Что такое генераторы: Что такое Генератор и как он устроен

Содержание

Что такое Генератор и как он устроен

Как генератор создает электроэнергию?

Генераторы являются полезными устройствами, которые снабжают электрической энергией во время прекращения подачи электроэнергии и предотвращают нарушение обычной деятельности человека, которая случается из-за отсутствия электроэнергии. Генераторы имеют различные электрические и физические конфигурации для использования, которое вам необходимо. Дальше мы рассмотрим, как именно функционирует генератор, его основные компоненты, и как электрогенератор действует в роли вторичного источника электричества, в случае его использование в жилых домах или на промышленных предприятиях.

Как работает генератор?

Электрический генератор – это устройство, которое конвертирует механическую энергию, полученную из внешнего источника, в электрическую энергию. Важно понимать, что в целом генератор не «создает» электрическую энергию. Вместо этого, он использует механическую энергию, которая снабжается им, для усиления движения электрических зарядов, находящихся в проводе его обмотки через внешнюю электрическую цепь (кольцо циркуляции). Этот поток электрических зарядов составляет электрический выходной ток, поступающий от генератора. Этот механизм можно понять, проведя аналогию электростанции с водяной помпой, которая вызывает своими действиями поток воды, но в действительности не «создает» его.

Современный электрогенератор работает по принципу электромагнитной индукции, обнаруженной Майклом Фарадеем в 1831-1832 годах. Фарадей открыл, что поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, таким как например провод, который содержит электрические заряды, в магнитном поле. Такое передвижение создает разность напряжений между двумя концами провода или электрического проводника, который в свою очередь вызывает электрические заряды в поток, таким образом генерируя электрический ток.

Основные компоненты электростанции

Можно провести такую классификацию основных компонентов

электрогенератора:
(1) Двигатель 
(2) Синхронный генератор (или генератор переменного тока)
(3) Система подачи топлива
(4) Регулятор напряжения
(5) Система выпуска и охлаждения двигателя
(6) Система смазки
(7) Зарядное устройство
(8) Панель управления
(9) Основная сборка / Конструкция

(1) Двигатель электростанции

Двигатель является источником подачи механической энергии миниэлектростанции. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной мощности, которую генератор может производить. Есть несколько факторов, которые нужно обязательно знать при оценке двигателя вашего генератора.

(а) вид используемого топлива – двигатели электростанции работают на различном топливе, таких как дизельное топливо, бензин, пропан или природный газ. Чаще всего маленькие генераторы для дома работают на бензине, тогда как большие промышленные Электростанции на дизельном топливе, жидком пропане, природном газе или пропановом газе. Определенные двигатели также могут работать на двух видах топлива таких как дизельное топливо и газ.

(b) двигатели с верхним расположением клапанов OHV – такие двигатели отличаются от других тем что, впускные и выпускные клапаны у них расположены в верхушке (головке) цилиндра двигателя, а не на блоке цилиндров. Двигатели с верхним расположением клапанов более дорогие, но имеют некоторые преимущества перед другими двигателями:

— компактный дизайн 
— более простой механизм работы 
— долговечность
— удобный для пользования в работе 
— низкий уровень шума во время работы 
— низкий уровень выбросов 

(с) чугунная гильза в цилиндре двигателя – это своего рода подкладка в цилиндре двигателя. Она сокращает изнашивание и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство двигателей с верхним расположением клапанов оснащены такой гильзой в цилиндре, но все равно необходимо проверять это в двигателе. Чугунная гильза не дорога, но играет очень важную роль в долговечности двигателя, особенно если вам необходимо часто использовать генератор.

(2) Синхронный генератор 

Синхронный генератор (или генератор переменного тока) является частью электростанции, который вырабатывает электрическую мощность от механической, подаваемой двигателем. Он содержит в себе неподвижные и подвижные детали, монтированные в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая тем самым относительное движение между магнитными и электрическими полями, что в свою очередь вырабатывает электроэнергию.

(а) Ротор – это подвижная деталь, которая создает вращающееся магнитное поле одним из таких трех способов: 

(i) индукцией – известен как синхронный бесщеточный генератор и обычно используется в больших генераторах.
(ii) Постоянными магнитами – зачастую используется в маленьких генераторах 
(iii) С помощью задающего генератора (возбудителя) – задающий генератор является маленьким источником постоянного тока, который активизирует ротор через сборку токопроводящих контактных колец и щеток.

Ротор вырабатывает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое вызывает разность напряжений между обмоткой статора. Это создает переменный ток на выходе генератора. 

Вот следующие факторы, которые нужно знать при оценке синхронного генератора

(а) металлический или пластиковый корпус – металлический дизайн обеспечит долговечность генератора. Пластиковый корпус деформируется со временем из-за чего его движущиеся части могут подпадать под негативное воздействие внешних факторов. Это может вызвать изнашивание и что еще важно опасность для пользователя. 

(b) шариковый или игольчатый подшипник – предпочтение отдается шариковым подшипникам, тем более что они будут дольше вам служить. 
(c) бесщеточный генератор – синхронный генератор, который не использует щетки, требует меньшего технического обслуживания и также производит более чистую энергию. 

(3) Система подачи топлива 

Топливный бак обычно имеет достаточную способность поддерживать электрогенератор в рабочем состоянии от 6 до 8 часов в среднем. В случае если минигенератор, топливный бак крепится на верхней части корпуса электростанции. Для промышленного применения необходимо устанавливать наружный топливный бак. 

Представляем вам следующие характеристики системы подачи топлива:

(а) соединение трубопроводов от топливного бака к двигателю – линия питания направляет топливо от бака к двигателю и обратный провод направляет топливо от двигателя к баку.

(b) вентиляционная труба для топливного бака – топливный бак имеет вентиляционную трубу для предотвращения повышения давления во время повторного заполнения или слива топливного бака. Когда вы заполняете бак, обеспечьте контакт металлических поверхностей между соплом наполнителя и топливным баком для избежания искр. 
(с) сливное соединение от топливного бака к дренажной трубе – это необходимо для того, чтобы при любом сливе во время повторного заполнения бака не случилась утечка жидкости на генераторной установке. 
(d) топливный насос – он перемещает топливо от основного бака-хранилища до бака периодического действия (временного бака). Топливный насос как правило имеет электропривод.
(е) топливный водный разделитель / топливный фильтр – он отделяет воду и неизвестные вещества с топливной жидкости для защиты других компонентов
генератор
а от коррозии и загрязнения. 
(f) топливный инжектор – он автоматизирует топливную жидкость и распыляет необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя. 

(4) Регулятор напряжения AVR

Эта составляющая регулирует выходное напряжение генератора. Далее будет описаны компоненты регулятора напряжения, которые занимают неотъемлемую часть в его работе.

(1) Регулятор напряжения: изменение переменного напряжения в постоянный ток – регулятор напряжения берет на себя малую часть выходного переменного напряжения и конвертирует его в постоянный ток. Регулятор напряжения затем подает постоянный ток на вторичную обмотку в статоре, известному как возбудитель обмотки (или обмотка задающего генератора).

(2) Возбудитель обмотки: изменение постоянного тока в переменный – возбудитель обмотки функционирует так же, как и основная обмотка статора и генерирует небольшое количество переменного тока. Возбудитель обмотки связан с таким понятием как вращающийся выпрямитель тока.
(3) Вращающийся выпрямитель тока: изменение переменного тока в постоянный – он выпрямляет переменный ток, который генерируется возбудителем обмотки, и конвертирует его в постоянный ток. Этот постоянный ток в свою очередь подается на ротор для создания электромагнитного поля в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора.
(4) Ротор: изменение постоянного тока в переменное напряжение – ротор индуцирует большое количество переменного напряжения через обмотку статора, которую генератор производит как большое количество выходного переменного напряжения.

Этот цикл происходит до тех пор, пока генератор начинает вырабатывать выходное напряжение, соответствующее его полной работоспособности. Когда производительность (или выходная мощность) генератора увеличивается, регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Если генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает достаточно постоянного тока для поддержания выходной мощности генератора на полном рабочем уровне.

При добавлении нагрузки на электростанцию, его выходное напряжение немного уменьшается. Это побуждает регулятор напряжения начать действовать. Цикл продолжается до тех пор, пока выходная мощность генератора не увеличиться до ее первоначальной работоспособности.

(5) Система выхлопа и охлаждения двигателя электростанции

(а) Система охлаждения электрогенератора


Продолжительное использование миниэлектростанции приводит к тому, что различные его компоненты нагреваются. Поэтому в таком случае необходимо иметь охлаждающую и вентиляционную систему для прекращения нагрева. Вода иногда используется как охлаждающая жидкость для генераторов, но это ограничивается определенными ситуациями, например, когда у вас маленький генератор для дачи или городских условий или очень большой генератор около 2250 кВт и т.д.
Водород иногда может использоваться как охладитель для обмотки статора в больших электростанциях, так как он более эффективно поглощает тепло. Водород убирает тепло от генератора и переносит его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который имеет деминирализованную воду как охлаждающая жидкость. Вот почему рядом с большими генераторами и маленькими электростанциями всегда находится большая охлаждающая башня (или стояк). Для всех других использований, как на предприятии, так и в жилых условиях, стандартный радиатор и вентилятор устанавливаются на генератор и работают в основном как охлаждающая система. Очень важно проверять уровень охлаждения
генератора
каждый день. Охлаждающая система и помпа с неочищенной водой должны промываться каждые 600 часов и теплообменник также должен очищаться каждые 2400 часов работы мини генератора. Генератор должен быть помещен в открытую и проветриваемую область. По национальным правилам установки оборудования устанавливается, что минимальное расстояние по сторонам генератора должно быть равно 3 футам для обеспечения свободного потока свежего воздуха.

(b) Система выхлопа
 Отработаный газ, выпущенный генератором, содержит в себе высокотоксичные химикаты, с которые нужно надлежащим образом отвести. Поэтому необходимо установить соответствующую вытяжную систему для ликвидации отработаных газов. Иногда люди даже и не думают об этом, хотя отравление угарным газом остается одним из самых распространенных случаев смертей. Вытяжные трубы чаще всего изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть автономными и не должны поддерживаться двигателем

генератора. Чаще всего выхлопные трубы прикрепляются к двигателю с использованием гибких соединителей для минимизации вибраций и предотвращения разрушения вытяжной системы генератора. Вытяжные трубы заканчиваются на открытом воздухе и ведут от дверей, окон и других открывающихся приспособлений, к дому или другому строению. Вы должны быть уверены, что вытяжная система вашего генератора не соединена с другим оборудованием.

(6) Система смазки

Так как генератор состоит из движущихся частей в его двигателе, необходимо смазывание для обеспечения длительности срока службы и плавной обработки на долгое время. Двигатель мини-электростанции смазывается маслом, которое находится в помпе. Необходимо проверять уровень смазывающего масла каждые 8 часов работы генератора. Кроме этого в проверке нуждается любая утечка масла и его изменения каждые 500 часов работы бензогенератора.

(7) Зарядное устройство

Запуск генератора изначально производится от аккумулятора. Зарядное устройство сохраняет батарею генератора заряженной, снабжая ее точным «плавающим» напряжением. Если такое напряжение очень низкое, батарея останется незаряженной. Если напряжение очень высокое, оно сократит срок работы батареи. Зарядные устройства обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Также такие устройства полностью автоматизированы и не требуют каких-либо корректировок или изменений в параметрах. Постоянное выходное напряжение зарядного устройства устанавливается на 2.33 Вольт на ячейку, что является точным напряжением для свинцово-кислотной батареи. Зарядное устройство имеет отдельное постоянное напряжение, что препятствует нормальному функционированию электрогенератора.

(8) Панель управления электростанцией

Это пользовательский интерфейс портативной электростанции и он содержит положения об элементах управления. Разные производители предлагают разные панели управления для генераторов. Описание некоторых из них рассмотрим подробней.
(а) электрическое включение и выключение – такие панели управления автоматически включают ваш генератор во время прекращения подачи электроэнергии, следят за электростанцией во время ее работы и автоматически выключают ее, когда она больше не нужена.
(b) механическое устройство прибора (датчик) – различные приборы указывают на важные параметры, таки как давление масла, температура охлаждения, напряжение батареи, скорость вращения двигателя и длительность работы. Непрерывный контроль таких параметров позволяет автоматически выключить генератор, если один из них превысит свои показатели.
(с) датчики мини генератора – панель управления также имеет датчики для измерения выходного тока и напряжения и рабочей частоты.
(d) другие виды контроля – фазовый селекторный переключатель, переключатель частоты, и переключатель управления двигателем (ручной режим или авто режим) и др.

(9) Рама / Корпус

Все генераторы, переносные или стационарные, имеют установленную под заказ раму или корпус, который обеспечивает основную поддержку.

Использование генераторов для промышленного и бытового применения

Хотя основной принцип работы генерирования электроэнергии остается практически одинаковым для всех генераторов, механизм включения питания устройства при использовании электрической мощности, отличается в разных системах.

Переносной генератор

Такие генераторы обычно используются для бытовых целей, когда нужно подключить несколько домашних приборов во время отключения подачи электроэнергии или на строительных площадках, где отсутствует источник электрической энергии и необходимо подключить различные строительные приборы. В таких случаях обычно необходима мощность электрогенератор по крайней мере 4 кВт.

Использование удлинителя:
Одним из наиболее экономичных путей является обеспечение электроснабжения во время отсутствия подачи электроэнергии через использование удлинителя для прямого соединения переносного генератора с теми устройствами, которые вы хотите подключить.
Использование сетевого переключателя:
Безопасным путем при использовании переносного генератора для дома является использование сетевого переключателя мощности, который установлен и соединен с основной электрической сетью вашего дома. Такой выключатель способен переключаться от основного источника питания, зачастую это городская электросеть, к вторичному или даже третичному источнику питания, такому как генератор, когда питание от основного источника прерывается. Ручные переключатели работают через непосредственное управление или через использование удаленного пульта управления. Во время отсутствия электроэнергии переключатель перекидывает питание от второстепенных источников питания и подключает ее к генератору.
В таких случаях мини-генератор может быть присоединен к панели через удлинитель. Электрическая мощность от генератора может подаваться через основной автоматический выключатель и использоваться для необходимых областей. Критические и некритические электроприборы могут быть сгруппированы индивидуально таким образом, что переносный минигенератор будет обслуживать только необходимые приборы. Изолируя линию питания от питания генератора, вы также устраняете риск «обратной связи». Такой является поток электрической мощности от миниэлектростанции в линию питания, что может быть фатальным для электриков, работающих над линией питания во время отсутствия электроэнергии.

Резервный генератор

Переносные генераторы не практичны, так как они могут обслуживать только несколько приборов. Аварийная резервная система может использоваться для поставки мощности на весь дом, а не только на отдельные приборы, и может даже сохранять рабочими кондиционеры во время отсутствия электроэнергии. Также вы можете выбрать меньшие резервные блоки для обеспечения работы только некоторых приборов, таких как холодильник, свет и вентиляторы. Обычно такие устройства колеблются в потреблении от 6 кВт до 40 кВт.

Использование автоматического ввода резерва:
Резервные генераторы обычно устанавливаются вне дома и подсоединяются к основной электрической сети через автоматический переключатель. Система автоматически возобновляет питание в доме в пределах 20 секунд после отключения такого питания без какого-либо ручного вмешательства.

Коммерческий резервный генератор / Промышленные электростанции

Промышленные генераторы используются на коммерческих предприятиях, таких как офисы, производственные фабрики, добыча полезных ископаемых, больницы и др., которые просто не могут позволить себе риск нарушения непрерывности работы во время отсутствия электроэнергии. Зачастую промышленные электростанции – это стационарная установка, которая производит от 50 до 200 кВт мощности. Большинство маленьких и бытовых генераторов являются однофазными (120 Вольт), но коммерческие генераторы практически всегда трехфазные (120, 240 или 480 Вольт).

Использование автоматического ввода резерва:
Также как и бытовые резервные мини генераторы, коммерческие резервные электростанции подключены к электрической сети здания через автоматический переключатель и активизируются автоматически во время отсутствия электроэнергии. Они специально сконструированы так, что переключение между первичным и вторичным источником питания занимает долю секунды и позволяет без замедлений обеспечивать необходимые устройства электроэнергией.

Google

Что такое генератор электричества?

Далеко не в каждой точке нашей страны система электроснабжения работает идеально. Многие украинцы регулярно сталкиваются с проблемой отключения электричества или же перебоями в его подаче. В некоторых случаях это вызывает мелкие неудобства, а иногда и вовсе не позволяет вести полноценную жизнедеятельность. Решение есть. Это генераторы электричества, которые представлены на рынке большим ассортиментом. Например, для простых задач можно приобрести компактный переносной генератор, а для более специфической эксплуатации – массивную и мощную электростанцию. Выбрать есть из чего. На ассортименте мы подробно остановимся позже. Сейчас рассмотрим, из каких элементов состоит данный агрегат.

Как устроен электрогенератор

На первый взгляд может показаться, что это оборудование имеет сложную конструкцию. На самом деле все просто. Генератор состоит из десяти основных частей.

  • Двигатель. Это главный элемент установки. Мотор создает механическую энергию, которая позволяет электрогенератору производить ток. Чаще всего в агрегатах встречаются двигатели на бензине и дизеле.
  • Синхронный генератор. Это элемент, который превращает механическую энергию двигателя в электрическую. Он состоит из двух частей: ротора и статора. Ротор представляет собой подвижный механизм. Своим движением вокруг статора он создает магнитное поле, необходимое для производства электричества.
  • Топливная система. Поддерживает работу станции на протяжении 6-10 часов без дозаправки. Срок автономной работы зависит от типа техники. Например, дизельная электростанция «сжигает» топливо медленнее, чем бензиновая.
  • Система охлаждения. Для снижения температуры деталей может использоваться либо вода, либо водород в чистом виде. Охлаждение происходит и механическим путем: с помощью вентилятора и радиатора.
  • Система выхлопа. Централизованно собирает продуцируемые выхлопные газы и отводит их от техники.
  • Система смазки. Отвечает за доставку смазочных материалов к движущимся элементам конструкции.
  • AVR. Это регулятор напряжения, который превращает переменный ток в постоянный.
  • Зарядное устройство. Пополняет резервы аккумулятора. Он, в свою очередь, отвечает за запуск электростанции.
  • Панель управления. С ее помощью контролируется каждый аспект работы установки.
  • Рама и корпус. Основа, которая удерживает все вышеперечисленные элементы.

Принцип работы генератора

Все начинается с запуска двигателя. Он передает свою энергию остальным элементам, после чего начинается генерирование электрического тока. Внутри установки располагаются магниты, между которыми двигается проволочная катушка. Как только катушка пересекает силовые линии магнитов, производится «порция» электрического тока. Позже она стабилизируется регулятором напряжения.

Некоторые модели создаются по иному принципу. У них катушка находится всегда на одном месте, а подвижным является магнитное поле. Существует также вариант с тремя катушками, вокруг которых крутятся магниты. Такие установки называются трехфазными. Это промышленные генераторы предназначенные для питания мощного оборудования.

Во время работы электростанции выделяется определенное количество тепла и газов. Их отводят системы охлаждения и выхлопа. Многое зависит и от естественной вентиляции, то есть от условий, в которых находится агрегат. Важно, чтобы владелец установил генератор по всем правилам.

Виды генераторов

Синхронные и асинхронные модели. Асинхронные генераторы имеют упрощенную конструкцию и выдают относительно нестабильный ток. Такого электричества хватает для питания строительных инструментов или сварки. Модели данного типа имеют защиту от короткого замыкания. Синхронные генераторы – оптимальный вариант для бытового использования. Они создают чистый ток, который подходит для чувствительного оборудования. Кроме того, эти станции устойчивы к увеличенным нагрузкам при пуске электротехники. Пример хороших бытовых агрегатов такого типа – бензиновые генераторы 5 кВт.

Однофазные и трехфазные. Об этом параметре мы вскользь упоминали выше. Здесь все просто: однофазные варианты предназначены для бытового применения, а трехфазные – для профессионального или промышленного. Обычные электроприборы, которые используются нами дома, работают от одной фазы. Поэтому покупка 3-фазной модели для бытового применения нецелесообразна.

Дизельные и бензиновые. Модели на дизеле принято использовать в качестве постоянного источника питания. Они могут работать долго без пауз, при этом демонстрируя отличную продуктивность. Бензиновые агрегаты лучше всего эксплуатировать в качестве аварийного источника энергии. Дизельное оборудование стоит дороже, но топливо, на котором оно работает ощутимо дешевле бензина. Кроме того, например, дизельные генераторы 5 кВт демонстрируют большую продуктивность, чем бензиновые устройства той же мощности.

Это основные разновидности. Выбирать подходящий вариант нужно с учетом предполагаемых нагрузок и условий использования.

Интересные публикации

3390 — Keithley — Генератор функций, произвольных / импульсов, 1 канал

Генератор функций, произвольных / импульсов, 1 канал, 50МГц

Информация об изделиях

Хотите посмотреть похожие товары? Просто выберите необходимые атрибуты ниже и нажмите кнопку ×


Тип Генератора Сигнала:
Произвольный, Функция, Импульс

Количество Каналов:
1 канал

Линейка Продукции:
-

Полоса Пропускания:
50МГц

Модуляция Генератора Сигнала:
AM, Burst, FM, FSK, PM, PWM, Sweep

Гарантия Производителя:
1 год

Тип Штекера:
ЕВРО, Швейцарский, Английский

Поиск аналогичных товаров Для поиска похожих продуктов выбирайте и изменяйте приведенные выше параметры.

Техническая документация (1)

Обзор продукта

Keithley совместила лучшую в своем классе Модель 3390 генератора сигналов произвольной/генератора функций с лучшей ценой в отрасли, предлагая отличную функциональность и гибкость за отличную цену. Модель 3390 является простым в использовании программируемый генератором сигнала с расширенными функциями. Превосходной целостностью сигнала, более быстрым временем нарастания и падения, низким уровнем шума и большей памятью для обеспечения выходных сигналов высокого качества. Формы сигнала с высоким разрешением поддерживаются четырехкратной памятью, по сравнению с любым конкурентоспособным генератором сигналов на рынке. Модель 3390 является полным решением генератора сигналов для любого применения в диапазоне до 50МГц.

  • Частота синусоидального сигнала 50МГц
  • Частота импульсов 25МГц
  • Генератор сигналов произвольной формы, 256 000 отсчетов, разрядность 14бит.
  • Встроенные функции: синус, прямоугольный, треугольный сигнал, шум, постоянное смещение и др.
  • Одиночные импульсы и прямоугольные сигналы с малым временем нарастания и спада (5нс).
  • Встроенный синхрогенератор 10МГц для синхронизации нескольких модулей
  • Встроенная AM, FM, PM, FSK, PWM модуляции
  • Частота развертки и режим пульсирования
  • ПО для создания сигналов KiWAVE
  • Соответствие LXI Class C

Области применения

Считывание и Контрольно-измерительная Аппаратура, Обработка Сигнала, Тестирование и Измерение

Содержание

Модель CA-180-3A TSP-Link кабель.

Предупреждения

Market demand for this product has caused an extension in leadtimes. Delivery dates may fluctuate. Product exempt from discounts.

 

???PF_PDP_COMPARE_MAX_ITEMS_MESG???

Использование ES6 генераторов на примере koa.js

Содержание

  • Итераторы. Генераторы.
  • Использование генераторов (Redux, Koa)
  • Зачем нам использовать koa.js
  • Будущее. Async Await и koa.js 2.x

Генераторы — новая спецификация, новая возможность, которую мы можем использовать в ECMAScript 6. Статью я начну с рассказа об итераторах, без которых понять генераторы не получится, расскажу непосредственно про спецификацию и о том, что такое генераторы вообще, про их использование в реальных кейсах. Рассмотрим два примера: React + Redux как фронтненд-случай и koa.js в качестве бэкенда. Затем подробнее остановлюсь на koa.js, будущем JavaScript, на асинхронных функциях и koa.js.

В статье использованы, в том числе, и заимствованные сниппеты (ссылки на источник приведены в конце), и я сразу прошу прощения, что части кода выложены в виде картинок.

ECMAScript 6 (2015) поддерживается достаточно хорошо, чтобы его использовать. На диаграмме видно, что в принципе все неплохо даже у Microsoft в Edge, большие проблемы наблюдаются только у Internet Explorer (вертикальная ось координат — поддержка функциональности, в %). Приятно удивляет Safari 10, по заявлениям команды WebKit, работает все.

Итераторы

  • Теперь все, что можно перебрать, – итерируемый объект (iterable).
  • Все, что не перебирается само по себе, — можно заставить с помощью своего Symbol.iterator.

Каждый перебираемый, итерируемый тип данных, каждая итерируемая структура данных, получает итератор и становится iterable. Можно перебрать строку, массив, можно перебрать новые структуры данных, такие как Map, Set, WeakMap, WeakSet — все они должны содержать свой итератор. Теперь мы можем получить доступ непосредственно к самому итератору. Также появилась возможность заставить перебираться неперебираемое, и порой это может быть очень удобно.

Что такое итератор? Как вы можете видеть, существует простейший массив. У простейшего массива есть ключ — символ итератора, по сути, фабрика, которая возвращает итератор. Каждый вызов этой фабрики вернет новый экземпляр итератора, мы можем перебирать их независимо друг от друга. В итоге мы получили переменную, хранящую ссылку на итератор. Далее, с помощью единственного метода next, мы его перебираем. Метод next возвращает нам объект, который содержит два ключа, первый — value — непосредственно значение итератора, второй — состояние итератора — done: false.

Описать итератор мы можем самостоятельно. В принципе, он представляет собой фабрику, обычную функцию. Предположим, что у нас есть функция endlessNumbers, есть индекс и метод next. Объект с единственным методом next, который возвращает итерируемое значение и статус. Этот итератор никогда не дойдет до конца, потому что мы никогда не будем присваивать ключу done значение true.

Применяются итераторы довольно широко, особенно в приложениях, которые реализуют нестандартные подходы к работе с информацией. В свободное время я занимаюсь написанием секвенсора на JavaScript с использованием Web Audio API. У меня есть задача: проигрывать с определенными интервалами какую-то ноту. Укладывать это в какой-то цикл было бы неудобно, поэтому я использую итератор, который просто «плюется» нотами в медиаплеер.

Предпосылки для появления генераторов возникли уже давно. Вы можете увидеть динамику популярности Node.js за последние пять лет, она косвенно отражает популярность JavaScript в целом. Также на график отражает частоту запроса Callback Hell — он пропорционально зависит от распространения JavaScript. То есть, чем популярнее становился JavaScript, тем больше страдали разработчики и клиенты.

Лапша, представленная на изображении – это структурная визуализация кода, написанного без генераторов. То есть это то, с чем всем нам приходится работать – мы к этому привыкаем и, не имея выбора, воспринимаем как данность. Когда разработчики начали попытки борьбы с этим явлением, появилась такая штука как promise. Идея была в том, чтобы взять все наши Callback (функции обратного вызова) и «размазать» их по всему коду, объявляя там, где нам удобнее. Однако на самом деле у нас остались те же самые функции обратного вызова, просто представленные в немного другом виде. Разработчики продолжили борьбу – так появились генераторы и асинхронные функции.

Генераторы

Применение

  • Написание синхронного кода.
  • Написание приостанавливаемых функций.
  • Написание комплексных итераторов.

Генераторы позволяют писать синхронный код. Раньше я говорил, что достоинство JavaScript как раз в его асинхронности, теперь поговорим, как писать на JavaScript синхронный код. На самом деле, это код будет псевдосинхронным, поскольку Event Loop не будет останавливаться, если у вас есть какие-то тайм-ауты в фоне, пока вы будете ожидать выполнения приостановленного генератора. Вы вполне можете выполнять в фоновом режиме любые другие нужные операции. Мы можем написать приостанавливаемые функции, применение которых достаточно узко, в отличие от асинхронных действий, применяемых очень широко. Появилась и возможность написания комплексных итераторов. Например, мы можем написать итератор, который будет каждый раз ходить в базу и по очереди итерировать одно значение из нее.

Сверху и снизу вы видите абсолютно идентичные по функциональности сниппеты. У нас есть некая функция, которая должна сходить в базу данных и забрать user.payment_id. После чего она должна сходить на внешнюю API и забрать payment details user, актуальные на текущий день. У нас возникает явление The Pyramid Of Doom, когда функция обратного вызова находится внутри другой функции обратного вызова, и степень вложенности может увеличиваться бесконечно. Естественно, результат не всегда получается приемлемым, даже инкапсулировав все операции в отдельные функции, на выходе мы все равно получаем «лапшу».

Есть решение, которое позволяет нам сделать то же самое с помощью генератора: у генератора немного другой синтаксис — function* (со звездочкой). Генератор может быть именованный и неименованный. Как вы можете видеть, у нас появилось ключевое слово yield. Оператор yield, который приостанавливает выполнение генератора, позволяет нам дождаться выполнения метода GetUser. Когда мы получим данные, положим их в user, после чего продолжим выполнение, таким же образом получим paymentDetails, и тогда сможем отрисовать всю информацию для нашего пользователя.

Рассмотрим возможность реализации генераторов — как мы можем их перебирать. Здесь мы видим уже описанную ранее конструкцию. Как было показано на итераторе, здесь тоже есть итератор числа, который будет нам возвращать значение от 0 до 3, и который мы будем перебирать. То есть, мы можем использовать метод next.

Метод next()

  • Может принимать в качестве аргумента значение, которое будет проброшенов генератор
  • Возвращаемое значение – объект с двумя ключами:
    value — часть выражения, получаемая из генератора.
    done — состояние генератора.

Метод next ничем не отличается от аналогичного в итераторах, мы можем получить value и done, как два параметра, можем пробросить значение в генератор и получить значение из генератора.

Следующий вопрос — производительность. Насколько имеет смысл использовать то, о чем мы говорили? На момент доклада средств тестирования в моем распоряжении не было, поэтому я написал свое. В результате тысячи итераций удалось добиться среднего значения по различным технологиям. В Chrome обещания и генераторы не сильно отличаются друг от друга, причем в большую сторону отличаются то одни, то другие. Если учесть, что время, затраченное на выполнение одной итерации с помощью Callback, Promise или генераторов, исчисляется в миллисекундах, в реальности особенной разницы нет. Я думаю, что заморачиваться, экономя на спичках, не стоит. А значит, можно свободно использовать то, что вам больше по душе.

Ни один современный доклад о JavaScript не может обойтись без React. Я в частности буду говорить о Redux.

redux-saga

  • Это библиотека.
  • Это библиотека, написанная на генераторах.
  • Это библиотека, которая прячет impure-функции с глаз долой.
  • Это библиотека, которая позволяет вам писать синхронный код.

В функциональном программировании есть очень важный принцип — мы должны использовать «настоящие функции». Наша функция не должна влиять на окружение, должна работать с теми аргументами, которые мы ей передаем. В том или ином виде наши функции обратного вызова часто превращаются в impure function, и этого, конечно, хочется избежать. Отсюда и основное назначение redux-saga — возможность писать синхронный (псевдосинхронный) код.

Суть заключается в том, что таким же образом мы можем с помощью генераторов останавливать выполнение нашей саги. Можно сказать, что saga — своеобразный аналог action, который вызывает другой action. Дожидавшись ответа, мы с помощью диспетчера инициируем нужное событие в нашем reducer и передаем необходимую информацию.

Суть достаточно проста: в результате мы выполнили асинхронное действие очень просто и быстро. Собственно, минимальная saga выглядит так: есть генератор, который обращается к нашей saga, вызывает takeEvery — один из методов saga, который позволяет нам инициировать событие “USER_FETCH_REQUESTED” внутри нашего редюсера. Возможно, вы обратили внимание, что yield здесь идет со звездочкой. Это является делегацией операции генератора, мы можем делегировать наш генератор другому генератору.

redux-saga: послесловие

  • Саги (Sagas) не декларируются, как обычные Actions, их необходимо внедрять через sagaMiddleware.
  • Очевидно, что сам sagaMiddleware — нечто иное, как middleware вашего store в Redux.

Мы поговорили про фронтенд, теперь пришло время рассказать про бэкенд, т. е. о koa. Я сталкивался со многими фреймворками на бэкенде, наиболее интересными для меня показались kraken.js и koa.js, на втором остановлюсь подробнее.

koa.js

В двух словах это:

  • node.js-фреймворк для серверной разработки.
  • node.js-фреймворк, который использует ES6-генераторы, асинхронные функции ES2016.
  • node.js-фреймворк, написанный командой express.js.
    Учитывая авторитетность команды express.js, ресурсы компании, фреймворк вызывает доверие и быстро развивается. На данный момент вокруг него образовалось солидное сообщество, он оброс кучей библиотек — зачастую найти какое-то решение для middleware koa очень просто.
  • «Фреймворк нового поколения»

Что такое koa? По сути, это фреймворк, который предоставляет нам движок для посредников (middleware), а их архитектурная диаграмма очень похожа на хорошо знакомую всем игру в испорченный телефон. Здесь имеется состояние, которое по очереди передается между middleware, каждый из которых влияет или не влияет на это состояние (я дальше покажу пример логера, который влияние не оказывает). С этим middleware мы и будем работать. Напомним, что koa.js — фреймворк middleware на генераторах. Т. е., если мы говорим о маршрутизации, о различных полезных HTTP-методах, о системах безопасности, защите от CSRF-атак, о кроссдоменных запросах, шаблонизаторах и т. д. — в koa ничего этого мы не найдем. В koa есть только движок для middleware, причем множество из них написано самой командой koa.js.

Так выглядит максимально простое приложение на koa.js. Есть реализация логирования – простейшая имплементация middleware на koa.js. Это генератор, который возвращает свое состояние и перед тем, как его вернуть, и после того, как оно вернется, что позволяет подсчитать время, затраченное на выполнение нашего приложения. Обратите внимание, что выполняются они в порядке объявления: то, что объявили выше, начнет работать прежде всего.

koa.js

Преимущества:

  • Наличие огромного количества библиотек, обернутых в co.js.
  • Модульность и легковесность.
  • Возможность писать более понятный код.
  • Возможность писать меньше кода.
  • Высокая активность сообщества.

Казалось бы, koa.js — бедный фреймворк, в котором нет почти ничего. В то же время, существует множество библиотек, и большая часть стандартного сервисного функционала представлена в виде middleware. Нужны кроссдоменные запросы — просто подключаете пакет и пробрасываете middleware. Если требуются настройки — необходимо просто передать параметры, и у вас будут кроссдоменные запросы. Необходима авторизация с помощью jwt- token — то же самое: понадобятся три строчки кода. Если необходимо работать с базой данных – пожалуйста.

Таких случаев много — работа с фреймворком становится похожа на игру с конструктором: от вас требуется только пробовать разные пакеты, и все будет работать. Таких возможностей инкапсуляции все очень ждали, и теперь они в нашем распоряжении. Как результат отсутствия функциональности внутри фреймворка, он стал легче, также отсутствуют какие-то стандартные компоненты, которые потом надо допиливать. Появилась возможность писать более понятный код. Генераторы позволяют писать псевдосинхронный код, таким образом, можно сократить количество непонятных и ненужных вещей в приложении. Вследствие этого появилась и возможность писать меньше кода. Присутствует активная поддержка сообщества, множество плагинов, которые начинают конкурировать между собой. Выигрывают лучшие, многие при этом отсеиваются, что в целом, конечно, полезно.

В таблице представлено сравнение поставки Koa, Express и Connect фреймворков. Как вы можете видеть, в koa нет ничего, кроме middleware ядра.

Стоит сказать пару слов о самом co.js:

Co.js — это обертка вокруг генераторов и обещаний, которая позволяет нам упростить работу с асинхронными операциями. Более корректно обозначить co как «Сопрограммы (coroutines) в JavaScript». Идея сопрограмм не нова, и существует в других языках программирования очень давно.

Основная идея заключается в передаче управления из основной программы в сопрограмму, которая в свою очередь может вернуть управление основной программе. Собственно часть этого процесса и реализуют генераторы в JavaScript.

Если привести все к более привычным для JS-разработчика материям — co.js выполняет генератор, избавляя нас от необходимости последовательного вызова next() генератора. В свою очередь co возвращает другое обещание, что позволяет нам отследить его завершение и отловить ошибки (для этого можно использовать метод catch). Самое крутое — в co можно выполнить yield для массива промисов (а ля Promise.all). Стоит заметить, что co прекрасно справляется с делегацией генераторов.

koa.js

Пара полезных пакетов для старта

  • koa-cors — разрешаем кроссдоменные запросы одной строкой.
  • koa-route — полноценный роутинг.
  • koa-jwt — cерверная реализация авторизации с использованием jwt-токена.
  • koa-bodyparse — парсер тела приходящих запросов.
  • koa-send — управление статикой.

Выше в качестве примера приведены несколько middleware, которые вы можете использовать в реальном приложении. koa-cors пакет позволяет обеспечить кроссдоменные запросы, koa-route обеспечивает роутинг, аналогичный тому, что есть в Express, и т. д.

Основные недостатки koa.js — обратная стороной того, что фреймворк поставляется голым, необходимость постоянно контролировать качество пакетов, которые при этом не обещают быть зависимыми друг от друга, и иногда избавляться от багов становится сложно. Вторая проблема — подбор команды, потому что на данный момент, к сожалению, с koa.js работает не так много людей. Из-за этого увеличивается время на введение нового человека в проект. И если проект маленький, это может оказаться нерентабельным. Т. ч. использовать koa.js в работе нужно с умом.

koa.js 2

Фреймворк нового поколения?

Koa.js 2 — очень хитрый фреймворк. Он работает на спецификации, которой нет. То есть вы можете найти статьи об асинхронных функциях, где сказано, что это ECMAScript 7 или ECMAScript 2016. Но самом деле несмотря на то, что Babel, Google Chrome и Microsoft Edge поддерживают асинхронные функции, их не существует. Многие ожидали, что асинхронные функции войдут в официальный релиз ECMAScript 7 (2016), но в итоге тот вышел с исправлениями дефектов и двумя новыми возможностями, чем новшества и ограничились. А тем временем koa.js 2 на асинхронных функциях работает, разработчики на них пишутся. И все это позиционируется как фреймворк нового поколения.

Async functions

Обзор

  • Async — это Promise.
  • Await — это Promise.

Асинхронные функции — и Async, и Await — это Promise.

Допустим, у нас есть такой код. Если убрать async и await, поставить возле функции звездочку и поставить yield перед conquer, получится генератор. Казалось бы, в чем разница? А она в том, что мы ожидаем в conquer обычный Promise, не надо оборачивать наши асинхронные функции ни в какие генераторы, это просто не требуется — мы можем взять обычный новый метод для получения запроса сервера fetch. Потом необходимо дождаться результата, а когда мы его получим, положим в state и таким образом вернем состояние.

Async functions

Послесловие

  • Асинхронные функции удобнее генераторов (меньше кода, нет необходимости оборачивать промисы для генераторов).
  • Асинхронные функции пока еще не часть стандарта и не ясно, станут ли они его частью.

Асинхронные функции, безусловно, удобнее генераторов, они позволяют нам писать меньше кода. В этом случае нет необходимости писать обвязочный код, можно взять любую библиотеку, которая возвращает нам promise (а это почти все современные библиотеки). Это позволяет сэкономить много времени и денег. Минус — асинхронная функция — все еще черновик спецификации. Значит, в итоге может получиться так же, как с захватом экрана в WebRTC: появились приложения использующие эту функциональность, а в результате от нее отказались.

Мораль всего, о чем я рассказывал в статье, довольно проста: я не говорю, что генераторы —замена Promise или Callback. Я не утверждаю, что асинхронные функции могут заменить генераторы, функции обратного вызова и обещания. Но у нас появились новые инструменты для написания кода, позволяющие делать его красивым и структурированным. Но их использование остается на вашем усмотрение. Решать стоит с точки зрения рациональности и применимости каждого инструмента в конкретно вашем проекте.

Список используемых ресурсов

Рисунки заимствовал тут

https://www.b17.ru/foto/uploaded/f3617e15cc29ca89af0d7e37e790d1b9.jpg

http://drawi.ru/pict/158576

http://rus.tvnet.lv/showbiz/kultura/251662gjeroi_populjarnogo_multsjeriala_kot_ljeopold_jedut_ v_rigu

Сниппеты заимствовал тут

https://developer.mozilla.org/ru/

что это такое и зачем они нужны

Для этого сначала рассмотрим упрощённый способ создания генератора — с помощью генераторного выражения.

Генераторные выражения позволяют создавать объект-генератор в одну строчку. В общем случае их пишут по шаблону:

(выражение for j in итерируемый объект if условие)

Где for, in, if — ключевые слова, j — переменная.

Пример генераторного выражения мы рассмотрели выше. Теперь посмотрим, как можно применить его для обработки большого файла.

Перед нами задача: на сервере есть огромный журнал событий log.txt, в котором хранятся сведения о работе какой-то системы за год. Из него нужно выбрать и обработать для статистики данные об ошибках — строки, содержащие слово error.

Такие строки можно выбрать и сохранить в памяти с помощью списка:

with open(path + "\log.txt", "r") as log_file:
     err_list = [st for st in log_file if "error" in st]

Здесь path — путь к файлу log. В результате сформируется список вида:

[строка1, строка2, строка3, ….. ]

В списке e_l содержатся все строки со словом error, они записаны в память компьютера. Теперь их можно обработать в цикле. Недостаток метода в том, что, если таких строк будет слишком много, они переполнят память и вызовут ошибку MemoryError.

Переполнения памяти можно избежать, если организовать поточную обработку данных с использованием объекта-генератора. Мы создадим его с помощью генераторного выражения (оно отличается от генератора списка только круглыми скобками).

Рассмотрим следующий код:

with open("path\log.txt", "r") as log_file:
     err_gen = (st for st in log_file if "error" in st)
     for item in err_gen:
         <обработка строки item>  
  • Генераторное выражение возвращает объект-генератор err_gen.
  • Генератор начинает в цикле выбирать из файла по одной строке со словом error и передавать их на обработку.
  • Обработанная строка стирается из памяти, а следующая записывается и обрабатывается. И так до конца цикла.

Этот метод не вызывает переполнения, так как в каждый момент времени в памяти находится только одна строка. При этом нужный для работы объём памяти не зависит от размера файла и количества строк, удовлетворяющих условию.

Генераторы часто используют при веб-скрапинге. Они позволяют поочерёдно получать нужные веб-страницы и обрабатывать их информацию. Это намного эффективнее, чем загрузить в память сразу все выбранные страницы и затем обрабатывать их в цикле.

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.

Что выбрать: ИБП или генератор?

Энергозависимость наших домов растет каждый год. Разнообразные устройства и приборы, техника и гаджеты вызывают необходимость в постоянном доступе к качественной сети энергоснабжения. В городах и крупных населенных пунктах эта проблема решается государством посредством централизованной разветвленной сети подачи электричества. Проблема остается за городом: низкое качество или отсутствие электроэнергии чревато невозможностью работы такого оборудования как котлы отопления, водоснабжения, систем охраны, холодильников и пр. Решением является установка аварийного источника бесперебойного питания: ИБП или генератора. Так что же выбрать?

Бензиновые, дизельные или газовые генераторы.

Генераторы не фабричного качества — дизельные, бензиновые и газовые. Оборудованы системой автоматической регулировки напряжения (AVR) низкого качества – в результате на выходе генератора не синусоидальный сигнал, а как правило «пила» . Мощность: 1-10 кВт. Стоимость: 25-60т.р. Такие генераторы выдают напряжение низкого качество выходного тока и низкой надежности. Подобные решения подходят для обеспечения питанием электроинструментов в мастерской, лампочек и другой неприхотливой техники.

Китайские генераторы фабричного производства. Система автоматическая регулировка напряжения (AVR) более качественная и сигнал на выходе как правило синусоидальный. Фирмы-производители: Hyundai, Kipor, Fubag и др. Мощность: 1-10 кВт. Стоимость: 50-120т.р. Такие генераторы изготавливаются по установленным на фабриках стандартам и подходят для питания электричеством домашних приборов. Этот вариант генератора самый доступный из возможных по соотношению “цена-качество”.

Японские и европейские генераторы с воздушным охлаждением — бензиновые и дизельные. Система автоматической регулировки напряжения высокого качества. При этом будьте внимательны, т.к. часто под этими марками продаются дешевые китайские генераторы, которые не имеют ничего общего с японскими производителями. Мощность: 1-10 кВт. Стоимость: 160-250 т.р. Именно с этих моделей были скопированы большинство китайских генераторов.

Стационарные генераторы с водяным охлаждением. Мощность: 5кВт и более. Характеристики: AVR, кожух, подогрев. Как правило всегда есть модели в кожухе с подогревом, которые можно устанавливать прямо на улице. Стоимость: 300-700 т.р.

Для нормального функционирования генераторов, необходимо докупать и устанавливать дополнительное оборудование:

— щит автоматического ввода резерва (АВР – но не путать с AVR). Стоимость от 30т.р. до 70тр.

— системы отвода выхлопных газов. Стоимость от 20тр до 40тр.

— обустройство помещения с приточно-вытяжной вентиляцией для размещения генератора. Стоимость от 50 тр.

Инвертор или ИБП без двойного преобразования.

Это устройства часто называют просто инверторами. При наличии напряжения в внешней сети, инвертор пропускает его на потребителей. Если напряжение пропадает, то инвертор начинает генерировать чистое синусоидальное напряжение от аккумуляторов. Время перехода составляет менее 4-20 мс и никак не влияет на котлы и обычные бытовые приборы. Инверторы подразделяются по типу преобразования (низкочастотные и высокочастотные) и по форме выходного сигнала (с модифицированной синусоидой и чистой синусоидой на выходе).

При этом необходимо отметить, что не все ИБП могут долго работать в автономном режиме. ИБП предназначенные для компьютерной техники рассчитаны на работу в течение 5-15 минут. Компьютерные ИБП сделаны для того, чтобы во время этого периода либо должен быть запущен генератор, либо компьютер должен быть безопасно выключен с сохранением данных на диск.

Инверторы с модифицированным синусом на выход могут работать только с простыми приборами (свет, телевизор, и, может быть, компьютер), и не предназначены для питания любых нелинейных нагрузок. Инверторы с чистым синусоидальным сигналом на выходе – как например инверторы Bineos ™, работают с любыми типами нагрузок.

Инверторы с низкочастотным преобразованием были самими первыми такими устройствами. Их отличает большой вес (30-50кг!) и, если использованы качественные компоненты, чуть более высоким КПД преобразования. Например, инверторы таких известных марок как Victron, Schndeider Electric, Outback имеют КПД до 94-96% при мощности 3-4 кВт. Но из-за того, что применяется высококачественный мощный трансформатор с большим количеством медного провода, цена таких инверторов очень высока от 80 до 250тр. Некоторые менее известные бренды пытаются уменьшить стоимость таких инверторов путем использования меньших по размеру трансформаторов, что приводит к отказам при подключении к ним нагрузок близких к номиналу по паспорту и невозможностью долго работать на таких уровнях нагрузки из-за перегрева обмоток. Инверторы с заниженными по мощности трансформаторами не стоит использовать при нагрузках выше 70% от номинала.

Высокочастотные инверторы появились сравнительно недавно (5-7 лет назад) и сейчас «отвоевывают» позиции у низкочастотных инверторов. Для сравнения скажем, что большинство промышленных ИБП созданы по высокочастотной технологии. Такие инверторы имеют более сложную и продвинутую схемотехнику, и не каждый производитель имеет опыт и возможности проектировать и производить их. Такие инверторы характеризуются намного меньшим весом (7-15 кг) и чуть меньшим КПД, но они значительно дешевле – от 20 до 50тр. Например, инверторы марки Bineos имеют КПД 93-94% при весе 7кг для инвертора 3кВт и 14кг для инвертора 5кВт. Сейчас все больше и больше компаний переходят на такой тип инверторов – включая таких признанных лидеров по производству инверторов, как компания как Victron Energy. К сожалению на рынке представлено много подобных высокочастотных инверторов с упрощенной схемотехникой. Они дешевы, но не отличаются высоким КПД (обычно ниже 85-90%), надежностью и наличием схем защиты и фильтрации высоковольтных импульсов на линии — все это плохо сказывается как на «времени жизни» подобных инверторов, так а на самих приборах, которые они резервируют.

ИБП двойного преобразования.

ИБП двойного преобразования, которые часто не очень правильно называют «ИБП со стабилизацией напряжения» состоят как бы из двух инверторов – один преобразует сетевое напряжение в постоянное, а второй делает обратное преобразование в качественный переменный сигнал. То есть оба инвертора постоянно работа.т 24 часа в сутки и 365 дней в году — поэтому, такие устройства называют “онлайн”-ИБП. Более подробно о плюсах и минусах смотрите нашу статью «Обзор преимуществ и недостатков ИБП двойного преобразования» 

Время переключения на резервное питание

Время запуска генератора составляет 10-150с. За это время, при отключении напряжения в сети, автоматика отправляет команду пуска генератора. Запускается и прогревается холодный двигатель. После этого напряжение подается на приемник. Таким образом, использование генератора не может обеспечить бесперебойного питания. Требовательная к наличию постоянного наличия тока электроника отправится в перезагрузку, произойдет сбой программ.

Возможные проблемы при запуске:

· аккумулятор генератора разряжен и нет возможности прокрутить стартер

· низкий уровень масла в двигателе или его плохое качество

· топливо в баке выработалось после прошлого использования

· топливо или топливная смесь кристаллизовалась из-за долгого простоя

· загрязнение топливной аппаратуры или «завоздушивание» карбюратора

· залитые или вышедшие из строя свечи зажигания

· выработан ресурс генератора

· неисправности в системе охлаждения

· неисправности в системе вентилирования

· неисправности в приводе заслонок.

Инверторы переходит в автономный режим за время 4-10 мс. Это время равное полупериоду синусоиды. Иными словами, электроника продолжит свою работу без видимых сбоев. Онлайн-ИБП не имеет времени перехода в автономный режим, то есть оно равно 0. Типичных проблем перехода ИБП на аккумуляторы нет, потому как переключение происходит посредством твердотельного или силового реле, а его срок эксплуатации рассчитан с большим запасом.

Настоящее бесперебойное питание обеспечивают только системы на инверторах или ИБП двойного преобразования. Питание от генераторов лишь условно можно назвать бесперебойным, потому что любой электроприбор за время перехода отключиться/уйдет в перезагрузку, что часто требует ручного перезапуска для многих систем дома.

Продолжительность автономной работы

Время автономной работы генератора зависит от его типа, конструктивных особенностей, вида топлива, а также количества потребляемого топлива при работе без нагрузки. При этом расход не сильно зависит от потребляемой электроприборами мощности, а зависит только от исполнения двигателя – можно условно считать, что на холостом ходу генератор потребляет всего на 30% меньше, чем при работе на номинальную нагрузку.

Генератор с воздушным охлаждением, в большинстве случаев, рассчитан на 7-9 часов непрерывной работы без дозаправки. После этого двигателю необходимо остывать 30-60 минут после выработки топлива. При этом, заправка производится при выключенном двигателе в целях безопасности.

Генераторы с водяным охлаждением может работать без остановок несколько суток или даже недель. Но если нет системы непрерывной подачи топлива с внешним баком, то все равно дозаправка производится при выключенном двигателе.

Плюс генератора в том, что продолжительность его работы не сильно зависит от потребляемой мощности и электроэнергию можно не экономить. Например, включен или выключен утюг, или электроплитка не будет критично влиять на время работы. В это же время, для ИБП — это одна из ключевых метрик, влияющих на время работы в автономном режиме.

Инверторы, в составе ИБП, не имеют подверженных износу деталей и узлов, и время работы ограничивается лишь емкостью аккумуляторов и потребляемой приемником мощностью. Если приемник выключен, то и аккумуляторы не расходуют заряд.

При длительных перерывах электроснабжения, будет правильно использовать качественный стационарный дизельный генератор с водяным охлаждением и расположенный в отдельном помещении. Но и цена покупки и обустройства будет сравнима с ценой нового автомобиля. Правда и в этом случае у вас будут перерывы в электроснабжении длительностью 2-10 минут для запуска генератора.

При коротких и средних перерывах намного выгоднее и практичнее ставить систему резервирования на ИБП. Особенно если вы не постоянно проживаете в доме. Такая система автоматически и со 100% надежностью не даст отключиться системе отопления в зимний период или не оставит систему охраны без питания ни на секунду. Даже если во время аварии на внешней линии электроснабжения вы находитесь в доме, то достаточно отключить лишних потребителей электроэнергии, чтобы время автономной работы ИБП увеличивается в разы. В тоже время, генератор этим похвастаться не может.

При подборе инвертора руководствуйтесь продолжительностью возможного отключения электричества. Чаще всего системы бесперебойного питания рассчитывают на срок автономной работы от 4-6 до 16-24 часов.

Эксплуатация и сервис  

Все генераторы имеют механические узлы и детали, подверженные износу и перегреву. Для обеспечения их правильной работы предусмотрены периоды техобслуживания, которые должны делать специалисты. При плохом техобслуживании или его пропусках, двигатель генератора выходит из строя. Обычный срок эксплуатации недорогого бензинового или дизельного генератора с воздушным охлаждением варьируется в диапазоне от 200 до 500 моточасов. Генераторы с водяным охлаждением могут работать при правильном обслуживании до 7000 часов. Для работы генераторов необходимы расходные и горюче-смазочные материалы. В среднем затраты на ТО оцениваются как 20-30% от стоимости топлива, выработанного в межсервисный период – это также надо учитывать при планировании покупки генератора.

Инверторы и ИБП – системы в высоким сроком службы. Инверторы не имеют механических деталей и узлов (за исключением вентиляторов), и, при правильно выбранном продукте срок эксплуатации их составляет до 10 и более лет. Периодическое техобслуживание не помешает и этим системам – обычно это очистка вентиляторов от пыли и проверка баланса АКБ. В зависимости от запыленности места установки прибора, вентиляторы и систему охлаждения необходимо очищать от пыли один раз в 1-2 года.

Шум и выделение выхлопных газов

Шум генератора можно устранить за счет установки его вдали от жилого пространства и оборудования специального помещения с шумозащитой. Если эти условия не выполняются, работающий генератор слышен в доме. Сам по себе шум достаточно громкий и может причинить дискомфорт как вам, так и вашим соседям. А вот с выхлопными газами генератора просто так побороться сложно. Единственный вариант отдалить генератор настолько далеко, чтобы выхлопные газы рассеивались не доходя до вашего дома.

Инверторы и ИБП – практически бесшумны и не выделяют никаких газов. Если они установлены в отдельном от людей помещении, то их вообще не слышно — уровень шума составляет 25-40 дБ (аналогичен шуму кулера компьютера).

Для устранения шума генератора необходимо обустраивать место его установки. ИБП лишен этого недостатка благодаря естественному отсутствию производимых шумов.

Место установки

Для работы бензинового или дизельного генератора обустраивается специальное помещение с особыми нормами безопасности. Это может быть периферийное строение на участке, гараж или отведенное помещение в доме. На площадке обеспечивается вентиляция и газоотведение, а также шумоизоляция разных типов. Силовые линии проводятся от генератора в дом.

Для установки ИБП подбирается сухое вентилируемое помещение. Температура воздуха в помещении должна быть выше ноля, хотя они прекрасно работают и при отрицательных температурах до минус 10-25 градусов. ИБП объективно проще и дешевле генераторов в установке.

Выводы из сравнительного анализа генератора и ИБП:

· Стоимость генераторов и инверторов вариативна и имеет значительный разброс от марки и типа. При одинаковом уровне качества, инвертор обычно дешевле генератора. При установка генераторов требует затрат, что делает решение на инверторах/ИБП еще более выгодным.

· ИБП обеспечивает бесперебойное питание приемника, генератор не имеет такой возможности без дополнительно установленного оборудования.

  · Продолжительность автономной работы ИБП зависит от нагрузки. На генераторы этот параметр влияет мало. Генераторы предпочтительнее устанавливать при систематическом отключении электричества на срок от суток и более.

· Качество подаваемого напряжения у ИБП несравнимо выше и подходит для питания чувствительных к этому параметру электроприборов. Генераторы, за исключением дорогих, не могут обеспечить высокое качество электричества.

· ИБП неприхотливы в использовании и не требуют проведения трудозатратных сервисных работ. Их срок службы больше чем у генераторов.

· ИБП, в отличие от генераторов, бесшумны и не выделяют выхлопных газов.

· Установка генератора требует наличия подходящего места с вентиляцией, системой газоотведения и, зачастую, бетонной площадки. ИБП для работы требуется любое подсобное помещение с вентиляцией и нормальной влажность.


Электрогенератор | инструмент | Британника

Полная статья

Электрогенератор , также называемый динамо , любая машина, преобразующая механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям. Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость.Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидротурбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, получаемый за счет тепла сгорания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели. Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для электроснабжения сетей, вырабатывают переменный ток, полярность которого меняется на фиксированную частоту (обычно 50 или 60 циклов или двойное изменение полярности в секунду).Поскольку несколько генераторов подключены к электросети, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основная причина выбора переменного тока для электрических сетей заключается в том, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электрическую энергию при любом напряжении и токе, которые она генерирует, в высокое напряжение и низкий ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд).Конкретная используемая форма переменного тока представляет собой синусоидальную волну, которая имеет форму, показанную на рисунке 1. Это было выбрано, потому что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены и имеют такая же форма возникает в результате. В идеале все напряжения и токи должны иметь синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для получения этой формы с максимальной точностью. Это станет очевидным, когда ниже будут описаны основные компоненты и характеристики такого генератора.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Ротор

Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазы, вырезанные на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре к статору, приблизительно синусоидально распределяется по периферии ротора.На рисунке 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что соответствует синусоидальному распределению.

Элементарный синхронный генератор.

Британская энциклопедия, Inc.

Статор простейшего генератора на рисунке 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего легкий путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в утюге, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора.Катушка обычно состоит из нескольких витков.

Когда ротор вращается, в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окруженное катушкой, изменяется со временем, то есть скорости, с которой магнитное поле проходит через две стороны катушки. Таким образом, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернут на 90 ° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении на 180 ° позже.Форма волны напряжения будет примерно синусоидальной формы, показанной на рисунке 1.

Конструкция ротора генератора на рисунке 2 имеет два полюса: один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий полюс для потока, направленного внутрь. Одна полная синусоида индуцируется в обмотке статора за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрического выходного сигнала, измеренная в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 Гц, например, первичный двигатель и скорость ротора должны быть 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту.Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть чрезмерной из-за механического напряжения. В этом случае ротор генератора спроектирован с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90 °. Напряжение, индуцированное в катушке статора, которая охватывает аналогичный угол 90 °, будет состоять из двух полных синусоидальных волн на оборот. Таким образом, требуемая частота вращения ротора для частоты 60 Гц составляет 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, например, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов.Возможные значения скорости вращения ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — количество полюсов.

Электрогенератор | инструмент | Британника

Полная статья

Электрогенератор , также называемый динамо , любая машина, преобразующая механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям.Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидротурбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, получаемый за счет тепла сгорания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели.Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для электроснабжения сетей, вырабатывают переменный ток, полярность которого меняется на фиксированную частоту (обычно 50 или 60 циклов или двойное изменение полярности в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электросети, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основная причина выбора переменного тока для электрических сетей заключается в том, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электрическую энергию при любом напряжении и токе, которые она генерирует, в высокое напряжение и низкий ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Частной формой переменного тока является синусоида, которая имеет форму, показанную на рисунке 1.Это было выбрано, потому что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены, и в результате они имеют одинаковую форму. В идеале все напряжения и токи должны иметь синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для получения этой формы с максимальной точностью. Это станет очевидным, когда ниже будут описаны основные компоненты и характеристики такого генератора.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Ротор

Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазы, вырезанные на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре к статору, приблизительно синусоидально распределяется по периферии ротора.На рисунке 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что соответствует синусоидальному распределению.

Элементарный синхронный генератор.

Британская энциклопедия, Inc.

Статор простейшего генератора на рисунке 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего легкий путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в утюге, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора.Катушка обычно состоит из нескольких витков.

Когда ротор вращается, в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окруженное катушкой, изменяется со временем, то есть скорости, с которой магнитное поле проходит через две стороны катушки. Таким образом, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернут на 90 ° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении на 180 ° позже.Форма волны напряжения будет примерно синусоидальной формы, показанной на рисунке 1.

Конструкция ротора генератора на рисунке 2 имеет два полюса: один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий полюс для потока, направленного внутрь. Одна полная синусоида индуцируется в обмотке статора за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрического выходного сигнала, измеренная в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 Гц, например, первичный двигатель и скорость ротора должны быть 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту.Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть чрезмерной из-за механического напряжения. В этом случае ротор генератора спроектирован с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90 °. Напряжение, индуцированное в катушке статора, которая охватывает аналогичный угол 90 °, будет состоять из двух полных синусоидальных волн на оборот. Таким образом, требуемая частота вращения ротора для частоты 60 Гц составляет 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, например, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов.Возможные значения скорости вращения ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — количество полюсов.

Электрогенератор | инструмент | Британника

Полная статья

Электрогенератор , также называемый динамо , любая машина, преобразующая механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям.Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидротурбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, получаемый за счет тепла сгорания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели.Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для электроснабжения сетей, вырабатывают переменный ток, полярность которого меняется на фиксированную частоту (обычно 50 или 60 циклов или двойное изменение полярности в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электросети, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основная причина выбора переменного тока для электрических сетей заключается в том, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электрическую энергию при любом напряжении и токе, которые она генерирует, в высокое напряжение и низкий ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Частной формой переменного тока является синусоида, которая имеет форму, показанную на рисунке 1.Это было выбрано, потому что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены, и в результате они имеют одинаковую форму. В идеале все напряжения и токи должны иметь синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для получения этой формы с максимальной точностью. Это станет очевидным, когда ниже будут описаны основные компоненты и характеристики такого генератора.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Ротор

Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазы, вырезанные на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре к статору, приблизительно синусоидально распределяется по периферии ротора.На рисунке 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что соответствует синусоидальному распределению.

Элементарный синхронный генератор.

Британская энциклопедия, Inc.

Статор простейшего генератора на рисунке 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего легкий путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в утюге, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора.Катушка обычно состоит из нескольких витков.

Когда ротор вращается, в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окруженное катушкой, изменяется со временем, то есть скорости, с которой магнитное поле проходит через две стороны катушки. Таким образом, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернут на 90 ° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении на 180 ° позже.Форма волны напряжения будет примерно синусоидальной формы, показанной на рисунке 1.

Конструкция ротора генератора на рисунке 2 имеет два полюса: один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий полюс для потока, направленного внутрь. Одна полная синусоида индуцируется в обмотке статора за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрического выходного сигнала, измеренная в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 Гц, например, первичный двигатель и скорость ротора должны быть 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту.Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть чрезмерной из-за механического напряжения. В этом случае ротор генератора спроектирован с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90 °. Напряжение, индуцированное в катушке статора, которая охватывает аналогичный угол 90 °, будет состоять из двух полных синусоидальных волн на оборот. Таким образом, требуемая частота вращения ротора для частоты 60 Гц составляет 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, например, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов.Возможные значения скорости вращения ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — количество полюсов.

Электрогенератор | инструмент | Британника

Полная статья

Электрогенератор , также называемый динамо , любая машина, преобразующая механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям.Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидротурбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, получаемый за счет тепла сгорания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели.Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для электроснабжения сетей, вырабатывают переменный ток, полярность которого меняется на фиксированную частоту (обычно 50 или 60 циклов или двойное изменение полярности в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электросети, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основная причина выбора переменного тока для электрических сетей заключается в том, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электрическую энергию при любом напряжении и токе, которые она генерирует, в высокое напряжение и низкий ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Частной формой переменного тока является синусоида, которая имеет форму, показанную на рисунке 1.Это было выбрано, потому что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены, и в результате они имеют одинаковую форму. В идеале все напряжения и токи должны иметь синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для получения этой формы с максимальной точностью. Это станет очевидным, когда ниже будут описаны основные компоненты и характеристики такого генератора.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Ротор

Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазы, вырезанные на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре к статору, приблизительно синусоидально распределяется по периферии ротора.На рисунке 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что соответствует синусоидальному распределению.

Элементарный синхронный генератор.

Британская энциклопедия, Inc.

Статор простейшего генератора на рисунке 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего легкий путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в утюге, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора.Катушка обычно состоит из нескольких витков.

Когда ротор вращается, в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окруженное катушкой, изменяется со временем, то есть скорости, с которой магнитное поле проходит через две стороны катушки. Таким образом, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернут на 90 ° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении на 180 ° позже.Форма волны напряжения будет примерно синусоидальной формы, показанной на рисунке 1.

Конструкция ротора генератора на рисунке 2 имеет два полюса: один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий полюс для потока, направленного внутрь. Одна полная синусоида индуцируется в обмотке статора за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрического выходного сигнала, измеренная в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 Гц, например, первичный двигатель и скорость ротора должны быть 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту.Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть чрезмерной из-за механического напряжения. В этом случае ротор генератора спроектирован с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90 °. Напряжение, индуцированное в катушке статора, которая охватывает аналогичный угол 90 °, будет состоять из двух полных синусоидальных волн на оборот. Таким образом, требуемая частота вращения ротора для частоты 60 Гц составляет 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, например, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов.Возможные значения скорости вращения ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — количество полюсов.

Как генератор вырабатывает электроэнергию? Статья о том, как работают генераторы

Генераторы

— это полезные устройства, которые подают электроэнергию во время отключения электроэнергии и предотвращают прерывание повседневной деятельности или прерывание бизнес-операций. Генераторы доступны в различных электрических и физических конфигурациях для использования в различных приложениях.В следующих разделах мы рассмотрим, как работает генератор, основные компоненты генератора и как генератор работает в качестве вторичного источника электроэнергии в жилых и промышленных помещениях.

Как работает генератор?

Электрический генератор — это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электрическую энергию на выходе.

Важно понимать, что генератор на самом деле не «создает» электрическую энергию.Вместо этого он использует подводимую к нему механическую энергию, чтобы заставить движение электрических зарядов, присутствующих в проводе его обмоток, через внешнюю электрическую цепь. Этот поток электрических зарядов составляет выходной электрический ток, подаваемый генератором. Этот механизм можно понять, рассматривая генератор как аналог водяного насоса, который вызывает поток воды, но фактически не «создает» воду, текущую через него.

Современный генератор работает на принципе электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем в 1831-32 гг.Фарадей обнаружил, что вышеупомянутый поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, такого как провод, содержащий электрические заряды, в магнитном поле. Это движение создает разность напряжений между двумя концами провода или электрического проводника, что, в свою очередь, вызывает протекание электрических зарядов, генерируя электрический ток.

Основные компоненты генератора

Основные компоненты электрогенератора можно в общих чертах классифицировать следующим образом:

  • Двигатель
  • Генератор
  • Топливная система
  • Регулятор напряжения
  • Системы охлаждения и выхлопа
  • Система смазки
  • Зарядное устройство
  • Панель управления
  • Основной узел / рама
Ниже приводится описание основных компонентов генератора.
Двигатель

Двигатель является источником подводимой механической энергии к генератору. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может выдать генератор. При оценке двигателя вашего генератора необходимо учитывать несколько факторов. Для получения полных рабочих характеристик двигателя и графиков технического обслуживания необходимо проконсультироваться с производителем двигателя.

(a) Тип используемого топлива — двигатели генераторов работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном состоянии) или природный газ. Меньшие двигатели обычно работают на бензине, в то время как более крупные двигатели работают на дизельном топливе, жидком пропане, пропане или природном газе. Некоторые двигатели также могут работать на двойной подаче дизельного и газового топлива в двухтопливном режиме.

(b) Двигатели с верхним расположением клапанов (OHV) по сравнению с двигателями без OHV — двигатели OHV отличаются от других двигателей тем, что впускные и выпускные клапаны двигателя расположены в головке цилиндра двигателя, а не на двигателе. блокировать.Двигатели OHV имеют ряд преимуществ перед другими двигателями, такими как:

• Компактная конструкция
• Более простой рабочий механизм
• Прочность
• Удобство в эксплуатации
• Низкий уровень шума при работе
• Низкий уровень выбросов

Однако OHV-двигатели также дороже других двигателей.

(c) Чугунная гильза (CIS) в цилиндре двигателя — CIS — это накладка в цилиндре двигателя.Это снижает износ и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство двигателей OHV оснащены системой CIS, но очень важно проверить наличие этой особенности в двигателе генератора. CIS — это не дорогая функция, но она играет важную роль в долговечности двигателя, особенно если вам нужно использовать генератор часто или в течение длительного времени.

Генератор

Генератор переменного тока, также известный как «генератор», представляет собой часть генератора, которая вырабатывает электрическую мощность за счет механического входа, подаваемого двигателем.Он содержит набор неподвижных и подвижных частей, заключенных в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электричество.

(а) Статор — это стационарный компонент. Он содержит набор электрических проводников, намотанных катушками на железный сердечник.

(b) Ротор / Якорь — это движущийся компонент, который создает вращающееся магнитное поле одним из следующих трех способов:

(i) Индукционным — они известны как бесщеточные генераторы переменного тока и обычно используются в больших генераторах.
(ii) Постоянными магнитами — это обычное дело в небольших генераторах переменного тока.
(iii) Использование возбудителя. Возбудитель представляет собой небольшой источник постоянного тока (DC), который питает ротор через совокупность токопроводящих контактных колец и щеток.

Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое вызывает разность напряжений между обмотками статора. Это производит переменный ток (AC) на выходе генератора.

При оценке генератора переменного тока необходимо учитывать следующие факторы:

(a) Металлический корпус по сравнению с пластиковым корпусом — цельнометаллическая конструкция обеспечивает долговечность генератора.Пластиковые корпуса со временем деформируются, что приводит к обнажению движущихся частей генератора. Это увеличивает износ и, что более важно, опасно для пользователя.

(b) Шариковые подшипники по сравнению с игольчатыми подшипниками. Шариковые подшипники предпочтительнее и служат дольше.

(c) Бесщеточная конструкция — генератор переменного тока, в котором не используются щетки, требует меньшего обслуживания и вырабатывает более чистую мощность.

Топливная система

Топливный бак обычно имеет достаточную емкость, чтобы генератор работал в среднем от 6 до 8 часов.В случае небольших генераторных установок топливный бак является частью опорной рамы генератора или устанавливается наверху рамы генератора. Для коммерческого использования может потребоваться монтаж и установка внешнего топливного бака. Все подобные установки должны быть одобрены Управлением городского планирования. Щелкните следующую ссылку для получения дополнительных сведений о топливных баках для генераторов.

Общие характеристики топливной системы включают следующее:

(a) Трубопровод от топливного бака к двигателю — линия подачи направляет топливо из бака в двигатель, а обратная линия направляет топливо от двигателя в бак.

(b) Вентиляционная труба для топливного бака — Топливный бак имеет вентиляционную трубу для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и опорожнения бака. При заправке топливного бака убедитесь, что металл-металл соприкасается с заправочной форсункой и топливным баком, чтобы избежать искр.

(c) Переливное соединение от топливного бака к сливной трубе — это необходимо для того, чтобы любой перелив во время заправки бака не вызывал разлив жидкости на генераторную установку.

(d) Топливный насос — перекачивает топливо из основного накопительного бака в дневной.Топливный насос обычно работает от электричества.

(e) Топливный водоотделитель / топливный фильтр — он отделяет воду и посторонние вещества от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.

(f) Топливная форсунка — распыляет жидкое топливо и распыляет необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.


Регулятор напряжения
Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора.Механизм описан ниже для каждого компонента, который участвует в циклическом процессе регулирования напряжения.

(1) Регулятор напряжения: преобразование переменного напряжения в постоянный ток — регулятор напряжения принимает небольшую часть выходного переменного напряжения генератора и преобразует его в постоянный ток. Затем регулятор напряжения подает этот постоянный ток на набор вторичных обмоток статора, известных как обмотки возбудителя.

(2) Обмотки возбудителя: преобразование постоянного тока в переменный — обмотки возбудителя теперь работают аналогично первичным обмоткам статора и генерируют небольшой переменный ток.Обмотки возбудителя подключены к блокам, известным как вращающиеся выпрямители.

(3) Вращающиеся выпрямители: преобразование переменного тока в постоянный — они выпрямляют переменный ток, генерируемый обмотками возбудителя, и преобразуют его в постоянный ток. Этот постоянный ток подается на ротор / якорь для создания электромагнитного поля в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора / якоря.

(4) Ротор / якорь: преобразование постоянного тока в переменное напряжение — ротор / якорь теперь индуцирует большее переменное напряжение на обмотках статора, которое генератор теперь производит как большее выходное переменное напряжение.

Этот цикл продолжается до тех пор, пока генератор не начнет выдавать выходное напряжение, эквивалентное его полной рабочей мощности. По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Когда генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает постоянный ток, ровно столько, чтобы поддерживать выходную мощность генератора на полном рабочем уровне.

Когда вы добавляете нагрузку к генератору, его выходное напряжение немного падает.Это вызывает действие регулятора напряжения, и начинается вышеуказанный цикл. Цикл продолжается до тех пор, пока выходная мощность генератора не достигнет своей первоначальной полной рабочей мощности.

Система охлаждения и выпуска
(а) Система охлаждения
Продолжительное использование генератора вызывает нагрев различных его компонентов. Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода тепла, выделяемого в процессе.

Неочищенная / пресная вода иногда используется в качестве охлаждающей жидкости для генераторов, но в основном это ограничивается конкретными ситуациями, такими как небольшие генераторы в городских условиях или очень большие агрегаты мощностью более 2250 кВт и выше.Водород иногда используется в качестве хладагента для обмоток статора больших генераторных установок, поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который содержит деминерализованную воду в качестве хладагента. Вот почему очень большие генераторы и малые электростанции часто имеют рядом с собой большие градирни. Для всех других распространенных применений, как жилых, так и промышленных, стандартный радиатор и вентилятор устанавливаются на генераторе и работают как основная система охлаждения.

Необходимо ежедневно проверять уровень охлаждающей жидкости в генераторе. Систему охлаждения и насос неочищенной воды следует промывать через каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать через каждые 2400 часов работы генератора. Генератор следует размещать на открытом и вентилируемом месте с достаточным притоком свежего воздуха. Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы со всех сторон генератора оставалось минимум 3 фута, чтобы обеспечить свободный поток охлаждающего воздуха.

(б) Выхлопная система
Выхлопные газы, выделяемые генератором, такие же, как выхлопные газы любого другого дизельного или газового двигателя, и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо обращаться должным образом. Следовательно, важно установить соответствующую выхлопную систему для удаления выхлопных газов. Этот момент невозможно переоценить, поскольку отравление угарным газом остается одной из наиболее частых причин смерти в пострадавших от урагана районах, потому что люди, как правило, даже не думают об этом, пока не становится слишком поздно.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть отдельно стоящими и не должны поддерживаться двигателем генератора. Выхлопные трубы обычно присоединяются к двигателю с помощью гибких соединителей, чтобы минимизировать вибрации и предотвратить повреждение выхлопной системы генератора. Выхлопная труба заканчивается снаружи и ведет от дверей, окон и других отверстий в дом или здание. Вы должны убедиться, что выхлопная система вашего генератора не подключена к выхлопной системе любого другого оборудования.Вам также следует проконсультироваться с местными городскими постановлениями, чтобы определить, нужно ли для эксплуатации вашего генератора получить разрешение от местных властей, чтобы убедиться, что вы соблюдаете местное законодательство и защитите себя от штрафов и других санкций.


Смазочная система
Поскольку генератор состоит из движущихся частей в своем двигателе, он требует смазки для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе.Уровень смазочного масла следует проверять каждые 8 ​​часов работы генератора. Вы также должны проверять отсутствие утечек смазки и менять смазочное масло каждые 500 часов работы генератора.


Зарядное устройство
ST e art функция генератора работает от батареи. Зарядное устройство поддерживает заряд аккумуляторной батареи генератора, подавая на нее точное «плавающее» напряжение. Если напряжение холостого хода очень низкое, аккумулятор останется недозаряженным.Если напряжение холостого хода очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства для аккумуляторов обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо регулировок или изменений каких-либо настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства устанавливается на уровне 2,33 В на элемент, что является точным значением напряжения холостого хода для свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядное устройство аккумулятора имеет изолированный выход постоянного напряжения, который мешает нормальному функционированию генератора.


Панель управления
Это пользовательский интерфейс генератора, в котором находятся электрические розетки и элементы управления. В следующей статье представлены дополнительные сведения о панели управления генератором. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.

(a) Электрический запуск и выключение — Панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор при отключении электроэнергии, контролируют генератор во время работы и автоматически отключают агрегат, когда он больше не нужен.

(b) Манометры двигателя. Различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет автоматически отключать генератор, когда любой из них превышает соответствующие пороговые уровни.

(c) Датчики генератора. На панели управления также есть счетчики для измерения выходного тока и напряжения, а также рабочей частоты.

(d) Другие элементы управления — переключатель выбора фазы, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) среди прочего.

Основной узел / рама

Все генераторы, переносные или стационарные, имеют индивидуальные корпуса, которые обеспечивают структурную опору основания. Рама также позволяет заземлить генерируемые элементы в целях безопасности.

Как работают генераторы | Электрогенераторы

Какие части у электрического генератора?

Генератор состоит из девяти частей, и все они играют роль в передаче энергии туда, где она больше всего нужна.Части генератора:

  1. Двигатель. Двигатель подает энергию на генератор. Мощность двигателя определяет, сколько электроэнергии может обеспечить генератор.
  1. Генератор . Здесь происходит преобразование механической энергии в электрическую. Генератор, также называемый «genhead», содержит как движущиеся, так и неподвижные части, которые работают вместе, создавая электромагнитное поле и движение электронов, которые генерируют электричество.
  1. Топливная система . Топливная система позволяет генератору производить необходимую энергию. Система включает топливный бак, топливный насос, трубопровод, соединяющий бак с двигателем, и возвратный трубопровод. Топливный фильтр удаляет мусор до того, как он попадет в двигатель, а форсунка нагнетает топливо в камеру сгорания.
  1. Регулятор напряжения . Этот компонент помогает контролировать напряжение вырабатываемой электроэнергии.Это также помогает преобразовать электричество из переменного тока в постоянный, если это необходимо.
  1. Системы охлаждения и выхлопа . Генераторы выделяют много тепла. Система охлаждения предотвращает перегрев машины. Выхлопная система направляет и удаляет дымовую форму во время работы.
  1. Система смазки . Внутри генератора много маленьких движущихся частей. Очень важно смазать их соответствующим образом моторным маслом, чтобы обеспечить бесперебойную работу и защитить их от чрезмерного износа.Уровни смазки следует проверять регулярно, каждые 8 ​​часов работы.
  1. Зарядное устройство . Батареи используются для запуска генератора. Зарядное устройство для батареи — это полностью автоматический компонент, который обеспечивает готовность батареи к работе в случае необходимости, подавая на нее постоянное низкое напряжение.
  1. Панель управления . Панель управления контролирует все аспекты работы генератора от скорости запуска и работы до выходов.Современные устройства даже способны определять падение или отключение электроэнергии и могут автоматически запускать или выключать генератор.
  1. Основной узел / рама . Это корпус генератора. Это та часть, которую мы видим; структура, которая держит все это на месте.

Какое топливо нужно для электрогенераторов?

Современные электрические генераторы доступны во многих вариантах заправки топливом. Дизель-генераторы — самые популярные промышленные генераторы на рынке.К бытовым генераторам чаще всего относятся: генераторы природного газа или генераторы пропана, в то время как портативные генераторы меньшего размера обычно работают на бензине, дизельном топливе или пропане. Некоторые генераторы могут работать на двух видах топлива и работают как на бензине, так и на дизельном топливе.

Топливные баки генератора

Топливная система обеспечивает генератор необходимым сырьем для выработки электроэнергии, инициируя процесс внутреннего сгорания. Без топлива не может происходить горение, и генератор не может преобразовывать механическую энергию в электрическую.Топливо для генератора необходимо хранить на месте, чтобы генератор можно было сразу же запустить в работу, когда это необходимо.

В зависимости от типа генератора и его применения топливные баки могут быть установлены на раме генератора или могут быть внешними баками, расположенными далеко от самого генератора. Как правило, чем больше генератор и чем дольше он должен работать, тем больше топливный бак. Топливо для генератора хранится в баках разной емкости, в зависимости от предполагаемого использования генератора и требуемой мощности.Танки можно размещать над землей, под землей или под базой. Резервуары вспомогательной базы предназначены для хранения менее 1000 галлонов топлива и расположены над землей, но ниже основания генераторной установки.

Надземные и подземные резервуары для хранения топлива генератора — лучший выбор для нужд большой емкости. Подземные резервуары для хранения более дороги в установке, но они, как правило, служат дольше, поскольку защищены от непогоды. У обоих типов резервуаров для хранения топлива есть свои плюсы и минусы, но вы не будете одиноки в принятии решения.Топливные баки генераторов и топливные системы генераторов должны соответствовать нескольким требованиям и допускам, прежде чем их можно будет установить, независимо от того, предназначена ли установка для жилого или коммерческого использования.

Основной кодекс, регулирующий топливные баки генератора в Соединенных Штатах, — это Кодексы и стандарты Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), в частности разделы NFPA 30 и NFPA 37. Таким образом, все запросы на топливный бак генератора должны подаваться в Государственную пожарную службу. Маршалла для утверждения.

Чтобы определить минимальную требуемую емкость топливного бака, вам нужно подумать о том, как вы собираетесь использовать генератор.В случае кратковременных или нечастых отключений электроэнергии может быть приемлемым резервный генератор с меньшим резервуаром для хранения, однако вам нужно будет наполнять резервуар чаще, чем вам нужно будет заправлять резервуары большего размера. Резервуары большего размера могут потребоваться, если вы планируете снабжать энергией крупный коммерческий объект основным генератором или если вы подвержены длительным и частым перебоям в подаче электроэнергии.

Ваш поставщик генератора может помочь вам определить оптимальный размер топливного бака, чтобы у вас было достаточно топлива, когда оно вам понадобится.Еще одна вещь, о которой следует помнить как при покупке генератора, так и при выборе топливного бака для генератора, — это стоимость и доступность топлива в вашем регионе. Перед покупкой генератора рекомендуется поговорить с местными поставщиками топлива, чтобы получить лучшее представление о стоимости и логистике, связанных с получением топлива для генератора.

Выхлопные системы и средства контроля выбросов генератора

Поскольку машины, работающие на ископаемом топливе и работающие непрерывно, даже если это время работы нестабильно, генераторы должны быть оснащены компонентами для их охлаждения и фильтрации выбросов.Системы охлаждения и вентиляции генераторов уменьшают и отводят тепло различными способами:

  • Вода. Для охлаждения компонентов генератора можно использовать воду. Этот тип системы охлаждения обычно ограничен конкретными ситуациями или очень большими установками мощностью 2250 кВт и выше.
  • Водород. Водород — очень эффективный хладагент, который используется для поглощения тепла, выделяемого работающим генератором. Тепло передается теплообменнику и вторичному охлаждающему контуру, которые часто расположены в больших местных градирнях.
  • Радиаторы и вентиляторы. Генераторы меньшего размера охлаждаются за счет комбинации стандартного радиатора и вентилятора.

Пары, выделяемые генераторами, аналогичны выхлопным газам других бензиновых или дизельных двигателей. В их состав входят токсичные химические вещества, такие как углекислый газ, который необходимо отфильтровать и удалить из выбросов. Выхлопная система генератора справляется с этой задачей.

Выхлопные трубы подсоединены к двигателю, где они направляют дым вверх, наружу и от генератора и установки.Труба выходит за пределы здания, в котором находится генератор, и должна заканчиваться далеко от дверей, окон и других зон забора воздуха.

Помимо выхлопных систем, некоторые генераторы подлежат федеральному контролю за выбросами. Контролируемые выбросы генератора: оксид азота (NOx), углеводороды, оксид углерода (CO) и твердые частицы.

В целом аварийные генераторы и генераторы, которые работают менее 100 часов в год, не подпадают под федеральные требования по выбросам генераторов, однако постоянно установленные основные генераторы и резервные генераторы подчиняются федеральным требованиям по выбросам в соответствии с тремя правилами EPA:

  • Национальный стандарт выбросов опасных загрязнителей воздуха (NESHAP) — для поршневых двигателей внутреннего сгорания (RICE). 40 Свод федеральных правил, часть 63, подраздел ZZZZ. Также известно как правило RICE.
  • New Source Performance Standards (NSPS) — Стандарты производительности для стационарных двигателей с искровым зажиганием . 40 CFR, часть 60, подраздел JJJJ. Также известно как правило NSPS с искровым зажиганием.
  • Стандарты характеристик стационарных двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия . 40 Свода федеральных правил, часть 60, подраздел IIII. Также известно как правило сжатия зажигания NSPS.

Хорошая новость заключается в том, что многие новые генераторные установки уже соответствуют стандартам выбросов генераторов благодаря производственным усовершенствованиям. Старые генераторы могут быть заменены на устаревшие, что делает их освобожденными от федеральных правил и подчиняется только государственным и местным стандартам выбросов. Требования к контролю выбросов различаются в зависимости от производителя, размера генератора и даты производства, поэтому лучший способ определить ваши требования к выбросам — поговорить с продавцом или производителем генератора.

Для более глубокого изучения нормативов выбросов см. Этот официальный документ Cummins «Влияние нормативов выбросов Уровня 4 на энергетическую отрасль».

Панель управления генератора и автоматический переключатель резерва (АВР)

Одним из важнейших компонентов современных генераторов является панель управления генератором. Панель управления — это мозг генератора, а также пользовательский интерфейс генератора; точка, в которой вы будете получать доступ и управлять работой генератора.

Многие панели управления оснащены автоматическим переключателем резерва (АВР), который постоянно контролирует поступающую мощность. Когда уровень мощности падает или полностью отключается, АВР сигнализирует панели управления о запуске генератора.Аналогичным образом, когда поступающее питание восстанавливается, ATS сигнализирует панели управления о необходимости выключить генератор и повторно подключается к электросети.

В дополнение к круглосуточному мониторингу, панель управления генератором предоставляет менеджерам сайта обширную информацию:

  • Манометры двигателя предоставляют важную информацию об уровнях масла и жидкости, напряжении аккумуляторной батареи, частоте вращения двигателя и часах работы. Во многих генераторах панель даже автоматически отключает двигатель, когда обнаруживает проблему с уровнями жидкости или другими аспектами работы генератора.
  • Генераторные датчики предоставляют ценную информацию о выходном токе, напряжении и рабочей частоте.

Какой вид обслуживания требует генератор?

Генераторы

представляют собой двигатели и требуют регулярного технического обслуживания двигателя для обеспечения надлежащей работы. Поскольку многие генераторы обеспечивают резервное питание в случае аварийных ситуаций, операторам крайне важно проводить регулярные проверки и инспекции своих генераторных установок, чтобы гарантировать, что машина будет работать по мере необходимости, когда это необходимо.

Лучшая программа техобслуживания генератора — это та, которую рекомендует производитель, но, как минимум, все планы технического обслуживания генератора должны включать регулярное и текущее:

  • Осмотр и снятие изношенных деталей.
  • Проверка уровней жидкости, включая охлаждающую жидкость и топливо.
  • Осмотр и чистка аккумуляторной батареи.
  • Проведение теста банка нагрузки на генераторе и автоматическом переключателе.
  • Проверка панели управления на точность показаний и индикаторов.
  • Замена воздушного и топливного фильтров.
  • Осмотр системы охлаждения.
  • Смазка деталей по мере необходимости.

Обязательно ведите журнал обслуживания для ведения записей. Включите все показания, уровни жидкости и т. Д., А также дату и показания счетчика моточасов генератора. Эти записи можно сравнить с будущими записями и использовать для помощи в обнаружении отклонений или изменений в работе, которые могут указать вам на скрытые проблемы, которые могут стать серьезными проблемами, если их не проверить.

Генераторы

могут прослужить десятилетия при правильном обслуживании. Эти простые небольшие вложения со временем окупятся за счет экономии на дорогостоящем ремонте или даже полной замене генератора. Если техническое обслуживание генератора не является делом, которым вы можете управлять самостоятельно, многие дилеры генераторов предлагают контракты на техническое обслуживание или могут порекомендовать квалифицированных специалистов по техническому обслуживанию, которые помогут вам поддерживать генератор в отличном состоянии год за годом. Это время и деньги, потраченные не зря, если они могут поддерживать ваш бизнес в рабочем состоянии при отключении электроэнергии.

Что такое генератор и как он работает?

История генераторов восходит к открытиям Майклом Фарадеем электромагнитной индукции, динамо-машине Вернера фон Сименса и асинхронному двигателю Николы Тесла. Генератор обеспечивает электроэнергией, а электрические генераторы, установленные на электростанциях, обеспечивают почти всю мощность для современных электрических сетей.

Подмножество генераторов — это двигатель-генератор (иногда называемый генераторной установкой), который объединяет двигатель и генератор.Генератор (часто и в дальнейшем именуемый просто генератором) вырабатывает электроэнергию независимо от сети. В результате они играют решающую роль в сегодняшней структуре власти.

Современная генераторная установка HIPOWER в звукоизолированном корпусе.

Функции и использование генератора

Электричество — это источник жизненной силы современного общества. Практически каждому бизнесу и дому требуется постоянный источник энергии для надежной работы. В конце концов, электричество — это то, что мы используем для питания света, компьютерного оборудования и электроники, а также наших систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Тем не менее, электроэнергия — это товар, который часто считается само собой разумеющимся, потому что массивные электрические сети делают электричество легкодоступным.

Тем не менее, городское электроснабжение подвержено сбоям из-за нескольких факторов, в том числе:

  • Ненастная погода
  • Неисправности компьютера
  • Человеческая ошибка

Также важно понимать, что некоторые предприятия, такие как горнодобывающие предприятия или новые жилые комплексы, должны работать за пределами энергосистемы.Такие проблемы подчеркивают основное функциональное преимущество генератора, которое заключается в подаче основного или резервного питания.

Преимущества генераторов

Генераторы

играют важную роль во многих домах и предприятиях, включая больницы, медицинские учреждения, компьютерные центры, центры обработки данных и строительные площадки. Вот несколько общих преимуществ:

  • Обеспечение резервного питания в случае отключения электроэнергии в электросети
  • Для предприятий генераторы являются разумным вложением средств и защищают компанию от перебоев в подаче электроэнергии и сбоев, которые в противном случае привели бы к значительным финансовым потерям, рискам безопасности и, в случае больниц и медицинских учреждений, к гибели людей
  • Обеспечение электропитания инструментов и оборудования на удаленных объектах, где инфраструктура энергосистемы недоступна
  • Повышение безопасности в домах и на предприятиях за счет поддержания работоспособности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
  • Может быть автономным или подключенным к зданиям в дополнение к муниципальной электросети
  • Произведите экономию, которая со временем превысит его закупочную цену, благодаря их чрезвычайной прочности
  • Обеспечьте экономию за счет перехода на питание от резервного генератора во время пикового спроса в сети и цен

Детали генератора

Генераторы

имеют несколько основных частей, которые помогают превращать бензин, солнечную энергию или дизельное топливо в электричество, пригодное для использования в коммерческих, жилых, промышленных и муниципальных зданиях.Хотя генераторы не требуют значительного технического обслуживания, важно понимать основные компоненты на тот случай, если потребуются определенные запасные части или общее техническое обслуживание.

  • Генератор — компонент, преобразующий механическую энергию в электричество
  • Зарядное устройство — Аккумулятор и система зарядки, необходимые для запуска генератора
  • Панель управления — переключатели и кнопки, управляющие работой генератора
  • Двигатель — первичный компонент генератора.Обычно работает на дизельном топливе или природном газе
  • Топливная система — резервуары и шланги, по которым газ или дизельное топливо подается к двигателю
  • Регулятор напряжения — контролирует величину напряжения, производимого системой, и преобразует ток переменного тока в ток постоянного тока

Промышленный дизельный двигатель Caterpillar 3406D.

Как работает генератор? Понимание механики

Чтобы понять механику генератора энергии, нам нужно только широко взглянуть на свойства энергии, которые управляют окружающим миром.Все, что движется, светится или гудит, будь то органическое или искусственное, преобразует один тип энергии в другой. Человеческое тело превращает пищу и питательные вещества в физическую энергию. Радио преобразует электрические токи в звуковую энергию. Даже огромное количество электроэнергии, доступной населению, вырабатывается из других источников; например, плотина Гувера преобразует гравитационное притяжение воды (гидроэнергетика) в электрическую энергию для всего Лас-Вегаса и его окрестностей.Газовые и дизельные генераторы работают по одному простому принципу. Они превращают механическую энергию в электрическую.

Генераторы работают так же, как автомобили

Принцип работы генератора очень похож на автомобильный, и механические компоненты работают во многом таким же образом. Как и в вашем обычном автомобиле, в генераторе используется сверхмощная перезаряжаемая батарея для включения и поддержания базового уровня энергии. Генератор также оснащен топливным баком, который снабжает его двигатель необходимыми ресурсами для выработки механической энергии.Многие генераторы даже работают на том же топливе, которое используется в автомобилях, хотя есть и другие варианты. Меньшие бытовые разновидности часто работают на бензине, но более крупные промышленные генераторы обычно имеют дизельные двигатели или двигатели, работающие на природном газе. Независимо от типа топлива, двигатель работает совместно с генератором переменного тока. В этом генераторе находятся электрические проводники, которые реагируют на механическую энергию двигателя и преобразуют ее в полезную электрическую энергию.

Общие сведения об электрической мощности газовых и дизельных генераторов

Выходная электрическая мощность генератора измеряется в киловаттах.Это еще один знакомый термин, который не может передать какое-либо конкретное значение большинству людей. Так что же такое киловатт? Чтобы четко понять эту концепцию, мы должны упростить измерение:

1 кВт = 1000 Вт 1 Вт = 1 джоуль в секунду

Еще больше уменьшив:

1 джоуль = 1 ампер, проходящий через 1 Ом за 1 секунду

Проще говоря, ампер — это величина электрического заряда, а ом — величина сопротивления.Джоуль — это количество работы, необходимое для прохождения заряда через определенный уровень сопротивления. Чтобы концептуализировать это измерение энергии, может быть полезно представить крошечные болты, изо всех сил пытающиеся протолкнуть магнитное поле. В генераторе механическая энергия, поступающая в генератор переменного тока, вызывает электромагнитную реакцию, в результате чего возникает переменный ток (AC), который выделяется в виде электричества. Вот почему вилки бытовой электроники называют адаптерами переменного тока.

Как вы, возможно, догадались, чем больше зарядов (ампер) может пройти через поле сопротивления (Ом) в секунду, тем мощнее будет генератор.Вот почему промышленные генераторы довольно большие — они позволяют вырабатывать большое количество киловатт, чтобы обеспечить необходимое количество энергии для больших зданий или тяжелой техники. Совершенно необходимо, чтобы люди, покупающие генератор, независимо от того, предназначен ли он в качестве резервного или основного источника энергии, выбирали продукт, достаточно большой, чтобы удовлетворить их индивидуальные потребности в энергии.

Применение генератора

Некоторые общие и важные приложения для генераторов включают:

  • Поставка дополнительной мощности во время высокого спроса
  • Электроснабжение в районах, где отсутствует электросеть
  • Обеспечьте постоянное электроснабжение критических сред, таких как больницы, лаборатории и медицинские учреждения
  • Обеспечивает резервное копирование и дополнительное питание для центров обработки данных и провайдеров интернет-хостинга
  • Обеспечивает необходимую электроэнергию для строительных площадок, расположенных в метро и сельской местности
  • Обеспечивает необходимую мощность для морских операций
  • Поставка мобильной энергии для крупных рабочих площадок или сельских районов, которым требуется временное электроснабжение
  • Поставка дополнительного питания для телекоммуникационных систем
  • Обеспечение критически важной энергии в районах стихийных бедствий после ураганов

Для получения дополнительной информации см. Некоторые отрасли, которые мы обслуживаем для производства электроэнергии, а также некоторые повседневные применения генераторов.

Типы генераторов

Генераторы

обычно классифицируются в соответствии с типом топлива и мобильностью, хотя их можно разделить на категории по многим другим параметрам. К трем основным типам генераторов относятся:

  • Дизель-генераторы — Работают на дизельном топливе, обладают высокой эффективностью и надежностью работы и мощности. Обычно это генераторы среднего и крупного размера, которые могут использоваться для питания зданий и крупного оборудования
  • Генераторы природного газа — работают на природном газе.Отлично подходит для небольших операций, где требуется дополнительная мощность.
  • Переносные и мобильные генераторы
  • — генераторы, которые устанавливаются на прицепах и / или имеют колеса и могут быть легко перемещены из одного места в другое. Обычно работают на бензине или природном газе, но могут работать и от дизельного топлива.

Техническое обслуживание генератора

Хотя генераторы являются относительно простыми устройствами, требующими минимального обслуживания, они все же нуждаются в определенных типах обслуживания. Мы рекомендуем владельцам генераторов внедрить план профилактического обслуживания и проводить проверки и ремонт по мере необходимости.

Профилактическое обслуживание

Профилактическое обслуживание включает в себя проверку изношенных деталей и правильную работу до того, как у генератора возникнут проблемы. Это может включать в себя такие вопросы, как проверка того, что топливные шланги очищены от мусора, не перекручены и подает правильное количество топлива в двигатель генератора. Также может потребоваться смазка движущихся частей генератора и проверка герметичности всех электрических соединений, а также отсутствия коррозии и повреждений электрических компонентов.

Осмотр и ремонт генератора

Если генератор неисправен или не подает питание, пора его осмотреть и отремонтировать. Общие элементы, которые необходимо заменить и отремонтировать, включают топливные шланги, двигатель, панель управления, регулятор напряжения, а также аккумулятор и систему зарядки аккумулятора. Хорошая новость заключается в том, что все компоненты генератора можно отремонтировать или заменить, чтобы можно было восстановить надежное дополнительное или резервное питание.

Чтобы узнать больше о наших генераторах и сервисе генераторов, позвоните нам по телефону 713-434-2300 или свяжитесь с нами через контактную форму.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *