Geradores de energia de reserva para consumidores eletrónicos e indutivos

A escolha de um gerador de energia de reserva adequado deve ser feita conscientemente, uma vez que um gerador inadequado não só põe em risco o uso pretendido, mas também pode destruir o consumidores elétricos e está ele próprio em perigo.

Consumidores de energia eletrónica e consumidores de energia com controlo eletrónico de diferentes tipos muitas vezes têm um forma diferente de consumo de energia do que a tensão, que deve ser levada em consideração ao desenvolver o fonte de alimentação de reserva.

Aqui estão alguns exemplos de tensão (amarelo) e consumo de corrente (verde) ao operar a partir da rede DSO:

Todos os consumidores eletrónicos de energia listados acima não têm correção do fator de potência incorporada e consomem apenas parte da onda de tensão.

Estes são principalmente pequenos consumidores de energia com uma potência de até 75W. Dispositivos com potência superior a 75W já devem têm correção do fator de potência incorporada. Por exemplo, uma TV grande tem um pico de consumo de corrente em modo de espera, após ao ligar, a sua fonte de alimentação torna-se completamente ativa e o consumo de corrente de tal TV parece muito diferente. O mesmo acontece com um PC de secretária.

Exemplos:

PC de secretária com diferentes cargas na fonte de alimentação interna dependendo da atividade

Para comparar o consumo de corrente de uma lâmpada e de uma rebarbadora:

Um caso especial são as ferramentas com controlo eletrónico de potência (com controlador de potência):

A diferença de forma entre tensão e corrente pode levar a efeitos indesejáveis. Deve ser feita uma distinção entre geradores convencionais e geradores de inversor.

A corrente em geradores convencionais é retirada do enrolamento do alternador, que é uma indutância em em si, e torna-se parte do circuito uma vez que a carga está conectada:

O enrolamento do alternador não deve ser comparado com o enrolamento secundário do transformador, pois os dois são excitados de forma diferente e o enrolamento primário do transformador está ligado à rede DSO com uma baixa resistência.

Para comparação de tensão (amarelo) e corrente (verde) ao operar uma broca com controlo de potência via corte de fase controlo da rede pública e de um gerador convencional:

Uma clara deformação da tensão pode ser vista no caso do gerador convencional. O regulador de tensão apenas regula a tensão ativa, mas não controla a forma da tensão. Pode ocorrer sobretensão em partes descarregadas da onda de tensão, embora a tensão ativa permaneça dentro dos limites.

A tensão nos máximos da onda senoidal aumenta para 325V na tensão efetiva de 230V. No caso de um carga desigual na onda de tensão, podem ocorrer picos de tensão de 400V ou mais, que podem danificar outros consumidores de energia localizados no mesmo circuito. Por exemplo, a eletrónica no circuito, lâmpadas LED, etc., podem ser destruídas.

O controlo de corte de fase não é utilizado apenas para ferramentas, mas também para outros eletrodomésticos, como aspiradores, máquinas de lavar, bombas de calor, etc.

O controlo de corte de fase também é utilizado em arrancadores suaves que regulam a corrente de arranque dos motores elétricos.

A eletricidade nos geradores de inversor é gerada eletronicamente. A energia é primeiro armazenada em condensadores, que são carregados pelo alternador através de um retificador controlável. A tensão DC dos condensadores é convertida em tensão AC pelo circuito de ponte B2:

Para comparação de tensão (amarelo) e corrente (verde) ao operar uma broca com controlo de potência via corte de fase controlo da rede pública e de um gerador com tecnologia de inversor:

Pode-se ver que o gerador de inversor pode manter melhor a forma da tensão do que um gerador convencional e o a amplitude máxima da tensão dentro de uma onda de tensão permanece dentro do intervalo permitido.

A peculiaridade das cargas eletrónicas ou cargas com controlo de potência eletrónica é que consomem apenas parte da onda de tensão.

O controlo de corte de fase usa tiristores que só fecham quando a tensão chega a 0V e a corrente através deles acompanha a tensão após a abertura dos tiristores. Isto causa uma distribuição diferente de energia dentro da onda de onda e causa os processos associados. A tensão na parte não carregada da onda de tensão pode subir tanto que pode danificar outros consumidores de corrente presentes no circuito.

Outro tipo seria os consumidores de energia eletrónica com fontes de alimentação comutadas sem correção de potência incorporada correção do fator de potência.

Estes têm um retificador e condensadores, cuja energia é reabastecida no momento em que a amplitude da a onda de tensão atinge um valor mais alto do que a tensão dos condensadores. Isto leva a uma diminuição pulsada na corrente.

Geradores convencionais (indutância como fonte de corrente) e geradores de inversor (condensador como fonte de corrente) comportam-se de forma diferente em relação aos consumidores de corrente com consumo de corrente pulsada. O condensador é capaz de deixar o aumento e queda da corrente muito mais rápido do que uma bobina (indutância). A borda de subida do pulso de corrente surge muito mais lentamente no gerador convencional e a borda de descida causa os processos transitórios que surgem do energia armazenada na bobina (E=LI²/2).

Estes processos transitórios são causados pela liberação da energia armazenada na bobina e representam harmónicos que pode atingir altas amplitudes se o consumo de corrente pelos consumidores conectados se aproximar de zero.

O consumo de corrente de impulso é comum para dispositivos eletrónicos com fontes de alimentação sem correção do fator de potência correção. Estes dispositivos são capazes de gerar harmónicos, mas são afetados por eles e em alguns casos até destruídos.

Há também alguma distorção da onda de tensão causada por carga desigual dentro da onda.

Os geradores inversores têm características diferentes porque o condensador funciona de forma diferente de um indutor e reage de forma diferente a cargas variáveis e flutuações de corrente:

A borda ascendente do impulso de corrente parece completamente diferente com a mesma carga e não há transientes processos após o impulso de corrente.

Os geradores inversores são, portanto, muito mais adequados para dispositivos eletrónicos sensíveis do que os geradores (também com AVR).

A onda de tensão produzida pelo gerador inversor também é capaz de manter melhor a forma da tensão.
E o que sobre a rede pública?

É assim que o consumo de corrente se apresenta com a mesma carga eletrónica da rede pública:

Pode-se ver que na rede pública, os picos da onda senoidal têm uma certa deformação causada por um grande número de consumidores de energia eletrónica.

Deve-se entender os resultados das medições acima de tal forma que os geradores convencionais não são de todo adequado para o consumidor eletrónico moderno? A resposta é NÃO!

Os geradores convencionais ainda podem ser usados como fonte de energia, mas as suas propriedades e as propriedades dos os consumidores de energia a serem fornecidos devem ser considerados ao planear o fornecimento de energia de reserva.

As cargas são geralmente divididas em lineares (ôhmicas) e não lineares.

A carga ôhmica presente no circuito é capaz de amortecer os processos transitórios e as harmónicas de tal forma que já não são perigosos para a eletrónica sensível. A carga ôhmica carrega as partes da onda de tensão que são não carregado apenas pela eletrónica, oferece uma saída para a energia armazenada na bobina por impulsos de corrente e amortecendo assim as harmónicas.

Num dormitório, dispositivos eletrónicos com um consumo de energia em forma de pulso sem correção do fator de potência são principalmente pequenos consumidores de energia com uma potência de até 75W. A potência total de tais dispositivos numa casa é de cerca de 300-400W, e uma carga resistiva de cerca de 100-200W (um par de lâmpadas), como regra, é capaz de estabilizar a sua operação ao amortecer processos transitórios. No caso de potência pulsada mais elevada, devem ser encontradas soluções separadas que são precisamente adaptadas ao caso respetivo.

Os geradores inversores geralmente não requerem estas medidas de proteção e são, portanto, uma melhor opção de reserva fonte de energia para consumidores de eletricidade sensíveis. No entanto, tais geradores muitas vezes têm uma saída inferior e são mais suscetíveis a correntes de retorno e de indução dos consumidores de energia conectados.

Como regra, os consumidores de eletricidade indutivos com motores têm uma corrente de arranque que, dependendo do o design pode ser de 3 a 6 vezes superior à corrente nominal:

Máquina de moagem sem controlo eletrónico (arranque e operação normal)

No caso de fornecimento de energia a partir de um gerador inversor ou estação de energia, a tensão de saída pode colapsar porque têm proteção eletrónica contra sobrecarga que pode reagir ao valor instantâneo da corrente:

A tensão colapsa enquanto a corrente através da carga conectada atinge o valor máximo permitido. O a energia armazenada na carga indutiva (E=LI²/2) causa autoindução, que também pode danificar o módulo inversor.

É muito importante ao operar consumidores de energia com motores de um gerador inversor que o a potência de arranque necessária não excede a potência máxima do gerador, caso contrário, o seu módulo inversor pode ser danificada.

Neste caso, uma carga resistiva presente no circuito poderia desviar algumas das correntes de retorno e assim proteger o gerador até certo ponto. Se a carga indutiva estiver sozinha no circuito, os picos de tensão causada por autoindução pode atingir um valor demasiado alto e danificar a eletrónica do gerador.

O consumo de eletricidade de uma casa geralmente tem um caráter complicado, uma vez que cada dispositivo ativo contribui para a recolha total de eletricidade.

Aqui está um exemplo do consumo de energia de uma casa com iluminação LED em funcionamento, computador, monitor; Sistema telefónico, sistema de satélite, frigorífico, etc.

Aqui está outro caso especial, a máquina de lavar com o motor a funcionar, cuja velocidade é regulada por controlo de corte de fase:

Pode ver que há outra parte com um comportamento claramente indutivo.

Vários consumidores de corrente ativa podem, até certo ponto, equilibrar-se carregando diferentes partes da tensão onda e evitando a queda "perigosa" com partes descarregadas.

O fator de potência é decisivo para todo o sistema. Numa casa normal, este é aproximadamente 0,7 - 0,8 e é difícil para um consumidor normal avaliar. O gerador não só tem que cobrir a potência ativa, mas também a toda a potência reativa, razão pela qual é recomendado não operar o gerador com mais de 80% da sua potência nominal.

Os consumidores de corrente resistiva e consumidores de corrente com correção do fator de potência incorporada presentes no o circuito desempenham um papel importante e estabilizam todo o sistema.

Aqui está o consumo atual da mesma casa com a chaleira ligada (esquerda) e com a máquina de lavar (direita) ligada enquanto a água está a ser aquecida:

O gerador como fonte de energia e os consumidores de energia a serem alimentados formam um sistema fechado cujos elementos afetam-se mutuamente e é extremamente importante analisar os consumidores de energia a serem alimentados ao selecionar um gerador adequado.

O gerador para fornecimento de energia de emergência da casa deve ser escolhido tendo em conta as suas características e as características dos consumidores, uma vez que a escolha errada do gerador pode prejudicar tanto os consumidores quanto o gerador próprio.

O gerador para fornecimento de energia de emergência deve ser escolhido tendo em conta as suas características e as características dos consumidores elétricos, uma vez que a escolha errada do gerador pode prejudicar tanto os consumidores quanto o o próprio gerador. A Könner & Söhnen dá apenas recomendações gerais para o uso dos seus geradores.

Isenção de responsabilidade:

Estas instruções podem ser apenas uma recomendação, são ilustrativas e devem ser adaptadas ao local exato circunstâncias e condições durante a instalação. A própria instalação deve ser realizada em conformidade com todas as normas e regulamentos. Não nos responsabilizamos por instalações incorretas e suas consequências.