Què és i com funciona un generador elèctric?

El generador elèctric es va inventar abans de descobrir la correlació entre electricitat i magnetisme. Aquests generadors utilitzen principis electrostàtics per funcionar amb l'ajut de plaques, corretges mòbils que es carreguen elèctricament, així com discs per transportar la càrrega cap a un elèctrode amb alt potencial. Els generadors utilitzen dos mecanismes per generar la càrrega, com l'efecte triboelèctric, en cas contrari, la inducció electrostàtica. Per tant, genera un corrent baix i molt alt voltatge a causa de la complexitat de les màquines aïllants i la seva ineficiència. Les potències nominals dels generadors electrostàtics són baixes, de manera que mai no s’utilitzen per a la generació d’energia elèctrica. Les aplicacions pràctiques d’aquest generador són subministrar energia als tubs de raigs X, així com als acceleradors de partícules atòmiques.

Què és un generador elèctric?

Un nom alternatiu d’un generador elèctric és una dinamo per a la transmissió i distribució d’energia a través de línies elèctriques a diferents aplicacions, com ara domèstiques, industrials, comercials, etc. També són aplicables en avions, automòbils, trens, vaixells per generar energia elèctrica. . Per a un generador elèctric, la potència mecànica es pot obtenir a través d’un eix rotatiu que equival al parell de l’eix que es multiplica mitjançant la velocitat angular o de rotació.

L'energia mecànica es pot obtenir a través de diferents fonts, com ara turbines hidràuliques en cascades / preses, turbines de vapor, turbines de gas i turbines eòliques, on es pot generar vapor a través de la calor a partir de la ignició de combustibles fòssils en cas contrari a partir de la fissió nuclear. Les turbines de gas poden cremar el gas directament dins de la turbina, en cas contrari, els motors dièsel i la gasolina. La construcció del generador i la seva velocitat poden variar en funció de les característiques del motor primari mecànic.

Un generador és una màquina que converteix l’energia mecànica en energia elèctrica. Funciona basant-se en el principi de la llei faraday de la inducció electromagnètica. La llei actual estableix que sempre que un conductor es col·loca en un camp magnètic variable, es produeix CEM i aquest CEM induït és igual a la velocitat de canvi dels enllaços de flux. Aquest CEM es pot generar quan hi ha variació de l'espai relatiu o del temps relatiu entre el conductor i el camp magnètic. Per tant, els elements importants d’un generador són:

• Camp magnètic
• El moviment del conductor en un camp magnètic

Característiques

El principal característiques dels generadors elèctrics inclou el següent.

Potència

La capacitat de producció d’un generador elèctric és molt àmplia. En seleccionar un generador ideal, es poden satisfer fàcilment els requisits de potència alta i baixa mitjançant una potència de sortida idèntica.

Combustible

Hi ha diverses opcions de combustible, com ara gasolina, dièsel, GLP, gas natural, per als generadors elèctrics.

Portabilitat

Els generadors elèctrics són portàtils perquè s’han dissenyat amb nanses i rodes. Per tant, es poden moure fàcilment d’un lloc a un altre.

Soroll

Alguns generadors inclouen tecnologia de reducció de soroll de manera que es pot reduir la contaminació acústica.

Construcció de generador elèctric

La construcció d’un generador elèctric es pot fer utilitzant diferents parts com alternador, sistema de combustible, regulador de tensió, sistema de refrigeració i escapaments, sistema de lubricació, carregador de bateries, tauler de control, bastidor o conjunt principal.

Alternador

La conversió d’energia que es produeix en un generador es coneix com a alternador. Això inclou les parts estacionàries i mòbils que treballen conjuntament per generar el camp electromagnètic i el flux d’electrons per generar electricitat.

Sistema de combustible

El sistema de combustible del generador s’utilitza per generar l’energia necessària. Aquest sistema comprèn una bomba de combustible, un dipòsit de combustible, una canonada de retorn i una canonada que s’utilitza per connectar el motor i el tanc. Un filtre de combustible s’utilitza per eliminar les deixalles abans que arribi al motor i un injector fa que el combustible flueixi a la cambra de combustió.

Motor

La funció principal del motor és subministrar energia elèctrica al generador. El rang de potència generat per un generador es pot decidir a través de la potència del motor.

Regulador de voltatge

Aquest component s’utilitza per controlar la tensió de l’electricitat que es genera. També converteix l’electricitat de corrent altern a CC si és necessari.

Sistemes de refrigeració i escapament

En general, els generadors produeixen molta calor, de manera que reduïu la calor del sobreescalfament d’una màquina i s’utilitza el sistema de refrigeració. El sistema d’escapament s’utilitza per eliminar els fums durant el seu funcionament.

Sistema de lubricació

En un generador, hi ha diverses peces petites i mòbils que són necessàries per lubricar-les suficientment amb oli de motor, de manera que es pugui obtenir un funcionament suau i protegit del desgast sobrant. Els nivells de lubricant s’han de revisar amb freqüència cada 8 hores del procés.

Carregador de bateria

Les bateries s’utilitzen principalment per subministrar energia al generador. Es tracta d’un component automàtic complet que s’utilitza per assegurar-se que la bateria estigui preparada per funcionar un cop sigui necessari subministrant-la mitjançant un voltatge estable de baix nivell.

control Panel

El tauler de control s’utilitza per controlar totes les funcions del generador mentre funciona des del principi fins al final. Les unitats modernes són capaces de detectar quan el generador s’encén / apaga automàticament.

Muntatge marc / principal

El marc és el cos del generador i és la part on l’estructura ho manté tot al seu lloc.

Funcionament del generador elèctric

Els generadors són bàsicament bobines de conductors elèctrics, normalment filferro de coure, que s’enrotlla estretament sobre un nucli metàl·lic i es munta per donar la volta a l’interior d’una exposició de grans imants. Un conductor elèctric es mou a través d’un camp magnètic, el magnetisme interactuarà amb els electrons del conductor per induir un flux de corrent elèctric al seu interior.

Generador elèctric

La bobina conductor i el seu nucli s’anomenen armadura, connectant l’armat a l’eix d’una font d’energia mecànica, per exemple, un motor, el conductor de coure pot girar a una velocitat excepcionalment augmentada sobre el camp magnètic.

El punt en què comença a girar l’armadura del generador, després hi ha un camp magnètic feble a les sabates del pol de ferro. A mesura que gira l’armadura, comença a augmentar la tensió. Part d’aquesta tensió s’està produint als bobinatges de camp a través del regulador del generador. Aquesta impressionant tensió acumula un corrent de bobinatge més fort i augmenta la força del camp magnètic.

El camp expandit produeix més tensió a l'armat. Això, al seu torn, fa que hi hagi més corrent en els bobinats de camp, amb una resultant tensió d'armatura més elevada. En aquest moment, els senyals de les sabates depenien de la direcció del flux de corrent al bobinatge del camp. Els signes oposats donaran que el corrent flueixi en la direcció equivocada.

Com es crea electricitat el generador elèctric?

En realitat, els generadors elèctrics no creen electricitat en lloc de crear-la, canvien l’energia de mecànica a elèctrica o química a elèctrica. Aquesta conversió d’energia es pot fer capturant la potència del moviment i convertint-la en forma elèctrica empenyent electrons des de la font exterior mitjançant un circuit elèctric. Un generador elèctric funciona bàsicament a la inversa del motor.

Alguns generadors que s'utilitzen a la presa Hoover proporcionaran una gran quantitat d'energia mitjançant la transmissió de l'energia creada per les turbines. Els generadors que s’utilitzen tant a nivell comercial com residencial tenen una mida molt reduïda, però depenen de diferents fonts de combustible, com ara gas, dièsel i propà, per generar energia mecànica.

Aquesta potència es pot utilitzar en un circuit per induir un corrent.
Una vegada que s'ha creat aquest corrent, es dirigeix ​​mitjançant cables de coure per alimentar dispositius exteriors, de manera que s'utilitzen sistemes elèctrics sencers.

Els generadors actuals utilitzen el principi de la inducció electromagnètica de Michael Faraday perquè va descobrir que una vegada que un conductor gira dins d’un camp magnètic, es podrien formar càrregues elèctriques per crear un flux de corrent. Un generador elèctric està relacionat amb com una bomba d’aigua força l’aigua mitjançant una canonada.

Tipus de generadors elèctrics

Els generadors es classifiquen en tipus.

• Generadors de corrent altern
• Generadors de corrent continu

Generadors de corrent altern

També s’anomenen alternadors. És el mitjà més important per produir energia elèctrica a molts llocs, ja que avui en dia tots els consumidors fan servir corrent altern. Funciona sobre la base del principi d’inducció electromagnètica. Aquests són de dos tipus: un és un generador d’inducció i un altre és un generador síncron.

El generador d’inducció no requereix excitació CC separada, controls de regulador, control de freqüència o regulador. Aquest concepte té lloc quan les bobines de conductors giren en un camp magnètic que actua un corrent i una tensió. Els generadors haurien de funcionar a una velocitat constant per transmetre una tensió de CA estable, fins i tot sense càrrega accessible.

Generador de corrent altern

Els generadors síncrons són generadors de grans dimensions que s’utilitzen principalment a les centrals elèctriques. Aquests poden ser tipus de camp giratori o tipus d'armadura giratòria. En el tipus d'armat rotatiu, l'armat es troba al rotor i el camp a l'estator. El corrent de la indústria del rotor es pren a través d’anells lliscants i raspalls. Aquests són limitats a causa de les altes pèrdues de vent. S’utilitzen per a aplicacions de baixa potència. El tipus d’alternador rotatiu de camp s’utilitza àmpliament a causa de la seva alta capacitat de generació d’energia i de l’absència d’anells i raspalls lliscants.

Pot ser generador trifàsic o bifàsic. Un alternador bifàsic produeix dues tensions completament separades. Cada tensió es pot considerar com una tensió monofàsica. Cadascun d'ells es genera voltatge completament independent de l'altre. L’alternador trifàsic té tres monofàsics bobinatges espaiats de manera que la tensió induïda en una fase qualsevol es desplaci en 120º de les altres dues.

Es poden connectar amb connexions delta o wye. A Delta Connection, cada extrem de la bobina està connectat entre si per formar un bucle tancat. Una connexió Delta apareix com la lletra grega Delta (Δ). A Wye Connection, un extrem de cada bobina es va connectar i l'altre extrem de cada bobina es va deixar obert per a connexions externes. Una connexió Wye apareix com la lletra Y.

Aquests generadors s’empaqueten amb un motor o turbina per utilitzar-los com a grup motogenerador i s’utilitzen en aplicacions com l’extracció naval, de petroli i gas, maquinària minera, centrals eòliques, etc.

Avantatges

Els avantatges dels generadors de corrent altern són els següents.

• Aquests generadors generalment no necessiten manteniment, a causa de l'absència de raspalls.
• Intensifiqueu fàcilment i baixeu pels transformadors .
• És possible que la mida de l'enllaç de transmissió sigui més reduïda a causa de la funció d'ampliació
• Mida del generador relativament menor que la màquina de corrent continu
• Les pèrdues són relativament menors que les màquines de corrent continu
• Aquests interruptors del generador són relativament més petits que els interruptors de corrent continu

Generadors de corrent continu

El generador de corrent continu es troba normalment en aplicacions fora de xarxa. Aquests generadors proporcionen una font d’alimentació perfecta directament als dispositius d’emmagatzematge elèctric i a les xarxes elèctriques de corrent continu sense equips nous. La potència emmagatzemada es transmet a càrregues mitjançant convertidors de corrent continu. Els generadors de corrent continu es podrien controlar a una velocitat inamovible, ja que les bateries solen estimular per recuperar considerablement més combustible.

Generador de CC

Classificació de generadors de corrent continu

Els generadors D.C es classifiquen segons la manera com es desenvolupa el seu camp magnètic a l’estator de la màquina.

• generadors de CC d’imant permanent
• Exciteu per separat els generadors de CC i
• Generadors de CC autoexcitats.

Els generadors de CC d’imant permanent no requereixen una excitació del camp extern perquè tenen imants permanents per produir el flux. S’utilitzen per a aplicacions de baixa potència com les dinamos. Els generadors de CC excitats per separat requereixen una excitació del camp extern per produir el flux magnètic. També podem variar l'excitació per obtenir una potència de sortida variable.

S’utilitzen en aplicacions de galvanoplàstia i electrorefinació. A causa del magnetisme residual present en els pols de l’estator, els generadors de CC autoexcitats poden produir el seu propi camp magnètic un cop s’inicia. Són de disseny senzill i no cal tenir el circuit extern per variar l’excitació del camp. Una vegada més, aquests generadors de CC autoexcitats es classifiquen en generadors de derivació, sèries i compostos.

S’utilitzen en aplicacions com la càrrega de bateries, soldadura, aplicacions d’il·luminació ordinàries, etc.

Avantatges

Els avantatges d’un generador de corrent continu són els següents.

• Principalment les màquines de corrent continu tenen una gran varietat de característiques de funcionament que es poden obtenir seleccionant el mètode d’excitació dels bobinats de camp.
• El voltatge de sortida es pot suavitzar disposant regularment les bobines al voltant de l'armat. Això condueix a menys fluctuacions desitjables per a algunes aplicacions en estat estacionari.
• No hi ha necessitat de protecció per a la radiació, de manera que el cost del cable serà menor en comparació amb el CA

Altres tipus de generadors elèctrics

Els generadors es classifiquen en diferents tipus, com ara portàtils, en espera i inversors.

Generador portàtil

S’utilitzen extremadament en diferents aplicacions i estan disponibles en diferents configuracions canviant d’alimentació. Són útils en desastres normals un cop danyada la xarxa elèctrica. S’utilitzen en establiments comercials més lleugers i residencials, com ara botigues, establiments minoristes, al camp de la construcció, per proporcionar energia a eines més petites, casaments a l’aire lliure, càmping, esdeveniments a l’aire lliure i subministrar dispositius agrícoles com pous de forats, en cas contrari, sistemes de reg per degoteig.

Aquest tipus de generador s’alimenta mitjançant combustible dièsel, en cas contrari, gas per proporcionar energia elèctrica a curt termini. Les principals característiques del generador portàtil són

• Condueix l’electricitat mitjançant un motor de combustió.
• Això pot connectar-se a diferents eines que no siguin electrodomèstics a través dels seus endolls.
• Es pot connectar a subpanells.
• S'utilitza en zones remotes.
• Utilitza menys energia per fer funcionar el congelador, la televisió i la nevera.
• La velocitat del motor ha de ser de 3600 rpm per produir el corrent típic amb una freqüència de 60 Hz de corrent.
• La velocitat del motor es pot controlar a través de l’operador
• Proporciona energia a les llums i també a les eines

Generador d’inversors

Aquest tipus de generador utilitza un motor connectant-lo a un alternador per generar alimentació de CA i també utilitza un rectificador per canviar la potència de CA a CC. S’utilitzen en frigorífics, aparells d’aire condicionat, automòbils per a embarcacions que requereixen tant els valors de freqüència específica com de tensió. Estan disponibles en menys pes i sòlid. Les característiques d’aquest generador inclouen principalment les següents.

• Depèn dels imants moderns.
• Utilitza circuits electrònics superiors.
• Utilitza 3 fases per generar electricitat.
• Manté un subministrament de corrent estable a un dispositiu.
• És energèticament eficient perquè la velocitat d’un motor s’ajustarà en funció de la potència necessària.
• Quan s’utilitza amb el dispositiu adequat, el seu corrent altern es pot fixar a qualsevol voltatge i freqüència.
• Són lleugers i s’utilitzen en cotxes, vaixells, etc.

Generador d'espera

Es tracta d’un tipus de sistema elèctric que s’utilitza per funcionar mitjançant un interruptor de transferència automàtic que dóna un senyal per encendre un dispositiu en pèrdua d’energia. Les millors característiques d’un generador d’espera inclouen les següents.

• L'operació es pot fer automàticament
• S'utilitza en sistemes de seguretat per a il·luminació en espera, ascensors, equips de suport vital, sistemes mèdics i de protecció contra incendis.
• Proporciona una protecció de potència estable
• Supervisa l’alimentació dels serveis públics constantment
• Executa autotestes automàticament cada setmana per comprovar que respon correctament o no a la pèrdua d'energia.
• Inclou dos components com un interruptor de transferència automàtic i un generador d’espera
• Detecta la pèrdua d’energia en segons i millora l’electricitat
• Funciona utilitzant gas natural o propà líquid.
• Utilitza un motor de combustió internament.

Generadors industrials

Els generadors industrials són diferents en comparació amb les aplicacions residencials comercials. Són robustes i robustes que funcionen en condicions dures. Les característiques de la font d'alimentació proporcionades oscil·laran entre 20 kW-2500 kW, 120-48 volts i monofàsica fins a l'alimentació trifàsica.

Normalment, són més personalitzats en comparació amb altres tipus. La classificació d’aquests generadors es pot fer en funció del combustible utilitzat per fer funcionar el motor de manera que es pugui generar energia elèctrica. Els combustibles són gas natural, gasoil, gasolina, propà i querosè,

Generadors d’inducció

Aquests generadors són de dos tipus, com els excitats a si mateixos i els excitats externament. Els autoexcitats s’utilitzen en molins de vent on el vent s’utilitza com una font d’energia no tradicional que es converteix en energia elèctrica. Els excitats externament s’utilitzen en aplicacions de frenades regeneratives com a grues, polipastos, locomotores elèctriques i ascensors.

Manteniment del generador elèctric

El manteniment del generador elèctric és bastant similar a tot tipus de motors. Per a tots els fabricants, és molt important conèixer el seu manteniment per a tots els generadors. El manteniment normal és una inspecció general, com ara la comprovació de fuites, els nivells de refrigerant, la mirada a les mànegues i els cinturons, la comprovació de cables i terminals de bateria. És important examinar l'oli per canviar-lo amb freqüència. La freqüència del canvi d’oli depèn principalment del fabricant, de la freqüència amb què s’utilitza. Si el generador utilitza gasoil, és necessari canviar l'oli per 100 hores d'activitat.

Un cop a l'any, el filtratge i la neteja del combustible degradaran el gasoil molt ràpidament. Després d’uns dies d’operació, aquest combustible es pot degradar a causa de la contaminació de l’aigua i els microbis, cosa que provoca el bloqueig de les línies de combustible i els filtres. La neteja del combustible utilitza biocides anuals dins de tot tipus de generadors, a part del generador en espera, on atraurà la humitat.

El sistema de refrigeració s’ha de mantenir perquè necessita comprovar el nivell de refrigerant a intervals accessibles durant el temps d’aturada.

Cal comprovar l’alimentació de la bateria perquè els problemes d’una bateria poden provocar fallades. Cal fer proves periòdiques per notificar l’estat actual de la bateria. Es tracta de verificar els nivells d’electròlits, així com la gravetat exacta de les bateries elèctriques.

També és molt important eliminar el generador durant 30 minuts setmanalment sota càrrega. Elimineu la humitat sobrant, unteu el motor i filtreu el combustible i la làmina. Una vegada que es trobin peces mòbils en qualsevol lloc del generador, cal localitzar-les de manera constant.

Per a una inspecció posterior, hauríeu de mantenir els seus registres per conèixer l’estat del vostre generador.

Aplicacions

El aplicacions de generadors elèctrics inclou el següent.

• A diferents ciutats, els generadors proporcionen el subministrament a la majoria de les xarxes elèctriques
• Aquests s’utilitzen en el transport
• Els generadors a petita escala ofereixen una excel·lent còpia de seguretat per als requeriments d’energia domèstica, en cas contrari, les petites empreses
• S’utilitzen per accionar motors elèctrics
• S’utilitzen abans de configurar l’energia als camps de construcció.
• S’utilitzen en laboratoris per donar el rang de tensió
• L'eficiència energètica, com l'ús de combustible, es pot reduir significativament

Desavantatges

El principal inconvenient és que no poden aturar fluctuacions importants de tensió, per aquesta raó, els generadors de tipus convencional no són adequats per fer funcionar consumidors sensibles a la tensió com els PC. ordinadors portàtils, aparells de televisió, en cas contrari, sistemes de música, ja que poden malmetre'ls.

Per tant, es tracta d’una visió general d’un generador elèctric. Un generador elèctric funciona segons el principi d’inducció electromagnètica. Aquest principi es va descobrir a través de Michael Faraday. Bàsicament, els generadors són bobines de conductors elèctrics o generalment un fil de coure. Aquest cable s’enrotlla fortament sobre un nucli metàl·lic i es col·loca per girar aproximadament en una exposició de grans imants.

Un conductor elèctric gira en un camp magnètic i el magnetisme es connectarà a través dels electrons del conductor per provocar-hi un flux de corrent. Aquí, la bobina conductor i el seu nucli s’anomenen armadura. Aquesta està connectada a l’eix d’una font d’energia. Ara heu entès clarament el funcionament i els tipus de generadors. A més, qualsevol consulta més sobre aquest tema o sobre elèctrica i projectes electrònics deixeu els comentaris a continuació.

Font de la imatge del generador elèctric: topalternatiu