Без приборов не разобраться: выбираем генератор

Мини-электростанция, или генератор – это фактически один из предметов первой необходимости для тех, кто живёт за городом. Никому не хочется оставаться без привычных благ цивилизации, когда внезапно отключают электричество.

Предложений на рынке сейчас огром­ное количество, вариантов много. Гене­раторы на бензине, газу или дизельном топливе, разной мощности, на открытых рамах и в шумопоглощающих кожухах, мобильные и стационарные… Выбор ве­лик, конкуренция между производителя­ми огромная, но не всегда добросовестная. Есть основания предполагать, что как ми­нимум некоторые производители указы­вают завышенную мощность, что создаёт пользователям достаточно серьёзные про­блемы при эксплуатации. Забегая вперёд, сразу скажем, что наш тест подтвердил это предположение – некоторые производи­тели и вправду завышают данные по мощ­ности.

К некоторым моделям, особенно из де­шевого сегмента, есть вопросы в плане ка­чества электричества. Многие думают, что электричество всегда одинаковое, но это совсем не так. Так же, как вода «из крана» в разных городах очень сильно отличается по вкусу и составу, так и электричество от разных генераторов отличается в луч­шую или худшую сторону. И как раз задача теста – проверить всё это и выяснить, где энергия «вкуснее», а где она такова, что лучше не связываться.

Состав участников

В этом тесте мы собрали принципиально разные модели, отличающиеся не только по мощности, но и по типу преобразова­теля, и даже по типу двигателя. Поскольку мы проверяем все мини-электростанции на соответствие реальных характеристик заявленным, то и сравниваем их в первую очередь каждую саму с собой. Сравнение идёт по принципу «соответствует – не со­ответствует», а не «более мощный или менее мощный». Для генератора мощ­ность – ключевой параметр, но не одно­значный, нельзя считать, что чем мощнее, тем он лучше. Инверторный «чемоданчик» на пару киловатт можно унести в одной руке, но рамный «пятикиловатттник» при­дётся поднимать уже вдвоём. С таким уже не пойдёшь на рыбалку, а к чемоданчику не подключишь сразу несколько мощных инструментов. Так что каждый генератор хорош где‑то в своей области применения, цель теста (ещё раз это повторим) – прове­рить соответствие заявленных параметров реальным.

Хотя сравнение друг с другом тоже, ко­нечно, присутствует – например, мы про­веряем расход топлива, и пересчитываем его в удельный расход. А вот здесь уже мож­но сравнивать какие угодно генераторы, потому что можно понять, какой из них израсходует меньше топлива на производ­ство одного киловатт-часа энергии.

Вот список нынешних участников. Далее в статье каждый из них будет представлен подробно, с перечислением характеристик, описанием конструктивных особенностей, важных конкурентных преимуществ, и ко­нечно же, с результатами испытаний.

– Champion IGG950;
– Huter DY3000L;
– Huter DY6500L;
– Daewoo GDA 2600i;
– Интерскол ЭБ‑3500;
– Интерскол ЭБ‑7500Э;
– Steviman GR‑7500.

Отметим ещё один важный момент. Champion IGG950, Huter DY3000L и Huter DY6500L входят в число самых популярных моделей на российском рын­ке, согласно рейтингу проекта «Единая платформа». Мы не раз писали о «Единой платформе», этот проект собирает данные о продажах в розничных инструменталь­ных магазинах. И в этом рейтинге, состав­ленном в июле 2024 года, практически сплошной Huter, слегка «разбавленный» другими брендами (Champion, Carver, Denzel). Вполне чётко прослеживается тенденция покупателей выбирать наибо­лее дешевое предложение… что же, тест должен показать, разумен ли такой подход, или же у него могут быть последствия.

Рейтинг продаж генераторов «Единой платформы», июль 2024 г.

Методика испытаний

Наш испытательный стенд

В ходе теста мы проверяем основные и наиболее важные для потребителя ха­рактеристики – реальную мощность, каче­ство электричества, расход топлива и уро­вень шума. Для измерения мощностных характеристик мы сделали специальный стенд, на вход которого подключаем ге­нератор, а на выходе установлены четыре розетки, к которым можно присоединять те или иные потребители энергии. Стенд позволяет включать или отключать ка­ждую из розеток в произвольном порядке, указывает потребляемую мощность и ток. Пусковой ток измеряем с помощью токо­вых клещей SEM DT‑9381А.

Владимир Бурдыгин, инженер (компания «Техкам Сервис»)

Мощность, расход топлива и шум мы проверяем самостоятельно, а вот для кон­троля качества электричества приглашаем опытного инженера. Владимир Бурдыгин работает в компании «Техкам-Сервис», которая является разработчиком и произ­водителем автоматических систем управ­ления бензиновыми и дизельными элек­тростанциями. То есть компания давно и очень плотно работает именно с гене­раторами и имеет колоссальный опыт их проверки.

Мощность

При подборе генератора главный па­раметр, на который надо ориентировать­ся – это именно мощность, она подби­рается исходя из того, какую нагрузку предполагается подключать к генерато­ру, какие именно электроприборы. Если мощности генератора недостаточно, то он не сможет полноценно питать всё необходимое.

Правильный подбор генератора с учё­том предполагаемой нагрузки обязательно должен включать оценку полной мощно­сти всех приборов, включая реактивную компоненту. К суммарной полной (то есть учитывающей и реактивную компоненту) мощности всего, что вы хотите подключить к генератору, следует добавить ещё как ми­нимум 20%, а в ряде случаев и больше. Это запас на то, чтобы генератор мог справить­ся с пусковыми токами – у электроприбо­ров с двигателями при включении всегда наблюдается скачок потребляемой мощ­ности, существенно (иногда в разы) боль­ше того, что прибору требуется во время работы. Особенно большой пусковой ток у таких приборов, которые стартуют сразу под нагрузкой – например, компрессоры холодильника, или насосы, особенно сква­жинные (и чем глубже расположен насос в скважине, тем дольше длится пусковой ток, и соответственно выше пусковая мощ­ность). Потому‑то мы и придаём такое значение мощности генератора, а точнее, соответствию заявленных и реальных ха­рактеристик Методика проверки мощности такова: запускаем генератор, даём ему прогреть­ся, далее включаем нагрузку, соответству­ющую заявленной номинальной мощ­ности (то есть той, которую генератор должен выдавать в течение длительного времени), и засекаем 10 минут. Если ма­шина отработала эти 10 минут, значит, проверку прошла, и считаем, что произ­водитель честен по отношению к потре­бителям и указывает настоящие значе­ния. Если генератор отключился прежде чем истекли эти 10 минут – значит, его реальная номинальная мощность ниже заявленной. Максимальная мощность проверяется по такому же принципу, но в течение короткого времени.

В качестве нагрузки мы используем сле­дующие варианты:

– Стенд с набором ламп накаливания разной мощности, от 100 до 500 Вт. Сум­марная потребляемая мощность – око­ло 3,3 кВт. Это исключительно активная нагрузка, не создающая повышенного пускового тока. У стенда нет какой‑либо защиты от, например, перегрева, поэтому лампы работают ровно столько, сколько понадобится. Это очень удобно, потому что, например, тепловентилятор может внезапно выключиться из-за сработавшей защиты от перегрева. Когда такое происхо­дит на 8‑й минуте проверки на номиналь­ную мощность, то приходится перезапу­скать цикл испытаний с нуля, для чистоты эксперимента.

– Тепловентиляторы с максимальной мощностью 2 и 3 кВт. Удобны тем, что это довольно компактные устройства, имею­щие большую потребляемую мощность, и к тому же преимущественно активную – почти вся энергия тратится на нагрев, соб­ственно вентилятор имеет небольшую мощность и его пусковыми токами можно пренебречь. Есть и недостаток, упомяну­тый выше – автоматическое отключение, которое невозможно спрогнозировать.

– Набор погружных насосов «Джи­лекс»: вибрационный «Качан» 20/60–25 м (арт. 8602) и два дренажных для гряз­ной воды «Фекальник» 230/8 (арт. 5401) и «Фекальник» 330/12 (арт. 5402). Насо­сы погружены в колодец на глубину около 4 м, и качают воду по замкнутому циклу – на поверхность и обратно (чтобы не тра­тить воду понапрасну). У «Качана» заявлена потребляемая мощность 225 Вт, в момент включения она достигает 800 Вт – как раз из-за пускового тока. «Фекальник» 230/8 имеет заявленную потребляемую мощ­ность (очевидно, максимальную) на уров­не 590 Вт, в наших условиях он явно работает не в полную силу – на 410 Вт. Но зато в момент запуска потребляет ток 3,6 А, то есть пусковая мощность достигает 860 Вт. У «Фекальника» 330/12 заявлен­ная потребляемая мощность составляет 1200 Вт, во время работы в нашем случае он потребляет всего 830 Вт. Но в момент запуска – целых 3 кВт, то есть у него пу­сковой ток превышает 12 А.

Насосы в качестве нагрузки выбраны по целому ряду соображений. Во-первых, именно из-за высокого пускового тока, что позволяет проверить, сможет ли ге­нератор запустить их. Во-вторых, из-за стабильности работы: пока они включены и работают, энергопотребление не меня­ется. И можно не опасаться срабатывания систем защиты, потому что в процессе они охлаждаются водой, а воду мы закачиваем обратно в колодец. То есть не перегреют­ся, и не остановятся из-за опустошения колодца. В-третьих, комбинируя насосы в разных последовательностях, мы можем дозировать мощность нагрузки в очень широком диапазоне, что очень удобно. А на случай, если не хватит того, что есть – у нас есть ещё по одному экземпляру каж­дого насоса.

Результаты проверки мощности при­ведены в Таблице 1. Как видим, у Daewoo и одной из моделей Huter заявленные дан­ные достаточно существенно превышают реальные возможности генераторов. Про­ще говоря, заявленная номинальная мощ­ность завышена.

Из чего складывается мощность
Владимир Бурдыгин, инженер (компания «Техкам-Сервис»)

Для переменного тока, в отличие от постоянного, есть несколько понятий мощности: активная, реактивная и полная. Полная мощность равна сумме активной и реактивной.

Активная мощность – это то, что преобразуется в полезную энергию. Например, в тепло в электронагревателе. Реактивная мощность – это то, что тратится на переход­ные процессы в индуктивных и ёмкостных элементах. Пусковые конденсаторы, напри­мер, заряжаются с приходом полуволны напряжения и разряжаются с уходом. Катушки индуктивности, к которым можно отнести катушки управления реле или обмотки дви­гателей, вначале намагничиваются с приходом полуволны напряжения, делают полезную работу, а затем размагничиваются.

Процессы зарядки и разрядки конденсаторов вызывают отставание нарастания и па­дения напряжения относительно тока: пока зарядится конденсатор (и, соответственно, на нём вырастет напряжение), а ток то для его зарядки уже во всю идёт. Можно сказать, что кондесаторы сопротивляются изменению напряжения.

Процессы намагничивания и размагничивания индуктивностей вызывают отставание нарастания и падения тока относительно напряжения: катушки всячески сопротивля­ются изменению тока.

Коэффициент мощности, обозначаемый как cos φ, применительно к потребителям электроэнергии характеризует качество нагрузки. Косинус фи = 1 означает, что нагрузка имеет только активную составляющую. Косинус фи = 0 означает, что в нагрузке проис­ходит только заряд и разряд ёмкости или магнитного поля. Если на генераторе написано cos φ=1, то это значит, что его мощность тестировалась только на активную нагрузку.

Что произойдёт, если подключить к генератору частично реактивную нагрузку? До­пустим, с часто встречающимся по статистике косинусом фи = 0,8. В такой ситуации 20% потребляемой нагрузкой мощности будет возвращаться на генератор и вызывать дополнительный разогрев обмоток.

Поэтому для генераторов и появилось понятие номинальной и максимальной мощно­сти. Генератор для среднестатистической нагрузки с cos φ = 0,8 обычно работает без кри­тического перегрева при загрузке 80% от максимальной мощности. А при работе на мак­симальной мощности ему необходимо давать регулярную передышку для охлаждения.

Влияние пусковых токов
Бурдыгин, инженер (компания «Техкам-Сервис»)

Пусковые токи возникают при включении в индуктивных (двигатели, трансформато­ры, обмотки реле и контакторов) и в ёмкостных потребителях (в основном в импуль­сных блоках питания). Пусковые токи в индуктивностях возникают и-за необходимости начального намагничивания ротора. Они могут втрое превосходить номинальный ток! Пусковые токи в импульсных блоках питания вызваны начальным зарядом буферных накопителей энергии – конденсаторов большой ёмкости.

Частично поглотить кратковременный пусковой ток позволяет инерция вращения ротора альтернатора. Альтернаторы, имеющие более тяжёлые роторы, при той-же ге­нерируемой мощности могут проглатывать большие пусковые токи. Этим, например, славились генераторы немецкой фирмы Geko.

Тот же эффект можно получить, если приставить к альтернатору двигатель большей мощности, но здесь, как правило, вырастает расход топлива. Не соответствие этому утверждению результата теста расхода топлива для генератора Steviman говорит о том, что двигатель имеет хорошую настройку компрессии и качественный карбюратор. Хотя не исключен и второй вариант, что у других двигателей, показавших более высокий рас­ход топлива, просто хуже качество сборки.

Для двигателей, запускающихся под нагрузкой, пусковой ток длится дольше. За это время генератор может успеть остановиться или затормозиться до падения напряжения на выходе. А падение напряжения вызовет ещё большее увеличение тока, что приводит к ложному срабатыванию автомата защиты на генераторе. Хотя по заявленной мощно­сти генератор должен был тянуть такую нагрузку.

Качество электричества

Второй из этапов теста, и тоже очень важный – проверить качество электриче­ства, а именно форму синусоиды, её часто­ту и наличие паразитных гармоник. Чем ближе синусоида к идеальной, тем лучше. Частота в идеале должна соответствовать стандартным 50 Гц, но это выполняется не всегда. У некоторых китайских гене­раторов частота завышена и может до­стигать 53 и даже 54 Гц. Это делается для увеличения выходной мощности, и для таких потребителей, как строительные инструменты, абсолютно не критично. Но в качестве источников резервного энергоснабжения загородного дома та­кие генераторы уже не очень подходят, потому что могут «не дружить» с ИБП (источниками бесперебойного питания). Те не включатся и не будут заряжать ак­кумуляторы от генератора, если частота превышает 52 Гц.

Что касается паразитных гармоник… хорошую вещь, как известно, паразитом не назовут, так что паразитная гармони­ка – это явление, безусловно, негативное. Это ситуация, когда генератор дополни­тельно к стандартным 220 В на частоте 50 Гц выдаёт ещё и напряжение на других частотах. Например, вторая гармоника – на 150 Гц. Причиной тому обычно бывает низкое качество намотки альтернатора. Напряжение этой второй гармоники мо­жет составлять десятки вольт, и даже если потребляемый ток всего 1 А, то по мощ­ности это, считай, электропаяльник. И эта энергия уходит на подключенные прибо­ры, а как она там «усваивается» – тут всё очень индивидуально. Строительным ин­струментам по большому счету без разни­цы, они такое обращение переживут без проблем. Бытовым электроприборам мо­жет быть хуже, вплоть до выхода из строя, а могут и «переварить» без проблем – за­висит от устройства блока питания. Вот что точно нельзя – это подключаться к та­ким генераторам через сетевой фильтр типа «Пилот». Сетевые фильтры как раз на то и рассчитаны, чтобы отсекать по­добные всплески на «лишних» частотах. Эта энергия поглощается фильтром, пре­образуется в тепло и в конечном итоге рассеивается. Но одно дело, когда это разовый всплеск, и совершенно другое – когда постоянный процесс. В этом случае сетевой фильтр должен отключиться – у качественного экземпляра обязательно должна быть защита от перегрева. Так что в лучшем случае у вас просто отключатся те приборы, которые были подключе­ны к генератору через фильтр. Но быва­ли и случаи возгораний, так что лучше в принципе не допускать подобных ситу­аций, чем надеяться на фильтр. А не до­пускать – это значит выбирать генератор, выдающий качественное электричество без паразитных гармоник. Производители эти данные обычно не указывают… а если и указывают, то где гарантия, что говорят правду? Если уж они завышают мощность, которую не так уж сложно проверить простыми и доступными большинству граждан приборами, то где гарантия, что не врут с показателями, для проверки ко­торых требуются сложные и дорогостоя­щие приборы, и специалисты с высокой квалификацией?

Влияние паразитных гармоник
Владимир Бурдыгин, инженер (компания «Техкам-Сервис»)

При определённом уровне паразитной второй гармоники некоторые приборы, кон­тролирующие входную частоту (часто это источники бесперебойного питания и неко­торые модели газовых и дизельных отопительных котлов), могут начать воспринимать её за основную частоту и уходят в аварийный режим. В таком случае у вас вроде бы есть источник питания, но вы воспользоваться им для питания данных приборов вы не мо­жете.

Расход топлива

Один из наиболее частых вопросов, ко­торый задают покупатели генераторов продавцам: «На сколько хватит бака то­плива»? Ответ, как правило, один: «Как бу­дете нагружать». Расход топлива зависит от нагрузки, чем больше присоединено потребителей, тем выше расход. Ну и то­пливные баки у генераторов могут сильно отличаться, где‑то всего на несколько ли­тров, где‑то и на 25. То есть прямое срав­нение по экономичности – задача не са­мая простая.

В то же время есть общепринятая уни­версальная мера расхода – так называемый удельный расход топлива, измеряемый в г/ кВт*ч. Он показывает, сколько граммов топлива расходуется на генерацию мощ­ности 1 кВт в течение часа. По этому по­казателю можно напрямую сравнивать генераторы разной мощности, и чем ниже значение, тем генератор экономичнее и тем меньше топлива он расходует на со­вершение одной и той же работы. Неза­висимо от его мощности, типа двигателя и других характеристик.

Чтобы выяснить расход, мы отключали топливный бак и запускали генераторы от своеобразной «капельницы» из пла­стиковой бутылки с шлангом. В бутылку заливали 50 или 100 мл топлива, включа­ли нагрузку, близкую к номинальной для каждой испытываемой модели, и засекали время, когда уровень топлива упадёт до од­ной и той же отметки (покажется в шлан­ге). А потом пересчитали в те самые г/ кВт*ч. И заодно рассчитали, на сколько же хватит бака топлива при работе на номи­нальной нагрузке. Результаты приведены в Таблице 2, модели расставлены в поряд­ке увеличения удельного расхода топлива. Данные по времени работы на полном баке при номинальной нагрузке приведе­ны с округлением до целых часа.

Уровень шума

Это важный с практической точки зрения параметр, потому что генератор обычно работает подолгу, и шумит по­рой достаточно сильно, чтобы доставлять дискомфорт как владельцу, так и окружа­ющим. Особенно в ситуациях, когда этот шум не слишком уместен – например, на рыбалке. По личному опыту – в августе на Ахтубе генераторы тарахтят чуть ли не под каждым кустом, так что пример с рыбалкой абсолютно реален. Все произ­водители указывают уровень шума своих изделий, методика этих измерений регла­ментирована. Но регламентная процедура очень сложная и дорогостоящая, требует использования специально оборудован­ного шумоизолированного помещения. Поэтому мы измеряли по собственной ме­тодике, так что цифры могут (даже не мо­гут – обязательно должны отличаться) от заявленных. В отличие от мощности, тут придраться не к чему, несоответствие обу­словлено разными методиками измерений. Мы измеряем на улице, напротив глушите­ля, на расстоянии 1,5 м от среза выхлоп­ной трубы, при работе на номинальной мощности. Полученные данные имеют ценность только в сравнении с данными, полученными в таких же условиях (то есть с нашими же данными) – чем ниже пока­затель, тем тише работает генератор. Как видно по Таблице 3, здесь отличился Huter DY3000L, на этот раз в лучшую сторону – работает явно тише остальных. Это логич­но – у него крупный глушитель, который более эффективно гасит шум. Надеемся, что в следующей статье у нас будут уже и «чемоданчики» в шумопоглощающих кожухах, и будет очень интересно посмо­треть на их показатели.

Надо учитывать, что уровень шума, из­меряемый в децибелах, растёт не линейно, а логарифмически. И если сравнивать вели­чины 86 дБ и 89 дБ, то это практически дву­кратная разница в мощности звука. Важна также тональность звука, чем больше в нём высоких частот, тем «неприятнее» кажет­ся такой шум и тем он кажется громче в сравнении с таким, где преобладают низ­кие частоты. Хотя прибор может показы­вать, что уровень шума одинаковый.

Авторы: Любовь БАЛАБОЛИНА, Алексей МЕСНЯНКИН

Тест опубликован в выпуске журнала «Инструменты» + «GardenTools» серии «Потребитель» (объединённый выпуск «2024»)