Синхронный и асинхронный генератор отличия

Синхронные и асинхронные генераторы — в чем разница?

Современные электрогенераторные установки различаются не только по типу двигателя (дизельные, турбинные и др.), виду выхода электричества (постоянный или переменный), но и по способу возбуждения. Создание магнитного поля внутри установки может быть независимым, магнитным и самостоятельным. Самовозбуждение, в свою очередь, может быть последовательным, параллельным и смешанным. Генераторы электричества со смешанным возбуждением (состоит из двух обмоток, одна из которых подключается к параллельной нагрузке, другая — к первой обмотке возбуждения последовательно) носят название синхронных или гибридных установок.

Параметры синхронного генератора

В комплектацию любого, в том числе, синхронного, генератора входят ротор, статор и токосъемный узел — это основные составляющие агрегата. Синхронный генератор работает в режиме, при котором частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного поля статора, поэтому установка и называется синхронной.

Режимы работы

Синхронный генератор может работать в нормальном и анормальном режиме. Под нормальным понимают режим работы в допустимых лимитах, указанных в ГОСТах и у производителей. Анормальный режим работы синхронного генератора включает функционирование агрегата с аварийными перегрузками, недовозбуждением или потерей возбуждения, в условиях отказа охлаждения, асинхронный ход и др.

Главные преимущества:

• Высокая стабильность напряжения на выходе
• Работа с приборами на больших пусковых токах
• Возможность точно регулировать выходные параметры напряжения и тока
• Простота эксплуатации

К недостаткам можно отнести следующие параметры:

• Низкая степень защиты (класс IP 23). Конструкция установки не позволяет решить проблему защиты агрегата от пыли, воды и других внешних факторов
• Слабые стороны щеточного узла. Щетки снижают ресурс агрегата и требуют регулярного обслуживания, чистки, замены
• Стоимость. Продажа синхронных генераторов характеризуется более высокими ценами, по сравнению с асинхронными аналогами

Область применения синхронных установок определяется совокупностью вышеперечисленных плюсов и минусов: высокий уровень производительности и отменное качество напряжения подходят для работы, как в бытовых условиях, так и в режиме промышленных электростанций. Однако слабая система защиты от внешних воздействий требует дополнительных мер. Например, можно купить синхронный генератор в составе электростанции, установленной в специальном кожухе. Такая защита обеспечивает установке прекрасную функциональность в любых условиях.

Устройство асинхронного генератора

В отличие от синхронного аналога, асинхронный генератор отличается более простым устройством, но лучшей защитой от внешних факторов, устойчивостью по отношению к коротким замыканиям и перегрузкам. Вращение ротора осуществляется в одном направлении с магнитным полем, но несколько опережает его. При этом скольжение ротора становится отрицательным, провоцируя появление тормозящего момента.

Стоит отметить, что параметры асинхронного генератора делают его оптимальным источником электроэнергии для приборов с активной нагрузкой (компьютерная техника, сварочные преобразователи, электрические нагреватели и др.). Однако следует помнить, что для такой установки недопустимы перегрузки: запас мощности при подключении устройств должен быть не менее чем в 3 раза.

Типы генераторов

Различают однофазные и трехфазные энергогенерирующие установки с несинхронным механизмом. Асинхронный трехфазный генератор состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Однофазный аналог включает в себя статор и ротор, сердечники которых набраны из отдельных пластин, а в пазы статорного сердечника устанавливается обмотка. На практике однофазные асинхронные генераторы зарекомендовали себя более экономичными, простыми в обслуживании и надежными в эксплуатации. Поэтому трехфазные установки используются только на объектах, где однофазные аналоги применить невозможно.

Достоинства:

• Простота конструкции
• Отсутствие щеточного узла
• Низкая чувствительность к коротким замыканиям
• Высокий уровень защиты от внешних факторов
• Стоимость: купить асинхронный генератор можно гораздо дешевле синхронного агрегата

Однако у данного типа устройств есть и недостатки:

• Неспособность работать при высоких пиковых нагрузках
• Низкая точность напряжения тока на выходе
• Выход из строя при длительных экстремальных нагрузках

Современные производители предлагают ряд мер по устранению недостатков, что существенно увеличивает спрос на данное энергогенерирующее оборудование.

Синхронный и асинхронный генератор отличия

По конструкционным особенностям передачи магнитного поля на обмотке статора все генераторы можно разделить на асинхронные и синхронные .

Альтернатор это самая важная часть генератора, именно он выполняет главную функцию преобразования механической энергии от вращения вала двигателя в электрическую энергию переменного тока.

Синхронный альтернатор по своему строению является более сложным и обладает обмотками на роторе и угольными щетками потому второе его название – щёточный.

Асинхронный генератор конструктивно более простой из-за отсутствия щеток его называют бесщеточным, но это не значит что синхронный генератор заведомо хуже синхронного. Есть некоторые технические нюансы, которые уравновешивают плюсы и минусы обоих типов генераторов. Какой генератор выбрать синхронный или асинхронный зависит от того где и как вы будете его применять .

Начнем с более популярных – синхронных, рассмотрим их преимущества и недостатки.

Качественный альтернатор для прохождения тока на роторе имеет медные обмотки и скользящие контакты, называемые щетками, задача которых являются снятия напряжения с подвижной части на неподвижную.

Именно медная обмотка и узел щеток является гарантией легкого переноса пусковых нагрузок и кратковременных перегрузок, таким образом, синхронный альтернатор выдает на выходе 220 вольт без перепадов и скачков. Возможное минимальное допустимое отклонение напряжения составляет около 5%.На бытовом уровне синхронный генератор будет более полезен, так как в основном используются чувствительные к перепадам напряжения: газовые котлы, холодильники, телевизоры, стиральные машина и другие электроприборы. Как мы видим, преимуществом синхронного генератора является выработка стабильного напряжения.

Генераторы с асинхронным альтернатором также имеют целый ряд преимуществ и недостатков .

— Отсутствует обмотка на подвижной части и в щетках нет никакой необходимости. Конструкция асинхронного генератора проще, а значит надежнее и долговечнее и обслуживание по замене щеток вообще отсутствует.

— Обмотки медной нет и соответственно перегрева быть не может, значит не требуется охлаждение. Конструкция бесщеточного генератора такова, что влага, пыль и грязь не попадают во внутрь, что повышает класс защиты.

— Бесщеточный генератор обладает самым высоким уровнем защиты .

— Вес и габариты асинхронного генератора немного меньше из-за отсутствия у него обмотоки и вентилятора для охлаждения.

— А самым главным плюсом асинхронного генератора является невосприимчивость к коротким замыканиям в нагрузках, что особенно важно при подключении к электростанции сварочного оборудования.

Однако асинхронный генератор имеет и минусы:

— главное это низкая способность «проглатывать» пусковые перегрузки поэтому у него напряжение на выходе нестабильно. В официальных характеристиках асинхронного генератора указано, что отклонения могут быть до 10%, но на практике скачки выходят за пределы допустимого отклонения.

— Функция автоматической регулировки напряжения в данных генераторах не бывает и в результате скачки напряжения могут испортить дорогостоящее оборудование

При выборе типа генератора нужно определить для каких целей нужен генератор: если нужно запитывать бытовую и компьютерную технику то очевидно — нужен щёточный генератор или как его еще называют синхронный и желательно с функция АВР.

Если нужен мотор для профессиональных строительных работ с использованием генератора на улице или в цеху где повсюду грязь, пыль и влага, тут выбор в пользу бесщеточного или асинхронного генератора.

Статьи

Синхронный и асинхронный генератор. Какой лучше?

Перебои в централизованном электроснабжении и внезапные отключения электроэнергии, перегрузки на линиях электропередач, скачки напряжения в сети — эти и многие другие причины приводят к необходимости покупки электростанции для аварийного или автономного электроснабжения производственных цехов, загородных домов. И тут возникает вопрос: какой генератор выбрать? Одним из критериев становится выбор между синхронным и асинхронным вариантом исполнения. Попробуем разобраться, в чем отличия, преимущества и недостатки.

Преимущества и недостатки синхронных генераторов

В силу особенностей конструкции синхронные генераторы легче легко переносят кратковременные перегрузки (в том числе пусковые), обеспечивают более высокое качество тока и правильную синусоиду напряжения, обладают достаточно высокой стабильностью напряжения. Они отлично подходят для электропитания индуктивных нагрузок с высоким стартовым током (например, циркулярные пилы, компрессоры, насосы) и более предпочтительны для бытового потребления.

Сегодня выпускаются синхронные генераторы со щеточными и бесщеточными системами возбуждения ток. Второй вариант более предпочтительный. В щеточных системах вполне вероятно частичное «выгорание» щеток после прохождения больших токов, что приводит к перегреву агрегата. Поэтому для таких моделей рекомендуется регулярное обслуживание с целью контроля за состоянием щеточного узла, а при необходимости очистки или замены щеток.

К недостаткам относится плохая защита агрегатов от внешних воздействий (вода, пыль). За счет того, что охлаждение происходит воздушным путем, велика вероятность попадания внутрь всего, что находится в воздухе. Клирфактор синхронных генераторов может достигать показателя в 15%, что приводит к неустойчивости в работе электроприборов с импульсно-фазовым управлением, бесполезному нагреву и неравномерности вращения электромоторов.

Также стоит отметить, что синхронные генераторы не позволяют подключать к отдельным фазам потребителей гораздо более высокой мощности. В противном случае практически неизбежно повреждение приборов малой мощности при подключении.

Преимущества и недостатки асинхронных генераторов

Асинхронные генераторы устойчивы к коротким замыканиям, а устройства автоматической регулировки напряжения сглаживают перепады напряжения. Поэтому они особенно востребованы для электросварки и питания активных нагрузок. Конструкция таких агрегатов более простая, а сами они более надежные и долговечные.

Клирфактор асинхронных агрегатов составляет не более 2%, и это обозначает, что они вырабатывают электроэнергию практически без вредных составляющих. Поэтому при использовании таких агрегатов телевизионные приемники, источники бесперебойного питания работают устойчивее, а сварочные аппараты обеспечивают более качественный шов.

Роторы асинхронных генераторов производят незначительное тепловыделение, не требующее охлаждения, что позволяет герметизировать внутреннюю полость агрегата. Благодаря этому значительно расширяется сфера использования агрегатов, которые могут эксплуатироваться в условиях повышенной запыленности и высокой влажности. Такая герметизация способствует и более продолжительному сроку службы электростанций. При эксплуатации асинхронных генераторов допускается подключение к разным фазам потребителей разной мощности (допустимое значение неравномерности нагрузок по фазам составляет до 70%), что практически невозможно в случае использования синхронных агрегатов.

К недостаткам в первую очередь относится более низкая способность переносить пусковые токи, однако это вполне компенсируется стартовым усилителем. Благодаря оснащению специальными стартовыми усилителями асинхронные электростанции практически не уступают синхронным генераторам по своим пусковым характеристикам, обеспечивая эффективный запуск оборудования и техники с высоким стартовым током. За счет того, что стартовый усилитель обеспечивает возбуждение на короткое время, достаточное для запуска электродвигателя, перегрев агрегата не происходит. Кроме того, в агрегатах, как правило, предусмотрен переключатель для отключения стартового усилителя (например, для работы сварочных аппаратов).

Разница между инверторными и обычными генераторами.

Если подумать, любой генератор можно разбить на две независимые составляющие: двигатель внутреннего сгорания и генератор переменного тока. Именно их специфика, дизайн и технические параметры определяют размер миниэлектростанции, шум, который она издает, и, конечно, цену устройства.

Большинство людей полагает , что ведущую роль в этом дуэте играет именно двигатель, который задает вращение, необходимое для получения электрической энергии. На самом же деле, исполнение альтернатора (прибора, переводящего механическую энергию в электрическую) является куда более важным фактором.

Существуют два варианта исполнения альтернаторов: стандартный и инверторный.

Для того, чтобы определиться, какой именно генератор приобретать, следует понять, в чем же принципиальное отличие их исполнений. Также следует учесть следующие факторы: понимание целей применения бензинового генератора и вопрос стоимости. Рассмотрим принцип работы каждого альтернатора по отдельности.

Стандартный альтернатор.

Обычные генераторы переменного тока состоят из набора медных катушек. Эта конструкция генерирует достаточно грубый электрический сигнал.

Для работы генератора необходимо, чтобы двигатель работал на максимальной частоте оборотов, независимо от нагрузки в сети. Соответственно, затрачивая постоянное количество топлива и производя определенный уровень шума. Электрический ток, производимый генератором, не так чист, как того требуют обычно производители техники. Поэтому обычные генераторы не рекомендуется использовать для питания точной электроники. Плюсами же стандартных генераторов, несомненно, является их доступность в любом сегменте мощности и относительная стоимость. Такие производители, как Honda и Europower, выпускают огромный ассортимент стандартных генераторов под любые нужды.

Инвертор.

Инверторные генераторы, в свою очередь, используют другой тип альтернатора и вырабатывают очень чистый переменный ток. А инверторная технология способствует уменьшению веса и размеров генератора. Более того, она позволяет двигателю работать на разных частотах, уменьшая потребление топлива и издаваемый шум.

Инверторный генератор, подключенный к вашему компьютеру, позволит вам продолжать работу даже при потере напряжения в вашей сети. Отличными представителями этой ветки генераторов можно назвать Honda EU 20i и Europower EPSi2000 . Производимая мощность в 2 кВА позволит обеспечить электроэнергией даже 2 компьютера сразу в случае неполадок на линии.

Минусы инверторных генераторов по сравнению со стандартными так же очевидны: их высокая относительная стоимость и отсутствие моделей с мощностью выше 7 кВА. С этой стороны можно сказать, что идеальным вариантом для обеспечения, например, загородного дома энергией, будет являться комбинирование источников резервного питания. Для обычных потребителей можно поставить стандартную высокомощную модель, которая сможет питать все приборы в помещениях, например, Europower EPS12000E с технологией шумоподавления. А для особо требовательных электронных систем всегда можно иметь про запас компактный генератор инверторного типа.

Синхронный и асинхронный генератор

Электричество есть везде. Уже настал тот день, когда с этим сложно спорить. Даже там, куда не дотянулась централизованная электросеть, вовсю используются дизельные и бензиновые генераторы, которые получили широкое распространение не так давно, несмотря на почти двухсотлетнюю историю. Сегодня ассортимент генераторов очень велик, и существует множество способов их классификации, один из которых – классификация по степени синхронизации.

Применительно к электрогенераторам, синхронизация – это совмещение частоты вращения ротора и магнитного поля статора. Соответственно, если частота их вращения совпадает, такой генератор будет называться синхронным, а если нет, то асинхронным.

Синхронный генератор

Как известно, в дизельном или бензиновом генераторе электрический ток образуется после прохождения вращающегося магнитного поля через обмотку. При этом в синхронном электрогенераторе ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит. После запуска генератора он создаёт вокруг себя слабое магнитное поле, которое с увеличением оборотов становится сильнее. В конце концов, число оборотов ротора и магнитного поля синхронизируются, что позволяет получить на выходе наиболее стабильный ток.

В отличие от асинхронного генератора, синхронный агрегат уязвим при перегрузках, поскольку превышение допустимой нагрузки может вызвать сильный скачок напряжения в обмотке ротора. С другой стороны, важным преимуществом синхронного генератора является его способность кратковременно выдавать ток мощностью в 3-4 раза выше номинального, что позволяет подключать к нему такие устройства, как насосы, компрессоры, холодильники и т.д. Иными словами, он предназначен для электроприборов с высокими стартовыми токами. Несмотря на свою уязвимость, стоимость синхронных генераторов выше, чем асинхронных устройств.

Асинхронный генератор

Асинхронный генератор работает в режиме торможения: ротор вращается в одном направлении со статором, но скорость его вращения изначально выше. При этом частота вращения магнитного поля всегда остаётся неизменной, а регулированию поддаётся лишь скорость вращения ротора. Такие генераторы малоуязвимы при коротком замыкании и хорошо защищены от внешних воздействий (пыли, низкой температуры, влаги и т.д.).

Недостатками асинхронного генератора можно назвать обязательное наличие конденсаторов и зависимость частоты выходного тока от стабильности работы дизельного или бензинового двигателя. При этом стоимость такого устройства ниже, чем синхронного, но применяется оно реже. Асинхронные генераторы рекомендуется использовать для подключения устройств, не требующих высокого стартового напряжения и устойчивых к его перепадам.

Консультация

Заполните заявку, мы перезвоним в течение 30 минут и ответим на все ваши вопросы

Синхронный или асинхронный генератор

Каждый из нас знает, что такое устройство, как электростанция, представляет собой особый механизм, позволяющий преобразовывать один вид энергии в совершенно другой вид. Очень часто при выборе данного устройства у многих из нас возникает вопрос, какой его вид выбрать. Ведь на сегодняшний день одними из наиболее востребованных являются синхронные и асинхронные генераторы.

В чем отличия между этими двумя устройствами?

В том случае, если вы столкнулись с проблемой выбора и не знаете, какой вариант вам приобрести, в первую очередь вы должны рассмотреть отличительные особенности этих двух принципиально разных устройств.

Первое отличие, которое можно найти между этими устройствами – это режим работы. Рассматривая синхронный образец, следует понимать, что эта машина, которая осуществляет функционирование в постоянном режиме агрегата. В этом случае частота вращения ротора приравнивается к частоте вращения, так называемого магнитного поля.

Если же рассматривать работу асинхронного образца, то это машина, которая осуществляет свою деятельность по сравнению с предыдущим в режиме так называемого торможения. По сути, ротор устройства осуществляет некое опережение, но при этом направлен он в сторону действия магнитного поля.

Также при использовании и при выборе одной из этих моделей следует обращать внимание на некоторые особенности их применения. К таким особенностям следует отнести:

• точность синхронных — на порядок ниже
• асинхронные — обеспечивают поддержание бесперебойной подачи электрической энергии с достаточно большой точностью
• к асинхронным агрегатам зачастую подсоединяют многочисленную аппаратуру, которая достаточно чувствительна к очень резким перепадам напряжения.

По сути, эти особенности учитываются чаще всего при выборе бензинового генератора того или иного типа типа.

В том случае, если вы решились приобрести синхронный агрегат, вы должны понимать, что это устройство отлично подойдет для подключения всевозможного оборудования, размещенного в частных домах, холодильных установок, многочисленных строительных объектов и для так называемого аварийного электрического питания.

Что же касается асинхронных, то чаще всего подобное устройство приобретается для подсоединения разнообразного медицинского оборудования, электродвигателей и различных электрических инструментов. Поэтому, решившись на покупку установки, в первую очередь не забудьте ознакомиться с особенностями применения каждого из вышеприведенных вариантов.

Асинхронные и синхронные двигатели

Чтобы производственные механизмы работали с максимальной эффективностью, необходимо правильно подобрать электрический двигатель, который будет применяться в качестве привода. В этой статье мы рассмотрим, чем отличаются асинхронные и синхронные двигатели с точки зрения конструктивных особенностей, функциональности и экономичности.

Асинхронные и синхронные двигатели: устройство

Электрические двигатели представляют собой агрегаты для преобразования электроэнергии в энергию механическую. Основу конструкции двигателя (как синхронного, так и асинхронного типа) составляют следующие элементы:

• неподвижный (статор);
• вращающийся (ротор).

Статоры электродвигателей обеих категорий имеют схожий принцип устройства. В специальные пазы (осевые прорези) уложены токонесущие проводки из меди или алюминия. Функцией статора является создание вращающегося магнитного поля. Ротор (с обмоткой возбуждения) закреплен на валу двигателя и вращается под воздействием возникающей электродвижущей силы.

В чем ключевое отличие синхронного двигателя от асинхронного

Главное отличие синхронного от асинхронного двигателя заключается в устройстве ротора.

Роторы синхронных двигателей представляют собой постоянные или электрические магниты. Постоянное магнитное поле, создаваемое ими, взаимодействует с вращающимся магнитным полем статора.

В случае с асинхронным двигателем (который также называют индукционным) в пазы ротора вставляются короткозамкнутые металлические пластины. Кроме короткозамкнутой разновидности, применяются также фазные роторы, снабженные контактными кольцами, которые после разбега замыкаются накоротко.

В результате соотношение частоты оборотов двигателя, находящегося под нагрузкой, с частотой вращения, которая присуща магнитному полю статора, для разных типов двигателя следующее:

• равное для агрегатов синхронного типа;
• неравное для асинхронных двигателей (наблюдается постоянное отставание от скорости вращения магнитного поля статора, равное величине скольжения).

На основе понимания того, чем отличается асинхронный двигатель от синхронного, можно сформулировать главные преимущества и недостатки этих двигателей.

Сравнение разных типов двигателей

Двигатели синхронной разновидности сложнее в использовании, поскольку они:

• в отличие от асинхронных моделей нуждаются в дополнительном источнике постоянного тока;
• подвержены более быстрому износу деталей (по причине использования контактных колец со щетками);
• требуют применения вспомогательных механизмов для запуска (индукционный двигатель имеет собственный пусковой момент).

Для асинхронных моделей характерны:

• простота конструкции;
• надежность в эксплуатации.

При этом синхронные двигатели обладают более широкими возможностями с точки зрения коэффициента мощности, а также менее чувствительны к перепадам напряжения, но стоимость таких агрегатов выше, что делает их использование менее выгодным.