Який генератор кращий: синхронний чи асинхронний — порівняння за 9 пунктами

Побутові генератори перетворюють механічну енергію, що виробляється двигуном внутрішнього згоряння, на електрику. За типом альтернатора вони поділяються на синхронні та асинхронні. Поглибимося в особливості цих різновидів.

Синхронний та асинхронний генератор: відмінності та порівняння

У каталогах інтернет-магазинів домінують синхронні електрогенератори. Розберемося чому так відбувається.

Конструктивні особливості

У будь-якому випадку електростанція змінного струму складається з 2 основних частин: мотора, що працює на бензині-солярці-газі, та альтернатора. Останній працює завдяки взаємодії нерухомого статора та рухомого ротора. У цьому є подібність між альтернатором та електродвигуном. Тільки перший перетворює механічну енергію на електрику, а другий — навпаки. Обидва варіанти — електричні машини, на які поширюється принцип оборотності.

Генератор називають синхронним чи асинхронним залежно від технології передачі електроенергії на обмотки статора. Синхронний альтернатор складніший, у його конструкції є вугільні щітки, які знімають електрику з мідної або алюмінієвої обмотки ротора. Асинхронний альтернатор простіше, через відсутність щіток друга його назва — «безщітковий».

Асинхронні генератори бувають з короткозамкненими чи фазними роторами. У першому випадку йдеться про конструкцію циліндричної форми у вигляді білячого колеса, що становить собою 2 кільця, між якими стрижні. Цей варіант ротора використовують у побутових асинхронних електрогенераторах.

Принцип роботи

Щоб розібратися, звідки взялися назви синхронних та асинхронних генераторів, варто вдатися до принципу їхньої роботи. Незалежно від нюансів конструкції, електроенергія утворюється в результаті проходження магнітного поля, що обертається через обмотку. У разі синхронного генератора ротор — це електромагніт чи постійний магніт. Після запуску установки навколо нього з’являється магнітне поле, що збільшується, коли двигун набирає обертів. Зрештою відбувається синхронізація обертів магнітного поля та ротора.

Асинхронний електрогенератор функціонує у режимі гальмування. В асинхронному агрегаті ротор крутиться в одному напрямку з магнітним полем статора, але випереджає його. Синхронізація не відбувається. У цьому випадку магнітне поле, що обертається, характеризується сталістю, його неможливо регулювати. Частота та напруга на виході електрогенератора залежать від обертів ротора, які, своєю чергою, прив’язані до параметрів роботи двигуна електрогенератора.

До відома: Тепла підлога — водяна чи електрична: порівняння за 9 критеріями

Призначення та сфера застосування

Синхронні генератори видають якісний струм, особливо це стосується інверторних моделей. До щіткового електрогенератора можна підключати широкий спектр споживачів:

• Освітлення;
• побутову техніку;
• комп’ютери, роутери та іншу електроніку;
• опалювальні котли;
• свердловинні насоси;
• електроінструменти.

При виборі генератора розраховують сумарну потужність споживачів. Бажано, щоб вона була на 20% меншою від номінальної, яка вказана в характеристиках установки.

Асинхронники генерують більш нестабільну напругу. До них краще не підключати електроніку та котли опалення. Натомість асинхронники підходять для подачі живлення на зварювальні апарати.

Гріємося з розумом: ТОП 10 обігрівачів для квартири

Стабільність вихідної напруги та частоти

Сильні стрибки напруги від генератора можуть стати причиною несправності побутової техніки, не кажучи вже про чутливе обладнання, комп’ютери тощо. Щоб не довелося витрачатися на ремонт чи заміну побутових приладів, купують синхронні електрогенератори з AVR. Є також синхронники без автоматичного регулювання вольтажу, але вони не мають попиту. У Moyo навіть найдешевші моделі оснащені AVR, у них допустимі перепади напруги — 5%, прийнятний діапазон — 210-230 В. Цей діапазон можна порівняти з тим, що видає міська централізована електромережа.

Ще стабільніша напруга в інверторних генераторів. Такі установки видають синусоїду з відхиленнями до 2,5%. Серед інших переваг інверторів можна виділити компактність та економічність. Ложка дьогтю — ціна.

Асинхронні генератори підходять для обладнання, для якого допустимі відхилення напруги до 10% — в межах 200-240 В.

Що стосується частот, у звичайних синхронних моделей та асинхронників бувають відхилення до 3%. Строго 50 Гц видають лише інвертори.

ККД та споживання палива

Потреба у паливі більше залежить від двигуна та потужності, пристрій альтернатора на енергоефективність особливо не впливає. Найненажерливіші генератори — бензинові: вони витрачають, у середньому, 0,35 літра палива на 1 кВт потужності за 1 годину роботи. Тобто агрегат потужністю 5 кВт за 1 годину витратить приблизно 1,75 літра бензину. Точніше споживання можна подивитися в характеристиках моделі.

Найменше палива спалюють дизель-генератори: у них витрата — 0,2 літра солярки на кВт за годину. Найекономніші з побутових моделей — гібридні з моторами, здатними працювати як на бензині, так і на природному газі. Якщо потрібна мінімальна витрата — слід під’єднатися до блакитного палива. Ще економніші — чисто газові промислові моделі, але їхня вартість стартує десь від $10 000.

По ККД поза конкуренцією інверторні генератори. Їхня електроніка вміє відчутно знижувати витрату пального, якщо потужність підключених споживачів значно менша за можливості електрогенератора. Не інверторні моделі споживають приблизно однаковий літраж палива на холостому ходу та при завантаженості на 75%.

На замітку: Найкращі холодильники для дачі: 10 моделей, ідеальних для заміського будиночка

Простота використання та обслуговування

Розберемося, які відмінності між синхронними та асинхронними електричними генераторами щодо обслуговування. Асинхронники влаштовані простіше, тому рідше ламаються, надійніше в роботі, дешевше в обслуговуванні. Термін експлуатації у них більший, потрібно лише уникати перевантажень.

Асинхронні електрогенератори не бояться короткого замикання. Закрита конструкція альтернатора забезпечує захист від вологи та пилу. На роторі відсутня обмотка, його не потрібно охолоджувати. Без вентилятора конструкція легша і герметичніша, всередину не потрапляє пил. Обслуговування асинхронників за великим рахунком зводиться до заміни олії та фільтрів.

У синхронного генератора на роторі є обмотки. Закрита конструкція у разі недоцільна, оскільки провідник струму нагрівається та його потрібно охолоджувати обдувом повітря за допомогою вентилятора. Щоб усередину не потрапляли пил та волога, використовують фільтри. А ще періодично треба міняти щітки. Таким чином, у синхронників техобслуговування дорожче та складніше.

Регулювання потужності

Можливості генератора залежить від типу навантаження. Споживачі бувають різними. Активне навантаження дають електроприлади, що перетворюють основну частину споживаної енергії на тепло. До цієї категорії належать обігрівачі, праски, електроплити. Для підрахунку сумарної потужності активних споживачів достатньо вдатися до складання номінальних ватів.

Реактивна потужність — це частина електроенергії, що витрачається на створення електромагнітного поля при перехідних процесах в електродвигунах, компресорах та подібному обладнанні. Сюди відносяться холодильники, пральні машини, насоси та інше. У технічних характеристиках обладнання вказують активну потужність у ватах і коефіцієнт cosµ. По косинусу можна визначити реактивну потужність. Якщо в характеристиках електродриля вказано 700 Вт та cosµ=0,7, в момент запуску інструменту потрібно 700/0,7=1000 Вт.

Синхронні генератори стійкі до пікових навантажень, протягом кількох секунд вони можуть забезпечувати споживачів приблизно в 1,6 раза більшою потужністю ніж номінальні вати, прописані в характеристиках установки. При розгляді можливостей конкретної моделі необхідно орієнтуватися на максимальну потужність, зазначену у документації. Асинхронні електрогенератори гірше пристосовані до пікових навантажень: вони короткостроково витримують приблизно в 1,3 раза більше споживання.

Порівняння для роздумів: Інверторний кондиціонер чи звичайний — 9 зіставлень між ними

Типи та характеристики навантаження

Навантаження на синхронні та асинхронні генератори може бути трифазним або однофазним. Коли в будинку лише однофазні споживачі, для резервного живлення має сенс використовувати електрогенератор на 220 В. Якщо на будинку трифазне введення і хоч один споживач на 380 В, потрібен трифазник. До нього можна підключати й звичайні електроприлади на 220 В. Проблема в тому, що такі підключення повинні проводитися рівномірно, інакше станеться перекіс фаз.

Обмеження в залежності від типу генератора:

1. Синхронний. Кожну розетку можна використовувати лише на 33% потужності електрогенератора. Якщо, наприклад, трифазник на 6 кВт, серед однофазних споживачів вдасться запитати з 1 розетки тільки один або кілька приладів загальною потужністю до 2 кВт.
2. Асинхронник. Допустимий перекіс фаз у цьому випадку не 33%, а 60-70%. Якщо взяти електрогенератор на 6 кВт, з однієї розетки вдасться запитати споживачів приблизно на 4 кВт. Це, звичайно, не означає, що такий номер можна буде повторити з двома іншими розетками: загальне обмеження 6 кВт залишається актуальним. Також не варто забувати про можливі відхилення напруги на 10%, що може негативно вплинути на стан побутових приладів.

Підключення трифазника для енергозабезпечення одно- та трифазних споживачів — відповідальний процес. За відсутності належної кваліфікації краще звернутися за допомогою до досвідченого електрика.

Надійність та довговічність

Через простоту конструкції надійніші та довговічніші асинхронні генератори. Купуючи синхронну модель, зверніть увагу на матеріал обмотки. З метою економії деякі виробники використовують алюміній замість міді, що негативно відбивається на терміні експлуатації обладнання. Також довговічність залежить від наступних факторів:

• Конструкція двигуна. Дизелі довговічніші за бензинові мотори. Бензинові діляться на 3 різновиди: з алюмінієвими гільзами, з чавунними гільзами циліндрів та бічним позиціюванням клапанів, з гільзами з чавуну та клапанами зверху. Кожен наступний варіант надійніший за попередній.
• Своєчасне техобслуговування. Потрібно вчасно міняти олію, фільтри та запчастини, які виробили свій ресурс.
• Дотримання рекомендацій виробника. В інструкціях вказують час безперервної роботи. Надмірні навантаження можуть стати причиною перегріву та прискореного зносу деталей. Не бажано вантажити генератор на 100%, особливо одразу після покупки. Необхідно виконувати рекомендації виробника щодо обкатування.

При виборі електрогенератора варто віддавати перевагу відомим брендам, техніка сумнівних виробників ламається частіше. Термін до першого ремонту скорочують несприятливі умови експлуатації: вогкість, запилене приміщення, робота у спеку чи мороз.

На закінчення порівняльна таблиця основних переваг:

Синхронні генератори	Асинхронники
Широка сфера застосування	Надійність та простота конструкції
Виробляють якісну електрику	Можливість експлуатації у складних умовах
Стійкість до пікового навантаження	Стійкість до коротких замикань

Зробити однозначний висновок, який генератор краще: універсальний синхронний або витривалий асинхронний, неможливо. У кожного різновиду свої сильні сторони. Синхронні генератори найчастіше купують для побутових електроприладів, асинхронні — для роботи на будмайданчику, підключення зварювального апарату.

Пізнавальна стаття: Дизельний чи бензиновий генератор: порівняння за 7 критеріями