска, то можете купить генератор с электростартером. Данный тип запуска обязателен при оборудовании системы автоматического включения станции в случае перебоев в энергосети.

Установки закрытого типа подойдут для работы на открытом воздухе. В помещениях можно использовать открытые генераторы.

Форма, цвет корпуса, дизайн – зависят от ваших вкусов и предпочтений. Бренд производителя является важным аспектом выбора, но он не решающий.

Источник: https://www.asutpp.ru/invertornyy-generator.html

Познакомимся со схемами бензогенераторов

Повседневная жизнь человека практически немыслима без электроэнергии, ведь вся его профессиональная деятельность, а также досуг, невозможны в принципе без этого. Отключение света в самый ненужный момент может не только надолго испортить настроение, но и повредить некоторые бытовые приборы, чувствительные к нестабильной подаче электроэнергии и скачкам напряжения сети. Чтобы себя подстраховать от таких негативных последствий, многие задумываются о приобретении бензогенератора для своего дома. Такой прибор, являющийся автономным источником электрической энергии, способен обеспечить светом практически все жилище, в зависимости от того, какой мощности устройство было приобретено. Также отличительной особенностью некоторых разновидностей бензогенератора является то, что его можно брать с собой за пределы дома, например, на природу. Чтобы более конкретно узнать о данном устройстве, следует тщательно разобрать его отличительные особенности, классификацию, а также другую информацию, которая может стать полезной при покупке.

Классификация бензогенераторов

Бензиновый генератор, как уже было сказано ранее, представляет собой автономное устройство для снабжения электричеством, использующее в своей системе бензин.

На российском рынке существует достаточно много различных агрегатов, отличающихся друг от друга сразу по нескольким признакам. Исходя из этого, можно сформировать своеобразную классификацию бензинового генератора как вид технического устройства:

  • Профессиональные и бытового назначения. Агрегаты, относящиеся к первому типу, используются на крупных предприятиях промышленного назначения, где подключаются к мощной аппаратуре. Что касается бытового бензинового генератора, то такое устройство прекрасно подходит для применения в частных загородных домах, а также за его пределами.
  • Стационарные устройства и переносного типа. Переносной бензогенератор отличается более скромными габаритами, чтобы его можно было свободнее транспортировать за пределы дома. Естественно, это сказалось на его мощности — она, как правило, не превышает 5 кВА.
  • В зависимости от двигателя, т.е. 2-тактные и 4-тактные. Двухтактный движок устанавливается на бензогенераторы небольшой мощности — до 1 кВт. Начиная с 1 кВт и выше — устанавливают четырехтактный двигатель.
  • Однофазного (220В) и трехфазного (380В) типа. Трехфазные агрегаты стоят на порядок дороже, да и большой необходимости в них нет. Это объясняется тем, что для домашней сети необходимы однофазные устройства, которые и получили наибольшее распространение.

Исходя из показателей мощности — небольшой мощности (до 4 кВт), средней (до 15 кВт) и агрегаты высокой мощности (до 30 кВт).

Что касается мощности бензинового генератора, то есть свои нюансы:

  • Агрегаты, мощность которых не превышает 4 кВт, относятся к домашним устройствам. Один такой бензиновый генератор способен полностью обеспечить электроэнергией небольшой домик или склад. Специфика конструкции таких генераторов не позволяет им работать без перерыва — в среднем, продолжительность беспрерывной работы составляет порядка четырех часов. По истечении данного времени, устройство необходимо отключить, чтобы система могла охладиться.
  • Агрегаты, мощность которых составляет до 15 кВт, могут использоваться на строительных площадках и в офисных зданиях. Это более современная конструкция, поэтому срок беспрерывной работы такого бензинового генератора составляет порядка десяти часов.
  • Агрегаты мощностью до 30 кВт используются для обеспечения электричеством больших складских и торговых помещений. Как правило, заранее рассчитывается схема подключения, а также место, где будет расположен бензогенератор.

Устройство бензогенератора

Бензогенератор представляет собой довольно сложное техническое устройство, одним из основных рабочих узлов которого считается двигатель.

Как уже было сказано ранее, в конструкции могут использоваться два вида мотора — 2-тактный и 4-тактный.

Дополнительно к двигателю, агрегат комплектуется дополнительными системами подачи топлива, смазки, а также системой подавления шума. Естественно, что в конструкции присутствует выхлопная труба, т.к. устройство работает на бензине.

Бензиновые генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Агрегаты, относящиеся к первому типу, считаются более усовершенствованными, поэтому могут переносить более сильные скачки напряжения. Асинхронные системы используются в дешевых моделях, поэтому их конструкция более простая, чем у синхронных.

На видео рассказ про асинхронные

В системе также присутствуют контрольно-измерительные приборы, осуществляющие регулировку основных рабочих узлов. Данная функция крайне важна для стабильной работы всего бензогенератора в целом.

Представленная ниже схема наглядно демонстрирует весь агрегат, а также основные его рабочие узлы и степень их влияния на систему в целом. Стоит заметить, что узлы соединены между собой крепежными элементами, а также целостной рамной конструкцией.

Принцип работы

Для своевременного реагирования на возможные трудности в работе бензинового генератора, необходимо четко понимать весь принцип его работы.

Данное знание позволит устранить различные неполадки, риск возникновения которых всегда присутствует в процессе эксплуатации.

Для лучшего понимания обозначим весь принцип работы поэтапно:

  • В соответствующий кратер топливного бака заливается топливо — бензин.
  • После того, как осуществлено подключение устройства в сеть, топливо поступает в двигатель по бензопроводу.
  • В процессе поступления топлива к двигателю, оно проходит специальный процесс очистки от всевозможных примесей.
  • По завершении данного процесса, топливный насос производит закачку бензина в карбюратор.
  • В самом карбюраторе происходит смешивание бензина до необходимой консистенции. После этого осуществляется подача кислорода в топливо. Как только достигается нужная горючесть, бензин подается на цилиндры используемого мотора.
  • Происходит запуск двигателя. Топливная смесь воспламеняется посредством попадания на нее искры из свечи зажигания. Как только топливо сгорело, появляется газовое образование, запускающее в действия коленвал и поршневую систему. Крутящийся момент передается роторному механизму, который и образует электрическую энергию из механической.
  • Роторный механизм вращается, что провоцирует образование магнитного поля, которое, в свою очередь, влияет на возникновение электромагнитного поля.
  • Конечным итогом всего процесса является возникновение электрической энергии.

Вообще, мощность самого бензогенератора напрямую зависит от количества витков обмотки, поэтому нужно иметь данный факт в виду.

На видео происходит разбор бензогенератора Firman и рассказ о его устройстве

Схема устройства

Безусловно, неопытному человеку довольно сложно разобраться во всевозможных схемах подключения и устройства бензиновых генераторов. Неудивительно, ведь данная информация является довольно специфической, разобраться в которой может только опытный электрик.

Однако, можно попробовать разобраться и самому во всех этих хитросплетениях. В принципе, данная статья и предназначена для этого, поэтому попытаемся доступным языком описать несколько схем бензогенератора.

Итак, первой нашего внимания заслуживает электрическая схема устройства (рассмотрим на примере модели Huter DY):

На схеме мы видим принцип работы устройства. A2 (альтернатор) раскручивается механическим образом при помощи троса, A5 (катушка зажигания) формирует искру на F1 (свеча). Подобным образом осуществляется процесс запуска бензинового двигателя агрегата. Примечательно, что в случае, если SB1 (выключатель) будет замкнут, то искра не возникнет, т.е.двигатель не запустится.

Две катушки L1 и L2 вырабатывают выходное напряжение разной мощности. В первом случае, данный показатель будет равен 220 В, а во втором — 12 В.

Уровень масла определяется по специальному индикатору — HL1, а PV1 (стрелочный прибор) определяет степень напряжения.

Стабильность работы всего агрегата формируется благодаря катушкам L3 и L4.

На видео идет рассказ об устройстве и схеме бензогенератора на примере моделей Зубр

Схема подключения к сети дома

При наличии определенных знаний, возможность подключения бензинового генератора к сети дома становится вполне реальной.

Данная работа осуществляется с использованием трех сетей:

  • Общая электрическая сеть, через которую осуществляется подача всего электричества.
  • Сеть потребителей электричества.
  • Провода самого устройства.

При этом, подключение может осуществляться тремя способами:

  • При помощи обычного рубильника (переключателя).
  • С частичным использованием автоматизации.
  • С полной автоматизацией процесса.

Понятно, что первый способ является наиболее простым, поэтому и рассмотрим его более подробно.

Сам рубильник функционирует в трех положениях, каждое из которых отвечает за свой этап работы.

Само подключение осуществляется поэтапно:

  • Наиболее простой способ подключения — это в розетку домашней сети. После этого, необходимо подключить бензиновый генератор ко всем вероятным потребителям (приборам). Подключается он к разводке этих устройств.
  • Следите за тем, чтобы номинальный ток агрегата и сечение проводов совпадали.
  • Нет необходимости в проведении лишних манипуляций — достаточно лишь соединить вилку запитывающего устройства с генератором любым путем (через удлинитель или напрямую).

Переход ручки переключателя в следующую позицию обесточит весь обслуживаемый объект. Следующий поворот рубильника — и все питание переходит на альтернативный источник, т.е. бензиновый генератор.

Несмотря на относительную сложность конструкции подобных устройств, находятся умельцы, которые самостоятельно изготавливают данный источник автономной подачи электричества.

Именно здесь и становятся необходимыми те схемы устройства и подключения, которые были предоставлены в данной статье. Их понимание и осуществление на практике — вот залог успешной реализации данных проектов.

Источник: https://generatorexperts.ru/benzinovye/sxemu-benzogeneratorov.html

Источник стабильного синусоидального напряжения, синхронизированного с сетью переменного тока

Введение

Импульсные стабилизаторы напряжения переменного тока позволяют не только поддерживать постоянную величину напряжения, но и исправлять отклонения от синусоидальной формы [1]. Для этого необходим источник эталонного напряжения синусоидальной формы, частота и фаза которого совпадает с частотой и фазой стабилизируемого напряжения сети переменного тока. Возможны два способа построения генератора эталонного (опорного) напряжения. Один из них основан на использовании генератора стабильного синусоидального напряжения, принудительно синхронизируемого с сетевым напряжением. Генератор можно построить на операционных усилителях [2] или генерировать дискретные значения синусоиды sin((2π/m)n), n = 0, 1, 2,… в микропроцессоре путем последовательных итераций по формуле:

yn+2 = 2a yn+1 yn, (1)

где a = cos(2π/m), y0= 0, y1 = sin(2π/m), m = T/T0— целое число, Т и Т0 — соответственно период напряжения сети и период дискретизации импульсного стабилизатора.

Следует учитывать, что ограничение разрядной сетки микропроцессора вызывает погрешности вычисления значений синусоиды методом итераций. Основными причинами возникающих ошибок являются погрешности ввода значений у11) и а а), а также погрешности округления при вычислениях. Нетрудно показать, что погрешность в значении у1 вызывает отклонение амплитуды синусоиды от 1, равное δ1/sin(2π/m) ≈ (δ 1m)/2π. Погрешность в амплитуде может быть скомпенсирована при настройке стабилизатора путем соответствующей регулировки коэффициента обратной связи.

Более существенна погрешность ввода значений параметра а на величину периода генерируемой синусоиды. Можно показать, что погрешность δ авызывает относительную погрешность периода синусоиды

Так, при m = 100, a = cos(2π/100) = 0,998026728 и δ а= ±0,0001 получаем по точной формуле

δT / T= ±0,025761806

и δT /T = ±0,025330296 — по приближенной.

Таким образом, ошибка ввода значений параметра а всего на 1 в четвертной десятичной значащей цифре дает погрешность в периоде (частоте) в 2,5% и требует для представления мантиссы числа а не менее 13 двоичных разрядов.

Даже значительное повышение точности ввода значений у1и а не может обеспечить длительную работу генератора эталонных значений синусоиды без периодического согласования ее фазы с фазой стабилизируемого напряжения, в том числе и в случае постоянства его частоты. Причина этого в постепенном неограниченном увеличении разности фаз эталонного и стабилизируемого напряжений, вызываемом разностью, пусть и очень малой, их частот (периодов).

В случае искажения формы стабилизируемого напряжения момент прохождения волны напряжения через 0 может быть смещен, что затрудняет и без того достаточно сложную задачу синхронизации.

Другой способ построения генератора эталонного напряжения заключается в преобразовании напряжения сети переменного тока с помощью линейных и нелинейных цепей для обеспечения стабилизации амплитуды эталонного напряжения и его синхронизации с сетью.

Второй способ принципиально более прост, поскольку частота эталонного напряжения естественным образом совпадает с частотой сети. Этому способу и посвящена данная работа.

Стабилизация величины (амплитуды) эталонного синусоидального напряжения

Положим вначале частоту напряжения сети постоянной. В действительности она изменяется, хотя и в значительно меньшей степени, чем амплитуда напряжения. В основу стабилизации величины напряжения удобно положить ту же идею параметрического стабилизатора, используемого в стабилизаторах постоянного тока и в феррорезонансном стабилизаторе переменного тока. Ограничитель, представленный на рис 1, преобразует синусоидальное напряжение в трапецеидальное, достаточно мало отличающееся от прямоугольного, если амплитуда входного напряжения Um значительно превосходит уровень ограничения U (то есть U/UmK 1). В этом случае изменение Um в реальных пределах, например ±20%, вызовет незначительные изменения выходного напряжения и, следовательно, амплитуды его первой гармоники

(2)

где φ = arc sin d, d = U/Um.

Рис. 1

Очевидно, что U1 остается при малых d близкой к амплитуде первой гармоники прямоугольного напряжения, равной 4 U/π.

В действительности напряжение на выходе ограничителя несколько изменяется относительно уровня ограничения, вследствие конечного (не нулевого) дифференциального сопротивления диодов и стабилитрона. Использование двухкаскадного ограничения позволяет свести эти отклонения практически к нулю.

Относительную величину изменения амплитуды первой гармоники, вызванную изменением амплитуды напряжения сети на δUm, можно оценить по формуле

(3)

Из (3) видно, что при Um = 220v2 В, U = 15 В относительное изменение U1 в 1280 раз меньше относительного изменения Um, это позволяет считать амплитуду основной (первой) гармоники U 1 практически постоянной.

Для выделения первой гармоники с фазой, равной фазе сети, необходим фильтр с фазовой характеристикой, равной – π (-180°) на частоте сети ωc= 2 π /T.

Поскольку выходное напряжение ограничителя содержит только нечетные гармоники, нелинейные искажения на выходе фильтра определяет третья гармоника выходного напряжения ограничителя. Амплитуду третьей гармоники U3 можно считать равной амплитуде третьей гармоники прямоугольного напряжения

U3 = 4U/3 π

или приблизительно в 3 раза меньшей амплитуды первой (полезной) гармоники.

Чтобы третья гармоника в эталонном напряжении не превышала допустимой величины по отношению к основной, то есть

U 1/ U 3q L 1, (4)

необходимо выполнить условие

(5)

где Aф(ω) = | Wф(jω) | — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра, Wф (p) — его передаточная функция.

Стабилизация фазы и амплитуды эталонного напряжения при изменении частоты сети

При изменении частоты сети изменяется амплитуда и фаза выходного напряжения фильтра. Для уменьшения этих изменений до допустимых значений необходимо обеспечить постоянство частотных характеристик фильтра в частотном диапазоне:

ω c — δω c ω ≤ ω c — δ ω c, (6)

где ω c— номинальная частота сети, δω c— возможное отклонение частоты от номинального значения. Для реализации этого достаточно включить последовательно с фильтром устройство с частотной передаточной функцией

(7)

где W0 = Wф(j ωc) — вещественное отрицательное число.

Учитывая сложность реализации устройства с частотной характеристикой (7), можно ослабить требования к ней вне диапазона (6).

При 0 < ω < ω c— δ ω cпринципиального значения характер W1 (jωc) не имеет, поскольку гармоник с частотой ниже ω c— δω cбыть не может. На высоких же частотах ω>ωc+δωcвысокочастотные гармоники отфильтрованного напряжения не должны заметно усиливаться, чтобы сохранялось условие (4).

Обозначив δWф(jω) = Wф(jω) — W0, можно преобразовать (7) к виду

(8)

Точность приближения возрастает при уменьшении δω=ω- ωc. Малость возможных отклонений сети позволяет, как показывает анализ, получить достаточную точность приближения и, следовательно, постоянство амплитуды и фазы эталонного напряжения при изменениях частоты сети.

Структурная схема фильтра и компенсатора изменений его частотных характеристик представлена на рис. 2.

Рис. 2

Частотная передаточная функция фильтра и компенсатора согласно рис. 2 определяется выражением

W(jω) = Wф(jω)(1 — δWФ(jω)/W0) = Wф(jω)(2- WФ(jω)/W0. (9)

Условие допустимости уровня высших гармоник с учетом компенсатора принимает вид

Учитывая, что | W0| = A(ωc) K A(3ωc)= | W(j3ωc) |, условие (10) приближенно можно записать в виде

(11)

Для примера используем в качестве фильтра низкочастотный фильтр Баттерворта 4-го порядка [3], имеющий нормированную передаточную функцию

(12)

где s = p/ω0,, ω0 — частота среза, соответствующая значению амплитудно-частотной характеристики, равному

Нетрудно проверить, что фазовая характеристика на частоте среза имеет значение – π (-180°).

Следовательно, частота среза фильтра должна равняться частоте сети, то есть ω0 = ωс. Вычислив Ас)/A(3ωс) = 57,28, получаем, что амплитуда третьей гармоники составит не более 200А(3ωс)/3 Aс)% = 1,2% от амплитуды основной (первой) гармоники.

Вычислив относительную величину пятой гармоники в эталонном напряжении, получаем

что оправдывает оценку отклонения формы эталонного напряжения от синусоидальной только по третьей гармонике.

Для оценки стабильности амплитуды и фазы эталонного напряжения при изменениях частоты сети рассчитаны относительные отклонения амплитудно-частотной характеристики компенсированного фильтра (9) от номинального значения 1/v2, соответствующего номинальной частоте сети

и отклонения его фазовой характеристики φ (ω) от номинального значения φ (ωс) = -180°

при небольших относительных изменениях частоты сети

δ ω = (ω — ωc)/ ωc = δω/ ωc.

Результаты расчета в процентах и градусах соответственно представлены на рис. 3. Там же для сравнения построены графики относительного отклонения АЧХ фильтра δАф(12) от номинального значения АЧХ АФ((ωc) = 1/v2

(15)

и отклонения его фазовой характеристики φф(ω) от ее номинального значения φфс) = -180°

δφф (ω) = φ ф(ω) + 180°.

Рис. 3

Анализ результатов показывает, что при реальных отклонениях частоты промышленной сети |δω| < 1% значения δA и δφ оказываются вполне допустимыми.

Для получения такой же стабильности при больших допустимых отклонениях частоты, характерных, например, для дизель-электрических станций, возможно использование второго, более простого фильтра (3-го порядка) с компенсатором (рис. 2), что позволит уменьшить и долю высших гармоник в опорном напряжении.

Реализация фильтров Баттерворта осуществляется на основе операционных усилителей [3]. Фильтр 4-го порядка использует два операционных усилителя, а фильтр 3-го порядка можно построить на одном усилителе.

Экспериментальная проверка полученных результатов

Для оценки корректности полученных результатов и экспериментального исследования предложенного источника эталонного напряжения в системе Matlab 6.5 Simulink 5 построена его математическая модель, представленная на рис. 4. Моделирование выполнено с замедлением по времени в 100π раз, что соответствует частоте входного синусоидального напряжения, генерируемого блоком Sine Wave в 1 рад/с. Начальная фаза напряжения выбрана нулевой. Ограничитель напряжения Saturation ограничивает синусоидальное напряжение на уровне ±15 В. Фильтр Баттерворта 4-го порядка для упрощения моделирования представлен двумя блоками Tranfer Fcn 1 и Transfer Fnc 2 с передаточными функциями W1(s) = 1/(s2 + a1s + 1) и W2(s) = 1/(s2 + a 2s + 1) соответственно. Компенсатор представлен в модели усилителем Gain с коэффициентом 2, фильтром Баттерворта на блоках Transfer Fnc 3 и Transfer Fnc 4 с передаточными функциями W1(p) и W2(p) соответственно, усилителем Gain 1 c коэффициентом K=–1/W0 = v2 и сумматором Sum. Осциллограф Scope показывает процесс включения источника при амплитуде входного напряжения Um = 220v2 B. В переходном процессе наблюдается значительное превышение выходным напряжением расчетной амплитуды, равной согласно формуле (2) U1 = 13,4995 B. При построении фильтра и компенсатора на реальных операционных усилителях этот выброс выходного напряжения будет ими ограничен. Очевидно, что выброс выходного напряжения вызван компенсатором, поскольку фильтр Баттерворта не дает выброса выходного напряжения. Это показывает Scope1, на котором наблюдаются выходные напряжения фильтра и ограничителя.

Рис. 4

Для оценки погрешности выходного напряжения источника Sum1 суммирует синусоидальное напряжение амплитудой U1 и начальной фазой 0 с генератора Sine Wave 1 с выходным напряжением источника, имеющим фазу 180°. Через усилитель Gain 2 с коэффициентом 100 и ограничитель Saturation 2, срезающий начальный выброс для получения удобного масштаба по оси у, разница напряжений подается на Scope2. Туда же подано и напряжение первой гармоники с блока Sine Wine 1. Рассматривая процессы на экране Scope2, можно видеть, что ошибка выходного напряжения представляет в основном третью его гармонику, амплитуда которой U3 составляет приблизительно 0,012 от амплитуды первой гармоники U1. Это согласуется с теоретическим результатом 1,2%, полученным выше. Можно видеть также наличие в ошибке первой гармоники весьма малой амплитуды (примерно 0,2% от U 1) и отстающей от первой гармоники выходного напряжения на 90°. Причина ее существования не вполне ясна, а малость не вызывает потребности в исследовании.

Изменение амплитуды входного напряжения на ±20% не приводит практически к каким-либо изменениям в выходном напряжении, что легко усмотреть на экране Scope2, не претерпевающем никаких изменений.

Увеличение и уменьшение частоты на 1% тоже не приводит к заметным изменениям, что видно из рис. 5 и 6 соответственно, что подтверждает теоретический результат (рис. 3). Однако уже при повышении частоты на 3% в ошибке выходного напряжения появляется заметная первая гармоника (рис. 7). Амплитуда ее примерно 2% от U1, что также хорошо согласуется с теоретическим значением.

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Действительно, теоретическое значение амплитуды первой гармоники в ошибке выходного напряжения составляет в процентном отношении от амплитуды первой гармоники выходного напряжения, равной U 1/v2, величину |Wф (jω)[v2 + Wф(jω)]+1| x 100%. При повышении частоты на 3% (δω = 0,03) получаем 1,5%.

При известных значениях δА в процентном отношении и δφ в радианах эту величину можно определить по приближенному выражению:

дающему при малых δω практически тот же результат.

Выводы

Источник эталонного напряжения для импульсного стабилизатора напряжения переменного тока можно построить, используя весьма простые элементы.

Предложенная методика его расчета дает вполне удовлетворительный результат.

Литература

  1. Тимченко Н. М., Жуков В. И. Импульсный стабилизатор переменного напряжения. Авторское свидетельство СССР № 472339, 1975.
  2. Вавилов А. А., Солодовников А. И. Экспериментальное определение частотных характеристик автоматических систем. М.-Л.: Госэнерго-издат, 1963.
  3. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1982.

Генератор синусоиды с мостом Вина с низким уровнем искажений

Когда нету под рукой качественного генератора синусоидального сигнала - как отлаживать усилитель, который ты разрабатываешь? Приходится обходиться подручными средствами.

В этой статье:

  • Высокая линейность при использовании бюджетного ОУ 
  • Точная система АРУ, вносящая минимум искажений
  • Возможность работы от батарейки: минимум помех

Предыстория

В начале тысячелетия подались мы всем семейством на житьё-бытьё в дальние страны. Кое-что из моих электронных запасов последовало за нами, но, увы, далеко не всё. Итак оказался я один на один с большими собранными мною, но совсем ещё не отлаженными моноблоками, без осциллографа, без генератора сигналов, с огромным желанием завершить тот проект и слушать наконец музыку. Осциллограф удалось выпросить у друга во временное пользование. С генератором надо было срочно что-то изобретать самому. По тем порам я ещё не освоился с доступными здесь поставщиками компонентов. Из случайно оказавшихся под рукой операционников было несколько неудобоваримых продуктов древне-советской электронной промышленности, да LM324, выпаянный из сгоревшего компьютерного блока питания.
LM324 datasheet: National/TI, Fairchild, OnSemi... Обожаю читать даташиты от National - у них обычно масса интересных примеров применения деталюх. OnSemi в данном случае тоже подсуетились. А вот "Цыганёнок" что-то обделил своих приверженцев 🙂

Внимание: автор ни в коем случае не рекомендует использование LM324 при повторении конструкции. Целью написания данной статьи было желание поделиться несколькими рабочими приёмами в схемотехнике, которые могут оказаться полезными в других приложениях. При повторении данного генератора, пожалуйста, выбирайте современные, более качественные ОУ.

Классика жанра

Генератор, использующий мост Вина, вне сомнений хорошо известен и распространён среди любителей и профессионалов. Предлагаемое в данной статье решение содержит пару интересных трюков и позволит даже начинающему радиолюбителю без особых проблем и из доступных компонентов собрать генератор, вырабатывающий синусоидальный сигнал с исключительно низким коэффициентом гармоник.

Генератор с мостом Вина

Частота данного генератора, при условии R1=R2 и C1=C2 будет определяться следующей формулой:

На данной частоте коэффициент передачи фильтра (выделен зелёным) будет максимален и равен 1/3 при нулевом фазовом сдвиге. Следовательно, коэффициент усиления, задаваемый цепью отрицательной обратной связи R3 и R4 должен быть в точности равен 3. Для случая идеального ОУ: R4 = 2 * R3.
К сожалению, в реальной жизни не бывает идеально точных резисторов и конденсаторов, да и коэффициент усиления реального операционного усилителя не бесконечен. При малейшем отклонении от идеальных параметров генерация либо затухает, либо уходит "в разнос" до совершенно неприемлемого уровня искажений.

Автоматическая Регулировка Коэффициента Усиления

Решение проблемы обеспечения требуемого Ку давно известно: применить в качестве R3 или R4 какой-нибудь нелинейный или управляемый элемент, который будет подстраиваться таким образом, чтобы обеспечить заданный Ку при некоем определённом размахе выходного сигнала. Обычно ставят терморезисторы, миниатюрные лампочки, оптроны, либо полевые транзисторы (наш случай). Для достижения низкого THD необходимо обеспечить, чтобы нелинейность данного управляющего элемента не проявлялась на частотах генерации. Для лампочек и терморезисторов на частотах генерации от десятков Герц и выше это условие легко выполнимо за счёт тепловой инерционности оных. Полевым же транзистором необходимо управлять используя детектор с сообразно большой постоянной времени.

 

Почти реальный генератор с мостом Вина

Схема, приведённая выше, скорее всего, будет работать. Фиолетовым выделен пиковый детектор. VT1 выполняет роль R3 из предыдущего примера. Схема запускается уверенно, так как при включении на затворе VT1 присутствует нулевое напряжение с разряженного C3 - канал открыт, следовательно Ку максимальный. По мере заряда C3 канал запирается, Ку уменьшается и в идеале схема находит тот самый баланс, при котором Ку равен трём и генератор вырабатывает неискажённую синусоиду.

Но есть всё же две проблемы:

Во-первых, петлевое усиление "сине-фиолетовой" цепи Автоматического Регулирования Уровня сигнала слишком большое и возможно возникновение низкочастотных колебаний с постоянной времени АРУ, заданной R7C3. Проявляться это будет в прерывистом и искажённом сигнале на выходе: то есть генерация, то нету, и так по кругу.

Во-вторых, все нелинейности канала сток-исток VT1 в полном объёме будут замешаны в выходной сигнал.

 

Повышаем устойчивость АРУ и линейность

Решение обеих проблем достаточно тривиально: "позволить" полевому транзистору изменять общий Ку лишь в небольших пределах, скажем примерно от 2.5 до 3.5. В финальном варианте генератора через канал транзистора протекает лишь незначительная часть тока цепи ООС. Таким образом резко снижается влияние нелинейностей канала на форму генерируемого сигнала. Уменьшению искажений способствует и тот факт, что в данном включении размах напряжения на канале составляет лишь небольшую долю от того, что было в "сине-фиолетовом" варианте. Так же снижается и петлевое усиление цепи АРУ. Схема надёжно выходит в режим генерации и стабилизации амплитуды выходного сигнала.

Генератор синусоидального сигнала с малыми искажениями
  • R1, R2 = 100 кОм
  • C1, C2 = 1 нФ = 1000 пФ
  • R4 = 10 кОм
  • R3 = 3.9 кОм
  • R5 = 3 кОм
  • VT1 = КП103И
  • R6 = 470 Ом
  • C3 = 2.2 мкФ
  • R7 = 1 МОм
  • R8 = 10 кОм

В качестве VT1 можно применить практически любой p-канальный J-FET. От его порогового напряжения будет впрямую зависеть амплитуда генерируемого сигнала. Возожно использовать и n-канальный J-FET - они более доступны; для этого необходимо только сменить полярность (перевернуть) VD1 и C3. Если амплитуда на выходе окажется недостаточной, то вполне можно второй ОУ использовать для небольшого усиления амплитуды сигнала.

Данная схема, как она есть, будет работать отлично... если применить топовые модели операционных усилителей.

 

Выходной каскад бюджетного ОУ - в честном классе А

С применением LM324 ожидались проблемы в виде переключательных искажений в районе смены полярности тока на выходе ОУ. Решено было пресечь всяческие поползновения подобного рода на корню: поставить нагрузочные источники тока по выходу каждого операционного усилителя, выведя тем самым выходные каскады оных в честный класс "А".

Источники тока для загрузки выходов ОУ
  • R9 = 6.2 кОм
  • VT2-VT4 = КТ503

VT2-VT4 можно взять любые маломощные npn, желательно из одной партии, или просто подобрать так, чтобы токи коллекторов были приблизительно одинаковыми. В данном применении нам не важны ни температурная стабильность Источников Тока, ни точность абсолютного значения токов, ни даже линейность или высокое динамическое сопротивление - операционный усилитель подкорректирует все перекосы. Существенное преимущество данной схемы ИТ заключается в очень низком минимальном рабочем напряжении на выходе: практически равном напряжению насыщения транзистора при данном токе.

 

Батарейное питание

Для того, чтобы избежать всевозможных наводок на входе тестируемого устройства, очень хотелось запитать генератор от батареек. Удобнее всего работать с 4 щелочными элементами - и доступно, и 6Вольт - уже вполне высокое напряжение, чтобы подходящий операционный усилитель мог ни в чём себе не отказывать 🙂
LM324 успешно работает уже от +-1.5В и документация заявляет возможность работы и по входам и по выходу на уровне отрицательного источника. Правда, 50мкА току при напряжении на выходе вблизи V- явно маловато. Но при использовании ИТ "подпорок", описанных выше, получаем уже 1мА при напряжении на выходе (V-)+(0.3В) и более - вполне достаточно для нагрузки в 10 кОм.

Даже при батарейном питании 6 Вольт и размахе напряжения на выходе всего 2 Вольта от минимума до максимума - желательно оставить примерно одинаковый запас по напряжению в обе стороны (полярности) относительно земли. К уровню V- выходы ОУ, благодаря внешним ИТ, могут приближаться достаточно близко, но вот до положительной "рельсы" V+ вольта полтора не дотягивают. Простенький делитель на схеме ниже устанавливает уровень виртуальной земли примерно в центре рабочей зоны по напряжению для ОУ, причём при любом допустимом напряжении питания.
Красный светодиод выполняет двойную функцию: задаёт 1.7 Вольта дополнительного напряжения между виртуальной землёй и V+, а так же - он ещё и светится!

Формирование виртуальной земли со сдвигом
  • VD2 = красный светодиод 1.7 Вольта
  • R10, R11 = 2 кОм
  • C10, C11 = 0.1 мкФ (керамика или плёнка)
  • C12, C13 >= 10 мкФ

 

Тестируем, тестируем...

Отлаживал я этот генератор за несколько заходов, да и давно это было, так что уже не справлюсь описать все шаги, доведшие меня до такой жизни 🙂
Для того, чтобы убедиться в полезности нагрузки ОУ источником тока - приведу осциллограмму выходного сигнала этого генератора с отключёнными источниками тока (закоротил временно базы и эмиттеры транзисторов).

LM324 без токовой "подпорки" => переключательные искажения

Самая большая беда на данной картинке - так горячо "любимые" строителями усилителей в классе АБ переходные искажения.
Ограничение сигнала снизу, конечно, тоже неприятно, но от него легко избавиться просто подав более высокое напряжение питания на схему. Так что настоятельно рекомендую не полениться и поставить источники тока, подгружающие ОУ по выходам.

Результат

Ранее что-то не задалось у меня с измерениями искажений. Много позже, когда пообзавёлся HiRes ЦАП-АЦП, перемерил. Получилось не то, чтобы плохо, но как источник для измерения Кг в аудио данная схема явно не тянет. Синус схемка выдаёт, конечно, красивый.

Мост Вина + LM324 + CCS: сигнал на выходе

Результаты обмеров:
THD 1.5%,

2-я гармоника -36дБ, 3-я -64дБ, 4-я -89дБ.

На одной макетке ужились два генератора - синусоидального и пилообразного сигналов:

TLС555CP + LM324 = два генератора

 

На самостоятельную проработку 😉

Вместо фиксированных C1C2 и R1R2 вполне возможно поставить переключаемую линейку конденсаторов, а так же сдвоенные потенциометры - и получится широкодиапазонный генератор синусоидальных сигналов с низким коэффициентом гармоник.

Настоятельно рекомендую использовать защиту по питанию: подробное описание в статье о том, как использовать МОП транзистор для защиты от переполюсовки питания.

 

Помоги автору!

В этой статье были показаны несколько несложных приёмов, позволяющих добиться весьма качественной генерации и усиления синусоидального сигнала, используя широко распространённый недорогой операционный усилитель и полевой транзистор с p-n переходом:

  • Ограничение диапазона автоматической регулировки уровня и уменьшение влияния нелинейности регулирующего элемента;
  • Смещение выходного каскада ОУ в линейный режим работы;
  • Выбор оптимального уровня виртуальной земли для работы от батарейного питания.

Всё ли было понятно? Нашел ли ты что-либо новое, оригинальное в этой статье? Мне будет приятно, если ты оставишь комментарий или задашь вопрос, а так же - поделишься статьёй с друзьями в социальной сети, "кликнув" соответствующую иконку ниже.

 

Дополнение (Октябрь 2017) Попалось на просторах Сети: http://www.linear.com/solutions/1623. Сделал два вывода:

Бензогенератор и бесперебойник APC. Всё не так просто, как кажется...

На прошлой неделе всемогущие повелители электричества вырубили свет в офисе на целый день. Народ было обрадовался, что рабочий день закончился не успев начаться, однако ликование прекратилось после появления бензогенератора...

Суровые мужчины завели это хозяйство и электричество вновь посетило стены офиса. Но счастье было не долгим, вернее не полным, а еще точнее избирательным. Бесперебойник в серверной упорно пищал, явно давай понять, что подсунутое "нечто" под видом электричества, ему совсем не нравится и работать на этом он не согласен.

Почему бесперебойник не хочет работать от бензогенератора

Другими словами, при включении генератора, электричество в сети присутствует, вся "бытовуха" работает отлично, а UPS продолжают жалобно пищать, жалуясь на отсутствие этого самого напряжения (в конечном счёте, выключились).

Суровые мужчины полезли искать инструкцию к генератору, а я в интернет. Пока они настраивали какой-то там "синус" (вообще неведомая хрень, как оказалось не только для меня), на одном из форумов наткнулся на банальнейшую вещь - генератор должен быть заземлен. Собственно, эта идея пришла и в головы суровых мужчин, после чего свершилось чудо и мой бесперебойник благополучно согласился работать.

Вообще, пока копался в сети, удалось выяснить что существует три типа ИБП (источников бесперебойного питания): офф-лайн, интерактив и он-лайн. Самым продвинутым считается он-лайн, но и стоят они существенно дороже. В таких бесперебойниках реализована схема с двойным преобразованием напряжения.

На первом этапе выпрямляется входное напряжение. После этого выпрямленное напряжение питает батарею и одновременно подается на инвертор, который выполняет преобразование постоянного тока в переменный. Этот преобразованный ток идет на выход ИБП.

Век живи - век учись.

Подписывайтесь на канал Яндекс.Дзен и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

electric - Означает ли «инверторный генератор», что это генератор «чистой синусоидальной волны»?

Думаю, вам не хватает инверторных генераторов. Основная проблема заключается в том, что обычные газовые генераторы не могут производить «чистую» синусоидальную волну, потому что они немного меняют скорость во время работы. При изменении скорости волна немного меняется. Это не проблема для обычных электрических устройств, таких как лампы накаливания, электроинструменты, «простые» холодильники и т. Д. Им просто нужен поток, а не синусоида.

Что-то из категории «бытовая электроника», однако, не так удачно. Большинство этих устройств полагаются на синусоидальную волну для синхронизации, и обычные генераторы не могут ее отсечь. Я помню, как пару десятилетий назад пытался смотреть телевизор на обычном генераторе после урагана. Звук был нормальный, но ламповый телевизор не мог заполнить весь экран. После восстановления подачи электроэнергии телевизор работал нормально.

Инверторы

решают проблему, преобразуя постоянный ток в переменный. Поскольку выходные данные стабильны, бытовая электроника будет работать на них относительно хорошо.Это основная причина, по которой вы покупаете эти типы генераторов. Если бытовая электроника на них не работает, они переоценивают обычные генераторы.

Посмотрев на несколько инверторных генераторов, «чистые» и «чистые» используются крайне редко. Этот генератор чемпионов говорит:

Чистая энергия для чувствительной электроники. Включает две бытовые розетки 120 В 20 А с чистой электроэнергией (менее 3% THD)

Этот дорогой генератор Бриггса и Стрэттона не упоминает синусоидальные волны, чистые волны или THD.Он просто говорит

Технология инверторного генератора обеспечивает постоянное питание для основных бытовых приборов, включая чувствительную электронику.

И, наконец, Ryobi RYi2300BTA с его "чистой синусоидой"

THD <5%

Суммарные гармонические искажения - сложная концепция, но это реальная метрика

Суммарный коэффициент гармонических искажений (THD) - это заявленное измерение, связанное с качеством электроэнергии. Величина THD будет влиять на то, как ваше оборудование может реагировать или работать.

При обсуждении качества электроэнергии вы услышите такие термины, как «чистое электричество» и мощность синусоидальной волны. Это относится к более низким гармоническим искажениям электрической волны переменного тока и способности принимать электрическую мощность, генерируемую прямоугольной волной, и сглаживать края для получения более гладкой и менее квадратной фазы.

«Чистое электричество» считается хорошим с THD менее 6% и часто заявляется или рекламируется как 5% или меньше.

К сожалению, большинство маркетологов игнорируют этот показатель.Все они, вероятно, относятся к THD менее 5%.

Дальнейшая часть истории

Соавтор сценария Чарльз С. «Бук» Fitch написал серию статей о резервных генераторах энергии в выпусках Radio World Engineering Extra за 7 февраля, 18 апреля, 13 июня и 8 августа. (Прочтите их на сайте radioworld.com , ключевое слово «Fitch».) Бук проделал большую работу, объясняя теорию, лежащую в основе генераторов.

Но позвольте мне рассказать вам остальную историю; Важная часть - насколько хорошо генератор работает в полевых условиях.

КАЧЕСТВО ЭНЕРГИИ

Задача резервного генератора энергии - максимально точно имитировать энергоснабжение от электросети. На рис. 1 показан осциллограф, изучающий почти синусоидальную форму волны напряжения от моей местной энергетической компании. Измеренное гармоническое искажение составило 2,0 процента. В моей книге приемлемо все, что до 6 процентов. Когда я говорю о гармонических искажениях, я имею в виду непреднамеренную энергию в два, три и четыре раза превышающую основную частоту 60 Гц плюс шум. Чистые 60 Гц будут иметь нулевые искажения.

Форма сигнала

будет меняться в зависимости от того, какие нагрузки присутствуют на линии питания. Эти нагрузки находятся внутри объекта и снаружи, где другие потребители используют энергию из той же линии.

Некоторые из этих нагрузок могут находиться в промышленном парке, что приводит к ухудшению формы сигнала. В этом случае вершины волн округляются, потому что потребляемый ток наибольший на пиках напряжения, таким образом снижая пиковое напряжение. Полностью загруженные трансформаторы могут перегреться и выйти из строя, если форма волны не является чистой синусоидальной волной.

Многие источники бесперебойного питания рассчитаны на выход с 6-процентным или менее гармоническим искажением, когда они подключены к сети (Рис. 2 иллюстрирует это). Я измерил искажение чуть менее 2 процентов на APC SmartUPS 3000 при нагрузке 1500 Вт, что сделало его немного лучше, чем мощность от электросети, поскольку пики не были округлены. Пики напряжения немного неровные, но общая картина представляет собой синусоидальную волну.

На рис. 3 показан резервный генератор энергии Kohler модели 22RY мощностью 22 кВт, загруженный примерно на 60 процентов, включая трехтонный кондиционер.Производитель установил жесткий электронный контроль за частотой вращения двигателя и регулятором напряжения. На рис. 4 показано, что с искажением всего 2,5% компания Kohler поступила по-умному, применив в этом устройстве четырехцилиндровый четырехтактный промышленный двигатель Ford. Он доказал свою надежность за последние 14 лет при работе на пропановом топливе.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОПАНА

Что мне нравится в пропане или природном газе, так это то, что они служат вечно. Эти виды топлива не разрушаются со временем.Я считаю, что бензин - худший выбор. Даже с добавками, стабилизирующими топливо, газ выходит из строя и может быть недостаточно хорошим, когда он больше всего нужен.

Друг принес портативный бензиновый генератор марки Sportsman Gen 4000. Форма волны выглядела хорошо, пока она не была загружена на 50 процентов с помощью электрического обогревателя. Затем форма волны изменилась. На рис. 5 гармонические искажения превысили 10 процентов в этот момент. Этот блок подходит для поддержания работы многих устройств, но требует тщательного выбора, чтобы найти блок ИБП, который не будет работать от батареи при таком питании.

На рис. 6 показана мощность установленной на земле генераторной установки PSS8000 производства Winco 1999 года выпуска мощностью 8 кВт (3 фута x 2 фута x 2,5 фута). Неровная форма волны зацепила стрелку моего анализатора искажений, который может измерять только до 10 процентов. Когда я тестировал, картина мало изменилась от холостого хода до 4 кВт. Как и во многих генераторах экономичной конструкции, воздушная заслонка рядом с маховиком двигателя используется для регулирования частоты вращения двигателя. Цель состоит в том, чтобы на выходных клеммах генератора была частота 60 Гц. Скорость двигателя может изменяться в зависимости от температуры, влажности и условий нагрузки, что влияет на частоту.На лучших заводах используется электронное управление для регулирования оборотов двигателя.

Я также протестировал бензиновый генератор Honda EU2000i с инверторной технологией, который показал гармонические искажения примерно в 1 процент при 70-процентной нагрузке. По сути, это ИБП, работающий на газе. Его инвертор чистый, потому что он создает с помощью электроники 60 Гц с низким искажением формы сигнала. Штраф - более высокая стоимость. На рис. 7 показана типичная бензиновая установка мощностью 3 кВт при половинной нагрузке. Измеренные гармонические искажения составили 6 процентов, мой тест на хорошие и плохие.

ВЫБОР ИБП

Между тем, вам понадобится источник бесперебойного питания, чтобы компьютеры могли работать без проблем. Каждый ИБП имеет свою устойчивость к неисправностям линии. Это больше, чем просто подключение к сети при отключении электроэнергии.

Допустим, ваш резервный генератор выдает мощность с частотой 58 Гц вместо 60 Гц. Многие ИБП переключаются на батарею и остаются на ней даже при напряжении 120 В переменного тока. То же самое происходит, когда форма волны не синусоида.

Для некоторых «менее чем отличных» резервных генераторов одному клиенту пришлось протестировать пять ИБП до тех пор, пока не был обнаружен один, который будет принимать неидеальную мощность.

ПОЛНОСТЬЮ АВТОМАТИЧЕСКИЙ?

Кто может сказать, что вы или другое технически квалифицированное лицо будете там, чтобы запустить резервный генератор энергии в случае мгновенного отключения электроэнергии? Скорее всего, не. В конце концов, 40-часовая рабочая неделя составляет менее 24 процентов от общего времени за семь дней.

Согласно медицинским стандартам, генератор должен автоматически запускаться и подключаться к сети всего за 10 секунд.Да, это может быть сделано. Некоторые системы занимают больше времени.

На рис. 8 показан автоматический переключатель резерва Kohler 240 В переменного тока / 200 ампер. Его размеры составляют 24 дюйма в высоту, 18 дюймов в ширину и 11 дюймов в глубину - вероятно, это все, что вам нужно в студии.

НЕКОТОРЫЕ ИЛИ ВСЕ?

По моему опыту, большинство электриков думают о поддержке наиболее важной части объекта с помощью генераторной установки. В результате во время отключения питания многие цепи остаются без питания. Желание человека держать все в рабочем состоянии приведет к тому, что удлинители будут бегать по коридорам и под дверями.Это плохой сценарий, хотя бы с точки зрения создания опасности для спотыкания.

Вы можете рассчитать нагрузку на объект, но я рекомендую использовать накладной амперметр переменного тока для измерения фактического тока, потребляемого входящими силовыми кабелями в центре электрической нагрузки здания. (См. Рис. 9.) Делайте это с включенным кондиционером и всеми другими нагрузками. Запланируйте автоматический выключатель питания, чтобы прервать и заменить всю мощность объекта.

Для передатчиков

AM требуется лучшая регулировка генератора, так как они потребляют на 50% больше энергии при модуляции.Генератор должен быть в состоянии справляться с изменяющейся нагрузкой.

Сравните цены на генераторы. Вы обнаружите, что дополнительная плата за удвоение размера генератора не вдвое больше.

Вы можете выбрать тот, который справится со всем, кроме кондиционера. В этом случае реле для определения отключения электроэнергии можно использовать для прерывания линии управления низким напряжением / низким током, ведущей к компрессору кондиционера. Все будет продолжать работать, кроме самого охлаждения, что сделать достаточно просто.

ДОЛГОЛЕТИЕ

В моем родном городе с населением 13 000 человек (размер рынка 80 000) в 2001 году произошло отключение электроэнергии на 24,5 часа после урагана. Весь город был остановлен. Супермаркеты выбрасывали продукты тоннами.

Одна радиогруппа из трех станций оставалась в эфире с резервным питанием, а пять других - нет. Мои записи показывают, что генератор мощностью 20 кВт, загруженный на 70 процентов, будет потреблять около трех галлонов пропана в час.

ПОПРОБУЙТЕ ПЕРЕД ПОКУПКОЙ

Спросите у продавца генераторов список местных пользователей.Поднесите осциллограф к одному или нескольким из этих мест, чтобы увидеть генератор в действии в условиях нагрузки. Если форма волны не очень похожа на синусоидальную волну, попробуйте другой бренд.

По крайней мере, используйте несколько ИБП в качестве тестовых инструментов. Если они принимают мощность генератора, то, скорее всего, все в порядке.

РЕЗЮМЕ

Качество электроэнергии генераторов существенно различается. Знайте, во что вы ввязываетесь, прежде чем тратить деньги. В этом есть смысл.

Прокомментируйте эту или любую статью.Пишите на [email protected]

Mark Persons, WØMH, является сертифицированным профессиональным инженером по телевещанию SBE и в настоящее время ушел на пенсию после более чем 40 лет работы в бизнесе. Его веб-сайт: www.mwpersons.com.

Подписка

Чтобы получать больше подобных новостей и быть в курсе всех наших ведущих новостей, функций и аналитических материалов, подпишитесь на нашу рассылку новостей здесь.

Преобразование частоты генератора

: использованная мощность генератора 60 Гц и 50 Гц

Скорость и частота генератора пропорциональны Выходная частота генератора - один из важных параметров, определяющих мощность генератора.Электрическая мощность генератора должна поддерживаться на фиксированной частоте, 50 Гц или 60 Гц, чтобы соответствовать выходной мощности стандартной электрической сети или номинальной частоте ваших приборов.

Частота обычно составляет 60 Гц в США и 50 Гц в Европе. Вы также можете встретить разные изолированные участки одной и той же сети, работающие на разных частотах. Затем становится важным изменить выходную частоту генератора, чтобы она соответствовала частоте питаемых приборов или сети, к которой подключен ваш генератор.

Изменение оборотов двигателя в зависимости от выходной частоты Современные генераторы состоят из двигателя, напрямую подключенного к генератору переменного тока для производства электроэнергии. Один из наиболее распространенных способов изменения выходной частоты генератора - это изменение скорости вращения двигателя.

Эти два фактора связаны согласно следующей формуле - Частота генератора (f) = Число оборотов двигателя в минуту (Н) * Число магнитных полюсов (P) / 120 И наоборот, P = 120 * f / N

Согласно приведенной выше формуле, двухполюсный генератор с выходной частотой 60 Гц имеет частоту вращения двигателя 3600 об / мин.Чтобы изменить выходную частоту на 50 Гц для той же конфигурации генератора, необходимо снизить частоту вращения двигателя до 3000 об / мин. Аналогичным образом, для 4-полюсного генератора частота вращения двигателя 1800 об / мин дает выходную мощность 60 Гц. Уменьшение частоты вращения двигателя до 1500 об / мин дает выходную частоту 50 Гц.

В случае небольших или домашних генераторов вы можете изменить настройки оборотов двигателя, сделав несколько изменений на панели управления вашего устройства. Следуйте инструкциям ниже, чтобы изменить частоту генератора с 60 Гц на 50 Гц:

  1. Запустите двигатель генератора и настройте частотомер на панели управления на 50 Гц
  2. Проверьте вольтметр переменного тока или потенциометр, в зависимости от обстоятельств, и считайте выходное напряжение генератора.Выходное напряжение уменьшается при уменьшении частоты и может быть ниже желаемого значения
  3. Отрегулируйте вольтметр переменного тока или потенциометр на панели управления, пока не получите желаемое выходное напряжение при 50 Гц
  4. Сделав аналогичные изменения на панели управления, вы можете увеличить частоту с 50 Гц до 60 Гц
  5. Если панель управления не отображает частоту, вам необходимо сначала подключить устройство, которое будет измерять частоту во время работы генератора, а затем изменять частоту вращения двигателя.
    Блоки управления генератором осуществляют мониторинг и управление вашим блоком в реальном времени. Встроенные защитные функции автоматически отключают ваш генератор в случае превышения оборотов двигателя или очень низкой выходной частоты. Дополнительную информацию о функциях генератора см. В следующей статье «Как работают генераторы».

Преобразователи частоты

Если вы используете генератор с фиксированной скоростью, вы можете подключить к своему устройству преобразователь частоты.Преобразователь частоты - это комбинация выпрямителя и инвертора. Выпрямитель использует выход переменного тока генератора (AC) для производства постоянного тока (DC). Затем инвертор преобразует это, чтобы произвести выход переменного тока желаемой частоты. Любое сопутствующее изменение напряжения связано с назначением устройства, а также зависит от приложения, для которого используется преобразователь частоты.


Преобразователи частоты, такие как роторные преобразователи и мотор-генераторные установки, традиционно изготавливались из электромеханических компонентов.С появлением твердотельной электроники они теперь построены как полностью электронные блоки.

Помимо изменения выходной частоты, эти блоки также используются для управления крутящим моментом и скоростью двигателей переменного тока. Преобразователи частоты также находят применение в аэрокосмической промышленности для преобразования частоты 50 Гц или 60 Гц в выходную мощность 400 Гц, которая используется в наземных силовых установках самолетов. Эти системы также используются для управления скоростью вентиляторов и насосов и других нагрузок с переменным крутящим моментом, работающих на переменной скорости.

Электронные генераторные установки с регулируемой скоростью Существует особый класс генераторов, известный как генераторы с электронной регулируемой частотой вращения, в которых изменение скорости двигателя изменяет скорость генератора переменного тока для автоматического получения выходного сигнала переменной частоты. Затем преобразователь частоты используется для исправления переменного выходного сигнала генератора, чтобы он соответствовал требуемой выходной частоте 50 Гц или 60 Гц.

Использование этого устройства устраняет необходимость в приводе с регулируемой скоростью и трансформаторе.Недостатком этой технологии является то, что электронный компонент, помимо своей дороговизны, не подходит для использования в суровых условиях, в которых обычно работает генератор.

Важно отметить, что они отличаются от генераторов с регулируемой частотой вращения, которые имеют бесступенчатую трансмиссию (CVT), которая позволяет изменять частоту вращения двигателя, но поддерживает постоянную скорость генератора переменного тока. Это не изменяет выходную частоту, но позволяет генератору изменять выходную мощность генератора для удовлетворения требований переменной нагрузки.

>> Вернуться к статьям и информации <<

Honda Global | Инверторные генераторы

Электричество используется во все большем количестве ситуаций в повседневной жизни и на работе, а портативные генераторы, которые были ограничены в основном промышленным использованием, например, на строительных площадках, теперь используются для питания повседневной жизни и отдыха, резервного освещения телевизоры в качестве аварийного источника питания и подзарядки информационных устройств, таких как смартфоны.

По сравнению с крупными генераторами, портативные генераторы должны развиваться, чтобы соответствовать их использованию (например, в случае, окружающей среде и подключенных электрических приборах) потребителем.Чистые формы волны жизненно важны, но фундаментальные технологии также требуют совершенства для производства компактных, легких генераторов с высокой топливной эффективностью и низким уровнем шума.

Например, большие генераторы, используемые в качестве резервного источника питания на случай перебоев в электроснабжении, обычно подают электроэнергию всю ночь до утра без дозаправки. Honda оснащает генераторы для такого использования двигателями с впрыском топлива, улучшая топливную эффективность и характеристики длительного хранения и обслуживания, а также увеличивая емкость топливного бака, обеспечивая более длительный срок службы.

Honda также предлагает модели генераторов, работающих от легко покупаемых, используемых и хранимых бытовых канистр. Благодаря не только выбору топлива, но и улучшению характеристик хранения и эксплуатации генераторы Honda с приводом от двигателя стали еще проще использовать в повседневной жизни.

Honda также использует свои генераторные технологии для разработки источников электроэнергии и зарядных устройств для подключения электричества между автомобилями, такими как электромобили (электромобили) и FCV (автомобили на топливных элементах), и домами и школами.

С ростом осведомленности об экологических проблемах, нормы шума и выбросов выхлопных газов в каждой стране становятся еще более строгими, и рынок генераторов в целом должен обеспечивать генераторы, работающие не только на бензине, но и на альтернативных видах топлива, таких как газ.

Технологии генераторов Honda будут продолжать развиваться, чтобы соответствовать потребностям клиентов и областям использования, а также изменениям в обществе.

Чистая энергия с портативными генераторами Generac

Что такое чистая энергия?

Как будто тема электричества не была достаточно сложной, есть аспект выработки энергии, который иногда заставляет чесать в затылках даже тех, кто имеет опыт работы с генераторами: понятие «чистой» энергии.

В чистом виде переменный ток (AC) течет синусоидальными волнами с определенной частотой, измеряемой в циклах в секунду или герцах (Гц). В США частота переменного тока составляет 60 Гц. Когда генератор вырабатывает электричество переменного тока, он не создает чистой синусоидальной волны. Всегда есть какие-то искажения, которые описываются в терминах общих гармонических искажений (THD). Чем ниже процент THD, тем ближе электрический выход к чистой синусоиде. Нулевое значение THD соответствует чистой синусоиде.Энергоснабжение обычно имеет THD 5 процентов или меньше.

Так почему мы должны беспокоиться о THD (Total Harmonic Distortion)?

В конце концов, если напряжение, сила тока и частота правильные, инструмент должен работать, верно? Ответ положительный. Но THD в конечном итоге влияет на то, насколько хорошо работают некоторые инструменты, на содержащуюся в них электронику и на общий срок их службы.

«Все сводится к тому, сколько искажений существует в электрическом сигнале», - сказал Джефф Магеданц, менеджер по маркетингу компании Generac Power Systems.«Чем больше искажение, тем больше вероятность возникновения потенциальных проблем. Значительные искажения синусоидальной волны - высокий THD - могут фактически привести к колебаниям электрического напряжения. Это может означать колебания производительности инструмента ».

Эти деформации могут также привести к выделению избыточного тепла в инструментах или приборах. Это дополнительное тепло может привести к преждевременному износу и, в конечном итоге, к сокращению срока службы. Это особенно актуально для инструментов и приборов, содержащих электронику.Более высокие температуры могут отрицательно сказаться на характеристиках электроники, а если они станут достаточно высокими, они могут повредить печатные платы, что может привести к отказу оборудования.

Таким образом, при выборе генератора для профессионального использования важно выбрать тот, который производит вышеупомянутую «чистую» мощность - THD менее 5 процентов. Этим требованиям, например, удовлетворяет портативный генератор серии Generac Pro XC.

«Мы разработали портативный генератор серии XC, чтобы не только выдержать все, что на него может бросить современная стройплощадка, но и гарантировать, что он сам не нанесет никакого ущерба», - сказал Магеданц.«Профессиональное оборудование не только требует серьезных вложений, но и поломки приводят к простоям. Низкий коэффициент нелинейных искажений серии XC - менее 5 процентов - предназначен для использования с современными электроинструментами. Чистая энергия означает, что эти инструменты работают так, как они были задуманы. И это поддерживает работу сайта по вакансиям ».

Чистая энергия и современная рабочая площадка.

Чистая энергия еще более важна в современной рабочей среде, потому что приводятся в действие не только инструменты. Сегодняшний строитель часто использует ноутбук или планшет для доступа к планам и почтовым клиентам.Смартфоны используются аналогичным образом, а также поддерживают связь друг с другом на рабочем месте и в других местах. Всю эту электронику необходимо заряжать, и если ваш единственный источник энергии - портативный генератор, лучше производить чистую энергию.

«Электроника особенно чувствительна к THD», - сказал Магеданц. «И они становятся не менее важными на стройплощадке, чем традиционные электроинструменты. Наличие чистой энергии для их подзарядки гарантирует, что они всегда будут там, когда они вам понадобятся.”

Ознакомьтесь с нашими публикациями по теме

Инверторные генераторы

для домашних мастеров и многое другое

Рост числа инверторных генераторов дает ряд преимуществ на рынке портативных источников питания DIY. В инверторных генераторах используется другой тип генератора переменного тока, чем в стандартных генераторах, для выработки очень чистой энергии переменного тока. Инверторная технология уменьшает размер и вес генератора, но, что более важно, двигатель может работать с различными скоростями, что значительно снижает уровень шума и расход топлива.Эти устройства также обеспечивают более чистую энергию для чувствительной электроники.

Как это работает Инверторные генераторы

предлагают портативную мощность в меньшем, более легком и более тихом корпусе, чем обычные генераторы. Показан инверторный генератор Briggs & Stratton P3000, который обеспечивает достаточную мощность для таких работ, как обрезка этого дерева электрической цепной пилой.

Обычные генераторы состоят из тяжелых медных катушек, которые вырабатывают необработанную форму электричества. Двигатель должен поддерживать постоянную скорость для выработки электроэнергии переменного тока, независимо от необходимой нагрузки, и эта работа на полной мощности потребляет много топлива и производит значительный шум.Электроэнергия, производимая стандартным генератором, также не так чиста, как электроэнергия от электросети, поэтому их не рекомендуется использовать для питания чувствительной электроники, такой как ноутбуки и сотовые телефоны.

Однако в инверторных генераторах

используется другой тип генератора переменного тока для выработки чистой энергии переменного тока, что стало возможным благодаря усовершенствованной электронной схеме и высокотехнологичным магнитам. Эти блоки обычно имеют 3-фазные генераторы, которые выдают переменный ток, как традиционные генераторы, но затем этот ток преобразуется в постоянный, а затем «инвертируется» обратно в чистую переменную мощность, которая поддерживает однофазную чистую синусоидальную волну с требуемым напряжением и частотой. .

Двигатель может работать на различных оборотах, что снижает шум и расход топлива по сравнению со стандартными генераторами. Небольшие инверторные генераторы предназначены для одновременного питания нескольких небольших приборов, тогда как более крупные инверторные генераторы вырабатывают достаточно энергии для запуска кондиционера в жилом доме при одновременной работе микроволн. Некоторые из новейших моделей обладают достаточной мощностью, чтобы служить в качестве домашнего резервного генератора. Вы также можете соединить два инверторных генератора в тандем, чтобы удвоить мощность, при этом сохраняя чистую и бесшумную мощность инверторного генератора.

Эта современная технология была очень дорогой несколько лет назад, но цены на небольшие генераторы для отдыха значительно упали, что сделало их популярными как среди домашних мастеров, так и среди энтузиастов автодомов и любителей путешествий. Они отлично подходят для работы с инструментами в удаленных местах, питания вечеринок на открытом воздухе, выезда за ворота, походов и даже некоторого аварийного питания во время отключения электроэнергии.

Размеры

Компактные инверторные генераторы. Эти небольшие блоки вырабатывают от 800 до 1000 Вт электроэнергии, чего достаточно для одновременного питания одного или двух устройств.Например, он может питать только кофейник (1000 Вт) или тостер (700 Вт) и мультиварку (230 Вт) одновременно, потому что последние два предмета будут в сумме всего 930 Вт.

Малые инверторные генераторы. Чтобы одновременно работать с большим количеством устройств, перейдите на меньший блок, который вырабатывает 1600–2000 Вт электроэнергии.

Сумма рабочих и пусковых мощностей устройств, на которые подается питание, не должна превышать номинальную длительную выходную мощность генератора.Рассчитайте требования к мощности устройств, которые вы планируете использовать одновременно, чтобы определить размер генератора, который вам нужен. Обратите внимание, что устройства без электродвигателей
, такие как лампочки, радиоприемники и телевизоры, имеют одинаковую рабочую и пусковую мощность. Однако устройства с электродвигателями, такие как холодильники, компрессоры и ручные инструменты, будут иметь начальную мощность, значительно превышающую рабочую мощность.

Средние инверторные генераторы. Иногда «черновая работа» - это еще не все, что нам нужно, и мы хотим наслаждаться природой вместе с домашним комфортом.Этот инвертор большего размера обеспечивает выходную мощность, чтобы телевизор оставался включенным, когда вы включаете электрический вентилятор.

Инверторные генераторы большего размера идеально подходят для туристических трейлеров и кемпингов.

Сопряжение двух инверторных генераторов

Комбинация двух инверторных генераторов дает возможность удвоить выходную мощность при сохранении чистой и бесшумной мощности. Если вы не хотите переходить на более крупный генератор, чтобы получить необходимую мощность, вы можете приобрести еще один инверторный генератор и соединить их вместе с помощью набора кабелей для удвоения мощности.Это также делает ваши источники питания красивыми и портативными, вместо того, чтобы иметь один большой и тяжелый генератор, который трудно перемещать одному человеку.

Инверторные генераторы

Honda часто считаются золотым стандартом современных технологий, предлагая бесшумную работу в легком портативном корпусе. Показанный EU2000i имеет камуфляжную окраску Realtree ™ APG.

Время принятия решения

Итак, что вам подходит, обычный генератор или инверторный генератор? Обычные генераторы доступны практически любого необходимого вам размера, от 500 до 50 000 Вт и выше.Поскольку инверторные генераторы больше ориентированы на бесшумную работу и портативность, их максимальная выходная мощность более ограничена для большинства моделей в диапазоне от 1000 до 4000 Вт.

Инверторные генераторы

мощностью 3000 Вт поставляются с колесами и буксировочной ручкой. Energizer eZV3200 имеет расположенную сверху ручку с удобной мягкой рукояткой.

Примите решение, взвесив все за и против предполагаемого приложения. Если вам нужен источник электроэнергии в отдаленном районе, где доллары имеют большее значение, чем децибелы, наиболее экономичным выбором может быть обычная единица измерения.Просто инверторный генератор стоит больше, чем обычный генератор с аналогичной номинальной мощностью - это цена таких преимуществ, как компактная портативность, топливная эффективность, низкий уровень шума и т. Д. Вам решать, стоит ли более высокая цена дополнительных функций и преимущества.

Вы можете приобрести два инверторных генератора и соединить их вместе с помощью набора кабелей для удвоения мощности. Инверторные генераторы Ryobi 2300W оснащены технологией Bluetooth, которая позволяет управлять устройствами с помощью приложения для смартфона.

Витрина ПРОДУКТОВ

Инвертор-генератор Briggs & Stratton P3000

Инверторный генератор Briggs & Stratton P3000 предлагает 3000 Вт портативной мощности для работы вашего дома на колесах или обеспечения критически важной аварийной резервной мощности для вашей печи, холодильника, освещения и отстойника. Благодаря задним колесам, телескопической ручке в стиле багажа и сдвоенным подъемным ручкам P3000 легко транспортировать. Он производит всего 58 децибел, а эксклюзивный дисплей StatStation с подсветкой помогает избежать перегрузок, постоянно отслеживая количество подаваемой мощности.P3000 имеет специальную USB-розетку для зарядки, которая освобождает четыре других розетки P3000 для дополнительных источников света и приборов. Устройство также оснащено удобной розеткой на 120 В для дома на колесах и зарядным устройством постоянного тока на 12 В для зарядки внешнего силового оборудования и автомобильных аккумуляторов. Посетите www.briggsandstratton.com.

Honda EU2000i Инвертор-генератор

Среди устройств, протестированных сотрудниками EHT, инверторный генератор Honda EU2000i является самым компактным устройством и самой тихой работой (53–58 децибел).Генераторы Honda построены с двигателями большего рабочего объема в сочетании с инверторной технологией. Двигатель Honda GX Commercial объемом 98,5 куб. См (с трехлетней коммерческой гарантией) приводит в действие EU200i по сравнению с меньшими импортными двигателями (менее 80 куб. См) с более короткими коммерческими гарантиями. Хотя меньшие двигатели претендуют на такие же номинальные характеристики и максимальную производительность, двигатели Honda превосходят их в аналогичных условиях использования. Устройство, которое мы тестировали, имело камуфляжный внешний вид RealTree APG, и его можно было легко взять с собой под мышку, что отлично подходит для кемпинга и плавания.Посетите powerequipment.honda.com.

Инверторные генераторы Energizer eZV2000 и eZV3200P

Сотрудники EHT протестировали два новых впечатляющих устройства Energizer. EZV2000 - это новый инверторный генератор, разработанный, чтобы конкурировать с Honda 2000i, с легкостью переносимости (44 фунта) и низким уровнем шума (50-59 децибел). При электрической нагрузке 1600 Вт (100-процентная мощность) время работы составляет 4,2 часа. EcoMode увеличивает время работы при загрузке с 25 процентов до 11.5 часов. В режиме EcoMode инвертор eZV2000P постоянно контролирует двигатель, производя только ту мощность, которая вам нужна для того, что подключено. Кроме того, недавно разработанный параллельный порт с одним выходом делает подключение двух генераторов серии eZV проще, чем когда-либо.

Инверторный генератор Energizer eZV3200P непрерывно вырабатывает 2800 Вт чистого электричества при 3600 об / мин для бесшумного питания обычной и чувствительной электроники во время походов, катания на хвосте, охоты, путешествий и работы по дому или на рабочем месте.Встроенный поворотный замок выдает 23,3 А при 120 В, что идеально подходит для питания жилых автофургонов, прицепов и вашего дома в аварийной ситуации. EZB3200P также включает в себя несколько привлекательных функций, которые сделали его уникальным среди нашей тестовой группы, а именно: электрический запуск и пульт дистанционного управления, которые устраняют необходимость запуска от натяжения. Устройство имеет цифровой многофункциональный дисплей, автоматический дроссель, автоматический дроссель, встроенную складную ручку и комплект колес, металлическую крышку топливного бака без резьбы и закрытые выпускные отверстия. Посетите energizergenerators.com.

Ryobi 2300W Bluetooth-инвертор-генератор

Новый инверторный генератор с Bluetooth мощностью 2300 Вт оснащен самым большим цифровым экраном считывания среди наших тестовых моделей, что позволяет легко контролировать время работы, нагрузку, уровень топлива и многое другое.Более того, благодаря возможности подключения по Bluetooth и настраиваемому приложению Ryobi для смартфонов GenControl вы можете отслеживать эту же информацию на своем мобильном телефоне и даже использовать дистанционный выключатель. Этот блок мощностью 2300 ватт обеспечивает чистую мощность, безопасную для чувствительной электроники и достаточно мощную для работы на рабочем месте. Компактная и легкая конструкция легко транспортируется, поэтому у вас есть энергия, где она вам нужна, и тогда, когда она вам нужна. Посетите ryobitools.com.

Рекомендуемые статьи

В чем разница между модифицированными синусоидальными инверторами? - Магазин инвертора

Существует 3 основных типа инверторов - чистая синусоида (или «истинная» синусоида), модифицированная синусоида (фактически модифицированная прямоугольная волна) и прямоугольная волна.

Чистая синусоида Чистая синусоида - это то, что вы получаете от вашей местной коммунальной компании и от некоторых генераторов чисто синусоидальных сигналов (большинство генераторов не являются чистыми синусами).

  • Основным преимуществом инвертора с чистой синусоидой является то, что все оборудование, которое продается на рынке, предназначено для работы с чистой синусоидой. Это гарантирует, что оборудование будет работать в полном соответствии со своими техническими характеристиками.
  • Некоторые приборы, такие как двигатели и микроволновые печи, выдают полную мощность только с чистой синусоидальной мощностью.
  • Некоторым приборам, таким как хлебопечки, диммеры и некоторые зарядные устройства, для работы вообще требуется чистая синусоида.
  • Аудиооборудование
  • , спутниковые системы и видеооборудование будет правильно работать с использованием синусоидальных инверторов.
  • - это самые дорогие инверторы, которые превосходят все другие типы инверторов независимо от их использования.

Аналоговый чистый синусоидальный сигнал Синусоидальный сигнал, создаваемый аналоговым чистым синусоидальным инвертором, очень похож на аналоговый чистый синусоидальный инвертор.Ключевое отличие заключается в том, что аналоговое переключение вызывает шум или статические помехи на волне переменного тока.

  • как правило, большинство приборов, двигателей, микроволновых печей, зарядных устройств и электроинструментов вырабатывают полную мощность и не вызывают какого-либо гудения или негативных эффектов.
  • , эти типы синусоидальных инверторов не рекомендуются для медицинского оборудования без одобрения производителя.
  • используйте этот инвертор для электробритв и аварийных фонарей, открывателей гаражных ворот, лазерных принтеров и больших стробоскопов, используемых в фотографии

Модифицированная синусоида (квазисинус) Модифицированный синусоидальный инвертор на самом деле имеет форму волны, больше похожую на прямоугольную, но с дополнительным шагом.Модифицированный синусоидальный инвертор будет нормально работать с большинством оборудования, хотя эффективность или мощность оборудования будут снижены с некоторым.

  • Двигатели, такие как двигатель холодильника, насосы, вентиляторы и т. Д., Будут потреблять больше энергии от инвертора из-за более низкого КПД. Большинство двигателей потребляют примерно на 20% больше мощности. Это связано с тем, что значительный процент измененной синусоиды составляет более высокие частоты, то есть не 60 Гц, поэтому двигатели не могут ее использовать.
  • Некоторые люминесцентные лампы не работают так ярко, а некоторые могут гудеть или издавать раздражающие гудящие звуки.
  • Устройства с электронными таймерами и / или цифровыми часами часто работают некорректно. Многие приборы получают синхронизацию от пика линейной мощности - в основном, модифицированный синус имеет плоскую вершину, а не пик - это может вызвать случайный двойной запуск. Поскольку модифицированная синусоида более шумная и грубая, чем чистая синусоида, часы и таймеры могут работать быстрее или вообще не работать.
  • Такие предметы, как хлебопечки и регуляторы света, могут вообще не работать - во многих случаях приборы, в которых используются электронные регуляторы температуры, не работают.Чаще всего встречается на таких вещах, как дрели с регулируемой скоростью будут иметь только две скорости - включенную и выключенную.
  • будет работать без каких-либо заметных различий, а из-за более низкой стоимости этот инвертор является наиболее распространенным среди продаваемых и, как правило, единственным типом, который можно найти у местного продавца.

Прямоугольная волна Очень немногие, но самые дешевые инверторы - это прямоугольная волна.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *