Что такое инверторный двигатель: что это? Что значит мотор с инверторной технологией? Принцип работы. прямой привод лучше, какой стандартный

Содержание

что это? Что значит мотор с инверторной технологией? Принцип работы. прямой привод лучше, какой стандартный

С каждым годом использование современных бытовых приборов становится удобнее. Новейшей технологией является инверторный двигатель в стиральной машине. Это устройство имеет массу преимуществ и характерных особенностей по сравнению со своим предшественником. Многие владельцы стиральных машин уже успели оценить качество инверторных моторов.

Что такое инверторный двигатель?

Для того чтобы стиральная машина нормально функционировала, она должна быть оснащена мотором, которому под силу сменить направление и скорость вращательных движений вала, что зависят от выполняемой операции. Не каждому агрегату под силу выполнять вышеописанную задачу. Если в агрегате имеется инверторный двигатель, то это означает, что он изготовлен по новейшим технологиям.

Данные виды моторов считаются новой разработкой специалистов по изготовлению бытовой техники. Ранее их использовали в СВЧ-печах, а также в климатическом оборудовании. Главной особенностью механизма считается его возможность к выравниванию тока, а именно преобразованию переменного заряда в постоянный.

Данная характеристика инверторного двигателя способствует тому, что пользователь может с максимальной точностью настроить не только скорость, но и частоту вращательных движений барабана.

Принцип работы

Инверторный тип мотора в стиральной машине основан на применении электромагнитной индукции. Однако отличие наблюдается в том, что вместо графитовой щетки током обмотки управляет инвертор. Ротор, что вращается, не характеризуется чрезмерной инерционностью, он способен просто набирать необходимое количество оборотов. Так как в моторе данного типа нет трущихся деталей, значительно снизилось нежелательное нагревание и нерациональная трата энергии.

Инверторные двигатели функционируют не на высоких скоростях. Эти механизмы в стиральных машинах представлены в виде диска с валом, что расположен на центральной оси.

Преимущества и недостатки

Для того чтобы понять, нужна ли потребителю стиральная машинка с инверторным двигателем, стоит оценить все ее преимущества.

Отсутствие в конструкции угольных щеток, которые проводят ток, а также приводного ремня из резины. Благодаря данной особенности исключаются некоторые поломки. Поэтому можно сделать вывод, что мотор на инверторе – это гарантия надежной и долговечной эксплуатации.
Стабильное функционирование сальников способствует тому, что агрегат не шумит во время работы. Во время стирки и полоскания пользователи машины не слышат посторонних звуков.
Бесшумное вращение ротора. Помимо данной особенности, ротор функционирует на высокой скорости и при этом довольно четко. Барабану не свойственно скидывание оборотов, поэтому отжим осуществляется с высоким качеством. Благодаря наличию инверторного двигателя владельцы стиральных машин после стирки получают практически сухое белье.
Отсутствие большого числа дополнительных деталей, что исключает потребность в дополнительном техобслуживании. Поэтому при покупке агрегата на двигателе инверторного типа владелец может значительно сэкономить семейный бюджет.
Экономный расход электричества и воды.
Точность настройки режимов стирки.

Недостатков у инверторных моторов немного, но они все-таки имеются:

высокая скорость отжима может повлечь за собой повреждение вещей;
высокая стоимость техники.

Сравнение с другими видами моторов

На сегодняшний день производители бытовой техники выпускают стиральные машины с 3 типами моторов.

Коллекторные. У устройства имеется медный барабан, что разделен на секции, а также щетки, что трутся о поверхность. Последние предназначены для перенаправления тока к подвижным частям. Двигатели данного типа способны быстро набирать обороты, а также просты в регулировке. К недостаткам моторов можно отнести шум и потребность постоянно менять изношенные частицы.
Асинхронные. Двигатели характеризуются наличием основной и вспомогательной обмоток. Прямой привод лучше предыдущего, так как выдает меньше шума. Однако ему требуется использование сложной схемы и дополнительных устройств.
Инверторные. Считаются более усовершенствованными и простыми в применении. Этот мотор отличается от обычного коллекторного высокой экономичностью, надежностью, хорошим качеством стирки и отжима.

Тонкости ремонта

Производители инверторных стиральных машин утверждают, что такая техника не предназначена для ремонта в быту. Оптимальным вариантом в этом случае является системное тестирование, конечно, если у агрегата есть такие возможности.

После самодиагностики можно обнаружить код поломки и приступить к ее устранению. Перед началом тестирования стоит снять люк и вынуть все белье.

При желании снять инвертор стоит следовать схеме:

отключить агрегат от питания;
выкрутить болты и снять панель с задней части;
обнаружить винты под ротором, которые предназначены для прикрепления проводки, и выкрутить их;
перед началом отсоединения проводов стоит сфотографировать или зарисовать их правильное расположение;
снять центральный болт, что держит ротор, придерживая элементы, чтобы предотвратить их вращение;
снять сборку ротора, затем стартера;
отсоединить каждый проволочный разъем.

После проведения всех вышеперечисленных процедур можно проверить двигатель. Далее стоит оценить целостность роторной обмотки. Чтобы создать новую обмотку мотора, потребуется вызвать специалиста. Для замены двигателя на место старого устройства определяют новый.

Чтобы увеличить срок эксплуатации инверторного двигателя, потребуется выполнять следующие профилактические мероприятия:

правильно подключить стиральную машину к сети;
бережно пользоваться техникой;
использовать порошки со значком «Автомат»;
не засыпать большое количество моющего средства;

делать перерыв между стирками в несколько часов.

Производители

Первыми инверторными стиральными машинами для дома по праву можно назвать технику от LG. Большой популярностью среди потребителей пользуется модель Direct Drive, у которой помимо усовершенствованного мотора присутствует качественная барабанная конструкция, а также удобная дверка и расширенные возможности регулировки. Кроме двигателя, производители техники LG сменили барабан, сделав его поверхность не гладкой, а покрытой пузырями с разным диаметром. У данных моделей захват белья имеет новую форму и большую высоту. Инновации не только повышают качество процесса стирки, но и деликатно воздействуют на ткань.

Машина для стирки «6 Motion» способна предусмотреть разные движения барабана. У нее 6 вариантов вращательных движений:

стандартные;
реверсионные, что предусмотрены для качественного расщепления моющих средств;
покачивающие, применяемые при замачивании белья;
кручения, которые идеально выстирывают вещи;
насыщающие, что равномерно распределяют моющие вещества на белье, которое было загружено;
разглаживающие, обеспечивающие растягивание белья.

Бренд Samsung выпускает серию машин Crystal Standard, у которых не только вмонтирован инверторный двигатель, но и присутствует технология стирки пузырьками. При этом агрегат качественно выстирывает вещи даже при температуре 15 градусов. Машина имеет возможность работать не только в деликатном режиме, но и удаляет самые частые загрязнения, при этом экономя средства своего владельца. Техника Samsung не только функциональна, но и прекрасно вписывается в интерьер благодаря своему футуристическому дизайну.

Такие известные бренды, как Electrolux, Candy, Bosch, Whirlpool также реализуют стиральные машины-автоматы с мотором данного типа. У бренда AEG инверторные агрегаты продаются вместе с 10-летней гарантией. Большой популярностью пользуется белорусская техника «Атлант».

Кроме долговечности, эти машинки характеризуются плавным стартом и слабой изнашиваемостью мотора.

Инверторная стиральная машина относится к агрегатам, которые оснащены современными двигателями. Выбирая данный вид бытовой техники для личного использования, стоит брать во внимание такие моменты.

Энергоэффективность. В данном случае оптимальным вариантом считается товар, на котором обозначена буква «А» с плюсами. Стоит заметить, чем больше плюсов указано в маркировке, тем экономнее будет функционировать машинка.
Скорость отжима. Обычно потребители приобретают агрегаты с отжимом 1600 оборотов в минуту. Однако, стоит помнить, что некоторые изделия могут быть повреждены даже при отжиме в 1000 оборотов в минуту.
Вес. Этот показатель должен быть ориентирован на потребности семьи. К примеру, на 3- 4 человека барабан стиральной машины должен вмещать 6 кг белья.
Шум. Уровень шума, который издает техника при стирке и отжиме, не должен быть больше 75 дб.
Функциональность. Лучше купить такую стиральную машину, у которой есть контроль над пенообразованием, стирка при помощи пара, защита от детей, ночное высушивание, отложенный старт.

Современные инверторные стиральные машины являются простыми и удобными в эксплуатации. Перед покупкой стоит взвесить все плюсы и минусы такой техники, так как несмотря на массу преимуществ, агрегаты с инверторными моторами стоят дорого. В то же время стоимость таких машин оправдана высокой эффективностью.

Обзор стиральной машины с инверторным двигателем Hotpoint-Ariston WMSF 602 UA смотрите в следующем видео.

характеристики и разновидности. Схема и обороты электродвигателя машины-автомат. Какой тип мотора лучше? Особенности коллекторных двигателей

При выборе стиральной машины покупатели ориентируются не только на внешние параметры, но и на технические характеристики. Первостепенное значение имеет тип мотора и его рабочие показатели. Какие двигатели устанавливаются на современные «стиралки», какой из них является лучше и почему — все эти вопросы нам предстоит разобрать.

Устройство и принцип работы

Двигатель привода барабана стиральной машины обычно закрепляется в нижней части конструкции. Лишь один вид моторов устанавливается непосредственно на барабан. Силовой агрегат обеспечивает вращение барабана, превращая электричество в механическую энергию.

Рассмотрим принцип работы этого устройства на примере коллекторного мотора, который на этот момент является наиболее распространенным.

Коллектор — это медный барабан, конструкция которого разделена на ровные ряды или секции изолирующими «перегородками». Контакты секций с внешними электроцепями располагаются диаметрально.
К выводам касаются щетки, которые выполняют роль скользящих контактов. С их помощью ротор взаимодействует с мотором. При запитывании какой-либо секции в катушке возникает магнитное поле.
Прямое включение статора и ротора заставляет магнитное поле вращать вал мотора по часовой стрелке. Щетки при этом перемещаются по секциям, и движение продолжается. Этот процесс не прервется, пока на двигатель будет поступать напряжение.
Для изменения направления движения вала на роторе должно смениться распределение зарядов. Щетки включаются в противоположную сторону благодаря электромагнитным пускателям или силовым реле.

Виды и их характеристики

Все моторы, которые встречаются в современных стиральных машинах-автоматах, делятся на три типа.

Коллекторный

Этот мотор является самым распространенным на сегодня. Большая часть «стиралок» оснащается именно этим устройством.

Конструкция коллекторного двигателя состоит из следующих элементов:

корпус, сделанный из алюминия;
ротор, тахометр;
статор;
пара щеток.

Коллекторные моторы могут иметь разное количество выводов: 4, 5 и даже 8. Щеточная конструкция необходима для создания контакта между ротором и мотором. Коллекторные силовые агрегаты располагаются в нижней части стиральной машины-автомата. Для соединения мотора и шкива барабана используется ремень.

Наличие ремня и щеток является недостатком таких конструкций, поскольку они подвергаются сильному износу и за счет их поломок возникает необходимость в ремонте.

Коллекторные двигатели не так плохи, как может показаться. Для них свойственны и положительные параметры:

стабильная работа от тока постоянного и переменного характера;
небольшие размеры;
простой ремонт;
понятная схема электродвигателя.

Инверторный

Такой вид мотора впервые появился в «стиралках» лишь в 2005 году. Эта разработка принадлежит компании LG, которая на протяжении нескольких лет удерживала позиции лидера на мировом рынке. Затем эта инновация стала использоваться в моделях от компаний Samsung и Whirlpool, Bosch, AEG и Haier.

Инверторные двигатели встраиваются непосредственно в барабан. Их конструкция состоит из ротора (крышка с постоянными магнитами) и обоймы с катушками, которая называется статором. Инверторный бесщеточный мотор отличается отсутствием не только щеток, но и ремня передачи.

Якорь собирается на магнитах. В процессе работы напряжение подается на обмотки статора, пройдя предварительное преобразование в инверторный вид.

Такие особенности позволяют контролировать и менять скорость оборотов.

Инверторные силовые агрегаты имеют массу преимуществ:

простота и компактность;
экономное потребление электроэнергии;
очень низкое шумообразование;
длительный срок службы за счет отсутствия щеток, ремня и прочих быстроизнашиваемых элементов;
сокращенный уровень вибраций при отжиме даже при сильных оборотах, которые можно выбирать для работы.

Асинхронный

Данный мотор может быть двух- и трехфазным. Двухфазные моторы уже не используются, поскольку давно были сняты с производства. Асинхронные двигатели трехфазного типа еще работают на ранних моделях от Bosch и Candy, Miele и Ardo. Этот силовой агрегат устанавливается в нижней части, соединяется с барабаном посредством ремня.

Конструкция состоит из ротора и неподвижного статора. За передачу крутящего момента отвечает ремень.

Преимущества асинхронных моторов выглядят следующим образом:

простое обслуживание;
тихая работа;
доступная цена;
быстрый и понятный ремонт.

Суть ухода заключается в замене подшипников и обновлении смазки на моторе. К недостаткам относятся следующие моменты:

небольшой уровень мощности;
вероятность ослабления вращающего момента в любой момент;
сложное управление электросхемами.

Мы выяснили, какие бывают двигатели стиральных машин, а вопрос выбора лучшего варианта все равно остался открытым.

Какой выбрать?

С первого взгляда может показаться, что преимуществ больше у инверторного мотора, и они более весомые. Но не будем торопиться с выводами и немного поразмышляем.

По энергоэффективности инверторные моторы оказываются на первом месте. В процессе работы им не приходится справляться с силой трения. Правда, эта экономия не столь существенна, чтобы принимать ее за полноценное и значимое преимущество.
По уровню шума инверторные силовые агрегаты также оказываются на высоте. Но нужно принять во внимание тот факт, что основной шум возникает при отжиме и от слива/набора воды. Если в коллекторных моторах шум связан с трением щеток, то в универсальных инверторных двигателях будет слышен тонкий писк.
В инверторных системах обороты машины-автомата могут доходить до 2000 в минуту. Цифра впечатляющая, но имеет ли она смысл? Ведь далеко не каждый материал выдержит такие нагрузки, потому такая скорость вращения на деле оказывается бесполезной.

Свыше 1000 оборотов — это все уже лишнее, поскольку и на такой скорости вещи отлично выжимаются.

Сложно однозначно ответить, какой мотор для стиральной машины будет лучше. Как видно из наших выводов, не всегда высокая мощность электромотора и его завышенные характеристики оказываются актуальными.

Если бюджет на покупку стиральной машины ограничен и загнан в узкие рамки, то можно спокойно выбирать модель с коллекторным мотором. При более широком бюджете есть смысл купить дорогую, тихую и надежную инверторную стиральную машину.

Если выбирается мотор на уже имеющуюся машину, то в первую очередь нужно тщательно изучать вопрос совместимости силовых агрегатов.

Здесь нужно учитывать каждую деталь и характеристику.

Как проверить работоспособность?

В продаже встречаются коллекторные и инверторные двигатели, поэтому дальше мы будем разговаривать только об этих двух разновидностях.

Выполнить проверку работоспособности прямоприводного или инверторного мотора в домашних условиях без привлечения специалистов довольно сложно. Самым простым способом будет активация самодиагностики, в результате которой система сама выявит неисправность и оповестит пользователя, высветив на дисплее соответствующий код.

Если все же возникнет необходимость в демонтаже и проверке двигателя, то выполнять эти действия нужно правильно:

обесточиваем «стиралку» и снимаем заднюю крышку, выкрутив для этого крепления;
под ротором можно увидеть винты, удерживающие проводку, которые также нужно снять;
снимаем центральный болт, фиксирующий ротор;
демонтируем сборку ротора и статора;
от статора убираем разъемы проводки.

На этом разборка завершена, можно приступать к осмотру и проверке работоспособности силового агрегата.

С коллекторными моторами дело обстоит проще. Проверить их работу можно несколькими способами, но в любом случае необходимо сначала выполнить демонтаж. Для этого потребуется выполнить ряд действий:

обесточиваем машинку, снимаем заднюю крышку;
отключаем от мотора провода, снимаем крепежи и вынимаем силовой агрегат;
соединяем провода обмотки со статора и ротора;
подключаем обмотку к сети 220 В;
вращение ротора будет свидетельствовать об исправности устройства.

Советы по эксплуатации

При бережном и правильном обращении стиральная машинка способна прослужить намного дольше и реже требовать ремонта. Для этого нужно придерживаться нескольких несложных правил.

При подключении нужно тщательно выбирать провода по мощности, марке и сечению. Двужильные алюминиевые кабели использовать нельзя, а вот медные, трехжильные — можно.
Для защиты нужно использовать автоматический выключатель с номинальным током 16 А.
Заземление не всегда имеется в домах, потому о нем нужно позаботиться самостоятельно. Для этого потребуется разделить PEN-проводник и установить розетку с заземлением. Лучше выбрать модель с керамической арматурой и высоким классом защиты, особенно если «стиралка» стоит в ванной.
В подсоединении не стоит использовать тройники, переходники и удлинители.
При частых перепадах напряжения необходимо подключать стиральную машину через специальный преобразователь. Хорошим вариантом служит УЗО с параметрами не выше 30 мА. Идеальным решением будет организация питания от отдельной группы.
Детей нельзя подпускать к машинке для игр с кнопками на панели управления.

Во время стирки нельзя менять программу.

Особенности ремонта моторов

Инверторные моторы в домашних условиях нельзя отремонтировать. Для их ремонта нужно использовать сложную, профессиональную технику. А вот коллекторный двигатель можно вернуть к жизни своими руками.

Для этого сначала нужно проверить каждую деталь мотора, чтобы выявить истинную причину неисправности.

Электрические щетки располагаются по бокам от корпуса. Их делают из мягкого материала, который со временем стирается. Щетки нужно достать и оценить визуально их состояние. А также можно подключить мотор к сети – если он искрит, значит, проблема точно со щетками.
Ламели с участием щеток передают электричество к ротору. Ламели садятся на клей, который при заклинивании двигателя может отставать от поверхности. Небольшие отслоения убираются при помощи токарного станка — потребуется лишь проточить коллекторы. Стружка убирается путем обработки детали мелкой шкуркой.
Нарушения в обмотках ротора и статора повлияют на мощность мотора или вовсе станут причиной его остановки. Для проверки обмоток на роторе используется мультиметр, переведенный в режим проверки сопротивления. Щупы мультиметра нужно прикладывать к ламели и проверять показания, которые в нормальном состоянии должны находиться в пределах от 20 до 200 Ом. Меньшее сопротивление будет свидетельствовать о замыкании, а при больших показателях можно говорить про обрыв обмотки.

Проверить обмотку статора можно также мультиметром, но уже в режиме зуммера. Щупы нужно поочередно прикладывать к концам проводки. В нормальном состоянии мультиметр будет молчать.

Восстановить обмотку практически невозможно, при такой поломке покупается новый мотор.

О том, какой мотор лучше, или какая разница в моторах стиральных машин, вы можете узнать ниже.

на 1, 2, 3 и 5 кВт. Что это такое? Принцип работы, рейтинг лучших моделей с электростартером и без него

Инверторный генератор представляет собой электростанцию, использующую для выработки электроэнергии инверторную систему с регулятором ШИМ (широтно-импульсной модуляции). За счёт такого устройства обеспечивается стабильное выходное напряжение и частота.

Что это такое?

Принцип работы такого электрогенератора заключается в следующем. Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Затем происходит фильтрация пульсаций, над сглаживанием которой работают емкостные фильтры. После этого мощные ключи в транзисторах (тиристорах), которые включены по мостовой схеме, формируют переменный ток на нагрузке.

Наличие сглаживания пульсаций высокого качества и стабильной работы системы управления, которая занимается отслеживанием необходимых выходных параметров с помощью цепей обратных связей, гарантирует возможность появления стабильной и качественной электроэнергии.

Благодаря наличию огромного количества разного рода электронных компонентов для точной регулировки работы, инверторный генератор всегда будет выдавать «чистое» напряжение, при необходимости калибруя количество оборотов двигателя. Бензогенераторы, использующие инверторы, могут похвастать тем, что топливо при их использовании расходуется достаточно экономно.

Это происходит благодаря электронной системе зажигания и регулированию оборотов двигателя.

Такие электростанции оснащены специальным переключаемым режимом экономной работы при малой нагрузке. Также данные генераторные установки обладают розетками с заземлением, что позволяет избежать случайных ударов током или короткого замыкания. Этому способствует и корпус с увеличенной защитой от влаги и пыли.

Сфера применения

Инверторные генераторы обладают максимально возможной сферой применения. Возможность контроля оборотов двигателя и электронная начинка позволяют использовать такой генератор в производственных организациях, нуждающихся в поддержании работоспособности высокоточного электронного оборудования. Эти приборы требуют стабильного напряжения, не подверженного перепадам и скачкам.

К сожалению, обычные топливные генераторы не могут похвастать такими качественными выходными параметрами, что делает их инверторные замены более чем обоснованными.

Инверторные станции обладают специальным кожухом, который выполняет защитную и звукоизолирующие функции. Это значит, что если хозяин квартиры запустит такой генератор, то его соседи практически не будут слышать агрегат. Соответственно, генераторы-инверторы идеально подходят для жилых помещений, так как не мешают владельцам и не раздражают окружающих. Розетки с заземляющим контактом и защитный кожух позволят вынести такой генератор на улицу или вообще взять с собой на природу. Это значит, что инверторные электростанции можно использовать как для кемпинга, так и для поддержания работоспособности садовых приборов. Достаточная мощность позволит снабдить электричеством большой жилой дом.

Плюсы и минусы

Современные инверторные генераторы обладают большим количеством преимуществ перед своими обычными «собратьями».

Экономичный расход топлива. Автоматическая регулировка оборотов двигателя позволит инвертору самостоятельно избирать количество вырабатываемой электрической энергии. Таким образом, будет создаваться ровно столько выходного напряжения, сколько нужно для подключенных приборов. Такой способ работы сокращает расход топлива примерно в 4 раза по сравнению с обыкновенными генераторами.

Большая долговечность. Регулировка выходных характеристик, в зависимости от необходимого напряжения, уменьшает износ двигателя и остальных деталей.

Высокое качество выходного напряжения. Раньше электроприборы были более простыми по своему устройству, а электроника не пользовалась особой популярностью. Однако в век цифровых технологий новые девайсы становятся все более и более чувствительными к качеству и стабильности электрического соединения. Дорогостоящая электроника может в любой момент получить фатальный урон своей «начинке» даже от небольшого перепада напряжения и перегореть. Далеко не всегда такую поломку удается «поправить». Использование инверторного аппарата исключит подобные поломки и сэкономит деньги и нервы владельца.

Высокий уровень компактности. Небольшая плата процессора, находящегося в микрокомпьютере, не нуждается в продуманной системе вентиляции со множеством кулеров или тяжелой обмоткой. Обычные генераторы обладают габаритами в 2-3 раза больше, нежели компактные инверторные агрегаты. При этом последние не страдают от отсутствия мощности. Это позволяет использовать такую электростанцию и на улице для уборки территории специализированной техникой, и взять на природу для кемпинга, и перевезти в другое здание.

Небольшой шум. Упомянутый выше кожух обладает отличными звукоизолирующими качествами, что позволяет использовать инверторный генератор в многоквартирном доме без риска жалобы от соседей. Его работа также не помешает спать ночью.

Высокий показатель защиты от внешних воздействий. Кожух, помимо хорошей звукоизоляции, обладает защитой от внешних факторов класса IP23. Это значит, что ему не страшны плохие погодные условия, и он может использоваться на улице.

Минусы у данного агрегата, конечно же, тоже есть. Однако они нивелируются конкретными преимуществами.

Высокая разовая плата. За удобный и компактный топливный генератор с инвертором придется заплатить в 2 раза больше, чем за обычную электростанцию. Однако при этом необходимо помнить, что расход топлива у первого меньше, и он защищает дорогостоящие чувствительные электроприборы от короткого замыкания.

Небогатый ассортимент. Выбор среди достаточно малого модельного ряда данных агрегатов весьма и весьма ограничен. Поэтому всегда приходится выбирать среди буквально нескольких заслуживших репутацию брендов.

Ситуативно недостаточная мощность. На самом деле, это достаточно спорный минус, так как подобные агрегаты обладают мощностью в среднем 8 кВт. Этого вполне хватит, чтобы осветить и обогреть большой частный дом.

Однако на достаточно крупном производстве такого объема выпускаемой энергии, разумеется, недостаточно.

Виды

Инверторные генераторы обладают несколькими основаниями для проведения классификации.

По типу топлива

Бензиновый. Работают ограниченное количество времени, но стоят дешевле.

Дизельный. Имеют большие габариты, высокую цену, требуют меньше контроля за счет встроенного микрокомпьютера.

По фазности

Однофазные. Используются для подключения к ним бытовых приборов.

Трехфазные. Используются для промышленных приборов типа сварочных аппаратов, насосов и т. д.

По мощности

Портативные (1, 2, 3 кВт). Весят до 8 кг, выглядят как небольшой чемоданчик. Используются в переноске для выхода на природу.

Средние (5, 6 кВт). Имеют вес до 100 кг. Производятся в форме моноблока на перевозной раме с шасси. Используются для поддержания электроэнергии в частных домах и квартирах.

Тяжелые (7-9 кВт). Весят свыше 100 кг. Используются на производственных предприятиях.

По типу двигателя

С двухтактным двигателем. Такой генератор более экономный, легкий, используется на природе, менее мощный, менее экологичный, менее дорогой, более шумный.

С четырехтактным двигателем. Используется для частого использования с подключением сразу группы приборов.

По типу строения

С открытым корпусом. Такой вариант достаточно не такой многочисленный и редко встречается в ассортименте специализированных магазинов. Однако такие генераторы используются для усиленных нагрузок.

С закрытым корпусом. Распространенный стандартный вариант, обладает шумопоглощающим кожухом с повышенной защитой от влаги и пыли.

По способу охлаждения

С воздушным охлаждением. Стоят более дешево, однако, не могут похвастать длительностью беспрерывной работы.

С водным охлаждением. Требуют большего контроля, стоят дороже, сложны по конструкции, но работают беспрерывно.

По способу управления

Запускаемый вручную. Наиболее распространенный способ запуска. Осуществляется с помощью вытяжного тросика, продергиваемого на себя.

Генератор с электростартером. Представитель данного вида запускается через поворот ключа в замке зажигания. Достаточно удобный способ, особенно в условиях низких температур.

Дистанционно запускаемые. Такой генератор запускается через команду, отдаваемую цифровым пультом ДУ. Можно запустить электростанцию не выходя из дома и не покидая комнаты.

Электростартер с автоматическим запуском. Является «кастомной» версией генератора с электростартером. Для создания такой электростанции необходимо купить блок автоматического ввода и встроить в электростартер.

Рейтинг лучших моделей

Ниже представлен список лучших моделей инверторных генераторов и их краткий обзор.

PATRIOT GP 2000i. Отличается стабильной заводкой в холод или после простоев и наличием автономной системы регулирования оборотов двигателя, что продлит время работы и увеличит надежность подвижных деталей. При этом работает тихо и не раздражает уши.

Honda EU10i. Японское качество в удобном переносном кожухе. Хороший вариант, если понадобилось запитать электроприборы на улице. Запускается быстро, небольшой корпус позволяет перевозить его в багажнике автомобиля, а мощный экономный двигатель обеспечит электроэнергией на срок до 8 часов.

Denzel GT-2600i. Небольшой вес и шасси данный агрегат можно перевозить в любое удобное время, система защищена от короткого замыкания и скачков напряжения. Запускается быстро и просто, «ест» мало топлива.

DDE DPG1201i. Очень экономичный вариант для поддержания работы электроприборов. Экономно расходует топливо, обеспечивает стабильное выходное напряжение. Стоимость – в пределах разумного. Характеризуется высокой надежностью и компактностью.

Huter DN1500i. Четырехтактный двигатель этой модели обеспечит электроприборы энергией до 6 часов. Удобный корпус с ручкой и небольшой вес позволяют перенести генератор без особых помех даже на руках.

PATRIOT GP 1000i. Прекрасный выбор для тех, кто нуждается в запитке электроинструментов или иных маломощных приборов. Беспрерывная работа до 4 часов обеспечивается топливным баком емкостью 2 литра. Шумоизолирующий кожух обеспечит тихую работу агрегата.

Как выбрать?

Перед тем как выбирать для себя новенький электрогенератор, стоит понять, где и для чего он будет использоваться. Если инвертор нужен в походе, для дачи или в постоянных разъездах, выбор должен пасть на маленький портативный генератор. Если электростанция нужна для постоянной поддержки работы котла обогревания, электрического водонасоса и иных приборов, требующих наличия постоянной электроэнергии, можно несколько пожертвовать компактностью ради более высокой мощности.

Такой вариант идеально подойдет для частного дома.

Если будущий генератор-инвертор будет использоваться в квартире многоквартирного жилого дома, стоит покупать закрытую электростанцию с шумоизолирующим кожухом. Работа такого агрегата должна быть тихой, не мешать как хозяевам, так и их соседям. Для того чтобы имелась возможность использовать электростанцию в строительных и приусадебных работах, нужен надежный закрытый корпус со степенью защиты IP23.

Также некоторым людям, которые обычно очень заняты (или, наоборот, крайне ленивы), стоит при выборе озаботиться наличием автозапуска, так как запустить генератор в некоторых случаях весьма проблематично. Бензиновый двигатель понадобится тем, кто будет работать на холоде непродолжительное время. Для поддержания постоянного напряжения в теплом помещении лучше приобрести генератор на дизельном топливе.

Советы по эксплуатации

Для поддержания хорошего состояния генератора-инвертора следует проводить следующие действия.

Неукоснительно облюдать инструкцию по эксплуатации.

Проводить обкатку, если генератор запускается впервые. Это необходимо для подготовки двигателя к постоянной работе.

Перед каждым подключением необходимо прочищать двигатель от скопившейся пыли и случайно попавшего в него мусора. Для очистки труднодоступных мест лучше всего использовать воздушные компрессоры.

Проверять целостность проводки перед подключением приборов.

Через определенные промежутки времени проверять уровень и качество залитого масла. Заливать масло необходимо той же марки, что использовалась до этого.

Менять топливо на новое, если агрегат стоял без дела долгое время. За недели простоя горюче-смазочные вещества могли потерять в качестве.

Проверять свечу зажигания. Если искры нет, ее следует заменить и проверить ее гнездо на наличие дефектов.

Проверять состояние крепежей на деталях и при необходимости подтягивать их.

Периодически менять воздушный фильтр.

Устанавливать генератор только на ровной поверхности, а перевозить только в вертикальном положении. Пренебрежение данными правилами может повлечь за собой износ деталей и поломки.

Дополнительную информацию об инверторных генераторах вы можете посмотреть в следующем видео.

что эты такое, как работает, как устроен

В последние годы появляется много новых технологий. Одно из последних веяний – инверторный двигатель, который стали ставить в крупной бытовой технике. Обещают при этом достаточно, но всё ли правда.

Содержание статьи

Что такое инверторный двигатель

Значительная часть техники имеет в своём составе электродвигатели и очень желательно чтобы двигатели имели разную скорость вращения. Этим они обеспечивают разные режимы работы и чем больше различных скоростей, тем лучше. Вообще, скорость двигателя изменять можно двумя способами – изменяя частоту или напряжение. Ранее, до появления инверторных двигателей, её меняли при помощи реостата, то есть изменяли напряжение. Пределы изменений были небольшие и плавной регулировки почти не получалось. Плавно регулировать скорость позволяли только коллекторные двигатели. Но они на больших оборотах имеют малый момент, что ограничивает их применение. К тому же имеют коллектор, так что не слишком долговечны и надёжны.

Основное отличие – возможность регулировать скорость в больших пределах

Пару десятилетий тому назад, с развитием полупроводниковых приборов, активно стали применять частотные преобразователи. Эти устройства позволяют изменять частоту и напряжение в широких пределах, это от 1 Гц до 500 Гц. То есть, инверторный двигатель получает питание не напрямую от сети, а со встроенного в него преобразователя. В зависимости от текущего режима работы он формирует напряжение требуемой частоты и/или уровня. То есть, инверторный двигатель — это, как минимум, два устройства в одном корпусе: частотный преобразователь и сам двигатель.

Инверторными могут быть два типа двигателей: асинхронные и коллекторные постоянного тока. Использование этой технологии позволяет получить широкий диапазон скоростей и возможность точного поддержания скорости. Также, инверторный блок может повышать/понижать напряжение, что позволяет получить требуемый крутящий момент. Всё это, безусловно, в определённых пределах, но общие характеристики инверторных электродвигателей становятся значительно лучше. Правда и цена на них тоже значительно выше, как и сложность управления.

Основные моменты работы преобразователя

Инверторный преобразователь меняет напряжение в несколько этапов:

Выпрямляет сетевое напряжение, получая постоянное (обычно стоит диодный полумост или мост).
Из постоянного напряжения формирует двухполюсные импульсы (положительные и отрицательные). Это блок называют инвертором, что и дало название самому принципу, блоку и мотору со встроенным преобразованием.

Вот на этом этапе и формируется требуемая частота и напряжение питания, которое затем и подаётся на двигатель. У некоторых инверторов есть ещё одна ступень преобразования, на которой ступенчатые импульсы превращаются в синусоиду. Так как форма напряжения на работу мотора влияния почти не оказывает, этот блок в инверторных двигателях отсутствует.

Блок схема частотного преобразователя и способ его подключения к двигателю

В «умной» технике, работой которой управляет микропроцессор, он задает параметры напряжения, регулируя скорость вращения в зависимости от программы или от состояния техники. Сам принцип работы двигателя от наличия инвертора не зависит, но этот дополнительный блок дает возможность управлять работой электромотора в широких пределах.

Особенности применения

Частотный преобразователь включают, в основном, с асинхронными двигателями. Они недороги, надёжны, экономичны. Модели с короткозамкнутым ротором бесколлекторные, что делает их ещё более привлекательными. Имеют асинхронные двигатели два недостатка, которые как раз, инвертором и устраняются. Первый существенный недостаток – высокий пусковой ток. Он может быть в 3-7 раз больше номинального. Кроме того, резкий старт с подачей питания 220/380 В ведёт к перегрузке, а значит и к быстрому износу мотора. Установив частотный преобразователь, при пуске переводим переключатель на минимум и постепенно доводим обороты до нужного значения. Пусковой ток при этом минимальный, а разгон плавный. Ни пусковые токи, ни перегрузки не страшны.

Платой за точное регулирование скорости является более сложное управление

Второй отрицательный момент – регулировать скорость вращения ротора в асинхронных двигателях получается слабо, но это без инвертора. Инверторный асинхронный двигатель позволяет изменять скорость от десятков оборотов в минуту, до тысяч. И всё это плавно, без перегрузок.

Но инверторный двигатель значительно дороже «обычного» с точно такими же характеристиками. Дело в дополнительном оборудовании, причём совсем недешёвом, но использование этой технологии имеет свои плюсы.

В кондиционерах

Как работает обычный кондиционер? Компрессор в нём то включается, то выключается. Температура стала на градус выше заданной, компрессор включился, работает пока она не станет на один градус ниже заданного предела. Включается снова, когда температура снова окажется ниже предела. И каждое включение/включение – это стартовый ток, перегрузки.

Как работает кондиционер с инверторным мотором и обычным

Если в кондиционере стоит инверторный преобразователь, он просто задаёт скорость работы компрессора так, чтобы температура сохранялась. Это снижает расход электричества (нет пусковых многократно возросших токов), оборудование работает в щадящем режиме без перегрузок, что продлевает срок эксплуатации.

В стиральных машинах

Используют инверторные моторы и в стиральных машинах. В стиральных машинах «обычного» класса ставят коллекторные электродвигатели. Они могут разгоняться до высоких скоростей (до 10000 об/ми), имеют хороший крутящий момент на больших скоростях. Их минус – повышенный уровень шумов, так как, кроме ремённой передачи шумят еще и сами щётки. Как их не притирай, коллекторный узел всё равно шумит. И чем больше скорость вращения, тем выше уровень шумов. И он имеет высокую тональность, так что с ним достаточно сложно мириться.

Инверторный двигатель имеет небольшой размер и солидную мощность, но так ли важно это в корпусной технике

Последние годы появились стиральные машины с очень низким уровнем шума. В них установлены асинхронные двигатели с инверторным блоком. Раньше асинхронники не использовались, так как максимально могут развивать скорость до 3000 оборотов, что для нормального отжима недостаточно. Этот недостаток удалось обойти используя инвертор на входе. Он позволяет увеличить скорость электродвигателя до солидных величин. В двигателях нового поколения используется особый ротор – цельнолитой, это позволило уменьшить размеры двигателя. А так как в этих моторах нет коллектора и щёток, то и шумят они при работе совсем незначительно. Частотная регуляция скорости вращения позволяет точно контролировать число оборотов.

Если вы готовы платить за тихую работу — пожалуйста

Но платой за всё это является более сложное управление. Для управления инверторным электродвигателем в стиральной машине стоит отдельная плата. И ее стоимость равна 1/3 или 1/4 стоимости всей машины. Вот в этом случае стоит хорошо подумать, стоит ли покупать стиральную машину с инверсионным двигателем или нет. Слишком дорогой ремонт, да и стоимость самого агрегата значительно выше. А то, что на двигатель дают 10 лет гарантии так это не на плату, а на сам мотор. А в плюсах только более тихая работа.

Холодильники и морозильные камеры с инверторными компрессорами

В холодильниках используется такой же способ поддержания температуры, как и в кондиционерах. В камере холодильника расположен термодатчик, который через контакты включает и выключает компрессор. Точность поддержания температуры зависит от типа термодатчика, но обычно составляет несколько градусов, от трех до пяти. При такой работе приличествуют все «прелести»: многократные пусковые токи при включении, скачки напряжения сети, спровоцированные включением/выключением компрессора, шум.

В холодильниках и морозилках применение инверторных двигателей оправдано

Холодильник с инверторным двигателем работает тише, так как нет резкого пуска. Компрессор начинает работать с малых оборотов и постепенно выходит на нормальную скорость. Частота его работы зависит от температуры в камерах, но двигатель останавливается очень редко. Он, то работает на минимальных оборотах и тогда его почти неслышно даже вблизи, то чуть добавляет скорости, и его можно услышать. Этот режим работы более благоприятен для двигателя, он работает без пусковых перегрузок. И как ни странно, потребляют такие моторы меньше электроэнергии, снова-таки за счёт отсутствия пусковых токов. Ведь «обычный» компрессор включается каждые пять-десять минут. Превышение нормативного расхода – 4-8 раз. Вот за счёт этого и достигается экономия. Так что инверторный электродвигатель в холодильнике тоже оправдан, ну и плюсом, идет более тихая работа.

Недостатки инверторных моторов

Основной недостаток инверторных двигателей – их цена. Да, но она оправдана, так как в движке имеются, по сути два устройства, частотный преобразователь (который сам стоит немало) и двигатель. Но технология эта несёт определенные выгоды: снижение расхода электроэнергии за счёт минимизации пусковых токов, более широкий диапазон регулировок скорости, увеличение срока эксплуатации (за счёт отсутствия пусковых перегрузок). Это всё понятно, но есть и минусы и ограничения, о которых не так часто говорят.

Инверторная технология хороша для стабилизации напряжения, попутно она ещё решает другие задачи

Не все моторы нормально реагируют на работу с низкими оборотами. Если такой режим будет длительным, лучше искать специальные модели под низкие обороты.
Каждый двигатель имеет максимальную скорость, которую лучше не превышать. Она указана на шильдике двигателя и выше скорость лучше не задавать.
На максимальных оборотах обычно падает крутящий момент. То есть, с повышением оборотов надо снижать нагрузку.
При выходе из строя инверторного двигателя ремонт обойдётся дороже, даже если «полетела» часть, с инвертором никак не связанная. Для определения неисправности необходим более квалифицированный специалист (должен же он решить, что инвертор в порядке), а стоимость услуг его выше.

Как видим, инверторный двигатель неидеальное решение, но довольно неплохое. Основной плюс – широкий диапазон регулирования скорости двигателя, точное поддержание этой скорости. Для асинхронных двигателей применение инверторной технологии означает ещё и минимизация пусковых токов и перегрузок. В общем, инверторный двигатель хорош там, где двигатели часто включаются/отключаются. Это холодильники, кондиционеры, станки, транспортёры и другое оборудование, которое ранее работало на асинхронных двигателях.

Не во всей технике установка инвертора необходима

Ещё инверторные двигатели (или частотные преобразователи к обычному двигателю) стоит применять там, где от производительности/скорости зависит эффективность работы. Например, подающие насосы, которые должны поддерживать определённое давление в сети и должны реагировать/плавно изменять скорость. Ещё инверторный двигатель может быть важен в подъёмной технике. Как пример, для откатных или подъёмных ворот. Возможность изменять скорость и развивать хорошее усилие на малых оборотах важно.

Зачем нужны инверторные бытовые приборы? | Сварочные аппараты | Блог

Инвертор – функциональный блок, который умеет регулировать уровень выходного напряжения, тем самым плавно управляя частотой вращения электродвигателей в стиральных машинах, в компрессорах холодильников или кондиционеров и так далее. Устройства, которые используют указанные преобразования энергии экономны, тихо работают, компактны. По этой причине производители бытовой техники, промышленного оборудования, профессиональных инструментов все чаще выпускают изделия, в которых используются инверторные технологии.

Техника

В начале 2 000-х годов наладили массовый выпуск микросхем, обеспечивающих преобразование напряжения с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Частота напряжения в вашей розетке 50 Гц. Модуль с ШИМ изменяет этот параметр в частоту выше 20 000 Гц. За счет этого в 10 и более раз уменьшились габариты и вес трансформаторов, они стали дешевле. Потребитель получил миниатюрные, легкие зарядные устройства, блоки бесперебойного питания для компьютеров и другой техники. Это были первые изделия для бытовой техники, в которых инженеры использовали инверторные технологии – микросхемы с ШИМ.

В современном оборудовании инверторные блоки применяют все чаще, например:

Сварочные аппараты. Десять лет тому назад сварочный аппарат весил от 25 до 150 кг. Современный инвертор весит 3-5 кг. Его можно переносить вручную, с ним удобно монтировать металлические конструкции на любой высоте.

Блоки пуска электродвигателей. В момент пуска электромашина потребляет в три раза больший ток. Инвертор обеспечивает плавный пуск с постепенным увеличением оборотов двигателя. Это экономит электроэнергию, уменьшает затраты на силовой кабель, исключает вредные импульсы по сети.
Насосы. Водонапорные башни уходят в прошлое. Инверторный блок скважины позволяет плавно регулировать давление и напор воды в зависимости от расхода. Инженерные сети упрощаются, что приводит к экономии средств на оснащение и обслуживание скважины. Современные бытовые и промышленные насосы с инверторами малошумные, не нагружают сеть, имеют больший ресурс работы.
Микроволновые печи. Обычная микроволновка работает с мощностью излучателя 100%. Температура внутри продуктов регулируется длительностью включения силовой части устройства и паузы. В отличие от обычных инверторные СВЧ-печи излучают непрерывно, но с разной интенсивностью. Потребитель может сам выбирать силу излучения, или готовить продукты по специальному алгоритму. Переменная мощность излучения обеспечивает лучший вкус любимых блюд. Поверхность мяса, рыбы не пересушивается, кусочки получаются более сочными. Продукты равномерней нагреваются, быстрее готовятся.

Кондиционеры, холодильники.Компрессор в системах охлаждения воздуха старых конструкций либо включен, либо выключен. Частый старт устройства увеличивает потребление энергии за счет пусковых токов, дополнительно нагревает корпус. А плавная, безостановочная работа инверторного компрессора приводит к экономии электроэнергии, уменьшает нагрузку на сети, производит мало шума.

Хозяин, поставивший у себя дома микроволновку, кондиционер, холодильник и другие бытовые приборы с инверторными технологиями экономит от 15 до 45% электроэнергии. Кроме этого, уменьшаются затраты на блоки бесперебойного питания сети, стабилизацию напряжения, увеличивается срок работы бытовых приборов, котельного и насосного оборудования.

Особенности инверторов

Компрессор – основная деталь кондиционеров, холодильников, систем подачи воздуха в пневмоинструменты. Привычные нам компрессоры работают с паузами. Устройство либо сжимает фреон, либо система обесточена. Каждый пуск сопровождается повышенным расходом энергии.

Компрессор с инверторным блоком работает непрерывно. При этом:

Холодильник меньше шумит.
Увеличивается срок работы компрессора. Непрерывный режим исключает дополнительные нагрузки на подшипники, вкладыши, сальники.
Уменьшается расход электроэнергии.

В холодильниках и кондиционерах работают не только компрессор, но и вентиляторы. Использование инверторных технологий относится и к этим элементам техники. Таким образом, эффект экономии достигается за счет непрерывной работы всех движущихся частей.

Инверторные стиральные машины

Чистое белье – стандарт в быту. Инверторная техника для стирки белья обеспечивает привычные нам удобства, потребляя меньше ресурсов.

В стиральной машине с инвертором используется трехфазный двигатель, который обеспечивает:

Уменьшенный расход энергии за счет отсутствия пусковых токов. Экономится более 15% электроэнергии.
Тихую работу.
Меньшие эксплуатационные расходы. Во многих инверторных моделях двигатель установлен напрямую на вал барабана (прямой привод). В таком случае ремня нет и менять его, в случае надрыва, не придется.

Стиральные машины с инверторным двигателем намного компактнее привычных нам устройств.

Если учесть совместимость современного оборудования с другими приборами и жителями в доме, то проблем не возникает. Напротив, прогрессивные решения с инверторными технологиями приводят к экономии затрат на электроэнергию, улучшают климатические характеристики в доме, свойства приготовленных блюд. Бытовая техника с ШИМ-регулированием надежна, имеет продолжительный срок службы, не требует дополнительных затрат при подключении.

Инверторный электрогенератор: идеальная синусоида напряжения | Электрогенераторы | Блог

Инверторные электрогенераторы завоевывают все большую популярность. Оно и понятно — их ассортимент увеличивается, а стоимость приближается к обычным генераторам. Об их преимуществах над классическими наслышаны многие, кто хоть немного интересовался автономными электростанциями. Так в чем же заключаются их достоинства и насколько они хороши на самом деле?

Инверторный электрогенератор — что это?

В основе электрогенераторов положен принцип выработки электрической энергии за счет преобразования механической энергии двигателя внутреннего сгорания в электрическую путем вращения генератора переменного тока — альтернатора.

В бытовых моделях чаще всего применяют синхронные генераторы переменного тока. Генератор состоит из статора и ротора. На статоре расположены обмотки, с которых снимается вырабатываемое генератором переменное напряжение. На роторе же — несколько полюсов с магнитами. Это могут быть как электромагниты, так и постоянные магниты, например, мощные неодимовые. Ротор вращается, создавая переменное магнитное поле, которое пронизывает обмотку статора, в результате чего в последней появляется электродвижущая сила, или, проще говоря, напряжение.

Схема классического электрогенераторабез инверторной технологии

Что же такое инверторные электростанции? Инвертор — это электронное устройство, предназначенное для преобразования постоянного тока в переменный. Таким образом, в инверторных электростанциях выходное переменное напряжение получают не напрямую от генератора переменного тока, а от инверторного преобразователя. Но пытливый читатель, вероятно, заметил, что инвертор преобразует постоянный ток в переменный. А где же его взять, если с обмоток статора снимается переменное напряжение? Все правильно, от генератора переменного тока получается переменное напряжение. Для получения же постоянного напряжения используют выпрямители.

Схема электрогенератора с использованиемнезависимого формирователя выходного напряжения

Если в электростанции отсутствует инверторный преобразователь (далее будем называть такие электростанции классическими), то необходимое напряжение снимается напрямую с обмоток статора.

Зачем же так все усложнять, если можно просто подключить необходимое электрооборудование к обмотке статора генератора переменного тока и завести двигатель. На то есть, как минимум, три веские причины:

Требуется не абы какое переменное напряжение, а с вполне определенными контролируемыми характеристиками.
А еще требуется легкое и компактное устройство в целом.
И было бы очень неплохо, чтобы это устройство поглощало как можно меньше горючего.

Думается, что эти причины стоят того, что бы немного заморочиться. Начнем с самого важного — характеристик переменного напряжения, требуемого для питания электроприборов.

Характеристики переменного напряжения

Какими же характеристиками должен обладать электрический ток, получаемый от автономной электростанции?

Пойдем простым логическим путем — если к электростанции планируется подключать бытовые электроприборы, то электрическое напряжение, получаемое от автономной электростанции, должно иметь те же характеристики, что и напряжение в обычной розетке.

Согласно ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения», основные характеристики напряжения в бытовой электросети должны удовлетворять следующим значениям:

номинальное значение напряжения — 220 Вольт,
допустимое отклонение от номинального напряжения — ±10%,
номинальное значение частоты напряжения — 50 Гц,
допустимое отклонение частоты — ±5 Гц (для автономных систем электроснабжения).

Форма напряжения должна быть синусоидальной с минимальными искажениями. «Качество» синуса определяется уровнем гармонических искажений.

Допустимый уровень гармонических искажений по напряжению не должен превышать 8 %. Зачастую именно искажения формы напряжения, которую выдают автономные электростанции, является причиной плохой работы, а то и вовсе неработоспособности подключаемого электрооборудования.

Синусоидальный сигнал «высокого качества» можно посмотреть на экране осциллографа, подключив его к выходу специального генератора сигналов, который предназначен для тестирования различных устройств.

Синусоидальный сигнал частотой 50 Гц на экране осциллографа Hantek DSO5202P, полученный со специального генератора сигналов

Можно оценить и частотный спектр этого сигнала. Например, используя программу SpectraPlus и звуковую карту Sound Blaster X-Fi Xtreme Audio SB0790, можно получить вот такой график и значение коэффициента гармоник, которое в данном случае не превышает 0,03 %.

Частотный спектр сигнала, полученного со специального генератора

С точки зрения ценителей хорошего звука данную форму напряжения нельзя назвать идеальной, а вот инженер-электрик наверняка посчитает такую форму напряжения образцовой.

Некоторые электронные приборы и электрооборудование допускают электропитание с худшими характеристиками, чем указано в ГОСТе, но если требуется «универсальный» электрогенератор, к которому можно было бы подключать любые устройства, не задумываясь о последствиях, то характеристики его напряжения должны быть максимально приближены к требованиям ГОСТа.

А что творится в обычной розетке?

Чтобы понимать, о чем идет речь и какие в реальности основные параметры напряжения в бытовой электросети, были проведены их измерения.

Форма напряжения частотой 50 Гц в бытовой электросети

Спектр напряжения в бытовой электросети

По результатам измерений коэффициент гармоник (уровень гармонических искажений) по напряжению в бытовой электросети составил около 3.4 %, что полностью укладывается в требования ГОСТа. Изменения напряжения в течение двух часов не превышали допуски, указанные в ГОСТ.

Изменение напряжения в бытовой электросети в течение двух часов

Изменения частоты напряжения в бытовой электросети минимальны и не превышают 0,05 Гц.

Изменение частоты напряжения в бытовой электросети в течение 1 часа

Такая точность необходима в большей степени для синхронизации промышленных электрогенераторов, установленных на ТЭЦ, ГЭС, АЭС и прочих электростанциях. Для бытовых потребителей электроэнергии такая точность, как правило, избыточна. Поэтому в ГОСТе отдельно указаны допуски на отклонение частоты для автономных систем электроснабжения, значения которых составляют ±5 Гц.

С качеством электрической энергии разобрались, вернемся к электрогенераторам.

Классическая автономная электростанция

Для того, чтобы получить напряжение с требуемыми характеристиками, в классической электростанции необходимо выполнить несколько условий.

У синхронных генераторов частота выходного напряжения пропорциональна частоте вращения ротора. Если вращать ротор со скоростью 1500 оборотов в минуту, то на выходе получим напряжение частотой 50 Гц. При этом ротор должен быть двухполюсным, то есть иметь два магнита, закрепленных на противоположных сторонах оси ротора. Для двигателя внутреннего сгорания 1500 об/мин — это оптимальное значение, поэтому ось ротора напрямую соединяется с осью коленчатого вала двигателя. Теперь требуется тщательно следить за оборотами двигателя и поддерживать их на заданном уровне для обеспечения стабильной частоты получаемого переменного напряжения.

Нужную частоту получили, теперь разберемся с напряжением на выходе. Альтернатор, по сути, является источником тока, а не напряжения, поэтому выходное напряжение при условии постоянства оборотов будет зависеть от величины нагрузки. Чем больше нагрузка, тем меньше напряжение.

А еще выходное напряжение зависит от величины вращающегося магнитного поля, которое создают магниты на роторе. Силу магнитного поля можно менять, если установить на роторе электромагниты. Теперь, меняя ток в обмотках электромагнитов, можно регулировать выходное напряжение альтернатора. Так как ротор вращается, то для подачи тока в его обмотки применяют скользящие контакты — щетки. Устройство, которое поддерживает выходное напряжение генератора на уровне 220–230 В путем непрерывной регулировки тока в обмотках ротора, называется автоматическим регулятором напряжения (automatic voltage regulator — AVR). Без AVR синхронные генераторы в автономных электростанциях не применяются. Данные устройства чаще всего устанавливаются в корпусе альтернатора и выглядят примерно так.

Автоматический регулятор напряжения (AVR)

А вот так выглядит типичный альтернатор, установленный на классической автономной электростанции.

Типичный синхронный альтернатор мощностью 2,2 кВт. Сверху со снятой задней крышкой и демонтированным AVR, снизу вид сбоку с ориентировочными размерами

Как видно на фото, конструкция довольно громоздкая. Альтернатор сопоставим по размерам с применяемым двигателем внутреннего сгорания. При частоте выходного напряжения в 50 Гц и используемому принципу поддержания выходного напряжения на должном уровне уменьшить габариты альтернатора практически не возможно.

Характеристики напряжения в классическом электрогенераторе

Форма выходного напряжения классической автономной электростанции номинальной мощностью 2.2 кВт показана на трех осциллограммах ниже при мощностях нагрузки в 100 Вт, 900 Вт и 1700 Вт соответственно.

Нагрузка 100 Вт Нагрузка 900 Вт Нагрузка 1700 Вт

Форма выходного напряжения на выходе классической автономной электростанции номинальной мощностью 2.2 кВт

Нетрудно заметить, что форма напряжения отличается от «идеальной» синусоиды. Частотные спектры сигналов и значения коэффициента гармоник показаны ниже на графиках.

Нагрузка 100 Вт Нагрузка 900 Вт

Нагрузка 1700 Вт

При мощностях нагрузки 900 и 1700 Вт коэффициент гармоник превышает требования ГОСТа.

Далее показана зависимость выходного напряжения от величины нагрузки.

Зависимость выходного напряжения от величины нагрузки

Что интересно, при увеличении нагрузки выходное напряжение генератора даже немного повышается. Это особенности работы AVR. В целом значение выходного напряжения достаточно стабильно. Тут некоторую озабоченность вызывают кратковременные всплески напряжения в моменты подключения нагрузки. Особенно это заметно, если к ненагруженному генератору сразу подключить довольно мощную нагрузку. В данном случае в момент подключении к генератору нагрузки в 1700 Вт сразу наблюдается провал напряжения на 9-10 вольт, затем кратковременный подъем на 11-12 вольт. Это результат работы системы AVR и системы автоматического поддержания оборотов двигателя, которые имеют естественную инерционность и не могут мгновенно производить регулировку.

А вот так меняется частота выходного напряжения при подключении нагрузки разной мощности.

Зависимость частоты выходного напряжения от величины нагрузки

При работе электростанции без нагрузки или при малой нагрузке частота напряжения немного завышена относительно номинального значения (50 Гц), это сделано умышлено, так как при номинальной нагрузке обороты двигателя в любом случае упадут даже при задействованной автоматической регулировке оборотов. А для электрооборудования незначительное повышение частоты питающего напряжения менее вредно, чем ее понижение, в особенности для устройств с трансформаторным питанием. При снижении частоты у трансформаторов увеличивается ток холостого хода, а значит и нагрев.

Как бы то ни было, характеристики напряжения исследуемой классической электростанции вполне удовлетворяют требованиям ГОСТа, за исключением гармонических искажений выходного напряжения. Но для большинства оборудования это вполне допустимо.

Инверторная автономная электростанция

В инверторных электростанциях тоже используется синхронный генератор переменного тока. Но его конструкция отличается от тех, которые используются в классических электростанциях.

Какие же требования предъявляются к генератору переменного тока инверторной электростанции, чтобы получить напряжение с требуемыми характеристиками? А требования эти очень лояльные, так как формированием нужных характеристик выходного напряжения занимается инверторный преобразователь, а не альтернатор. В этом и кроется ключевое отличие инверторных электростанций от классических.

Самое интересное заключается в том, что становится не важно, какая частота напряжения будет на выходе альтернатора, так как напряжение будет преобразовано в постоянное, а у него частота как параметр отсутствует в принципе. Это дает возможность применения многополюсного генератора с внешним ротором, обмотки которого работают на повышенной частоте (примерно 400–600 Гц).

Отпадает необходимость в роторе с обмоткой для создания электромагнита. Блок AVR тоже становится лишним. Ведь уровень напряжения, необходимый для питания инвертора можно регулировать, изменяя обороты двигателя. Поэтому на роторе можно установить постоянные магниты. Все эти конструктивные особенности значительно уменьшают размеры и вес альтернатора.

Синхронный многополюсный альтернатор с внешним ротором на постоянных магнитах мощностью 1,25 кВт

Показанная на фото инверторная электростанция имеет в составе два многополюсных генератора переменного тока, которые установлены по обе стороны коленчатого вала. В результате параллельной работы двух альтернаторов номинальная мощность электростанции составляет 2,5 кВт.

А вот так выглядит типичный блок формирователя выходного напряжения, в составе которого установлен выпрямитель и, собственно, инвертор. Размеры данного блока 175х130х80 мм.

Характеристики напряжения инверторного электрогенератора

Форма выходного напряжения инверторной электростанции номинальной мощностью 2 кВт показана на трех осциллограммах ниже при мощностях нагрузки в 100 Вт, 900 Вт и 1700 Вт соответственно.

Форма выходного напряжения на выходе инверторной электростанции номинальной мощностью 2 кВт

Форма напряжения близка к «идеальной» синусоиде. Измерения коэффициента гармоник показали отличные результаты. Уровень искажений меньше, чем в бытовой электросети и в несколько раз меньше требований ГОСТа.

Нагрузка 100 Вт Нагрузка 900 Вт

Нагрузка 1700 Вт

Уровень гармоник выходного напряжения инверторной электростанциипри разных величинах нагрузки

Далее показана зависимость выходного напряжения от подключаемой нагрузки.

Зависимость выходного напряжения от величины нагрузки

При увеличении нагрузки напряжение уменьшается, но незначительно. Наблюдаются провалы напряжения в моменты подключения нагрузки. Более всего это заметно при резком увеличении нагрузки с нуля. Такие провалы объясняются конкретными схемотехническими решениями при разработке инвертора и в разных реализациях могут отличаться по величине.

А вот если посмотреть на график частоты выходного напряжения от нагрузки, то увидим ровненькую горизонтальную линию. При этом нагрузка к генератору подключалась аналогично предыдущему графику. Такие стабильные параметры являются следствием того, что инверторный преобразователь имеет свой собственный задающий электронный генератор, и его частота никак не зависит от оборотов двигателя.

Параметры напряжения инверторной электростанции полностью удовлетворяют требованиям ГОСТа. Отличительной особенностью являются малые гармонические искажения выходного напряжения и высокая стабильность частоты.

В каждой бочке бывает ложка…

Нельзя не отметить одну особенность инвертора, которой пользуются производители, чтобы удешевить его конструкцию. Дело в том, что по определению инвертор — это устройство, которое преобразует постоянное напряжение в переменное. При этом речь не идет о форме этого переменного напряжения. Синусоидальную форму выходного напряжения чисто технически получить несколько сложнее, чем прямоугольную. В результате некоторые производители устанавливают на свои электростанции инверторы, которые вместо синуса дают прямоугольные импульсы частотой 50 Гц, при этом их ширина и амплитуда подобраны таким образом, что дают среднеквадратическое значение напряжения как раз в 220–230 В. Все это называют ступенчатой аппроксимацией синусоиды. Ниже показана форма выходного напряжения инверторной электростанции с выходным напряжением в виде как раз той самой ступенчатой аппроксимации.

Форма выходного напряжения инверторной электростанции со ступенчатой аппроксимацией синусоиды

Да, некоторое оборудование вполне сносно переваривает такую форму напряжения, но называть такую электростанцию универсальной для питания любого электрооборудования было бы опрометчиво. Сложно гарантировать стабильную и безотказную работу оборудования, подключенного к такому электрогенератору. Либо надо знать, что подключаемое оборудование допускает работу от напряжения такой формы.

К сожалению, производители зачастую умалчивают об этом параметре, но зато громко заявляют, если их изделие выдает «чистый» синус.

Что в итоге?

Основным преимуществом инверторных электростанций является малый вес и габариты. В среднем инверторная электростанция в 1,5-2 раза легче и меньше классической. Такие показатели удалось достичь благодаря применению многополюсного генератора переменного тока с внешним ротором на постоянных магнитах и работающего на повышенной частоте. А применяется такой генератор как раз из-за независимого формирователя выходного напряжения — инвертора. Ко всему прочему все эти технические решения увеличивают КПД электрогенератора, что уменьшает потребление горючего двигателем.

Что касается качества выходного напряжения, то тут неоспоримым преимуществом инвертора по сравнению с классической электростанцией является низкий уровень искажений формы выходного напряжения. На выходе практически идеальная синусоида (если, конечно, не попался инвертор с аппроксимацией). Тоже можно сказать и о стабильности частоты. Такие параметры позволяют использовать инверторную электростанцию для питания любого оборудования, не опасаясь негативных последствий.

Стабильность напряжения инверторной электростанции ничем не выделяется на фоне этого же параметра классического электрогенератора. И у того, и другого устройства этот параметр находится на должном уровне и зависит от применяемых решений при разработке и изготовлении AVR или инвертора.

Что такое инвертор мощности? (с иллюстрациями)

Инвертор мощности — это устройство, которое преобразует мощность постоянного тока (также известную как постоянный ток) в стандартную мощность переменного тока (переменный ток). Инверторы используются для управления электрооборудованием от энергии, вырабатываемой автомобильной или лодочной батареей, или возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечные панели или ветряные турбины. Электропитание постоянного тока — это то, что аккумуляторы хранят, а мощность переменного тока — это то, что необходимо для работы большинства электроприборов, поэтому для преобразования энергии в пригодную для использования форму необходим инвертор.Например, когда сотовый телефон подключается к автомобильному прикуривателю для подзарядки, он обеспечивает питание постоянного тока; его необходимо преобразовать в необходимую мощность переменного тока с помощью инвертора мощности для зарядки телефона.

Инвертор питания с разъемом постоянного тока.

Как работают инверторы

Питание постоянного тока стабильное и непрерывное, с электрическим зарядом, который течет только в одном направлении.Когда выходная мощность постоянного тока представлена на графике, результатом будет прямая линия. С другой стороны, мощность переменного тока течет вперед и назад в чередующихся направлениях, так что на графике она выглядит как синусоидальная волна с плавными и регулярными пиками и спадами. Силовой инвертор использует электронные схемы, чтобы заставить поток мощности постоянного тока менять направление, делая его чередующимся, как мощность переменного тока. Эти колебания являются грубыми и имеют тенденцию создавать прямоугольную форму волны, а не закругленную, поэтому необходимы фильтры для сглаживания волны, что позволяет использовать ее в большем количестве электронных устройств.

Инверторы большой мощности используются для преобразования энергии постоянного тока, вырабатываемой ветряными турбинами, в мощность переменного тока, которую можно использовать в домашних условиях.

Большинству электронных устройств для правильной работы требуется питание переменного тока, поскольку они предназначены для подключения к стандартной настенной розетке, которая обеспечивает питание переменного тока.Этим устройствам для работы требуется определенное количество низкого регулируемого напряжения. Мощность переменного тока легче повышать или понижать, или переключать с одного напряжения на другое, чем напряжение постоянного тока, и его легче регулировать. Во многих случаях, когда используется силовой инвертор, мощность постоянного тока преобразуется в мощность переменного тока, которая затем понижается и снова превращается в мощность постоянного тока внутри устройства.

Инвертор питания принимает постоянный ток от солнечных панелей и преобразует его в переменный ток.

Типы инверторов

Большинство современных силовых инверторов генерируют либо модифицированные прямоугольные (или модифицированные синусоидальные) волны, либо чистые синусоидальные (или истинные синусоидальные) волны. Модифицированные прямоугольные инверторы не обеспечивают плавных пиков и спадов, которые дает питание переменного тока от домашней электрической розетки, но они могут обеспечивать стабильную и эффективную мощность, достаточную для работы большинства устройств.Этот тип инвертора относительно недорогой и, вероятно, самый популярный тип.

Силовые инверторы используются для управления электрооборудованием от энергии, вырабатываемой автомобильным аккумулятором. Инверторы

с чистой синусоидой — самые дорогие, но они также обеспечивают самый плавный и ровный выходной сигнал.Любое устройство будет работать на чистой синусоиде, но для некоторых чувствительных устройств, таких как определенное медицинское оборудование и инструменты с регулируемой скоростью или перезаряжаемые инструменты, требуется, чтобы этот тип инвертора работал правильно. Радио, например, лучше работает с синусоидальными инверторами, потому что менее гладкие волны модифицированного прямоугольного инвертора нарушают прием радио, вызывая статические и другие шумы.

Инвертор использует

Инверторы

Basic часто представляют собой небольшие устройства прямоугольной формы, которые подключаются непосредственно к прикуривателю или розетке постоянного тока на приборной панели автомобиля или другого транспортного средства.Инвертора такого размера обычно достаточно для работы ноутбука, небольшого телевизора, портативного DVD-плеера или подобного оборудования. Эти устройства не потребляют много энергии и могут использоваться непрерывно во время движения автомобиля; их можно использовать даже от получаса до часа при выключенном двигателе, например, во время кемпинга или во время отключения электроэнергии дома.

Другие силовые инверторы поставляются с кабелями в виде перемычек, поэтому их можно подключить непосредственно к батарее.Этот тип необходим для работы более мощного оборудования, такого как электроинструменты на удаленной рабочей площадке или большого телевизора. Инверторы также могут быть подключены к батарее, чтобы облегчить их использование с более крупными частями оборудования.

Инверторы большего размера используются для преобразования солнечной или ветровой энергии в переменный ток, который можно использовать в домашних условиях.Это устройство, называемое сетевым инвертором, подключается к электросети, чтобы обеспечить подачу энергии по тем же проводам, по которым она подается от электросети. Он даже позволяет подавать любую избыточную мощность обратно в сеть, где ее можно продать коммунальной компании.

Мощность инвертора

Различные модели силовых инверторов различаются по мощности, которую они могут выдать.Мощность инвертора должна равняться общему количеству ватт, необходимых для каждого устройства, плюс не менее 50% прибавки для учета пиков или скачков потребляемой мощности. Например, если DVD-плеер потребляет 100 Вт, а маленький телевизор — еще 100 Вт, рекомендуется использовать инвертор мощностью не менее 300 Вт. Приобретение инвертора большей мощности, чем то, что сейчас необходимо, — это хорошая идея для многих, поскольку это означает, что можно добавлять различные или новые устройства без необходимости в новом инверторе мощности.

Безопасность

При постоянном использовании инвертора мощности внутри автомобиля, который не включен, двигатель следует запускать не реже одного раза в час на 10–15 минут, чтобы аккумулятор не разрядился.Запрещается заводить автомобиль в закрытом гараже, так как окись углерода в выхлопе смертельна.

Преобразователи мощности

следует использовать только с полностью заряженными аккумуляторами в хорошем состоянии. Слабый аккумулятор легко разрядится, если спрос будет слишком высоким. При использовании в автомобиле водитель может оказаться в затруднительном положении, поэтому перед использованием инвертора в неподвижном транспортном средстве необходимо проверить состояние аккумулятора.Если инвертор используется во время движения автомобиля, как в случае автомобильной поездки, не должно быть проблем с дополнительной потребляемой мощностью, пока аккумулятор находится в хорошем состоянии.

Работа с большими батареями может быть опасной, а при неправильном выполнении может привести к серьезной травме. Неправильное использование инвертора мощности может даже привести к поражению электрическим током.По соображениям безопасности, кто-то, пытающийся подключить инвертор непосредственно к батарее, должен обязательно прочитать и соблюдать все меры безопасности, перечисленные в инструкции к инвертору.

Для людей важно всегда использовать силовой инвертор, мощность которого достаточно высока для устройства, которое необходимо запустить.Если, например, к прикуривателю подключить мощную бензопилу, легкий инвертор может перегреться и вызвать возгорание приборной панели. Следует избегать использования адаптеров, которые допускают большее количество розеток, чем рассчитано на устройство, и необходима надлежащая вентиляция вокруг инвертора для предотвращения перегрева.

Практически каждый дом в мире получает питание от переменного тока.

В чем разница между генератором и инвертором?

Генератор вырабатывает электроэнергию, а инвертор меняет один тип электрического тока на другой. Существует два разных типа электрического тока: переменный (AC) и постоянный (DC). Инверторы используются, когда устройства, использующие питание переменного тока, необходимо использовать в автомобиле или другом месте, где доступно только питание постоянного тока. Эти две машины имеют совершенно разные функции, хотя есть инверторные генераторы, которые выполняют обе функции для большей энергоэффективности.

Инвертор питания с автомобильной вилкой на 12 В.

Постоянный и переменный ток

Переменный ток и постоянный ток отличаются тем, что электроны текут вперед и назад в переменном токе, но только в одном направлении в постоянном.Поскольку переменный ток может выдерживать более высокие напряжения, он теряет меньше энергии при перемещении на большие расстояния. В результате переменный ток обычно используется для электроснабжения большинства домов и зданий. Поэтому большая часть бытовой техники работает от переменного тока; в противном случае им потребуется преобразовать мощность переменного тока, подаваемую в дом или здание, в постоянный ток для питания устройства.
Персональные компьютеры обычно работают на постоянном токе и содержат выпрямитель для выполнения этого преобразования. В этом случае выпрямитель чаще называют источником питания.

Некоторые генераторы могут быть портативными.

Как работают инверторы

Инвертор принимает существующую мощность, которая поступает в виде постоянного тока, и преобразует ее в переменный ток.Он делает это, посылая ток через переключатели, которые отправляют его в разных направлениях. Затем могут быть применены фильтры, чтобы сгладить волну и придать ей фиксированную частоту. В различных типах инверторов используются различные методы фильтрации, в зависимости от того, насколько плавным должен быть выходной сигнал. Для преобразования переменного тока в постоянный используется устройство, называемое выпрямителем.

Переносным генераторам для работы требуется топливо.

Одним из наиболее распространенных повседневных применений инверторов является обеспечение питания различной электроники в автомобилях. Автомобили обычно производят постоянный ток, который несовместим с большинством устройств, предназначенных для использования в стандартных бытовых розетках. Большинство современных автомобилей имеют порт для аксессуаров, к которому можно подключить портативный инвертор, позволяющий маленькому телевизору, сотовому телефону или другому электронному устройству использовать питание. Некоторые небольшие инверторы предназначены для подключения к прикуривателю автомобиля.

Генераторы часто полагаются на газовые двигатели для работы при производстве электроэнергии.

Инверторы большего размера используются на строительных площадках для обеспечения электроэнергией электроинструментов и других устройств. В генераторах солнечной и ветровой энергии используются инверторы для преобразования производимой ими энергии в ту, которую можно использовать в домашних условиях.

Важное различие между инвертором и генератором состоит в том, что инвертор может работать только при наличии источника электроэнергии; он не может создать свое собственное. За исключением комбинированной машины, инверторы просто преобразуют постоянный ток в переменный, в то время как традиционный генератор не может изменять ток из одной формы в другую.

Как работают генераторы

Генератор — это машина, преобразующая механическую энергию в электричество.В большинстве случаев за энергию, которую получает дом, отвечают электрические генераторы. Крупные электрические генераторы могут работать на угле, природном газе или ядерной энергии. В портативном генераторе обычно используется бензин или дизельное топливо, которое сжигается для выработки электроэнергии для использования на строительной площадке или в здании во время отключения электроэнергии.

Генераторы

могут быть разработаны для производства электроэнергии переменного или постоянного тока, хотя большинство из них используются на электростанциях и в небольших приложениях для выработки переменного тока.Однако это все, что делают традиционные генераторы — они вырабатывают электричество. Если, например, необходимо изменить напряжение электричества, необходимо использовать трансформатор.

Инверторные генераторы

похожи на традиционные генераторы, поскольку они вырабатывают энергию переменного тока, которая затем преобразуется в мощность постоянного тока, а затем снова преобразуется в переменный ток.Это обеспечивает более плавный и стабильный поток мощности. Преобразование также позволяет генератору быть более экономичным, а также работать тише, чем стандартные модели.

Преобразователи мощности

Некоторые люди также путают инвертор с преобразователем мощности, даже используя эти термины как синонимы.Преобразователь используется для изменения напряжения с одного уровня на другой. В разных странах используются разные уровни напряжения, и путешественникам в другие части мира может потребоваться преобразователь для использования таких приборов, как фены и электробритвы.

Генераторы могут обеспечивать электроэнергией, когда линии электропередач повреждены из-за штормов.

Завод Инжиниринг | Избегайте завышенного определения двигателей для инверторного режима

Сегодня приводы с регулируемой скоростью (ASD) обычно используются для регулирования потока воздуха и воды от вентиляторов и насосов с приводом от двигателя. При этом старые демпферы и клапаны потока устраняются, а скорость двигателя регулирует поток. Регулировка скорости двигателя экономит энергию. Другие двигатели и приводы переменного тока используются для замены старых двигателей постоянного тока, используемых на конвейерах и экструдерах.Чтобы максимально продлить срок службы двигателей, используемых таким образом, нам необходимо понимать характеристики двигателя, необходимые для работы с приводом, поэтому мы не указываем конструкции, которые являются более надежными и дорогими, чем это действительно требуется.

Зачем нужен ASD?

Преобразователь частоты переменного тока изменяет входное напряжение и частоту двигателя, что изменяет скорость двигателя. Существует несколько типов и нагрузок, каждая со своими характеристиками нагрузки, которые влияют на двигатель. Наиболее распространенный тип — это нагрузка с переменным крутящим моментом, при которой требуемая мощность зависит от куба изменения скорости.Это называется законом сродства. Итак, при нагрузке центробежного насоса (при условии, что эффективность насоса остается постоянной), эта диаграмма иллюстрирует, что происходит:

Поскольку большая часть оборудования рассчитана на наихудшие условия, оно никогда не работает на полную мощность. На нагрузке с переменным крутящим моментом, такой как насос, обычные условия работы могут быть при 60% скорости, что требует только 22% мощности двигателя. Пониженная мощность значительно снижает эксплуатационные расходы. Двигатель мощностью 100 л.с., работающий в непрерывном режиме, может стоить 27 139 долларов США в год при полной скорости.При скорости 60% эксплуатационные расходы снизятся до 5 970 долларов, что означает ежегодную экономию 21 169 долларов.

Второй тип нагрузки имеет характеристики постоянного крутящего момента. Требуемый крутящий момент остается постоянным и не изменяется при регулировке скорости. Такими приложениями являются конвейеры, экструдеры, смесители и поршневые насосы. Экономия энергии ниже, поскольку скорость регулируется на установке с постоянным крутящим моментом. Использование привода в системе с постоянным крутящим моментом может сэкономить электроэнергию за счет повышения производительности и может быть измерено с помощью сравнительного анализа виджетов на кВтч.

Выбор мотора

Универсальные двигатели со встроенной мощностью в лошадиных силах с повышенным КПД NEMA от большинства производителей могут использоваться для всех приложений с переменным крутящим моментом и многих приложений с постоянным крутящим моментом. Эти трехфазные низковольтные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором (<600 В) построены с инверторной или инверторной системой изоляции и, как правило, представляют собой двигатели NEMA конструкции A или B, которые можно запускать по сети или использовать с байпас в случае отказа инвертора. Корпуса для двигателей общего назначения обычно бывают полностью закрытыми без вентиляции (TENV) или полностью закрытыми с вентиляторным охлаждением (TEFC) с охлаждающим вентилятором на валу двигателя.Открытые каплезащищенные (ODP) двигатели имеют открытый корпус и обеспечивают циркуляцию воздуха через двигатель для охлаждения. Эти кожухи двигателей хорошо работают с нагрузками с переменным крутящим моментом, потому что по мере снижения скорости количество энергии, требуемой нагрузке, также уменьшается, как и количество охлаждения, которое может обеспечить вентилятор. Когда мы говорим о диапазоне скоростей двигателя с нагрузкой с переменным крутящим моментом, он называется диапазоном скорости с переменным крутящим моментом (VTSR) и обычно довольно широк.

Двигатели TEFC общего назначения с повышенным КПД NEMA также могут использоваться для нагрузок с постоянным крутящим моментом, но их диапазон скоростей может быть ограничен.Например, диапазон скорости с постоянным крутящим моментом (CTSR) выражается как 10: 1, или двигатель может работать от базовой скорости до 1/10 базовой скорости (180–1800 об / мин). Обычно двигатели общего назначения с меньшей мощностью могут работать в более широком диапазоне скоростей (20: 1) из-за меньшего повышения температуры. Для двигателей большего размера (100 л.с. и выше) можно ограничить CTSR 4: 1 или 2: 1 из-за эффективности охлаждения TEFC, которая снижается при работе на низких скоростях.

Малые двигатели переменного тока малой мощности могут иметь ограничение по рабочему напряжению от инвертора.Эти двигатели нередко ограничиваются входным напряжением 230 В перем. Следовательно, они плохо выдерживают выбросы высокого напряжения, которые характерны для формы выходной волны большинства приводов.

Только приложения, требующие от двигателя постоянного крутящего момента в широком диапазоне скоростей, требуют настоящего двигателя, работающего в режиме инвертора. Такой двигатель может иметь стандартную обмотку с повышенным КПД (для использования с байпасом или пуском от сети) или поставляться со специальной обмоткой, оптимизированной для использования с инвертором, и может не иметь возможности пуска через линию.В дополнение к корпусам TENV и TEFC, двигатели с инверторным режимом могут также иметь отдельный вентилятор с постоянной скоростью для обеспечения охлаждения на низких скоростях и полностью закрытые с вентиляторным охлаждением (TEBC). Эти двигатели обычно имеют CTSR 1000: 1 и с приводом с вектором магнитного потока могут обеспечивать полный крутящий момент при нулевой скорости. Семейства двигателей с векторным режимом работы аналогичны двигателям с инверторным режимом, но обычно имеют обратную связь от энкодера для более точного регулирования скорости, чем при векторном управлении с разомкнутым контуром. Электродвигатели с инверторным и векторным режимами изготавливаются в стандартных корпусах NEMA и IEC и могут обеспечить повышенную производительность при подключении к сети.

Тип двигателя с инверторным режимом, описанный выше, может выглядеть как двигатель со стандартной гладкой стальной лентой, чугуном или алюминиевым оребрением NEMA или IEC, но существует другой тип двигателя, который имеет раму, изготовленную из открытого ламинированного слоя двигателя. Двигатель будет длиннее, будет иметь меньшую инерцию ротора для быстрого реагирования и будет построен в раме меньшего диаметра. Эти двигатели обычно имеют более высокую удельную мощность, чем типичные конструкции NEMA с чугунной рамой. Из-за их удельной мощности и нестандартных монтажных размеров на опорах эти двигатели с открытым ламинированием не являются заменой обычным двигателям общего назначения NEMA или IEC.

В конце концов, приложение будет определять используемый двигатель на основе нагрузки с переменным крутящим моментом (насос или вентилятор) или нагрузки с постоянным крутящим моментом (конвейер или экструдер). Если это нагрузка с переменным крутящим моментом, то для этого применения должны подойти универсальные двигатели TEFC или ODP с повышенным КПД NEMA. Если это нагрузка с постоянным крутящим моментом, диапазон скорости и величина крутящего момента, необходимого на низкой скорости, будут определять двигатель. Для многих приложений CTSR может подойти двигатель TEFC общего назначения, если он обеспечивает диапазон скоростей от 4: 1 до 10: 1.В приложениях, требующих номинального крутящего момента на очень низких скоростях (и до нулевой скорости), может потребоваться использование двигателя с инверторным или векторным режимом.

Какие нормы энергоэффективности применяются?

Двигатели общего назначения должны по закону иметь минимальный КПД в США, Канаде, ЕС и других странах. В США и Канаде требуется, чтобы большинство двигателей общего назначения в диапазоне 1–200 л.с. имели номинальный повышенный КПД не ниже, чем NEMA MG 1-2011, таблица 12-12. Двигатели мощностью 201–500 л.с. должны быть энергоэффективными в соответствии с таблицей 12-11.

Приложение A к подразделу B 10 CFR 431, выпущенного Министерством энергетики США:

Двигатели, характеристики или характеристики которых не соответствуют установленному законом определению «электродвигатель», не подпадают под действие данной гарантии и, следовательно, не обязаны соответствовать требованиям EPCA. Примеры включают двигатели без ножек и без приспособлений для ножек, а также двигатели с регулируемой скоростью, работающие от источника питания с регулируемой частотой. Аналогичным образом, многоскоростные двигатели и двигатели с регулируемой скоростью, такие как двигатели с инверторным режимом, не входят в перечень оборудования из-за их внутренней конструкции для использования с регулируемой скоростью.Однако двигатели NEMA конструкции A или B, которые являются односкоростными, соответствуют всем другим критериям в соответствии с определениями в EPCA для покрытого оборудования и могут использоваться с инвертором в приложениях с регулируемой скоростью в качестве дополнительной функции, относятся к оборудованию в соответствии с EPCA. Другими словами, возможность использования с инвертором сама по себе не освобождает двигатель от требований EPCA.

Это означает, что маркировка двигателя общего назначения NEMA Design A или B как инверторного двигателя не освобождает его от U.Покрытие S. DOE. Это правило Министерства энергетики США аналогично канадскому законодательству. Только настоящие специальные двигатели с инверторным режимом работы, как описано в NEMA MG 1-2011, часть 31, освобождены от этого налога в США и Канаде. В ЕС двигатели с инверторным режимом также не подпадают под действие их правил. Вообще говоря, такие двигатели нельзя использовать в качестве двигателей общего назначения, работающих от стандартной синусоидальной линии и легко запускаемых от сети. Обмотки оптимизированы для использования с инверторным источником питания.

Как работают приводы переменного тока

Преобразователи частоты

переменного тока появились на рынке в 1970-х, когда стали доступны мощные силовые транзисторы.Эти приводы также известны как инверторы, частотно-регулируемые приводы (VFD) или регулируемые приводы (ASD). Привод принимает переменный ток, использует выпрямители для его переключения с переменного на постоянный, сохраняет постоянный ток в конденсаторной батарее (например, в батарее), а затем преобразует постоянный ток в симулированную форму синусоидальной волны для каждой из трех фаз. Базовый инвертор использует изменения напряжения и частоты для регулировки скорости двигателя. Отношения напряжения и частоты (В / Гц) можно регулировать для обеспечения характеристик, отличных от двигателя, таких как конкретный пусковой крутящий момент, или для работы с частотой вращения выше базовой.Приводы на основе В / Гц хорошо работают с нагрузками с переменным крутящим моментом, такими как насосы и вентиляторы. Некоторые усовершенствованные приводы тщательно контролируют ток двигателя с помощью векторного управления или прямого управления крутящим моментом и могут управлять двигателем в более широком диапазоне скоростей, обеспечивая при этом полный номинальный крутящий момент для приложений с постоянным крутящим моментом, таких как конвейеры и экструдеры.

Поскольку двигатель становится генератором при вращении на скоростях, превышающих его синхронную скорость, ремонтная нагрузка на подъемник или конвейер может вызвать выработку двигателем избыточной энергии, которая подается в привод.Эта энергия должна отводиться через тормозной резистор, иначе преобразователь частоты защитит себя отключением по перенапряжению. Некоторые приводы имеют активный входной каскад, который представляет собой еще один набор транзисторов для выпрямления входной мощности, который также можно использовать для синтеза синусоидальной волны обратно во входную линию в качестве регенерации линии.

По мере того как были разработаны более быстрые переключающиеся транзисторы, скачки напряжения стали вызывать нарушения изоляции двигателей. Некоторые выбросы инверторов на 460 В могут достигать 2400 В.Такое высокое напряжение может нарушить изоляцию двигателя (см. Врезку ниже).

Кроме того, гармоники в форме волны ШИМ (широтно-импульсной модуляции) могут снизить эффективность двигателя по сравнению с работой на синусоидальной волне. В двигателе происходит дополнительный нагрев, который также может снизить крутящий момент, обеспечиваемый на низкой скорости.

Для большинства применений двигатель общего назначения NEMA-premium подходит для использования с инвертором. Эти двигатели должны хорошо работать с большинством нагрузок центробежных насосов и вентиляторов, которые имеют характеристики переменного крутящего момента.Для нагрузок с постоянным крутящим моментом, которые имеют широкий диапазон скоростей, могут работать двигатели общего назначения, но вам следует проконсультироваться с производителем двигателя, чтобы определить, может ли этот двигатель работать в определенном диапазоне скоростей, который вам нужен. Для диапазонов скоростей с экстремальным постоянным крутящим моментом должны быть указаны двигатели с истинным инверторным режимом. Такие двигатели, работающие с инвертором, могут иметь специальные обмотки, которые не позволяют работать без инвертора, или они могут иметь вспомогательные охлаждающие вентиляторы с отдельным питанием.

Джон Малиновски — старший менеджер по производству двигателей переменного тока в Baldor Electric Co.

Система изоляции двигателя — это то, что позволяет двигателю работать от инверторного источника питания. Старые двигатели могут выйти из строя при использовании инвертора. Требуются более новые двигатели, которые имеют современные системы изоляции, разработанные для совместимости с инверторами. Эти системы изоляции могут иметь множество различных конфигураций.

Производители двигателей давно осознали, что низковольтные (<600 В перем. Тока) трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором, питаемые от инверторов PWM, испытывают более высокие диэлектрические напряжения, чем эквивалентные двигатели с сетевым питанием.Транзисторы с быстрой коммутацией, используемые в современных инверторах с ШИМ, помогли создать больше синусоидальных токов, а также создать более эффективные и компактные инверторы. Быстрые переходы (как включение, так и выключение) транзисторов помогли реализовать эти улучшения, но также создали более высокие напряжения в изоляции двигателя. Эти более высокие напряжения наблюдаются от фазы к фазе, от фазы к земле и от поворота к повороту.

Механизм разрушения, связанный с этими более высокими напряжениями, в первую очередь связан с активностью частичного разряда (ЧР).Хотя частичные разряды обычно связаны с двигателями среднего напряжения (например, 4 кВ), в двигателях с инверторным питанием они могут возникать и в системах с низким напряжением. Это повреждение частичного разряда (также известное как возникновение коронного разряда) является кумулятивным процессом, очень похожим на усталостные отказы механического компонента. Это тип локализованного излучения, возникающего в результате кратковременной газовой ионизации в системе изоляции, когда напряжение превышает критическое значение.

Напряжение возникновения коронного разряда можно проверить на двигателе с помощью современного оборудования.Некоторые производители проводят типовые испытания, в то время как другие проверяют каждый двигатель, имеющий инверторную или инверторную систему изоляции. Такое производственное испытание также позволит выявить поврежденный провод (отверстия в изоляционном штыре или царапины), который может преждевременно выйти из строя в процессе эксплуатации.

Есть два философски разных подхода к борьбе со стрессом такого рода. Один сохраняет напряжения ниже уровня, который может вызвать любое повреждение, в то время как альтернативой является разработка систем обмоток, чтобы замедлить скорость накопления повреждений.NEMA MG 1 утверждает, что низковольтные двигатели с инверторным питанием должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать скачки номинального напряжения в 3,1 раза. Производители должны проверить, могут ли они соответствовать этим уровням или превосходить их.

Доступны материалы, которые разлагаются намного медленнее при наличии активности частичных разрядов. Материалы на основе слюды являются типичным примером того, что исторически использовалось в системах среднего напряжения. Поскольку активность частичных разрядов инициируется при высоком диэлектрическом градиенте в присутствии газа, такого как воздух, общий подход к предотвращению частичных разрядов заключается в уменьшении градиентов диэлектрического напряжения и удалении воздуха из любых областей, которые могут все еще иметь высокий диэлектрический градиент.

Для низковольтных двигателей с инверторным питанием производители магнитной проволоки выпустили изделия, устойчивые к частичному разряду. В тех случаях, когда невозможно избежать частичных разрядов, эти провода могут обеспечить более длительный срок службы. Когда двигатель может быть спроектирован таким образом, чтобы полностью исключить активность частичных разрядов, такой магнитный провод не дает дополнительных преимуществ.

Двигатели были построены с использованием провода, устойчивого к частичному разряду, под термином «инверторный провод с защитой от всплесков». После непрерывного совершенствования систем изоляции и производственных процессов, включая тысячи измерений начального напряжения частичного разряда (PDIV), многие двигатели теперь производятся как «свободные от частичных разрядов».«Это позволяет продлить срок службы системы изоляции без использования проволоки с защитой от всплесков. Такая система изоляции зарекомендовала себя такой же надежной или даже более надежной, чем использование специальной магнитной проволоки.

Реализует модель трехфазного инвертора для приводов двигателей переменного тока.

Уровень детализации модели

Укажите уровень детализации модели для использования:

Подробно (по умолчанию)
Среднее

Время выборки

Время выборки инвертора в секундах.Значение по умолчанию
это 2e-6 .

Сопротивление демпфера Rs (Ом)

Сопротивление демпфера в Ом. Установите демпферное сопротивление .
Параметр RS на inf для устранения
амортизаторы от модели. Значение по умолчанию — 10e3 .

Емкость демпфера Cs (F)

Емкость демпфера в фарадах. Установить демпфер
емкость Cs параметр до 0 для исключения
амортизаторам или к и , чтобы получить резистивный амортизатор.Значение по умолчанию — inf .

Силовое электронное устройство

Выберите тип силового электронного устройства для использования в мосте.

GTO / диоды (по умолчанию)
MOSFET / диоды
IGBT / диоды

Тип привода. Этот параметр виден только
когда установлен параметр Уровень детализации модели
до Среднее значение .Выберите одно из этих значений:

Рон (Ом)

Внутреннее сопротивление переключателя в Ом. Значение по умолчанию
это 1e-3 .

Прямое напряжение (В) [Vf, Vfd]

Прямое напряжение в вольтах устройств с принудительной коммутацией
(GTO, MOSFET или IGBT) и встречно-параллельных диодов. Этот параметр
доступен, когда для выбранного электронного устройства Power установлено значение GTO / Diodes или IGBT / Diodes .Значение по умолчанию — [1.2,1.2] .

Время спада и время спада (с) [Tf, Tt]

Время спада Tf и время спада Tt, в секундах, для GTO или
Устройства IGBT. Значение по умолчанию — [1e-6,2e-6] .

Значение по умолчанию — [1e-6,2e-6] .

Измерения

По умолчанию Нет .

Выберите Напряжение прибора для измерения
напряжения на шести клеммах силового электронного устройства.

Выберите Токи прибора для измерения
токи, протекающие через шесть силовых электронных устройств. Если
используются антипараллельные диоды, измеряемый ток — это полный ток
в устройстве с принудительной коммутацией (GTO, MOSFET или IGBT) и в
антипараллельный диод. Следовательно, положительный ток указывает на ток
протекает в устройстве с принудительной коммутацией, а отрицательный ток указывает
ток, протекающий в диоде. Если демпфирующие устройства определены,
измеряемые токи — это токи, протекающие через силовой электронный
только устройства.

Select UAB UBC UCA UDC напряжение до
Измерьте напряжения на клеммах (переменного и постоянного тока) блока инвертора (трехфазного).

Выбрать Все напряжения и токи от до
Измерьте все напряжения и токи, определенные для инвертора
(Трехфазный) блок.

Поместите блок мультиметра в модель для отображения
выбранные измерения во время моделирования. В меню Available Measurements блока Multimeter,
измерение обозначается меткой, за которой следует имя блока.

9033
9033
9033
9033
9033
9033
Usw1:

Измерение	Наклейка
Напряжение устройства	`Usw3`
Напряжение на клеммах	`Uab:`

Частота источника (Гц)

Синхронная частота машины, в герцах.Этот параметр
отображается, только если параметр Уровень детализации модели
установлено значение Среднее значение . Значение по умолчанию — 60 .

Контрольный кадр

Определяет контрольный кадр, который используется для преобразования входных данных
напряжения (опорный кадр abc) в опорный кадр dq, и вывод
токи (система отсчета dq) в систему отсчета abc. Вы можете
выбрать один из следующих преобразований опорного кадра:

Ротор (по умолчанию)
Стационарный
Синхронный

Этот параметр отображается, только если Деталь модели
параметр уровня установлен на Среднее значение и
параметр Тип привода установлен на Ориентированный на поле Контроль.

Статор [Rs (Ом), Lls (H)]

Сопротивление статора в Ом и индуктивность рассеяния в Генри,
мотора. Этот параметр отображается только в том случае, если модель
для параметра уровня детализации установлено значение Среднее значение и
параметр Тип привода установлен на Ориентированный на поле control. Значение по умолчанию — [14.85e-3,0.3027e-3] .

Статор [Rs (Ом), Ll, Lmd, Lmq (H)]

Сопротивление статора в Ом, индуктивность рассеяния в Генри,
и взаимные индуктивности двигателя d и q в генри.Этот параметр
отображается, только если параметр Уровень детализации модели
установлен на Среднее значение и Drive
Параметр типа установлен на Векторное управление WFSM .
Значение по умолчанию — [2.01e-3,4.289e-4,4.477e-3,1.354e-3] .

Ротор [Rr ‘(Ом) Llr’ (H)]

Сопротивление ротора в Ом и индуктивность рассеяния в Генри,
оба относятся к статору. Этот параметр отображается только в том случае, если модель
для параметра уровня детализации установлено значение Среднее значение и
параметр Тип привода установлен на Ориентированный на поле Контроль.Значение по умолчанию — [9.295e-3,0.3027e-3] .

Взаимная индуктивность Lm (H)

Намагничивающая индуктивность двигателя в генри. Этот параметр
отображается, только если параметр Уровень детализации модели
установлен на Среднее значение и Drive
Параметр типа установлен на Полевое управление .
Значение по умолчанию — 10.46e-3 .

Значение по умолчанию — 10.46e-3 .

Индуктивности (H) [Ld, Lq]

Индуктивности между фазой и нейтралью Ld и Lq по оси d и
Ось q синусоидальной модели с явнополюсным ротором.Этот параметр
отображается, только если параметр Уровень детализации модели
установлен на Среднее значение и Drive
Параметр типа установлен на Векторное управление PMSM .

Значение по умолчанию — [8.5e-3,8.5e-3] .

Индуктивность (H)

Индуктивность якоря синусоидальной модели с круглым ротором
(Ld равно Lq). Этот параметр отображается только в том случае, если модель
для параметра уровня детализации установлено значение Среднее значение и
параметр Тип привода установлен на Бесщеточный ДК.Значение по умолчанию — 8.5e-3 .

Сопротивление (Ом)

Фазное сопротивление статора Rs, в Ом, двигателя. Этот
параметр отображается только в том случае, если параметр Уровень детализации модели
установлен на Среднее значение и Drive
Параметр типа установлен на Векторное управление PMSM .
Значение по умолчанию — 0,2 .

Поток, индуцированный магнитами (Wb)

Постоянный поток по Веберу на пару полюсов, индуцированный в статоре
обмотки магнитами двигателя.

Что такое инверторный двигатель: что это? Что значит мотор с инверторной технологией? Принцип работы. прямой привод лучше, какой стандартный

что это? Что значит мотор с инверторной технологией? Принцип работы. прямой привод лучше, какой стандартный

Что такое инверторный двигатель?

Принцип работы

Преимущества и недостатки

Сравнение с другими видами моторов

Тонкости ремонта

Производители

характеристики и разновидности. Схема и обороты электродвигателя машины-автомат. Какой тип мотора лучше? Особенности коллекторных двигателей

Устройство и принцип работы

Виды и их характеристики

Коллекторный

Инверторный

Асинхронный

Какой выбрать?

Как проверить работоспособность?

Советы по эксплуатации

Особенности ремонта моторов

на 1, 2, 3 и 5 кВт. Что это такое? Принцип работы, рейтинг лучших моделей с электростартером и без него

Что это такое?

Сфера применения

Плюсы и минусы

Виды

Рейтинг лучших моделей

Как выбрать?

Советы по эксплуатации

что эты такое, как работает, как устроен

Что такое инверторный двигатель

Основные моменты работы преобразователя

Особенности применения

В кондиционерах

В стиральных машинах

Холодильники и морозильные камеры с инверторными компрессорами

Недостатки инверторных моторов

Зачем нужны инверторные бытовые приборы? | Сварочные аппараты | Блог

Техника

Особенности инверторов

Инверторные стиральные машины

Инверторный электрогенератор: идеальная синусоида напряжения | Электрогенераторы | Блог

Инверторный электрогенератор — что это?

Характеристики переменного напряжения

А что творится в обычной розетке?

Классическая автономная электростанция

Характеристики напряжения в классическом электрогенераторе

Инверторная автономная электростанция

Характеристики напряжения инверторного электрогенератора

В каждой бочке бывает ложка…

Что в итоге?

Что такое инвертор мощности? (с иллюстрациями)

Как работают инверторы

Типы инверторов

Инвертор использует

Мощность инвертора

Безопасность

В чем разница между генератором и инвертором?

Постоянный и переменный ток

Как работают инверторы

Как работают генераторы

Инверторные генераторы

Преобразователи мощности

Завод Инжиниринг | Избегайте завышенного определения двигателей для инверторного режима

Зачем нужен ASD?

Выбор мотора

Какие нормы энергоэффективности применяются?

Как работают приводы переменного тока

Реализует модель трехфазного инвертора для приводов двигателей переменного тока.

Leave A Reply Отменить ответ

Leave A Reply

Leave A Reply
Отменить ответ