Щетки – слабое место генератора. Есть бесщеточные варианты, но их мало используют. Почему

Щетки – слабое место генератора. Есть бесщеточные варианты, но их мало используют. Почему?

Если автомобильный генератор выходит из строя, то самой распространенной причиной является износ щеточного узла. Однако давным-давно изобретены бесщеточные генераторы – почему же они до сих пор не вытеснили своих якобы менее продвинутых «конкурентов»?

Самая распространенная и массовая на сегодня конструкция автомобильного генератора – с использованием графитовых щеток, подающих напряжение на обмотку ротора (так называемую «катушку возбуждения») через пару вращающихся скользящих контактов в виде медных колец на валу ротора. Подобное решение применяется на большинстве автомобилей за редким исключением, ибо оно отработано и за десятилетия подтвердило свою практичность.

В такой конструкции крайне просто и эффективно реализовано поддержание стабильного напряжения в бортсети автомобиля на любых оборотах двигателя и, соответственно, генератора – электронный блок стабилизации напряжения (который по старинке принято именовать «реле-регулятором») отслеживает уровень напряжения на выходе и уменьшает или увеличивает ток в катушке возбуждения. Как только напряжение проседает, ток увеличивается. Как только оно приближается к верхнему пределу 14,2 вольта – уменьшается. Этот процесс идет быстро и непрерывно, и в результате мы имеем стабильное напряжение и на холостых оборотах, и на высокой скорости.

Щеточный узел – сухой и слабо защищенный от песка и влаги. А все, что открыто и трется без смазки, постепенно изнашивается и отказывает. Именно щеточный узел является наиболее частым источником выходов генератора из строя. Тем более что он обычно еще и неразборно совмещен с электронным блоком стабилизации напряжения («реле-регулятором»).

Однако в последние годы слово «БЕСщеточный» (или его аналог «бесколлекторный») на слуху у «широких народных масс» (с) – оно стало известно даже относительно далеким от техники людям. В самых разных сферах быта активно пропагандируются бесщеточные электромоторы – сегодня на них летают квадрокоптеры, крутятся шуруповерты, косят газоны триммеры и работают прочие механизмы и гаджеты. Даже откровенным гуманитариям уже успешно внушили, что «щетки – это плохо: они изнашиваются, отказывают, греются и вызывают потери тока». Почему же в автомобильном генераторе щеточный узел до сих пор не исчез, тогда как в последнее время от него все чаще отказываются даже в моторчиках дешевых детских игрушек?!

Может быть, потому, что на бесколлекторные (или же бесщеточные – как больше нравится) технологии массово переводятся электромоторы, а мы-то ведем речь про генератор? Нет, дело не в этом. Тут как раз никаких препятствий нет. Электромотор и электрогенератор – чрезвычайно похожие по своей сути электрические машины, вдобавок зачастую обратимые: мотор способен вырабатывать ток, если его вращать принудительно, а генератор может выполнять роль мотора, если на него опять же подать ток извне.

Использовать бесщеточный генератор в автомобиле можно, это давно реализовано и практикуется. Однако выпускаются подобные генераторы весьма ограничено и массовыми почему-то не стали… Почему?

Сделать автомобильный генератор бесщеточным в принципе не так сложно. Для чего, собственно, нужны щетки? Чтобы подать через них питание 12 вольт на катушку возбуждения внутри вращающегося ротора. После чего сегментный ротор с катушкой, на которую подан постоянный ток от аккумулятора, становится многополюсным электромагнитом и порождает возникновение тока в неподвижной обмотке – в статоре.

Убрать скользящий щеточный контакт в автомобильном генераторе возможно за счет особой конструкции ротора. Для этого ротор делают удлиненным, а катушку возбуждения выполняют в виде внешнего кольца и неподвижно закрепляют на статоре. Ведь для работы генератора ротор должен стать магнитом, а как намагничивать ротор – катушкой внутри, или катушкой снаружи – непринципиально…

Первые бесщеточные генераторы с неподвижной катушкой возбуждения встречались на автомобилях и полвека назад, и даже раньше. Как правило, ставили их на коммерческий транспорт (дальнобойные грузовики) и сельскохозяйственные и строительные машины (комбайны, трактора, бульдозеры и т. п.). Первым была важна увеличенная надежность и уменьшенная вероятность отказов на длинных перегонах пути, а вторым – защита от постоянно сопровождающих их при работе абразивной пыли и влаги, способных быстро убивать щеточный узел, проникая в генератор через вентиляционные щели. В принципе, в ограниченных объемах используются они в подобных машинах и по сей день.

Однако, согласитесь: генератор, не боящийся воды и пыли, с увеличенным сроком службы благодаря отказу от трущихся насухую деталей – это весьма недурственно! Причем  неплохо для любого генератора, а не только для установленного на грузовике или комбайне! Почему же технология не распространилась на массовый легковой сегмент? Причин тут несколько.

• Технология производства бесщеточных генераторов более многоэтапна, и генераторы в конечном итоге существенно дороже.

• При сопоставимых технологиях производства (без дорогостоящих инноваций) бесщеточный генератор в итоге получается крупнее и тяжелее щеточного с теми же характеристиками.

• Большинство грузовых и сельскохозяйственных «бесщеточников» имели относительно узкий диапазон рабочих оборотов, на которых они эффективны, и на холостом ходу и просто на пониженных передачах толком не заряжали аккумулятор.

• Современные «бесщеточники» существенно усложнились, дабы сохранить компактность, одновременно получив возможность выдавать большие токи с малых оборотов и не бояться оборотов высоких. Вдобавок к неподвижной обмотке возбуждения в конструкцию добавились постоянные магниты, позволяющие увеличить токоотдачу на малых оборотах, специальные размагничивающие обмотки, нейтрализующие действие постоянных магнитов на высоких оборотах, многофазные статоры, усложненные диодные мосты.

Все это и ряд других факторов ограничивали и продолжают ограничивать распространение таких генераторов. А после эволюционной оптимизации генераторов со щетками (ставших мощнее, компактнее, линейнее и т. п.) преимущества «бесщеточников» оказались еще менее выраженными. Несмотря на явно изнашивающиеся пары трения медь-графит, реально щеточные генераторы ходят весьма долго и их не принято считать потенциально проблемным узлом автомобиля, требующим инновационных вмешательств.

Впрочем, в ряде случаев бесщеточные генераторы имеют актуальность не только на фурах и тракторах. К примеру, щеточного узла нет на некоторых генераторах ряда дизельных кроссоверов BMW и Mercedes. В их моторах применяются генераторы повышенной мощности (180-190 ампер) с водяным охлаждением, которые прикручиваются своей задней крышкой к крышке водяной рубашки двигателя с соответствующим отверстием, как бы «затыкая его своим задом», и, таким образом, частично омываются антифризом. В конструкции мощных водоохлаждаемых генераторов щетки сильно затрудняют компоновку и обслуживание, поэтому от них иногда отказываются. Также серийно встречаются такие генераторы в некоторых комплектациях серьезных рамных внедорожников типа Nissan Patrol. А уазисты любят внедрять в свои тюнингованные «котлеты» не боящиеся купания в болоте 110-амперные бесщеточные генераторы от автобусов ПАЗ. Ну а алтайский завод тракторного электрооборудования еще с советских времен (и, кажется, по сей день!) производит небольшими тиражами бесщеточный генератор для моделей ВАЗ классического (01-07) и раннего переднеприводного (08-099) семейств.

Тем не менее в конечном итоге все решает экономика и отчасти инжиниринг. На сегодняшний день в массовом потребительском автопроме надежность простейшего щеточного генератора принята за образец баланса цены, живучести и ремонтопригодности. И отходят от этого канона лишь в относительно редких случаях, когда проектирование технически сложного, продвинутого и достаточно дорогого автомобиля неизбежно требует усложненных и недешевых решений…

Генераторы с ременным приводом от двигателя автомобиля или катера 12 В/ 24 В/ 230 В

Генераторы WhisperPower BeltPower с ременным приводом предназначены для использования в качестве навесных генераторов главного двигателя автомобиля или катера. В случае использования комплекта AC Beltpower Вам уже не нужен дополнительный преобразователь из стандартных 12 /24 В постоянного тока в переменный 230 в/ 50 Гц. Это позволит снизить стоимость получения привычного электропитания на борту.

Мы предлагаем два варианта:

• AC BeltPower система с выходной мощностью 3.5 кВт или 5 кВт, выходным напряжением 230 В / 50 Гц.
• DC BeltPower генераторы, с выходным напряжением 12 В или 24 В, выходным током от 75 до 150 А.

230 В AC BeltPower система с ременным приводом с сертификатом РРР
Эта система состоит из компактного альтернатора, установленного на основной двигатель, который передает вращение через V-ремень, а инвертер преобразует 3-х фазное напряжение с альтернатора, непосредственно в 230 В/50 Гц, когда двигатель работает. Также мы предлагаем различные готовые компонеты, шкив, экранированный кабель и другое.
Установочные скобы НЕ предлагаются компанией WhisperPower, так как существует множество производителей двигателей и их модификаций, и не представляется возможным предложить для каждого свой вариант. Однако при серийном заказе от 100 комплектов, мы можем разработать переходную пластину специально под ваш заказ.

Опция: WPC инвертер/зарядное устройство плюс аккумуляторные батареи, позволяют давать 230 В/ 50 Гц, когда главный двигатель не работает. Мы предлагаем стандартные комплекты систем с выходной мощностью на 3.500 Вт и 5.000 Вт. Мы рекомендуем нашим заказчикам проконсультироваться при выборе компонентов системы для оптимальной работы. Данное оборудование имеет действующие сертификаты РРР, Российского Речного Регистра.

Генераторы постоянного напряжения 12 / 24 В с ременным приводом
Эти системы состоят из промышленнго альтернатора, выдающего максимальны ток на выходе при низких оборотах вашего двигателия,а также наш регулятор выходного напряжения Multi Stage ACR и кабель для надежного подключения с заводскими наконечниками. Это позволит вам напрямую производить оптимальную зарядку ваших аккумуляторов , используя трех ступенчатый цикл с ACR регулятора. Установочная пластина НЕ поставляется заводом WhisperPower, но может быть изготовлена на месте вашими специалистами.

Опция: WP-BI батарейный изолятор для подключения двух или трех банков аккумуляторных батарей.

Мы рекомендуем использовать наши генераторы постоянного тока с приводом от главного двигателя,добавляя их в систему к существующему генератору постоянного тока.

Наш генератор постоянного обеспечивает быстрый и полный заряд: в результате сочетание низких оборотов вашего двигателя и высокого тока на выходе, в сочетании с многступенчатым ACR регулятором, AGM, GEL или жидкостные аккумуляторы будут заряжены полностью и быстро.

ACR Multi stage регуляторы могут поставляться отдельно от альтернатора. Этот регулятор может быть подключен к альтернаторам фирмы Bosch.

Экономичная и эффективная автономная система генерации электроэнергии на борту катера, яхты, автомобиля от Виспер Пауэр имеет ряд преимуществ :

— Высокий ток заряда при низкой скорости вращения генератора
— Полная зарядка АКБ в течение короткого времени
— 3-ступенчатый алгоритм заряда, Подходит для аккумуляторных батарей , изготовленных по технологии
GEL, AGM, и батарей с жидким электролитом
— Значительное увеличение срока службы АКБ
— В состав генератора входит датчик температуры —
Герметичность изделия с категорией защиты IP 65

Контроль и управление
Параметры заряда АКБ можно контролировать с помощью дисплея
на регуляторе WP-ACR

Регулятор WP-ACR предназначен для регулирования выходного напряжения генератора. Это устройство осуществляет мониторинг и контроль наиболее эффективным образом процесса заряда свинцово-кислотных, гелевых АКБ и батареей AGM. Для отображения трех автоматических режимов заряда предусмотрены соответствующие светодиодные индикаторы: основной (желтый), абсорбция (желтый) и плавающий (зеленый).

В комплект поставляемого оборудования входит датчик температуры АКБ, который позволяет регулятору WP-ACR изменять напряжение заряда в зависимости от температуры батареи. Это продлевает срок службы АКБ.

Какой генератор самый экономичный для дома

Одно из самых важных правил покупки — получить в конечном счете выгоду и пользу. В случае с генератором, вы получаете альтернативный источник электроэнергии. Такие устройства могут использоваться в качестве основного источника сети и резервного. Ассортимент моделей впечатляет: разная мощность, конструкции, возможности.

Рассмотрим, что действительно нужно учитывать при выборе и что важно для домашних агрегатов.

На что обращать внимание при выборе?

Конечно, первое, что бросается в глаза — цена. Самый примитивный вариант: выбирать устройство подешевле, аргументируя тем, что для дома и такой сойдет. К сожалению, такие генераторы не могут похвастаться стабильной работой. Да, есть бюджетные модели от надежных производителей, но и они не имеют особых наворотов. Например, вы не встретите в таком агрегате несколько видов запуска или идеальную синусоиду тока.

Чтобы действительно сэкономить, учитывайте 3 фактора:

• Цена — должна соответствовать заявленным характеристикам.
• Частота эксплуатации. Для периодического использования (раз в пару месяцев) нет необходимости выбирать дорогую модель.
• Расход топлива.

Для снабжения небольшого загородного участка будет достаточно агрегата с 3 кВт мощности. Наиболее популярный и практичный — 5 кВт. Идеально подходит для домашнего использования, позволяет подключать множество приборов. Более профессиональные модели имеют мощность в 7 кВт. Они подходят также для бытовых приборов с высоким пусковым током, но с условием, что включать вы их будете поочередно.

Виды генераторов: какой лучше

Бензиновые модели в среднем расходуют 350 г/кВт*ч. Их ресурс составляет около 1500 моточасов. В среднем, за 1 кВт бензина вы отдадите где-то 10 грн. Недешево, поэтому лучше использовать такие модели для резервного потребления.

Дизельные генераторы расходуют 300 г/кВт*ч. Их ресурс в два раза больше, чем у бензиновых агрегатов — 3000 моточасов. И стоимость 1кВт вам выйдет около 7 грн. За счет таких показателей, дизельные устройства выбирают для частого применения.

Газовые генераторы расходуют 420 г/кВт*ч. Моторесурс такой же, как и у бензиновых конструкций — 1500 моточасов. Цена за 1 кВт стоит до 5 грн. Это самый дешевый тип электростанций.

Инверторные генераторы — современные устройства, которые впечатляют своими возможностями. Однако цена у них очень высокая. Потребляют топлива столько, сколько нужно в данный момент. При увеличении нагрузки расход тоже становится большим, при уменьшении — снижается.

Купить генератор в Киеве, Харькове, Одессе можно на 130.com.ua с доставкой по Украине.

Итак, быстрее всего окупаются газовые генераторы. Для частого и длительного использования рекомендуем делать выбор в пользу дизельных моделей. Если планируете лишь изредка пользоваться электростанцией, то можно купить бензиновое устройство. Для активного отдыха лучше выбирать инверторный генератор.

Лучшие генераторы

Ищете качественный и самый лучший генератор? Данный рейтинг генераторов составляется на основании таких параметров как: высокий спрос с положительными отзывами от наших клиентов, качественное изготовление — отсутствие заводского брака и сервисных обращений, а также официальная гарантийная и пост гарантийная поддержка в Украине.

Газовые генераторы

Газовый генератор — это генератор электроэнергии, работающий на природном или сжиженном газе, предназначенный для аварийного или основного электроснабжения дач, частных домов и предприятий. Принцип работы газовых генераторов основан на преобразовании энергии сгорания газа в механическую, а механической энергии — в электрическую.

Газовый генератор

Системы охлаждения газовых генераторов

Во время работы в газовом генераторе, как и в любом другом, возникают потери энергии, выделяющиеся в виде тепла и нагревающие его элементы. Охлаждение агрегатов газовых генераторов производится нагнетаемым воздухом или с помощью циркулирующей жидкости (как в автомобиле).

Газовые генераторы с воздушным охлаждением

Газовые генераторы с воздушным охлаждением имеют малую массу (до 180 кг) и небольшие габаритные размеры, что позволяет размещать их без труда в помещениях или, если устройства оснащены всепогодным кожухом, на открытом воздухе. Диапазон максимальных электрических мощностей газовых генераторов с воздушным охлаждением — 3–15 кВт, частота вращения коленвала двигателя — 3000 об/мин, а уровень издаваемого при работе шума — 60–75 дБ.

Газовые генераторы с водяным охлаждением

Газовые генераторы с водяным охлаждением отличаются менее шумной работой, т. к. частота вращения коленвала их двигателя в 2 раза меньше — 1500 об/мин. Большинство газовых генераторов с жидкостным охлаждением, представленных на российском рынке, имеют максимальную электрическую мощность от 20 кВт и выше. Из-за большого потребления топлива даже при небольшой нагрузке использование их при малых потребляемых мощностях нецелесообразно. Чаще всего эти генераторы имеют большие массу и стоимость, чем такие же по мощности газовые генераторы с воздушным охлаждением, и выступают в качестве основных источников электроснабжения.

Ресурс работы газовых генераторов

Газовые генераторы с низким ресурсом работы

Практически все модели газовых генераторов мощностью до 8 кВт оснащены бензиновыми двигателями, перенастроенными для работы на газе. К ним относятся миниэлектростанции, выпускаемые компаниями REG, GAZLUX, Green Power и др. Эти генераторы на газу мощностью 2, 3 и 5 кВт имеют рамную конструкцию без какого-либо кожуха, отличаются низким ресурсом работы, высоким уровнем шума и ненадежным запуском. Рамные газовые генераторы должны устанавливаться в отапливаемых помещениях, оборудованных системами приточно-вытяжной вентиляции и отбора выхлопных газов. Единственным их плюсом является низкая стоимость. Мы не рекомендуем покупку и не производим установку таких генераторов. Отзывы потребителей также свидетельствуют об их недоработанной конструкции и низком качестве изготовления.

Газовые генераторы с высоким ресурсом работы

Качественные газовые генераторы Generac и SDMO KOHLER имеют увеличенный ресурс работы (до 10 000 моточасов) за счет оснащения двигателями, специально сконструированными для работы на метане или пропан-бутановой смеси. Благодаря всепогодным шумоизолирующим кожухам эти генераторы могут устанавливаться на открытом воздухе, и их работа отличается относительно низким уровнем шума (не более 61 дБ).

Газовый генератор для дома и дачи

Если стоит вопрос выбора между бензиновым, дизельным или газовым генератором для дома, то предпочтение следует отдать последнему.

Генераторы для дома и дачи на газу имеют ряд преимуществ перед бензиновыми и дизельными. Топлива в стандартном баке бензинового генератора хватает всего лишь на 5–10 часов работы, а в случае с дизельным генератором «злую шутку» может также сыграть залитая в бак летняя солярка, которая с наступлением холодов «запарафинивает» топливную систему. При этом одной заправки газгольдера объемом 4850 л хватит на 4 года работы газового генератора в резервном режиме (200 часов в год), а при подключении его к магистральному газу о дозаправке вообще можно забыть.

Газовый генератор для дома

Газовый генератор для дома работает тише, чем бензиновый или дизельный, и отличается большей экологичностью: содержание соединений серы и свинца в его выхлопных газах намного меньше, а на участке и в помещениях отсутствует специфический запах солярки.

Газовый генератор для дома с автозапуском

Газовые генераторы для дома могут оснащаться системой автозапуска — модулем автоматического ввода резерва (АВР). При пропадании сетевого электричества АВР автоматически запускает генератор и переключает на него электроснабжение дома. При возобновлении подачи электричества модуль подключает сетевое электроснабжение и производит остановку генератора.

Газовый генератор с автозапуском

Также блок автоматики позволяет подключить однофазный генератор к трехфазной электропроводке в доме. Однако в этом случае оборудование, работающее от сети 380 В, функционировать не будет, т. к. модуль АВР не может обеспечить сдвиг фаз.

Если на участке имеется два ввода электричества с разных фидеров, автоматика позволяет «зарезервировать» отдельно каждый ввод.

Стоимость газового генератора

Цена газового генератора с воздушным охлаждением и автоматикой — € 5000–6000, а с водяным — от 1 млн руб. Надежный газовый генератор — это относительно дорогостоящее приобретение, которое не каждому по карману. В случае недостатка средств можно приобрести генератор с соседом, сложившись деньгами. В этом случае специалистами нашей компании устанавливается два блока АВР со счетчиками электрической энергии и стоимость топлива и расходных материалов делится между потребителями по договорному внутреннему тарифу.

Где купить газовый генератор с подключением?

У нас можно газовый генератор купить с установкой и подключением специалистами, имеющими профильное высшее образование и прошедшими курсы повышения квалификации на базе производителей.

Перед покупкой генератора можно по телефону получить профессиональную консультацию по его выбору, уточнить цены и условия выполнения монтажа, а также договориться о выезде инженера на участок для уточнения деталей и расчета окончательной стоимости.