El uso de generadores autónomos es una práctica generalizada: en general, se trata de dispositivos bastante simples y no hay problemas con su adquisición. La pregunta más urgente es qué generador elegir para una casa o una residencia de verano, ya que las características del equipo seleccionadas incorrectamente en el mejor de los casos implicarán un alto costo excesivo de su funcionamiento y, en el peor de los casos, la incapacidad para realizar sus funciones y la falla por sobrecarga sistemática.
Contenido:
Tipos de motores de generadores autónomos.
Los motores de combustión interna se dividen principalmente en dos y cuatro tiempos. La diferencia fundamental para el usuario es que para "alimentar" el de dos tiempos, tendrá que preparar una mezcla de combustible y aceite, y simplemente agregar combustible (o diesel) al de cuatro tiempos: este motor también consume aceite, pero se vierte por separado y no se emite con gases de escape.
La sección de dos tiempos es generadores de baja potencia - 1-5 kW, y en casos raros hasta 10.
Esto puede ser suficiente para una fuente de alimentación autónoma en el hogar sin una gran cantidad de electrodomésticos, por lo que existe la posibilidad de encontrar un motor de dos tiempos al elegir, aunque en general, para la potencia de la casa, sus ventajas parecen algo ilusorias y la elección a menudo recae en las de cuatro tiempos.
El siguiente elemento es el tipo de combustible utilizado por el motor: gasolina, diesel o gasolina. Debe recordarse que para trabajar con gasolina, los motores de gasolina se vuelven a hacer, para que pueda cambiar entre estos tipos de combustible.
Generadores autónomos de gasolina.
Los motores de gasolina son legítimamente los más comunes en los generadores de clase doméstica, ya que tienen una serie de ventajas que nivelan las desventajas que no son particularmente críticas para el uso doméstico. En primer lugar, este es el precio, que es 2-3 veces más bajo que el equivalente diesel con características similares. Lo siguiente es la capacidad de correr sin escarcha en climas fríos de hasta 20 ° C, y a veces incluso más. Finalmente, el sonido de tales motores es más silencioso que el de los motores diesel, y el motor en sí puede funcionar a la velocidad mínima (el motor diesel necesita una carga mínima, al menos el 40% del valor nominal).
Al mismo tiempo, solo el recurso motor relativamente pequeño (dentro de 4-5 mil horas) y el límite bajo de la potencia máxima del generador (15 kW) se pueden atribuir a las desventajas de la gasolina; en teoría, es posible crear un motor diesel más potente, pero económicamente más rentable.
Generadores de gas autónomos
El uso de gas reduce un poco el consumo de combustible y generalmente aumenta la durabilidad de los motores de gasolina, ya que hay mucho menos hollín en los productos de combustión. Si una tubería principal de gas se acerca a la casa, esta es casi una opción ideal, porque el gas se apaga con mucha menos frecuencia que la electricidad.
Generadores Autonomos Diesel
Los motores diesel de combustión interna son más caros de fabricar y más pesados, pero más económicos y más duraderos, por lo tanto, se utilizan para plantas de energía autónomas de alta potencia o cuando se requiere una mayor eficiencia y confiabilidad. Estos requisitos son especialmente relevantes cuando es necesario suministrar a los consumidores actuales poderosos en un modo continuo o continuo.
Cómo determinar el tipo de generador
El segundo nombre para esta parte del generador es el alternador.Es él quien es directamente responsable de generar electricidad, convirtiendo la energía mecánica de rotación del eje del motor en energía eléctrica.
Hay dos variedades principales de generadores, que obtuvieron su nombre de los tipos correspondientes de motores eléctricos, tomados como base: síncronos y asíncronos. Si no entra en detalles técnicos, principalmente para el usuario promedio la diferencia será la facilidad de mantenimiento y la calidad (estabilidad) de la electricidad generada.
Generador asíncrono
En términos de facilidad de mantenimiento, los generadores asíncronos fueron sin duda los líderes ya que su rotor está en cortocircuito, es decir. No tiene devanado adicional. Esto significa que no es necesario enfriar adicionalmente el interior de la unidad asincrónica, para hacer agujeros de ventilación adicionales en el estator a través de los cuales el polvo y la humedad también ingresan al interior. El único servicio que podría necesitarse con el tiempo es reemplazar los cojinetes o simplemente renovar la grasa en ellos. Además, las ventajas de los generadores asíncronos se pueden escribir como "amistad" con el modo de cortocircuito (se muestran mejor cuando se trabaja con máquinas de soldar).
Generador síncrono
En cuanto a la calidad de la electricidad generada, los generadores síncronos se mostraron mejor aquí: tienen una dependencia mucho menor del voltaje de salida en la frecuencia de rotación del eje del motor (en los asíncronos es lineal, y los síncronos dan un voltaje dado incluso con algunas desviaciones). Además, los generadores síncronos funcionan mucho mejor en condiciones de carga en constante cambio y pueden soportar sobrecargas a corto plazo sin consecuencias especiales (en los asíncronos, existe un alto riesgo de desmagnetizar el ancla).
Como resultado, los dispositivos asíncronos muestran los mejores resultados solo si se usan para soldar. Si necesita elegir un generador para una casa de verano o un hogar, en la mayoría de los casos es preferible un tipo de generador síncrono, a pesar de la necesidad de reemplazar periódicamente los cepillos y un costo general más alto. Una carta de triunfo adicional es la aparición de generadores síncronos sin escobillas con un rotor de jaula de ardilla, que desplaza gradualmente a los modelos asíncronos.
Si necesita alimentar equipos precisos, debe prestar atención a los generadores con un circuito de generación de voltaje invertido. En tales dispositivos, la corriente generada se rectifica, se conduce a través del estabilizador y luego se vuelve a convertir en corriente alterna. Como resultado, el error del voltaje de salida es solo el 1% del nominal, mientras que en cualquier otro circuito es aproximadamente el 5%.
Sistemas de lanzamiento de generadores autónomos
En principio, solo se utilizan dos sistemas de arranque del generador: manual y automático. El motor de arranque del primero de ellos es impulsado por un cable, que debe ser tirado manualmente, solo que primero debe apagar la línea principal y luego encender el motor.
Un arranque automático se lleva a cabo mediante un sistema bastante complejo, ya que además de desenrollar directamente el arranque, se deben realizar una serie de acciones adicionales:
- Monitoreo de la presencia de voltaje en la red principal. Cuando desaparece, se emite un comando para activar el generador.
- Al cambiar la fuente de alimentación de la casa de la línea principal al generador, de modo que cuando la electricidad no aparece contracorrientes, que garantizan quemar el devanado.
- Todo automovilista sabe que un motor frío debe arrancarse con un estrangulador cerrado. Si el generador funciona de manera autónoma, entonces necesita un bloque que cierre el obturador antes de arrancar y lo abra después de que el motor se caliente.
- Lanzamiento de arranque.
- Cuando aparece voltaje en la línea principal, el motor del generador se apaga y la energía de la casa se desconecta.
Como resultado, si necesita un generador capaz de funcionar de manera totalmente autónoma, debe seleccionar un dispositivo con un sistema de arranque automático.El sistema de lanzamiento puede representar una parte bastante notable del costo de todos los equipos.
Artículos adicionales
Por lo general, todos los equipos adicionales están diseñados para aumentar la seguridad y la conveniencia de trabajar con el generador. Parte de él se puede instalar durante la fabricación del dispositivo o agregarse a la tienda (a veces promociones), y el resto se puede comprar a voluntad.
En primer lugar, se trata de dispositivos de protección: fusibles e interruptores automáticos que, después del apagado, se pueden volver a encender en modo manual o automático (según la clase del generador).
Sensor de caída - incluso desde la fábrica se instala en la mayoría de los generadores, excepto en los más pequeños (tampoco son necesarios en motores de dos tiempos).
Indicadores - tubo, flecha o LED. Muestre información sobre el estado del nivel de aceite, señale la ocurrencia de una sobrecarga o simplemente muestre el modo de funcionamiento actual.
Medidor de horas - Facilita seriamente el control del tiempo restante hasta la próxima revisión importante o solo el mantenimiento del motor. A menudo presente en el montaje de la fábrica.
Voltímetro - útil cuando se conecta una carga grande - muestra si el generador comienza a funcionar incorrectamente. Se considera una parte indispensable, pero aún puede estar ausente en los dispositivos de más bajo consumo de energía; esto a menudo lo hacen fabricantes eminentes, como si enfatizaran la confianza en sus productos.
Depósito de combustible con indicador de combustible y grifo de drenaje. Cuán necesarios son los dos últimos detalles, cada uno decide por sí mismo, pero el tanque en sí mismo determina la cantidad de tiempo que el generador puede trabajar sin repostar. Si este es un dispositivo de tipo marco, generalmente intentan instalar un tanque en él para toda la longitud del marco. También debe tenerse en cuenta que, dado que los dispositivos de gasolina a menudo necesitan interrupciones en la operación, también se puede seleccionar el volumen del tanque correspondiente: si se agota el combustible, entonces debe dejar que el generador descanse.
Enchufes - monofásico y trifásico. Su disponibilidad no está regulada de ninguna manera y depende completamente del fabricante. Puede haber una opción cuando hay enchufes comunes y corrientes: si no hay experiencia para distinguirlos "a simple vista", entonces es mejor estudiar la documentación del generador, donde se debe indicar a qué enchufe se debe conectar.
Salida de 12 voltios - para qué terminales de abrazadera, una toma de corriente o una salida separada Según los usuarios, con mayor frecuencia la presencia de tal conclusión agrada a los automovilistas, ya que es conveniente recargar las baterías. Para otros fines, es mejor no usarlo, ya que los dispositivos que necesitan 12 voltios de potencia para funcionar suelen ser sensibles y no deben conectarse directamente al generador.
Número de fases del generador.
Elegir entre un generador monofásico y trifásico es muy simple: si desea conectar consumidores de electricidad trifásicos, se selecciona el dispositivo apropiado y, si solo hay dispositivos monofásicos, un generador monofásico.
En algunos casos, para una red monofásica, intentan instalar un generador trifásico, guiados por la consideración de que es posible "dispersar" las fases a lo largo de diferentes líneas. Realmente puede hacer esto, pero solo bajo una condición importante: si se cuelga aproximadamente la misma carga en cada fase, la diferencia de potencia no debe exceder un máximo del 30%. Esto significa que si dos fases del generador de 15 kW no están ocupadas, entonces se puede conectar un máximo de 5 kW a la tercera. Al mismo tiempo, el generador en sí no funcionará en el modo nominal, y con el tiempo existe un gran riesgo de falla.
Es prácticamente imposible lograr una distribución de carga uniforme en una casa privada, por lo que si la inmensa mayoría de los dispositivos son monofásicos y uno o dos son trifásicos, debe comprar un generador adicional, o cambiar los aparatos eléctricos a una sola fase, o no usar estos dispositivos cuando se suministra energía a la casa generador
Selección de energía del generador
Puede parecer a un usuario no iniciado que no debería haber dificultades particulares al elegir un generador de gas para energía.Este es un problema matemático simple: si el generador indica que puede producir, por ejemplo, 10 kilovatios, entonces al mismo tiempo es posible aferrarse a él con una potencia tan total. Algunos incluso pueden considerar que el generador necesita un "margen de seguridad", restar 20-30% de la potencia máxima y asumir que todo está calculado correctamente. En la práctica, todo es algo más complicado y para un cálculo competente, deberá tener en cuenta una serie adicional de matices.
Reserva de energía
Por extraño que parezca, pero muchos se olvidan de esta verdad elemental o simplemente tratan de ahorrar en elegir un generador más potente para proporcionar esos 20-30% de la reserva de energía. Como resultado, el generador puede funcionar por desgaste, lo que reduce drásticamente el recurso de su trabajo.
También una sorpresa desagradable puede ser lanzada por un generador asíncrono que, aunque inmune a las corrientes de cortocircuito, es extremadamente sensible a las sobrecargas, incluso a corto plazo. El hecho es que su lanzamiento y operación están garantizados por el campo magnético residual de la armadura: después de que el generador se detiene, el rotor retiene algo de magnetización, que es suficiente para inducir EMF en los devanados del estator en la próxima puesta en marcha del dispositivo. En momentos de sobrecargas máximas, el campo magnético de la armadura simplemente desaparece y el generador deja de generar corriente, aunque el motor continúa girando. En este caso, es necesario magnetizar el rotor a la fuerza, aunque este es un procedimiento simple, la necesidad de su repetición en momentos de sobrecarga es bastante desagradable para el usuario.
Además, la reserva de energía es necesaria para alimentar aparatos eléctricos con motores eléctricos, que necesitan 2-3 veces más corriente del valor nominal para arrancar.
Potencia activa y reactiva (voltios-amperios y coeficientes)
El ejemplo más simple, cuando puede parecer que el generador está defectuoso, ocurre en el caso de una potencia reactiva no contabilizada de los equipos eléctricos. En palabras simples, se le puede llamar fenómeno parasitario, cuando parte de la energía se gasta no en el funcionamiento del aparato, sino en pérdidas (generación de calor, etc.).
Sin sumergirse en la jungla de la ingeniería eléctrica, un usuario común necesita saber que cualquier aparato eléctrico que tenga un motor eléctrico tiene potencia reactiva para realizar los cálculos correctos: se produce un cambio de fase en sus devanados y se producen pérdidas de energía adicionales. Por lo tanto, la potencia aquí está determinada por el producto de la intensidad y el voltaje actuales en relación con el factor de potencia (Cos φ), que para cada dispositivo es propio y puede ser de 0.3 a 1 (cuanto más, menos pérdida).
Lo mismo se aplica al generador en sí mismo, ya que es esencialmente un motor eléctrico, tiene su propio coeficiente, que generalmente es 0.8 (aunque puede haber otros valores). Esto significa que si la potencia indicada en el generador es de 15 kW, entonces este es el componente activo, y al conectar la carga reactiva, tendrá que tener en cuenta el coeficiente y al final resultará 15 * 0.8 = 12 kW (la multiplicación, no la división por el coeficiente, se realiza, ya que el generador se genera corriente) y esto sin tener en cuenta los coeficientes de los aparatos eléctricos suministrados.
La potencia real de los electrodomésticos también se calcula. Por ejemplo, hay una aspiradora con una potencia nominal de 1000 W y un coeficiente de 0.6. En este caso, no tomará 1 kW del generador, sino 1000 / 0.6≈1.7 VA (Volt-Ampere). Tales cálculos no tendrán que llevarse a cabo si los fabricantes indicaron inicialmente la potencia en lugar de los kW habituales en voltios-amperios, aunque si parte del equipo está marcado con kilovatios y el otro con voltios-amperios, entonces será necesario practicar transferencias entre sistemas de medición.
Como resultado, si el equipo no indica los valores exactos en forma de voltios-amperios y el coeficiente Cos φ, entonces es más fácil agregar un 50% a la potencia de los electrodomésticos con motores eléctricos y usar este valor en los cálculos.
Carga capacitiva
El concepto de carga capacitiva se encuentra con mayor frecuencia por los fotógrafos profesionales: son ellos quienes pueden usar dispositivos de iluminación basados en lámparas de descarga o similares en la carretera.
La naturaleza misma de obtener el componente capacitivo de la corriente eléctrica implica el uso de un generador asíncrono, ya que genera voltaje de manera "suave": el campo del estator gira después del rotor.
Usando un generador para alimentar una casa o casa de verano
Al elegir un generador para una casa privada, una de las preguntas principales será comprender cómo se usará, como una fuente de electricidad permanente o de respaldo. Solo conociendo la respuesta exacta a esta pregunta puede seleccionar el tipo de motor, la potencia del inventario y decidir si tomar un dispositivo de marca de alta calidad o un modelo chino económico.
En cualquier caso, si necesita un generador para toda la casa, incluso si es solo una residencia de verano, no tiene sentido buscar modelos portátiles con una potencia de 0.8-1.5 kW. Solo son suficientes para el funcionamiento de dispositivos de iluminación y un televisor, e incluso un refrigerador de baja potencia al inicio puede causar sobrecarga.
También debe estar preparado para darle al generador una habitación separada, y es muy bueno si puede hacer insonorización y calefacción allí. La última pregunta es especialmente importante cuando se usa un motor diesel.
Las soluciones listas para usar en las que un generador de gasolina, gas o diesel está encerrado en una carcasa especial se están volviendo cada vez más populares. Dichas centrales eléctricas se montan en un sitio de concreto cerca de la casa. Si los medios lo permiten, es mejor dar preferencia a tales sistemas, ya que estos son los dispositivos más prácticos, convenientes y confiables.
Si es necesario, puede hacer un recipiente similar usted mismo. A continuación puede ver un ejemplo de una construcción similar hecha de cartón corrugado.
Y una de las preguntas principales es cómo conectar el generador a la red doméstica. Solo los disyuntores de tipo "o-o" son adecuados para esto: excluyen por completo la posibilidad de que la corriente eléctrica de la línea de suministro de energía principal llegue a los devanados del generador, lo que, sin opciones, conduce a su agotamiento.
Usar un generador como respaldo o fuente de emergencia para un edificio residencial
Si la electricidad en la línea principal se apaga solo de vez en cuando, entonces puede felicitarse por la oportunidad de ahorrar. Además del hecho de que no hay una necesidad particular de comprar un generador potente, un dispositivo de fabricación china con un motor de gasolina es muy adecuado para estos fines. La vida útil de un generador de este tipo es de aproximadamente 1-1.5 mil horas, y si lo ejecuta una vez por semana durante 3-4 horas, entonces es fácil calcular que será suficiente durante 12-15 años.
Otra pregunta es si la electricidad se apaga casi a diario (no tiene sentido pensar dónde las miran las empresas de suministro de energía, más a menudo pueden resolver el problema por sí mismas más rápido), en este caso es más rentable comprar un generador de marca. Incluso los dispositivos con un motor de gasolina de un fabricante confiable tienen un recurso de 4-5 mil horas.
El siguiente punto de ahorro será el dispositivo de arranque del motor: si la electricidad se apaga de vez en cuando, puede encender el generador manualmente. Por supuesto, esto lleva algo de tiempo, pero elimina la necesidad de pagar de más por un sistema de inicio automático separado. Sin embargo, la decisión sobre la necesidad de su uso en cualquier caso debe tomarse localmente.
Además, al utilizar la inclusión manual del generador, debe cuidar el sistema de alarma para la aparición de electricidad en la red principal. Para hacer esto, puede dibujar una línea separada en la habitación con una bombilla ordinaria que se encenderá más allá del generador; cuando se enciende, puede cambiar a una línea común.
Usar un generador como fuente permanente de electricidad.
Si el uso de generadores con motores de gasolina se justifica económicamente como una fuente de respaldo, entonces, para una operación permanente sin opciones, tendrá que elegir exclusivamente entre modelos con ICE diesel y de fabricantes confiables de dichos equipos.
Dado que el generador funcionará casi sin interrupciones, es imperativo prestar atención a la presencia de enfriamiento de agua en él; esto complica y complica toda la estructura, pero para un dispositivo estacionario, esto está lejos del factor más crítico.
También debe abordar cuidadosamente la cuestión de seleccionar la potencia del dispositivo: si no hay habilidades para calcular las potencias activas y reactivas, entonces es mejor confiar este asunto a especialistas. Incluso si el vendedor del generador no puede consultar sobre este tema y el servicio se ordenará por una tarifa adicional, en cualquier caso dará sus frutos.
Lo más probable es que, para funcionar como una fuente de corriente constante, no tenga sentido comprar un generador con un sistema de arranque automático. En este caso, su necesidad es una rara excepción, y si de repente lo necesita, siempre puede instalarlo por separado.
