Jak działa stabilizacja napięcia w agregacie prądotwórczym?

Proces stabilizacji napięcia polega na utrzymywaniu parametrów generowanego prądu na możliwie stałym poziomie niezależnie od aktualnego obciążenia agregatu. W wielu zespołach prądotwórczych odpowiada za to układ AVR, który kontroluje napięcie wyjściowe i odpowiednio steruje układem wzbudzenia prądnicy. W modelach inwerterowych proces ten przebiega inaczej – wytworzony prąd przemienny jest najpierw prostowany do prądu stałego, a następnie ponownie przetwarzany na przemienny o kontrolowanych parametrach i odpowiednim kształcie przebiegu.

Na jakość stabilizacji należy zwracać szczególną uwagę wtedy, gdy agregat zasila urządzenia wyposażone we wrażliwą elektronikę – np. sprzęt IT czy precyzyjną automatykę przemysłową. Z tego powodu w artykule wyjaśniamy, skąd biorą się wahania napięcia oraz jak działa układ AVR i co odróżnia go od technologii inwerterowej. Dowiesz się z niego także, dlaczego wykorzystanie nowoczesnych agregatów marki FOGO, wynajmowanych przez naszą firmę Agregaty.pl, gwarantuje wysoki poziom ochrony podłączonych do nich odbiorników prądu.

Skąd biorą się wahania napięcia na wyjściu agregatu prądotwórczego?

Agregat prądotwórczy to w ogromnym uproszczeniu połączenie silnika spalinowego z prądnicą. Obracający się wał jednostki napędowej jest źródłem energii mechanicznej, która w prądnicy zostaje przekształcona na elektryczną. Naturalną cechą takiego układu jest jego podatność na zmiany obciążenia.

Gdy do instalacji zostanie podłączony odbiornik wymagający np. wysokiego prądu rozruchowego, dojdzie do nagłego spadku obrotów silnika wynikającego ze wzrostu obciążenia połączonej z nim prądnicy. W reakcji na to sterownik zwiększy dawkę paliwa, aby ustawić prędkość obrotową na właściwym poziomie. Choć wszystko to trwa krótką chwilę, w okresie tym mogą wystąpić przejściowe, nierzadko znaczne zmiany wartości napięcia i częstotliwości prądu. Sytuacja jest analogiczna w przypadku odłączenia dużego odbiornika – skutkuje to wzrostem prędkości obrotowej silnika.

Każda taka gwałtowna zmiana obciążenia zespołu prądotwórczego krótkoterminowo wpływa więc negatywnie na pracę całego układu. Skutkuje pogorszeniem jakości wytwarzanej energii elektrycznej i grozi uszkodzeniem wrażliwej elektroniki zasilanych nią odbiorników. Właśnie dlatego w nowoczesnych agregatach stosowane są układy odpowiedzialne za regulację napięcia. Utrzymują je na stałym, bezpiecznym poziomie niezależnie od aktualnego obciążenia instalacji.

Zasada działania regulatora AVR stosowanego w agregatach prądotwórczych

AVR to skrót od angielskich słów „Automatic Voltage Regulator” oznaczających automatyczny regulator napięcia. Tym mianem określa się układ elektroniczny, który w czasie rzeczywistym kontroluje napięcie wytwarzane przez prądnicę, aby utrzymać je na wymaganym, możliwie stałym poziomie. Jeżeli jego wartość spada w wyniku wzrostu obciążenia agregatu prądotwórczego, AVR odpowiednio zwiększa wzbudzenie prądnicy. Analogicznie, gdy obciążenie maleje i napięcie rośnie, układ ogranicza wzbudzenie. Cały proces odbywa się automatycznie i bardzo szybko, łagodząc wahania napięcia występujące podczas podłączania oraz odłączania odbiorników.

Podkreślenia wymaga tutaj fakt, że AVR odpowiada wyłącznie za regulację wartości napięcia. Za utrzymanie prawidłowej prędkości obrotowej silnika zespołu prądotwórczego i dostosowywanie jej do aktualnego obciążenia, odpowiedzialny jest dedykowany regulator obrotów. Stabilna praca agregatu jest więc efektem współdziałania obu tych układów.

AVR a technologia inwerterowa w zespołach prądotwórczych – najważniejsze różnice

Obie te technologie służą temu samemu celowi – zapewnieniu odpowiednich parametrów energii elektrycznej na wyjściu z agregatu prądotwórczego. Jednak wykorzystują odmienne rozwiązania i tym samym znacząco różnią się od siebie pod kątem zasady działania. Jak już wspominaliśmy, AVR jest tak naprawdę regulatorem wzbudzenia prądnicy i odpowiada wyłącznie za korygowanie wartości napięcia. Nie odpowiada natomiast za regulację prędkości obrotowej silnika, dlatego częstotliwość prądu wytwarzanego przez klasyczny zespół prądotwórczy jest powiązana z prędkością obrotową jednostki napędowej. Cechy tej pozbawione są nowoczesne agregaty inwerterowe. Zastosowana w nich technologia uniezależnia parametry energii elektrycznej od obrotów jednostki napędowej.

Prądnica tych urządzeń wytwarza wielofazowy prąd przemienny, który zostaje zamieniony na stały po przejściu przez układ prostowniczy. Następnie inwerter (falownik), będący elementem elektronicznym, przekształca go z powrotem na przemienny, cechujący się odpowiednim kształtem przebiegu i stałą częstotliwością wynoszącą 50 Hz. W efekcie technologia inwerterowa gwarantuje najwyższą możliwą jakość zasilania. Dodatkowo pozwala silnikowi pracować na niższych obrotach przy niewielkim obciążeniu instalacji – przekłada się to na mniejsze zużycie paliwa i niższe koszty eksploatacji agregatu prądotwórczego.

Agregaty prądotwórcze bez układu stabilizacji vs. z technologią regulacji napięcia

Prawidłowy dobór agregatu prądotwórczego pod kątem systemu regulacji napięcia ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo podłączanych do niego odbiorników prądu. Dlatego przygotowaliśmy zestawienie, które przejrzyście pokazuje różnice pomiędzy prostymi zespołami prądotwórczymi bez układu stabilizacji a modelami wyposażonymi w AVR lub technologię inwerterową.

Dlaczego stabilne napięcie z agregatu jest istotne przy zasilaniu wrażliwych odbiorników?

Nieprawidłowe parametry zasilania są szczególnie niekorzystne w przypadku urządzeń wyposażonych w skomplikowane układy i podzespoły elektroniczne. Zalicza się do nich m.in. komputery, sterowniki automatyki przemysłowej, precyzyjne urządzenia pomiarowe oraz niektóre sprzęty medyczne.

Podłączenie takiego sprzętu do agregatu prądotwórczego bez układu stabilizacji napięcia może skutkować m.in. takimi problemami, jak:

• niestabilna praca – np. zawieszanie się lub resetowanie systemów,
• nadmierne nagrzewanie się silników lub niektórych podzespołów elektronicznych,
• awarie układów elektronicznych wrażliwych na skoki napięcia.

Należy tutaj podkreślić, że w przypadku wielu z tych urządzeń istotne znaczenie ma nie tylko wartość napięcia, ale także jego jakość. Duże odchylenia od normy wartości częstotliwości czy kształtu przebiegu również mogą niekorzystnie wpływać na ich działanie. Dlatego przy projektowaniu instalacji przeznaczonej do zasilania szczególnie wrażliwej elektroniki należy uwzględnić wymagania konkretnych odbiorników i dobrać agregat odpowiednio do ich charakterystyki. W zależności od zastosowania odpowiednim rozwiązaniem będzie wysokiej klasy zespół prądotwórczy z precyzyjnym układem AVR lub nowoczesny odpowiednik wykorzystujący technologię inwerterową.

Zakup vs. wynajem agregatów prądotwórczych ze stabilizacją napięcia – co bardziej się opłaca?

Wynajem pozwala więc przenieść wiele obowiązków związanych z posiadaniem agregatu na firmę świadczącą usługę. Do tego uwalnia od konieczności zamrażania dużych środków finansowych w zakup urządzenia i jednocześnie daje dostęp do najnowocześniejszego technologicznie sprzętu w doskonałym stanie technicznym. Jeśli zdecydujesz się skorzystać z usługi świadczonej przez Agregaty.pl, zyskasz jeszcze więcej.

Zakup agregatów nie zawsze jest opłacalnym rozwiązaniem. Wynajmowanie ich pozwala uniknąć wysokich kosztów początkowych i jednocześnie daje znacznie większą elastyczność. Niezależnie od tego, czy firma chce wykorzystać je jako źródło zasilania awaryjnego, czy podstawowego, wybierając to rozwiązanie, może w dowolnym momencie zwrócić niepotrzebne urządzenia lub wypożyczyć kolejne. To istotna korzyść zwłaszcza w przypadku przedsięwzięć, których zapotrzebowanie na energię elektryczną często zmienia się w czasie. Dodatkowo firma zyskuje dostęp do profesjonalnego wsparcia technicznego w zakresie doboru zespołów prądotwórczych, ich montażu oraz serwisowania.

Eksperci Agregaty.pl

Wynajmujemy wysokiej klasy agregaty marki FOGO, oferując klientom m.in.:

• szerokie możliwości w zakresie doboru zespołów prądotwórczych do zapotrzebowania energetycznego – posiadamy agregaty o mocy od 20 do 1000 kVA (w przypadku większego zapotrzebowania urządzenia można łączyć ze sobą równolegle i poprzez synchronizację ich pracy zwiększać moc całej instalacji do poziomu nawet kilku megawatów);
• elastyczne warunki współpracy – wynajmujemy agregaty prądotwórcze zarówno długoterminowo (np. do instalacji zasilania awaryjnego), jak i krótkoterminowo (m.in. do zasilania imprez plenerowych, placów budowy czy tymczasowo uruchamianych linii produkcyjnych);
• wsparcie przy projektowaniu instalacji pod zespoły prądotwórcze (dodatkowo możemy dostarczyć podstawowe elementy do jej wykonania – m.in. okablowanie i zbiorniki paliwa);
• profesjonalną obsługę techniczną – nie tylko transportujemy i instalujemy agregaty, ale także konfigurujemy i przeprowadzamy testy obciążeniowe przed pierwszym uruchomieniem;
• kompleksowe wsparcie serwisowe – wykonujemy naprawy bieżące urządzeń, przeglądy techniczne oraz prace konserwacyjne.

Zbuduj niezawodne i stabilne źródło zasilania oparte na zespołach prądotwórczych FOGO od Agregaty.pl

Wynajmowane przez nas agregaty FOGO wyposażone są, zależnie od modelu, w nowoczesne bezszczotkowe prądnice i układy AVR lub DVR oferujące precyzyjną stabilizację napięcia. Wiele modeli charakteryzuje się dokładnością regulacji na poziomie nawet poniżej ±1%. Urządzenia wykorzystasz do zasilenia inwestycji budowlanych, linii produkcyjnych, dużych imprez plenerowych i wielu innych przedsięwzięć. Posiadanie takiego zespołu prądotwórczego, prawidłowo dobranego do przewidywanego obciążenia instalacji, jest gwarancją spokoju. Będziesz mógł podłączyć do niego nawet odbiorniki z elektroniką wrażliwą na skoki napięcia, mając pewność, że jest dobrze chroniona przed uszkodzeniem.

Agregaty prądotwórcze FOGO doskonale sprawdzają się w roli zasilania zarówno awaryjnego, jak i podstawowego. Zostały wyposażone w wysokiej klasy silniki Diesla przystosowane do intensywnej eksploatacji w trybie ciągłym pod dużym obciążeniem i spełniające rygorystyczne normy emisji spalin. Dzięki zastosowaniu wyciszonych obudów są zgodne z wymogami Dyrektywy Hałasowej i gwarantują wysoki komfort osobom przebywającym w ich bezpośrednim sąsiedztwie. Wynajmując je od Agregaty.pl, zbudujesz niezawodną, stabilną i bezpieczną instalację zasilania dla swojego przedsięwzięcia – zapraszamy do współpracy.