Генератор однофазный или трехфазный: Какой выбрать?

Генератор однофазный или трехфазный

Помимо обеспечения соответствия частоты генератора частоте сети или устройств, также должны выполняться следующие условия:

• Выходное напряжение генератора должно соответствовать рабочему напряжению сети или устройств, питаемых от генератора.
• Не должно быть разности фаз между напряжением сети и напряжением генератора.

Чтобы понять преобразование трехфазного генератора в однофазный и наоборот, давайте сначала кратко рассмотрим внутреннюю конфигурацию этих двух типов генераторов.

Однофазные генераторы

В однофазном генераторе статор имеет ряд обмоток, соединенных последовательно, чтобы сформировать единую цепь, по которой генерируется выходное напряжение.

• Равное напряжение на всех обмотках статора в фазе друг с другом.

Например, в 4-полюсном генераторе четыре полюса ротора равномерно расположены вокруг рамы статора. В любой момент времени каждый полюс ротора находится в том же положении относительно обмоток статора, что и любой другой полюс ротора. Следовательно, напряжения, индуцированные во всех обмотках статора, имеют одинаковое значение и амплитуду, а также в каждый момент времени находятся в фазе друг с другом.

• Последовательное соединение обмоток статора

Кроме того, поскольку обмотки соединены последовательно, напряжения, создаваемые в каждой обмотке, в сумме создают конечное выходное напряжение генератора, которое в четыре раза превышает напряжение на каждой из отдельных обмоток статора.

Однофазное распределение электроэнергии обычно используется в жилых районах, а также в сельской местности, где нагрузки небольшие и редкие, а стоимость создания трехфазной распределительной сети высока.

Трехфазные генераторы

В трехфазном генераторе три однофазных обмотки разнесены таким образом, что между напряжениями, наведенными в каждой из обмоток статора, существует разность фаз 120 °. Эти три фазы независимы друг от друга.

• Конфигурация "звезда" или "Y"

При соединении звездой или Y по одному выводу каждой обмотки соединяется с нейтралью. Противоположный конец каждой обмотки, известный как конечный, соединен с линейным выводом каждой. Это создает линейное напряжение, превышающее индивидуальное напряжение на каждой обмотке.

Дельта-конфигурация

В дельта-конфигурации начальный конец одной фазы соединен с конечным концом соседней фазы. Это создает линейное напряжение, равное фазному напряжению. Электроэнергетика и коммерческие генераторы вырабатывают трехфазную энергию.

Фазовое преобразование в генераторах:

 Изменение конфигурации подключения катушки

Трехфазный генератор можно преобразовать в однофазный, изменив соединение между его обмотками статора внутри или снаружи головки генератора. Например, в случае трехфазного генератора у вас будет 6 выводов. Генераторы большего размера обычно имеют 12 выводов от шести катушек, и все провода выходят из генератора, что упрощает настройку генератора различными способами следующим образом:

• Последовательное соединение катушек преобразует генератор в однофазный.

• Последовательно соединив противоположные катушки, вы можете удвоить выходное напряжение.

• Параллельное соединение удвоит ток.

Сложная часть перенастройки генератора заключается в сопоставлении проводов, выходящих из генератора, с катушками, к которым они подключены. Необходимо наличие документов производителя. В противном случае вам нужно будет изучить, как ваш генератор в настоящее время подключен, и работать в обратном направлении.

Однофазные нагрузки с центральным отводом к трехфазным генераторам

Трехфазный генератор можно рассматривать как комбинацию трех однофазных блоков. Однофазные нагрузки могут быть подключены к трехфазному генератору одним из следующих способов:

• Подключите нагрузку между фазным проводом и нейтралью системы. Обычно это делается для маломощных нагрузок.

• Подключите нагрузку к двум токоведущим проводам в межфазном соединении. Обычно это делается для мощных нагрузок, таких как кондиционеры или обогреватели, и обеспечивает 208 В. Однако это может привести к снижению производительности, поскольку приборы, требующие для работы 240 В, будут работать при 75% своей номинальной мощности при 208 В.

Фазовые преобразователи

Поворотный фазовый преобразователь (RPC) может быть напрямую подключен к однофазному генератору для создания трехфазного источника питания. Для этого требуется простая конфигурация, состоящая из двух входных соединений, известных как входы холостого хода от однофазного генератора. Напряжение создается на третьем выводе, который не подключен к однофазной сети. Индуцированное напряжение отличается по фазе от напряжения на двух других клеммах на 120 °.

Приводы с регулируемой скоростью (VSD) / частотно-регулируемые приводы (VFD) / инверторы

Они похожи на поворотные фазовые преобразователи. Комбинация частотно-регулируемого привода с однофазным генератором наиболее эффективна в случаях, когда требуется менее 20 лошадиных сил.

Выбор между однофазными и трехфазными генераторами

Мощность однофазных генераторов обычно ограничивается 25 кВА. При более высоких номиналах дешевле получать однофазное питание от трехфазного генератора, чем покупать специальные однофазные блоки для более высоких нагрузок.

Выбор между однофазным и трехфазным выходом зависит исключительно от типа запитываемого приложения. Однофазные генераторы лучше всего подходят для однофазного выхода, тогда как трехфазный генератор может легко обеспечивать как однофазное, так и трехфазное питание. Если все ваши приборы работают от однофазного источника питания, имеет смысл выбрать однофазный генератор. Если вам нужно управлять приборами, которые работают на разных фазах, лучше всего подойдет трехфазный генератор. Однако важно учитывать баланс нагрузки при переходе от однофазного генератора к трехфазному агрегату.