Máy phát điện biến tần - cách thức hoạt động và cách thức hoạt động

Vấn đề dư thừa năng lượng vẫn còn phổ biến đối với người tiêu dùng năng lượng. Với những mục đích này, các nhà sản xuất hiện sản xuất hàng loạt máy phát điện với nhiều loại và công suất khác nhau. Trong số tất cả các thiết kế của các thiết bị như vậy, một vị trí đặc biệt được dành cho các mẫu ưu tú hoạt động trên nguyên tắc tạo ra điện chất lượng cao.

Với mục đích này, thuật toán của họ thực hiện phương pháp chuyển đổi biến tần của các tham số chính của tín hiệu điện. Do đó, chúng được gọi là máy phát điện biến tần.

Chúng có thể được sản xuất với các công suất khác nhau, nhưng phổ biến nhất trong dân chúng là các mẫu từ 800 đến 3000 watt.

Nguồn năng lượng để cung cấp năng lượng cho động cơ có thể là:

• xăng:

• dầu đi-e-zel;

• khí tự nhiên.

Máy phát điện biến tần hoạt động như thế nào

Thiết kế của thiết bị được bao bọc trong một thân máy bao gồm:

• một động cơ đốt trong,

• máy phát điện:

• bộ chuyển đổi biến tần;

• đầu nối để kết nối các mạch đầu ra;

• các cơ quan kiểm soát và giám sát để theo dõi các quy trình công nghệ.

Để kết nối các thiết bị điện, phát điện công nghiệp phổ biến được sử dụng thông qua 3 tiếp điểm nguồn của ổ cắm tiêu chuẩn chung điện xoay chiều 220 vôn.

Ngoài điện áp xoay chiều, máy phát điện cung cấp dòng điện một chiều có thể được sử dụng để sạc. pin khác nhauví dụ, được sử dụng để khởi động động cơ ô tô. Với mục đích này, bộ phân phối bao gồm các kẹp đặc biệt để kết nối nó với các đầu vào của nó.

Máy phát điện được trang bị các biện pháp bảo vệ tự động mở mạch cung cấp khi quá tải được kết nối với các tiếp điểm đầu ra. Ngoài ra, các biện pháp bảo vệ kiểm soát tình trạng kỹ thuật của động cơ, đặc biệt là việc đạt được mức dầu tới hạn. Khi không đủ dầu bôi trơn cho tất cả các bộ phận chuyển động, động cơ sẽ tự động dừng do hoạt động của các bộ phận bảo vệ. Để tránh điều này, cần theo dõi mức dầu trong cacte.

Những máy phát điện này thường được trang bị động cơ bốn thì có van trên cao.

Nguyên lý hoạt động của bộ biến tần

Sơ đồ kết nối các quy trình công nghệ khác nhau diễn ra trong quá trình đảo ngược tín hiệu được minh họa bằng hình.

Một động cơ đốt trong biến một máy phát điện thông thường tạo ra năng lượng điện hình sin… Dòng chảy của nó được dẫn đến cầu chỉnh lưu, bao gồm các điốt công suất nằm trên bộ tản nhiệt làm mát mạnh mẽ. Kết quả là, một điện áp gợn sóng thu được ở đầu ra.

Sau cầu nối có một bộ lọc tụ điện làm mịn các gợn sóng thành một đường thẳng ổn định điển hình của mạch điện một chiều.Tụ điện phân được thiết kế đặc biệt để hoạt động đáng tin cậy với điện áp trên 400 volt.

Dự trữ được thực hiện để loại trừ ảnh hưởng của các đỉnh dao động đến biên độ của điện áp hoạt động 220 V: 220 ∙ 1,4 = 310 V. Dung lượng của tụ điện được tính theo công suất của tải được kết nối. Trong thực tế, nó thay đổi từ 470 μF trở lên đối với một tụ điện.

Biến tần nhận dòng điện một chiều ổn định đã được chỉnh lưu và tạo ra sóng hài chất lượng cao từ nó tần số công nghiệp.

Các thuật toán khác nhau của các quy trình công nghệ đã được phát triển cho hoạt động của biến tần, nhưng mạch cầu với máy biến áp có dạng tín hiệu tốt nhất.

Phần tử chính tạo thành tín hiệu hình sin là một công tắc bóng bán dẫn được lắp ráp phần tử IGBT hoặc MOSFIT.

Để tạo thành một hình sin, nguyên tắc tạo ra một chu kỳ lặp đi lặp lại được sử dụng điều chế độ rộng xung… Để thực hiện, mỗi nửa chu kỳ dao động điện áp được hình thành bằng cách bắn một cặp bóng bán dẫn nhất định ở chế độ xung cao tần với biên độ tương ứng thay đổi theo thời gian theo quy luật sin.

Căn chỉnh cuối cùng của sóng hình sin và làm mịn các đỉnh xung được thực hiện bằng bộ lọc thông thấp thông cao.

Do đó, khối Biến tần được sử dụng để chuyển đổi điện năng do cuộn dây máy phát tạo ra thành giá trị ổn định với các đặc tính đo lường chính xác, cung cấp tần số ổn định 50 Hz và điện áp 220 volt.

Hoạt động của bộ biến tần được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển, thông qua phản hồi điều khiển tất cả các quy trình công nghệ của máy phát từ các trạng thái khác nhau của động cơ đốt trong đến dạng sóng hình sin điện áp và độ lớn của tải kết nối với đầu ra Chu trình.

Trong trường hợp này, dòng điện từ cuộn dây máy phát đến khối bộ chuyển đổi có thể khác biệt đáng kể về tần số và dạng sóng so với giá trị danh định. Đây là sự khác biệt chính giữa các mô hình biến tần từ tất cả các thiết kế khác.

Việc sử dụng biến tần mang lại những lợi thế đáng kể so với máy phát điện thông thường:

1. Chúng đã tăng hiệu quả do tự động điều chỉnh tốc độ động cơ trong quá trình vận hành và tạo chế độ tối ưu cho nó theo giá trị tải thực tế.

Công suất được cung cấp cho động cơ càng nhiều thì trục của nó bắt đầu quay càng nhanh trong các điều kiện mà mức tiêu thụ nhiên liệu được cân bằng nghiêm ngặt bởi hệ thống điều khiển. Trong các máy phát điện truyền thống, mức tiêu thụ nhiên liệu chủ yếu phụ thuộc vào tải áp dụng.

2. Máy phát điện biến tần cung cấp sóng hình sin gần như hoàn hảo khi cung cấp cho người tiêu dùng dưới tải. Dòng điện chất lượng cao này rất quan trọng đối với hoạt động của thiết bị kỹ thuật số nhạy cảm.

3. Kích thước của các model ưu tú nhỏ gọn và nhẹ so với các thiết bị thông thường có cùng công suất.

4. Máy phát biến tần có độ tin cậy cao đến mức các nhà sản xuất đảm bảo tuổi thọ gấp đôi so với các máy phát đơn giản.

Máy phát điện biến tần được thiết kế để sử dụng ở ba chế độ:

1.hoạt động liên tục ở mức tải danh định không vượt quá công suất đầu ra do nhà sản xuất công bố;

2. quá tải ngắn hạn không quá nửa giờ;

3. khởi động động cơ và đạt đến chế độ vận hành của máy phát, khi cần khắc phục các lực đối kháng lớn của chuyển động quay của rôto và tải điện dung trong mạch của phần nguồn.

Ở chế độ thứ ba, biến tần có thể xử lý một lượng đáng kể điện năng đảo ngược tức thời, nhưng thời gian hoạt động của nó bị giới hạn chỉ trong vài mili giây.

Cách khởi động động cơ

Để làm điều này, bạn cần thực hiện một số thao tác. Hãy xem trình tự của chúng trên ví dụ về một trong những kiểu máy phát điện ER 2000 i có sẵn. Ưu tiên hành động:

1. kiểm tra mức dầu, bởi vì nếu không có nó, quá trình khởi động sẽ không xảy ra do bị chặn bởi các biện pháp bảo vệ và khả năng hỏng hóc rất cao;

2. đổ nhiên liệu — không có nó, động cơ sẽ không có nơi nào để lấy năng lượng để tạo ra chuyển động quay;

3. mở van nắp bình nhiên liệu;

4. chuyển van tiết lưu sang vị trí «Bắt đầu»;

5. đặt tay cầm của vòi nhiên liệu ở vị trí «Vận hành»;

6. khởi động máy phát điện bằng cách quay dây cáp bằng tay.

Khi khởi động động cơ lần đầu, đèn báo quá tải sẽ sáng trong một thời gian ngắn, sau đó bật sáng trong một thời gian dài - đèn báo điện áp ở chế độ bình thường, đèn báo cháy cho biết điều kiện vận hành tối ưu.

Sau khi khởi động động cơ, máy phát điện chạy không tải và có các thông số điện tối ưu. Điện áp và tần số hiển thị trong hình là giá trị bình thường.

Sau khi kiểm tra các đặc tính không tải, chúng tôi kết nối tải với máy phát điện, chẳng hạn như sử dụng máy sấy tóc công nghiệp mạnh mẽ.

Nguồn điện của thiết bị được kết nối không làm thay đổi điện áp và tần số đầu ra của thiết bị và từ chỉ báo dòng điện hoạt động, có thể ước tính được lượng điện năng mà máy sấy tóc tiêu thụ.

Sau thử nghiệm này, chúng tôi kết nối máy tính kỹ thuật số với đầu ra DC và thấy rằng nó hoạt động đáng tin cậy. Khi sử dụng các máy phát điện thông thường không có bộ biến tần, các thiết bị vi xử lý kỹ thuật số bị lỗi do chất lượng điện áp cung cấp kém.

Khuyến cáo sử dụng an toàn

Máy phát điện biến tần là thiết bị sử dụng thiết bị vi xử lý và một cơ sở dữ liệu điện tử phức tạp. Tuân thủ đúng các điều kiện vận hành, cũng như vận chuyển cẩn thận và duy trì các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình bảo quản là sự đảm bảo cho hoạt động lâu dài của nó.

Nếu bạn thường xuyên ở trong nhà để xe không có hệ thống sưởi vào mùa đông, hơi nước có thể hình thành trên tất cả các bộ phận bên trong, điều này sẽ gây hư hỏng cho các linh kiện điện tử.