Generator met inverter-technologie

Generatoren met “inverter” technologie

De generator bestaat uit een kleine benzinemotor en een alternator met permanente magneetbekrachtiging. De uitgangsspanning en frekwentie is niet stabiel, maar dit is geen bezwaar want die wordt gelijkgericht en dan direct naar een omvormer gevoerd, die er weer wisselspanning van maakt (juiste frekwentie en spanning).

Deze generatoren hebben een monophasé uitgang (maximum 2000W). Het voordeel is het lagere verbruik bij deellast omdat de motor geen constante toerental moet hebben. Bij deellast gaat de motor langzamer draaien en verbruikt minder. Deze generatoren zijn niet in staat om zware motoren te voeden (boormachine enz). De generator kan maximaal 1.5× het nominaal vermogen leveren gedurende minder dan een seconde.

Dergelijke generatoren worden in een volledig gesloten en geluidsdempende behuizing geleverd (zie foto), in tegenstelling met klassieke generatoren die in een metalen frame zitten.

Deze generatoren zijn hoofdzakelijk voorzien voor huishoudelijk gebruik, en in het bijzonder camping en caravaning toepassingen (voeding van de koelkast, televisie, verlichting, batterijlading).

Deze generatoren zijn moeilijk te herstellen: de alternator zelf gaat bijna nooit defekt, maar de inverter is het zwakke schakel. De inverter gebruikt specifieke componenten. Het is meestal mogelijk de vermogenstransistoren te vervangen, maar vaak moet ook de transfo vervangen worden als die gemagnetiseerd is geraakt na een kortsluiting. Als de transfo gemagnetiseerd is kan de schakelende voeding niet meer het nominaal vermogen leveren (zonder dat je kan weten hoeveel de generator nog kan leveren). De specifieke schakelende transfo is nergens te verkrijgen.

Kleine werfgenerator

Klassieke alternator

De generator is groter uitgevoerd en is ook duurder wegens de extra voorzienigen: exciterwikkeling en regelaar. De meeste generatoren leveren driefasige spanning maar er kan vaak ook monofasé afgetapt worden. Een werfgenerator levert bijvoorbeeld driemaal 2000W op de monofasige uitgangen (zekeringen van 10A) of 10kW op de driefasige uitgang (zekeringen van 16A). Het vermogen op de monofasige uitgangen wordt bewust beperkt om de onbalans tussen de fasen van de alternator te beperken.

Deze alternatoren kunnen alle belastingen aan, voorzover de groep krachtig genoeg is: motoren (werftoepassingen, koelkasten, ventilatoren, pompen), schakelende voedingen (computers, laagspanning halogeen en led-verlichting, communicatie-apparatuur, laders), inductieve belastingen (transfo's, microgolfovens, ontladingslampen zoals TL en andere types verlichting), complexe belastingen zoals dimmers en natuurlijk ook ohmse belastingen (verwarming, gloeilampen).

De frekwentie hangt af van het motortoerental (meestal mechanisch geregeld) en is niet echt stabiel, maar dit is meestal geen bezwaar. Deze generatoren zijn stevig gebouwd en zijn voorzien voor zwaardere, professionele toepassingen.

Grotere stroomgroepen die in containers geleverd worden gebruiken eveneens een klassieke alternator. Het vermogen kan hier oplopen tot meer dan 1MW.

Generator met condensator-bekrachtiging

Het alternatorgedeelte lijkt nog het meest op een asynchrone generator met condensator (om het blindvermogen te leveren) maar is op verschillende punten verbeterd. Het kooianker is vervangen door één of twee wikkelingen die met een diode kortgesloten worden. De stator heeft een hoofdwikkeling die de stroom levert en een hulpwikkeling die met een condendator kortgesloten wordt, de stator is in dit opzichte vergelijkbaar met een asynchrone monofasige generator. Soms zijn er twee stroomleverende wikkelingen die in serie of parallel geschakeld kunnen worden. De asynchrone generatoren worden hier verder besproken.

De schema van zo'n generator is rechts te vinden, deze generator kan geschkeld worden om 110V of 220V te leveren. De waarde van de condensator is meestal hoger dan 10µF. De aanwezigheid van de condensator op een statorwikkeling geeft aan dat we te maken hebben met een generator met condensator-bekrachtiging.

De rotor bestaat uit een wikkeling, maar er zijn geen sleepringen om de spoel te voeden (brushless generator). De wikkeling wordt door een zware voedingsdiode kortgesloten. In bepaalde uitvoeringen heeft iedere pool een eigen wikkeling met zijn eigen diode. Verder zijn er nog twee magneten op de rotor gemonteerd. Ze dienen om de alternator te doen aanlopen.

De generatoren zijn zeer goedkoop omdat de alternator eenvoudig is zonder extra bekrachtigingsalternator en zonder regelaar.

Het zijn zeer eenvoudige alternatoren voor laag vermogen (750W tot 2kW). De stabilisatie is niet al te goed: de spanning is te laag als de alternator onbelast draait. Vaak stijgt de spanning met de belasting, totdat het magnetisch circuit in saturatie gaat.

Indien de generator geen vermogen kan leveren (de spanning zakt in elkaar als er een belasting aangesloten wordt), dan kan de condensator of de diode defekt zijn. De condensator kan gemakkelijk uitgemeten worden, maar om de diode te bereiken moet de rotor gedemonteerd worden. Indien de generator geen spanning levert, dan is vermoedelijk een wikkeling onderbroken, dit kan men meten zonder de generator te doen draaien.

Indien de spanning te laag is moet de motorsnelheid opgevoerd worden of de waarde van de condensator moet verhoogd worden door een tweede condensator parallel over de eerste te schakelen (waarde ongeveer 1/3 van de standaard condensator).

Er moet proefondervindelijk bepaald worden of de generator een bepaald apparaat kan voeden. De alternator kan kortstondig een hoger vermogen leveren, maar dit hangt af van de soort belasting.

Afbeelding rechts:
generator met condensator-bekrachtiging
Schema, stator en rotor

Een mail ontvangen van een bezoeker van de site:
Ik ben in het bezit gekomen van een dieselgenerator met condensator bekrachtiging doch heb volgend probleem: De motor wil enkel op ralenti draaien en ik zie nergens een mogelijkheid om deze zelf mechanisch te verhogen. Wordt dze enkel aangestuurd via een aanwezige elektronica sturing? Bij weinig oplopend toerenal levert de generator wel stroom voldoende om een lamp zwak te laten oplichten, vermoedelijk is de generator op zich in orde. Wat kan ik alsnog doen om het toerenal te verhogen? Het betreft een toestel van Oreiko met gemonteerde condensator van 35 microfarad welke volgens mijn meting nog 28 micro meet. Kan U mij wat verder informeren?

Geachte,
Generatoren met condensatorbekrachtiging hebben meestal geen electronica aan boord. De bedoeling van de condensatorbekrachtiging is om een generator te bouwen die zo goedkoop mogelijk is. De motor wordt niet gestuurd vanuit de generator.

Het toerental wordt doorgaans gestabiliseerd door een kleine watt-regulator die de brandstopinspuiting regelt. Het toerental wordt normaal ingesteld met een instelschroef op de motor de de veerspanning van de regulator wijzigt.

Bepaalde types condensatoren verliezen hun capaciteit na verloop van tijd (en dit geldt niet enkel voor elkos), een waarde van 28µF ligt nog juist binnen de toleranties (-20%). Als het motorgedeelte hersteld kan worden zou het aangeraden zijn de condensator te vernieuwen.