3.4 Ускорение выхода генератора на рабочий режим

Асинхронные генераторы имеют постоянное значение напряженности магнитного поля, создаваемой обмоткой возбуждения. Величина напряженности определяется только емкостью подключенных к обмотке возбуждения конденсаторов. Поэтому напряжение на выходе генератора снижается с увеличением тока нагрузки. В соответствии с требованиями стандарта DIN 6280 при работе на активную нагрузку (cos ? = 1) напряжение на выходных клеммах не должно изменяться более, чем на ±10 % при любом значении тока нагрузки (от нуля до номинальной величины). Например, в момент пуска электродвигателей возникает кратковременный, но очень высокий скачок потребляемого тока, сопровождаемый существенным фазовым сдвигом. У асинхронных генераторов фирмы Geko применяется  электронный ускоритель выхода на рабочий режим. При превышении тока потребления определенной для каждой модели генератора величины, специальный контактор подключает к обмотке возбуждения один или несколько дополнительных конденсаторов. В результате компенсируется падение напряжения, вызванное увеличенной нагрузкой, и мощность генератора резко увеличивается. Приблизительно через 8 секунд электроника отключает дополнительное возбуждение, чтобы предотвратить повреждение генератора по причине
перегрева обмоток. По результатам испытаний в условиях эксплуатации этого времени вполне достаточно для разгона подключенного электромотора и не создает проблем, связанных с перегревом генератора. При этом учитывается, что генераторы фирмы Geko имеют изоляцию класса F. Однако, устройство ускоренного выхода на режим не следует использовать при сварочных работах, так как при частых и нерегулярных включений и выключений контактор или обмотка возбуждения могут не успевать охлаждаться и могут быть повреждены.
Для пользователей, которые используют генератор как для сварочных работ, так и для других целей, требующих ускоренного выхода на рабочий режим, фирмой Geko поставляются генераторы с отключаемой системой. Для этого используется переключатель, устанавливаемый вручную в положение «Сварка» при котором подключение дополнительных конденсаторов исключается. Одновременно, у моделей с регуляторами частоты вращения, включается режим стабилизации постоянной скорости вращения.

Печатная плата и контактор системы ускорения выхода генератора на рабочий режим

3.5 Расчет требуемой мощности электрогенератора

Для точного определения области применения и пригодности любого электрогенератора для выполнения поставленных задач необходимо прежде всего определить суммарную мощность потребителей тока. Только таким образом можно определить, какой электрогенератор может быть использован для данных целей. При выборе необходимой модели электрогенератора можно использовать приведенные ниже эмпирические формулы. Потребители, являющиеся только активной нагрузкой (например электронагреватели, лампы накаливания и подобные им приборы с чисто омическим сопротивлением). Суммарную мощность можно рассчитать путем простого сложения мощностей отдельных потребителей, которые могут быть подключены к генератору. В данном случае полная электрическая мощность (измеряемая в В•А) равна активной мощности. Необходимая мощность электрогенератора определяется путем увеличения суммарной
мощности подключаемых потребителей на 10% (т.е. с учетом определенных технических факторов). 

Пример: Суммарная мощность потребителей Ч110% = Мощность, требуемая от генераторной установки 3500 Вт (= 3500 В•А) Ч 110% = 3850 В•А Потребители, имеющие индуктивную составляющую мощности (Компрессоры, насосы и т. п.) Эти генераторы потребляют очень большой ток при пуске и выходе на рабочий режим. В данном случае сначала необходимо определить точное значение мощности одновременно подключаемых потребителей. Далее следует выбрать тип электрогенератора. 

1. Электрогенераторы обычного исполнения (без системы ускорения выхода на рабочий режим).

В обозначении модели этих генераторов перед косой чертой стоит только одна буква «A» (например: 3002 EGA/HHBA). Полная мощность такого электрогенератора быть не менее, чем в 3,5 раза больше суммарной мощности потребителей. В исключительных случаях она должна превышать мощность потребителей в 4—5 раз. Пример: Суммарная мощность потребителей Ч 3,5 = Мощность, требуемая от генераторной установки. 1500 В•А Ч 3,5 = 5250 В•А

2. Электрогенераторы с системой ускорения выхода на рабочий режим.

В обозначении модели этих генераторов перед косой чертой стоят две буквы «A» (например: 3002 EGAА/HHBA). Благодаря системе ускорения выхода на рабочий режим полная отдаваемая генератором мощность должна быть больше суммы номинальных мощностей потребителей только в 1,75 раза. В исключительных случаях она должна превышать суммарную мощность потребителей не более, чем в 2,3 раза. Пример: Суммарная мощность потребителей Ч1,75 = Мощность, требуемая от генераторной установки 1500 В•А Ч 3,5 = 2625 В•А

Этот пример убедительно показывает, что система ускорения выхода на рабочий режим позволяет использовать при равной мощности потребителей существенно меньший и, соответственно, более дешевый электрогенератор. генераторы обычного исполнения следует использовать только в тех случаях, когда потребители создают исключительно активную нагрузку или подключаются потребители с небольшой индуктивной составляющей мощности. Электрогенераторы с системой ускорения выхода на рабочий режим целесообразно использовать только для питания потребителей, создающих большую индуктивную мощность. Чтобы расширить возможности подключения различных потребителей и создать некоторый запас по мощности, для обеспечения надежной работы, следует выбирать электрогенератор, мощность которого на одну ступень выше величины, полученной при расчетах.

3.6 Указания по обслуживанию и ремонту электрогенераторов фирмы Geko (Выдержки из руководства фирмы)

1. Отсоединение ротора генератора от вала двигателя.
2. Двигатель не запускается.
3. Двигатель работает с перебоями.
4. Виды топлива и масел, пригодных для применения в генераторах фирмы Geko.
5. На выходных клеммах генератора отсутствует напряжение.
6. Что следует предпринять, если генератор не развивает полную мощность.
7. Максимальная мощность потребителей, которые можно подключать к штепсельным розеткам.
8. Подключение потребителей к нескольким штепсельным розеткам генератора.
9. Необходимо ли выполнять заземление электрогенератора?
10. Как рассчитывается требуемая мощность генератора.
11. Как рассчитывается мощность генератора для питания насосов, компрессоров и подобных им генераторов.
12. Как рассчитывается мощность генератора для выполнения сварочных работ.

1. Разъединение вала приводного двигателя и вала ротора генератора.

Соединение вала двигателя с валом генератора.

У электрогенераторов фирмы Geko соединение вала приводного двигателя с валом генератора осуществляется с помощью конусного соединения. Этот способ соединения зарекомендовал себя наилучшим образом, так как конус обеспечивает самоцентрирование валов. В торец вала двигателя завинчивается палец с правой резьбой (диаметр резьбы – 5/16", шаг – 24 нитки на дюйм). Затем на этот резьбовой палец вращением по часовой стрелке до упора (приблизительно на 7 — 10 оборотов) навинчивается вал ротора генератора. Полученное в результате коническое сопряжение обеспечивает передачу крутящего момента с вала двигателя на вал генератора. Ротор должен быть установлен соосно с валом двигателя. При перекосе он будет соприкасаться со статором генератора, что может привести к его повреждению или разрушению.

Разъединение вала приводного двигателя и вала ротора генератора

Чтобы отсоединить вал ротора от вала двигателя, последний необходимо зафиксировать таким образом, чтобы исключить его вращение. Для этого следует снять с двигателя механическое пусковое устройство, после чего станет возможным удерживать вал гаечным ключом. Далее ротор можно свинтить с вала двигателя, вращая его против часовой стрелки подходящим для этого инструментом. Действовать при этом следует аккуратно, чтобы не повредить алюминиевые части ротора.

2. Двигатель не запускается.

В случае, если не обеспечивается легкий и беспроблемный пуск двигателя электрогенератора, следует обратить внимание на следующее:
* Выключатель двигателя должен находится в положении ВКЛ (ON), * Топливный кран должен быть повернут в положение ВКЛ (ON),
* Удостоверьтесь, что в баке достаточно топлива *, а топливный фильтр не загрезнен. * Затем следует проверить уровень масла в картере двигателя (с помощью масляного щупа).* Проверить тепловой выключатель генератора.  * Отрегулировать карбюратор. * Проверить
свечи зажигания. Убедиться, что электроды свечей не замаслены (при необходимости очистить их). * Проверить искру на свече зажигания.
* Проверить систему зажигания. У двигателей с электростартером дополнительно * проверить степень заряженности аккумуляторной батареи.

3. Двигатель работает с перебоями.

Если после пуска двигатель электрогенератора не выходит на требуемую частоту вращения или не держит ее, следует выполнить следующие операции:
* закрыть воздушную заслонку карбюратора,
* проверить подачу топлива (см. п. 2.),
* проверить регулировку карбюратора (при необходимости прочистить его и отрегулировать),
* проверить не загрязнен ли воздушный фильтр (при необходимости очистить его),
* проверить систему зажигания,
* проверить регулятор частоты вращения (при необходимости отрегулировать его).

4. Виды топлива и масел, пригодных для применения в генераторах фирмы Geko.

Мощность генераторов определяется в соответствии с целями их дальнейшего использования. Соответственно следует также выбирать мощность применяемых для их привода двигателей внутреннего сгорания Исходя из этих данных, определяются сорта топлив и масел, пригодных для применения в выбранной модели двигателя. Ниже приводится таблица с перечнем электрогенераторов и установленных в них двигателей, с указанием подходящих для них видов топлива и масел, а также свечей зажигания. Внимание: После заливки моторного масла необходимо проверить его уровень с помощью масляного щупа и убедиться, что в двигателе находится действительно необходимое количество масла и его уровень не превышает допустимый предел.

5. На выходных клеммах генератора отсутствует напряжение.

Если после проведенного в соответствии с инструкцией запуска электрогенератора на его выходных клеммах отсутствует напряжение, то следует произвести поиск неисправностей в следующем порядке.
* Отключить от генератора все потребители.
* Проверить, находятся ли защитные автоматические выключатели во включенном состоянии.
* Проверить частоту вращения вала двигателя.
* Проверить, вращается ли крыльчатка вентилятора генератора. Следующие работы разрешается выполнять только квалифицированным электрикам.
* Проверить исправность кабелей и их соединений.
* Проверить надежность подключения конденсаторов и их коммутацию.
* Проверить, исправны ли штепсельные розетки генератора и автоматические выключатели защиты от перегрузки
* Проверить обмотку статора (на отсутствие короткого или межвиткового замыкания).

6. Что следует предпринять, если генератор не развивает полную мощность.

Если после запуска и выхода на номинальную частоту вращения электрогенератор не развивает положенной мощности, следует произвести поиск неисправностей в следующем порядке:
* Проверить частоту вращения вала двигателя и ее стабильность.
* Отключить потребители и проверить отсутствие в них короткого замыкания.
* Проверить, включен ли автоматический выключатель защиты от перегрузки.

Следующие работы разрешается выполнять только квалифицированным электрикам.

* Проверить исправность кабелей и их соединений.
* Проверить надежность подключения конденсаторов и их коммутацию, а также проверить их емкость.
* Проверить, исправны ли штепсельные розетки генератора и автоматические выключатели защиты от перегрузки.
* Проверить, правильно ли подключены обмотки статора (могут быть перепутаны соединения вспомогательной и рабочей обмотки).
* Проверить обмотку статора (на отсутствие короткого или межвиткового замыкания).

7. Максимальная мощность потребителей, которые можно подключать к штепсельным розеткам.

У электогенераторов с автоматическими защитными выключателями выходной цепи максимальная суммарная мощность потребителей ограничена параметрами этой защиты тока потребления. К электрогенераторам не имеющим защитных выключателей в выходной цепи допускается подключать нагрузку суммарной мощностью не более, чем это указано в соответствующей технической документации. В случае перегрузки электрогенератора с асинхронным генератором отключается его возбуждение и, как следствие, он перестает вырабатывать напряжение. При этом частота вращения двигателя и генератора не изменяются. При выборе электрогенератора, подходящего вашим условиям, следует обратить внимание на то, что длинные соединительные кабели могут значительно увеличить индуктивность нагрузки, а это, в свою очередь, приведет к значительному увеличению пусковых токов потребителей. При выборе кабелей следует руководствоваться каталогами, прикладываемыми к генераторам.

8. Подключение потребителей к нескольким штепсельн ым розеткам генератора.

Фирмой изготовителем электрогенераторов предполагается, что они будут использоваться для питания одиночных потребителей электроэнергии (эксплуатация с ITG сетью). При этом нулевой провод не должен соединяться с корпусом прибора или с защитным проводом генератора. Подключение потребителей производится исключительно через штепсельные розетки, установленные на генера
торе. При использовании удлинительных кабелей, их полное активное сопротивление не должен превышать 1,5 Ом. Из этого следует, что максимальная длина кабелей не должна превышать следующих значений: при сечении провода 1,5 мм? — 60 м; при 2,5 мм? — 100 м; при 4,0 мм? — 165 м. Сеть с подключенными потребителями должна иметь, по возможности, наиболее простую структуру. Если удлинительные кабели подключаются к более, чем одной розетке, то приведенные выше значения длин следует уменьшить вдвое. При незакрепленной (не стационарной) проводке следует использовать кабели не хуже марки H07RNGF в соответствии со стандартом DIN VDE 57282, часть 810. Если предполагается подключение электрогенератора к какимGлибо сетям, отличным от ITGсети, необходимо произвести соответствующие изменения защитных устройств. Эти работы, как и любые другие изменения внутри пульта управления электрогенератора, допускается производить только квалифицированным электрикам, которые несут ответственность за эффективность выполнения защитными устройствами своих функций. Кроме этого следует учитывать региональное законодательство, например, может потребоваться разрешение Союза потребителей электроэнергии EVU.

9. Необходимо ли выполнять заземление электрогенератора?

Электрогенераторы, подключенные к ITGсети или к сети оснащенной защитным разделением, заземлять не следует. Однако в любом случае, необходимо учитывать требования пункта 8. стандарта DIN VDE 57100, часть 728.

10. Как рассчитывается требуемая мощность генератора.  

Для точного определения области применения и пригодности любого электрогенератора для выполнения поставленных задач необходимо прежде всего определить суммарную мощность потребителей тока. Только таким образом можно определить, какой электрогенератор может быть использован для данных целей. При выборе необходимой модели электрогенератора можно использовать приведенные ниже эмпирические формулы. Потребители, являющиеся только активной нагрузкой (например электронагреватели, лампы накаливания и подобные им приборы с чисто омическим сопротивлением) Суммарную мощность можно рассчитать путем простого сложения мощностей отдельных потребителей, которые могут быть подключены к генератору. В данном случае полная электрическая мощность (измеряемая в В•А) равна активной мощности. Необходимая мощность электрогенератора определяется путем увеличения суммарной мощности  подключаемых потребителей на 10% (т.е. с учетом определенных технических факторов). Пример: Суммарная мощность потребителей
Ч110% = Мощность, требуемая от генераторной установки 3500 Вт (= 3500 В•А) Ч 110% = 3850 В•А Потребители, имеющие индуктивную составляющую мощности (Компрессоры, насосы и т. п.) Эти генераторы потребляют очень большой ток при пуске и выходе на рабочий режим. В данном случае сначала необходимо определить точное значение мощности одновременно подключаемых потребителей. Далее следует выбрать тип электрогенератора.

1. Электрогенераторы обычного исполнения (без системы ускорения выхода на рабочий режим).

В обозначении модели этих генераторов перед косой чертой стоит только одна буква «A» (например: 3002 EGA/HHBA). Полная мощность такого электрогенератора быть не менее, чем в 3,5 раза больше суммарной мощности потребителей. В исключительных случаях она должна превышать мощность потребителей в 4—5 раз. Пример: Суммарная мощность потребителей Ч 3,5 = Мощность, требуемая от  генераторной установки. 1500 В•А Ч 3,5 = 5250 В•А 

2. Электрогенераторы с системой ускорения выхода на рабочий режим.

В обозначении модели этих генераторов перед косой чертой стоят две буквы «A» (например: 3002 EGAА/HHBA). Благодаря системе ускорения выхода на рабочий режим полная отдаваемая генератором мощность должна быть больше суммы номинальных мощностей потребителей только в 1,75 раза. В исключительных случаях она должна превышать суммарную мощность потребителей не более, чем в 2,3 раза. Пример: Суммарная мощность потребителей ? 1,75 = Мощность, требуемая от генераторной установки 1500 В•А ? 3,5 = 2625 В•А
Этот пример убедительно показывает, что система ускорения выхода на рабочий режим позволяет использовать при равной мощности потребителей существенно меньший и, соответственно, более дешевый электрогенератор. генераторы обычного исполнения следует использовать только в тех случаях, когда потребители создают исключительно активную нагрузку или подключаются потребители с небольшой индуктивной составляющей мощности. Электрогенераторы с системой ускорения выхода на рабочий режим целесообразно использовать только для питания потребителей, создающих большую индуктивную мощность. Чтобы расширить возможности  подключения различных потребителей и создать некоторый запас по мощности, для обеспечения надежной работы, следует выбирать электрогенератор, мощность которого на одну ступень выше величины, полученной при расчетах.

11. Как рассчитывается мощность генератора для питания насосов, компрессоров и подобных им агрегатов.

Привод насосов, компрессоров, очистных установок высокого давления и подобных им агрегатов производится от двигателей, потребляющих при пуске высокую индуктивную мощность, поэтому их относят к машинам с “тяжелым” пуском. Для питания двигателей этих агрегатов следует использовать генераторы с системой ускорения выхода на рабочий режим, поскольку они лучше соответствуют данным условиям эксплуатации (см. п. 10.2).

12. Как рассчитывается мощность генератора для выполнения сварочных работ.

Для сварочных работ следует использовать электрогенераторы с отключаемой системой ускорения выхода на рабочий режим или генераторы без такой системы. Сварочные аппараты потребляют очень высокую индуктивную мощность и сильно нагружают  электрогенератор. При выборе подходящего электрогенератора необходимо учитывать не только потребляемую мощность, но и ток потребления и диаметр применяемого электрода. В данном случае могут оказаться полезными наши каталоги с перечнем выпускаемых генераторов и областями их применения.