Rezervni generatori za napajanje elektronskih i induktivnih potrošača

Izbor odgovarajućeg generatora za rezervno napajanje treba napraviti savesno, jer neodgovarajući generator ne samo da ugrožava predviđenu upotrebu, već može i uništiti električne potrošače i sam je ugrožen.

Elektronski potrošači energije i potrošači sa elektronskom kontrolom različitih tipova često imaju drugačiji oblik potrošnje energije od napona, što se mora uzeti u obzir prilikom razvoja rezervno napajanje.

Evo nekoliko primera napona (žuto) i potrošnje struje (zeleno) pri radu sa DSO mreže:

Svi gore navedeni elektronski potrošači snage nemaju ugrađenu korekciju faktora snage i troše samo deo talasa napona.

Ovo su uglavnom mali potrošači snage sa snagom do 75W. Uređaji sa snagom većom od 75W već moraju imaju ugrađenu korekciju faktora snage. Na primer, veliki TV ima vršnu potrošnju struje u režimu pripravnosti, nakon uključivanjem njegovo napajanje postaje potpuno aktivno i potrošnja struje takvog TV-a izgleda veoma drugačije. Isto se dešava sa desktop računarom.

Primeri:

desktop računar sa različitim opterećenjima na unutrašnjem napajanju u zavisnosti od aktivnosti

Za poređenje potrošnje struje sijalice i bočne brusilice:

Poseban slučaj su alati sa elektronskom kontrolom snage (sa regulatorom snage):

Razlika u obliku između napona i struje može dovesti do neželjenih efekata. Mora se napraviti razlika između konvencionalnih generatora i inverter generatora.

Struja u konvencionalnim generatorima se uzima iz namotaja alternatora, koji je induktivitet u sam po sebi, i postaje deo kruga kada se opterećenje poveže:

Namotaj alternatora se ne može porediti sa sekundarnim namotajem transformatora jer su oba uzbuđena drugačije i primarno namotavanje transformatora je povezano sa DSO mrežom sa niskim unutrašnjim otpor.

Za poređenje napona (žuto) i struje (zeleno) pri radu bušilice sa kontrolom snage putem faznog sečenja kontrola iz javne mreže i iz konvencionalnog generatora:

Jasna deformacija napona može se videti u slučaju sa konvencionalnim generatorom. Regulator napona samo reguliše aktivni napon, ali ne kontroliše oblik napona. Prenapon se može javiti u neopterećenim delovima naponskog talasa, iako aktivni napon ostaje u granicama.

Napon u maksimumima sinusnog talasa raste do 325V pri efektivnom naponu od 230V. U slučaju neujednačeno opterećenje na talasu napona, mogu se javiti naponski vrhovi od 400V i više, što može oštetiti druge potrošače energije smešteni u istom krugu. Na primer, elektronika u krugu, LED lampe, itd. mogu biti uništene.

Kontrola faznog preseka se ne koristi samo za alate, već i za druge kućne aparate kao što su usisivači, veš mašine, toplotne pumpe, itd.

Kontrola faznog preseka se takođe koristi u mekim starterima koji regulišu početnu struju električnih motora.

Električna energija u inverter generatorima se generiše elektronski. Energija se prvo skladišti u kondenzatorima, koji se pune preko alternatora putem kontrolisanog ispravljača. DC napon kondenzatora se pretvara u naizmenični napon pomoću B2 mostnog kola:

Za poređenje napona (žuto) i struje (zeleno) pri radu bušilice sa kontrolom snage putem faznog sečenja kontrola iz javne mreže i iz generatora sa invertorskom tehnologijom:

Može se videti da invertorski generator može bolje održati oblik napona nego konvencionalni generator i maksimalna amplituda napona unutar talasa napona ostaje u dozvoljenom opsegu.

Posebnost elektronskih opterećenja ili opterećenja sa elektronskom kontrolom snage je da troše samo deo talasa napona.

Kontrola faznog sečenja koristi tiristore koji se zatvaraju samo kada napon dođe na 0V i struja kroz njih prati napon nakon što se tiristori otvore. Ovo izaziva različitu raspodelu energije unutar talasa napona talas i izaziva povezane procese. Napon na neopterećenom delu talasa napona može porasti toliko visoko da može oštetiti druge potrošače struje prisutne u krugu.

Drugi tip bi bili elektronski potrošači energije sa preklopnim napajanjem bez ugrađene korekcije faktora korekcija faktora.

Oni imaju ispravljač i kondenzatore, čija se energija dopunjava u trenutku kada amplituda talas napona dostiže višu vrednost od napona kondenzatora. Ovo dovodi do impulsnog smanjenja struju.

Konvencionalni generatori (induktivnost kao izvor struje) i invertorski generatori (kondenzator kao izvor struje) ponašaju se drugačije u odnosu na potrošače struje sa impulsnom potrošnjom struje. Kondenzator je u stanju da pusti porast i pad struje mnogo brže nego zavojnica (induktivnost). Rastuća ivica strujnog impulsa dolazi mnogo sporije u konvencionalnom generatoru i opadajuća ivica izaziva prolazne procese koji nastaju iz energija skladištena u kalemu (E=LI²/2).

Ovi prolazni procesi su uzrokovani oslobađanjem energije skladištene u kalemu i predstavljaju harmonike koji može dostići visoke amplitude ako potrošnja struje od strane povezanih potrošača približava nuli.

Impulsno povlačenje struje je uobičajeno za elektronske uređaje sa napajanjem bez korekcije faktora snage korekcija. Ovi uređaji su sposobni da generišu harmonike, ali su i sami pod uticajem istih i u nekim slučajevi čak i uništeni.

Postoji i neka distorzija naponskog talasa uzrokovana neujednačenim opterećenjem unutar talasa.

Inverter generatori imaju različite karakteristike jer kondenzator radi drugačije od induktora i reaguje drugačije na promene opterećenja i fluktuacije struje:

Uzlazna ivica strujnog impulsa izgleda potpuno drugačije sa istim opterećenjem i nema prolaznih procesi nakon strujnog impulsa.

Inverter generatori su stoga mnogo pogodniji za osetljive elektronske uređaje nego konvencionalni generatori (takođe sa AVR-om).

Napon koji proizvodi inverter generator takođe može bolje održavati oblik napona.
I šta o javnoj mreži?

Ovako izgleda povlačenje struje sa istim elektronskim opterećenjem iz javne mreže:

Može se videti da u javnoj mreži, vrhovi sinusnog talasa imaju određenu deformaciju uzrokovanu velikim broj elektronskih potrošača energije.

Da li treba razumeti gore navedene rezultate merenja na takav način da konvencionalni generatori uopšte nisu pogodan za moderne elektronske potrošače? Odgovor je NE!

Konvencionalni generatori se i dalje mogu koristiti kao izvor napajanja, ali njihove osobine i osobine potrošači energije koji se trebaju napajati moraju se uzeti u obzir prilikom planiranja rezervnog napajanja.

Opterećenja se generalno dele na linearna (ohmska) i nelinearna.

Ohmski teret prisutan u krugu može prigušiti prolazne procese i harmonike na takav način da više nisu opasni za osetljivu elektroniku. Ohmski teret opterećuje delove talasa napona koji su nije opterećen samo elektronikom, nudi izlaz za energiju pohranjenu u kalemu putem strujnih impulsa i time prigušuje harmonike.

U studentskom domu, elektronski uređaji sa impulsnim trošenjem energije bez korekcije faktora snage su prvenstveno mali potrošači energije sa snagom do 75W. Ukupna snaga takvih uređaja u kući je oko 300-400W, a otporni teret od oko 100-200W (par sijalica), po pravilu, može stabilizovati njihovu rad prigušivanjem prolaznih procesa. U slučaju veće impulsne snage, moraju se pronaći posebna rešenja koji su precizno prilagođeni odgovarajućem slučaju.

Invertorski generatori obično ne zahtevaju ove zaštitne mere i stoga su bolja rezervna izvor napajanja za osetljive potrošače električne energije. Međutim, takvi generatori često imaju niži izlaz i više podložni povratnoj snazi i indukcionim strujama od povezanih potrošača energije.

Po pravilu, induktivni potrošači električne energije sa motorima imaju startnu struju, koja, u zavisnosti od dizajna, može biti 3 do 6 puta veća od nazivne struje:

Mašina za brušenje bez elektronske kontrole (pokretanje i normalan rad)

U slučaju napajanja iz invertorskog generatora ili električne stanice, izlazni napon može pasti jer imaju elektronsku zaštitu od preopterećenja koja može reagovati na trenutnu vrednost struje:

Napon se ruši dok struja kroz povezano opterećenje dostiže maksimalnu dozvoljenu vrednost. The energija uskladištena u induktivnom opterećenju (E=LI²/2) izaziva samoindukciju, koja takođe može oštetiti inverter modul.

Veoma je važno pri radu potrošača snage sa motorima iz inverter generatora da potrebna početna snaga ne prelazi maksimalnu snagu generatora, inače njegov inverter modul može biti oštećen.

U takvom slučaju, prisutno otpornog opterećenja u krugu moglo bi preusmeriti deo povratnih struja i time štiti generator do određene mere. Ako induktivno opterećenje treba da bude samo u krugu, naponski vrhovi izazvana samoindukcijom može dostići previsoku vrednost i oštetiti elektroniku generatora.

Potrošnja električne energije u kući obično ima složen karakter, jer svaki aktivni uređaj doprinosi ukupnom prikupljanju električne energije.

Evo primera potrošnje energije kuće sa uključenim LED osvetljenjem, računarom, monitorom; Telefonski sistem, satelitski sistem, frižider, itd.

Evo još jednog posebnog slučaja, veš mašina sa motorom u radu, čija se brzina reguliše kontrola faznog preseka:

Možete videti da postoji još jedan deo sa jasnim induktivnim ponašanjem.

Nekoliko aktivnih potrošača struje može donekle balansirati jedni druge opterećivanjem različitih delova napona talas i izbegavanje "opasnog" pada sa neopterećenim delovima.

Faktor snage je odlučujući za ceo sistem. U normalnom domaćinstvu, to je približno 0.7 - 0.8 i teško je za običnog potrošača da proceni. Generator ne samo da mora pokriti aktivnu snagu, već i celokupnu reaktivnu snagu, zbog čega se preporučuje da se generator ne koristi sa više od 80% svoje nominalna snaga.

Otpornici potrošači struje i potrošači struje sa ugrađenom korekcijom faktora snage prisutni u kružni tok igraju važnu ulogu i stabilizuju ceo sistem.

Evo trenutne potrošnje iste kuće sa uključenim kuvalom (levo) i sa uključenom veš mašinom (desno) dok se voda greje:

Generator kao izvor energije i potrošači energije koji će biti napajani čine zatvoren sistem čiji elementi međusobno utiču i izuzetno je važno analizirati potrošače energije koji će biti napajani prilikom odabir odgovarajućeg generatora.

Generator za rezervno napajanje kuće treba izabrati uzimajući u obzir njegove karakteristike i karakteristike potrošača, jer pogrešan izbor generatora može naštetiti i potrošačima i generatoru samog.

Generator za rezervno napajanje treba izabrati uzimajući u obzir njegove karakteristike i karakteristike električnih potrošača, jer pogrešan izbor generatora može naštetiti i potrošačima i samog generatora. Könner & Söhnen daje samo opšte preporuke za korišćenje svojih generatora.

Odricanje od odgovornosti:

Ova uputstva se mogu uzeti samo kao preporuka, ilustrativna su i moraju se prilagoditi tačnim lokalnim okolnosti i uslove tokom instalacije. Sama instalacija treba da se izvrši u skladu sa sve standarde i propise. Ne preuzimamo odgovornost za pogrešne instalacije i njihove posledice.