Generador Elèctric (52 Fotos): El Principi De Funcionament D’un Generador De Corrent Elèctric, Tipus, En Què Consisteix I Com Triar

2024 Autora: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 05:29

Saber-ho tot sobre els generadors elèctrics és necessari no només per als enginyers, organitzadors de producció i diversos administradors, com solen creure. El coneixement del principi de funcionament d’un generador de corrent elèctric és un coneixement cultural bàsic general del món modern. La comprensió dels tipus de generadors, en què consisteixen, com triar un dispositiu, pot millorar significativament la vostra vida i garantir el confort fins i tot amb una interrupció sobtada de l’energia.

Història de la creació

És impossible dir exactament quins especialistes van inventar el generador d’electricitat: molts enginyers i enginyers elèctrics hi treballen des de fa dècades. El treball sobre aquesta tècnica continua fins i tot al segle XXI, quan, segons sembla, no es pot afegir res significatiu . Un pas decisiu cap a la creació d’un generador va ser el descobriment de la interacció del camp elèctric i l’agulla magnètica el 1820. A poc a poc, es va poder descobrir que un corrent elèctric només s’obté en un camp magnètic en moviment o quan un conductor s’hi mou. L’honor d’aquest descobriment és compartit per Anjos Yedlik (Àustria, 1827) i Michael Faraday (Anglaterra, 1831).

Tot i que el primer va ser un científic hongarès, els esforços del seu col·lega britànic van ser molt més famosos . Va ser ell qui va investigar a fons i de manera exhaustiva la inducció electromagnètica i no només va intentar crear un mecanisme específic. A més, Yedlik només va poder passar dels prototips a una màquina de dinamo en tota regla només a la dècada de 1850. Però Michael Faraday va crear un generador d’electricitat (encara que encara imperfecte) el 1831. Les màquines de dinamo eren històricament el primer tipus, però a causa de la mida i la complexitat de la commutació van deixar l'escena.

L’any de la invenció de la primera màquina elèctrica a Rússia és el 1833. Al mateix temps, Emmanuel Lenz va descobrir la reversibilitat dels sistemes: un aparell es pot utilitzar tant per a la generació com per a motor elèctric.

Però la servitud arcaica no va permetre aprofitar els prometedors desenvolupaments, i aviat la prioritat va anar irrevocablement als estats industrialitzats . Fins al 1851, tots els generadors es feien només amb imants permanents; en els propers 16 anys, era possible augmentar la potència a causa dels electroimants simples. Als anys 1866-1867, diversos desenvolupadors van presentar alhora màquines elèctriques amb imants autoexcitats.

El generador de l’inventor belga-francès Zenob Gramm, construït el 1870, es va utilitzar per primera vegada amb fins industrials . Un cop va aparèixer el motor dièsel, un desenvolupador no identificat va descobrir com utilitzar-lo com a generador. Ja a la dècada de 1920, els generadors dièsel van començar a utilitzar-se activament a la indústria. La investigació de físics a la dècada de 1940 va conduir a la creació de generadors magnetohidrodinàmics. Però aquests sistemes es poden utilitzar exclusivament en grans centrals elèctriques, no hi ha perspectives per al seu ús domèstic.

Dispositiu i principi de funcionament

Qualsevol generador elèctric converteix un impuls mecànic en un corrent elèctric. S’obté girant una bobina de filferro col·locada en un camp magnètic. La bobina es divideix en dues parts principals: un imant rígidament fix i un bastidor de filferro. Els dos extrems de la bobina estan connectats mecànicament mitjançant un anell lliscant que llisca sobre el raspall de carboni. Aquest raspall condueix un corrent elèctric.

El principi de funcionament del generador també implica que el pols generat per la part que gira va a l'anell de contacte interior . Això passa exactament en el moment que una part del marc passa prop de la vora nord de l'imant. La font de corrent altern sol funcionar segons el principi de l’anomenada generació de corrent fort.

Té només un imant, però es mou al voltant de diversos bobinats. Val la pena tenir en compte que el generador del cotxe està disposat de manera diferent.

Comença a actuar quan s’inicia el sistema d’encesa . En aquest moment, el corrent a través dels anells lliscants es mou cap al conjunt del raspall i al sistema d'excitació. Allà genera un camp magnètic. Un rotor connectat a l’eix del cigonyal genera oscil·lacions electromagnètiques. Es genera un corrent altern induït al terminal de rebobinat. La freqüència de torsió del generador autoexcitat augmenta fins a un nivell determinat i, després, s’activa el rectificador.

Tot i que el principi bàsic de la generació actual és la interacció del camp magnètic, el rotor i l’estator, diverses fonts d’energia mecànica poden fer girar una part mòbil. Poden ser:

• aigua que flueix;
• vapor calent;
• vent;
• motors de combustió interna.

El tipus sincrònic de generador es distingeix per la coincidència de les freqüències de torsió dels estators i rotors. Un imant permanent s’utilitza com a rotor. Quan s’inicia el dispositiu, el rotor comença a generar un camp feble. Tan bon punt augmenten les revolucions, comença a generar-se una gran força elèctrica. El pols passa pel regulador de tensió i s’envia a la xarxa elèctrica.

El circuit síncron permet estabilitzar els paràmetres del corrent emès. No obstant això, hi ha una alta probabilitat de sobrecàrrega elèctrica. A més, s’ha de mantenir el conjunt del raspall i això fa augmentar immediatament els costos del consumidor.

Els models asíncrons s’executen contínuament en un mode de desacceleració. El rotor gira amb antelació i la seva orientació coincideix amb l’orientació del camp magnètic generat per l’estator. Els rotors poden ser de fase o de gàbia d'esquirol.

El camp magnètic en dispositius asíncrons no es pot ajustar . Per tant, la freqüència i l'amperatge del corrent es determinen directament pel nombre de voltes de l'aparell. En les darreres dècades, els generadors electroquímics, que generen corrent basat en hidrogen, han jugat un paper important. S'està intentant utilitzar en automòbils, però, fins ara no s'ha pogut desplaçar el motor de combustió interna. Una altra versió del generador: la bateria solar funciona mitjançant l’efecte fotoelèctric.

Vistes

Per autonomia

Tipus extremadament autònom: es tracta de centrals elèctriques manuals. En elles, s’obté moviment mecànic a causa de la força muscular de l’operador. Segur, no cal comptar amb una alta productivitat i un funcionament a llarg termini . Però podeu tenir confiança en qualsevol situació quan no pugueu utilitzar ni combustible, ni energia eòlica ni aigua. Per tant, aquests generadors es poden incloure en kits d’emergència en avions, utilitzats en casos d’emergència per expedicions, militars, etc. Dispositius electromagnètics condicionalment autònoms: en un motor de gasolina.

Pel nombre de fases

Hi ha dispositius monofàsics i trifàsics. En cases i apartaments poques vegades es necessita una font d’alimentació trifàsica. L’excepció són els motors antics, els elements de calefacció per a sauna i equipaments similars.

La connexió dels consumidors monofàsics a un generador trifàsic s’ha de dur a terme d’acord amb la regla de distribució uniforme.

Una simple regla general diu: si la xarxa consumeix 20 kW o menys, hi ha poc sentit en tres fases.

Per mode de funcionament

Els principals dispositius utilitzats estan dissenyats per funcionar contínuament. Normalment funcionen amb gasoil, tot i que hi ha excepcions. Aquests equips poden proporcionar font d’alimentació 24 hores del dia, i és el que s’instal·la a grans centrals elèctriques i centrals tèrmiques . Els models de generadors en espera estan dissenyats per a situacions d’emergència (quan es talla sobtadament la font d’alimentació). La feina també de vegades continua sense interrupcions, però només durant unes hores.

Per àmbit d'aplicació

Els generadors per a ús domèstic es presenten en una àmplia gamma. Gairebé tots proporcionen corrent monofàsic. Els valors normals són 220 V, 50 Hz. Els dispositius domèstics més potents s’utilitzen fins i tot per soldar, així com per alimentar petits tallers i serveis de vehicles.

Important: la possibilitat d’utilitzar per soldar s’ha d’especificar a la documentació; en cas contrari, el risc és molt elevat.

Per a la producció, es necessiten potents generadors elèctrics estacionaris. També s’utilitzen per:

• grans projectes de construcció;
• microdistrictes;
• sòlids assentaments de cases rurals;
• ports;
• estacions de ferrocarril;
• hospitals;
• institucions educatives;
• centres d'oficines.

Classificació dels electrodomèstics

Gasolina

Els sistemes impulsats pel vent o l’aigua que flueix només es troben en centrals elèctriques més o menys grans. No és tan fàcil utilitzar-los al camp (excursionisme) i fins i tot només a casa. Això és especialment cert per als generadors d’hidro. Pel que fa a les centrals tèrmiques per a ús privat, gairebé sempre funcionen amb gasolina i produeixen una potència limitada, amb freqüència es poden trobar dispositius de més potència de 20 kW . Normalment utilitzen gasolina AI-92, l’ús d’AI-76 i AI-95 només és possible de tant en tant, i fins i tot no es recomana.

Dièsel

Les instal·lacions que funcionen amb gasoil de vegades produeixen fins a 3 MW de corrent. Proporcionaran energia fins i tot per a un gran poble de vacances amb garatges i infraestructures similars.

Els generadors dièsel estan disponibles en un disseny mòbil o estacionari. La gamma d’aquests productes és molt àmplia i, òbviament, cobreix qualsevol necessitat.

Fins i tot els models relativament febles són adequats per subministrar corrent a les màquines de soldar.

Fabricants

Els moderns generadors elèctrics fabricats a Rússia desafien amb confiança els productes estrangers. Les marques més populars són:

• "Svarog";
• "Calibre";
• Energomash;
• Energo.

La gamma de proveïdors russos inclou tant versions domèstiques amb una potència de 1000-2000 W, com mostres semiindustrials greus amb una potència de fins a 5000 W . Finalment, hi ha models encara més potents que ajudaran els constructors i els organitzadors de producció. Diversos generadors produïts a la Federació de Rússia estan equipats amb sistemes electrònics avançats de control i control que controlen els paràmetres tècnics. No obstant això, també hi ha versions més senzilles, que són molt més estables en condicions difícils. Finalment, els productes de les empreses russes estaran definitivament disponibles per als consumidors.

El segment de la llar està representat, per exemple, pel model EG-87220. Té una garantia exclusiva de 14 mesos. Un dipòsit de combustible amb un volum de 15 litres és suficient en la majoria dels casos, però no s’inclou l’inici automàtic.

La potència més alta arriba als 2200 watts. Tensió de funcionament: previsible 220 V.

L’empresa francesa SDMO subministra també uns generadors excel·lents . En general, és un dels líders mundials en la producció de generadors elèctrics de diversos tipus i capacitats. Podeu trobar fàcilment una central de gasolina SDMO que pugui resoldre gairebé qualsevol tasca imaginable. Ofereixen un rendiment atractiu. La gamma de productes francesos inclou models amb marcs especials que esmorteixen les vibracions. Equipat amb components electrònics excel·lents.

Es crida l'atenció sobre el model K10M . Proporciona una tensió de 230 V i es controla des del comandament a distància. Es proporciona un interruptor automàtic de potència, que permet treballar a 30 graus. S'instal·la un sistema antivibració al marc. També hi ha un generador de càrrega de 12V.

La companyia competidiva Caiman va entrar al mercat rus fa relativament poc temps . Tot i això, ja ha aconseguit demostrar els mèrits dels seus productes de la manera més convincent possible. Els seus models estan dissenyats per a un mínim soroll i es poden instal·lar de forma segura fins i tot a l'interior de la casa. Tots els generadors d’aquesta marca compleixen els estàndards ambientals més alts. Per descomptat, la gamma Caiman inclou dispositius de diverses capacitats i mides.

Aquesta marca pot presumir del model Expert 3010X. Té una opció avançada de refrigeració per aire. L’eix de lleves utilitza una transmissió per cadena millorada.

El filtre garanteix que el generador arrenci fins i tot en llocs amb molta pols. L’automatització garantirà que l’arrencada sense oli no sigui possible. També cal destacar:

• un parell de sortides protegides de la humitat;
• garantia de durada de la bateria fins a 210 minuts;
• equips de refrigeració reflexius;
• un excel·lent sistema sense escombretes que no requereix un manteniment sofisticat.

El fabricant alemany Endress ocupa una molt bona posició al mercat. A la mateixa Alemanya, que ja diu molt, els seus dispositius són molt populars. La companyia utilitza activament solucions complexes avançades. Igual que amb els proveïdors anteriors, la gamma inclou tota la gamma d’opcions de subministrament elèctric. La potència de la part principal dels models varia de 1500 a 9000 W. Gairebé tots els dispositius Endress són capaços de subministrar 220 i 380 V.

Un bon exemple és ESE 404 YS Diesel . Aquesta versió és apreciada per la seva fiabilitat i el seu baix consum de combustible. La potència del dispositiu arriba a 3, 9 kVA. La tensió nominal del generador monofàsic és de 230 V. La protecció elèctrica és IP23.

Parlant de proveïdors alemanys, seria una tonteria ignorar una altra marca popular: Fubag . Els seus generadors d’energia són de la mateixa qualitat que almenys els equips de soldadura més famosos. Els especialistes de Fubag no només es preocupen per les característiques tècniques, sinó també pel disseny original, que facilita el servei. Els generadors d’aquesta marca pertanyen formalment a la categoria professional. No obstant això, no són menys utilitzats amb èxit al sector privat.

La central monofàsica de fase oberta DS 16 A ES subministra fins a 13,6 kVA de corrent mitjançant un dipòsit de 51 litres. Es preescalfa l'aire.

Els dissenyadors van tenir cura de la protecció contra sobrecàrregues, el nivell de resistència elèctrica és IP23. La instal·lació de quatre cilindres proporciona un corrent de 54 A. Amb una càrrega del 75%, el dispositiu funcionarà fins a 10 hores.

Els consumidors russos han apreciat durant molt de temps els avantatges dels generadors d’energia de la marca Resanta. Són elogiats per:

• detalls d'alta tecnologia;
• facilitat de servei;
• excel·lent relació pes-potència;
• estabilitat de la tensió de sortida.

En l’assortiment, destaca el model BG 4000 R, que funciona amb gasolina. Potència nominal - 3 kW, grau de combustible - AI-92. El sistema de raspallat síncron funciona perfectament, la informació la porta l’usuari a la pantalla. El kit inclou una clau de bugia i un pom. De fet, la producció es duu a terme a la Xina.

Entre les empreses xineses, la marca ELITECH destaca favorablement . Al nostre país és conegut des del 2008. Aquests generadors no només són d’alta qualitat, sinó que també són modestos i versàtils. Els productes ELITECH utilitzen les últimes tecnologies i, per tant, la companyia va aconseguir apartar a molts antics líders del mercat. Els generadors de gas d’aquesta empresa es distingeixen per un arrencada combinada, es poden fabricar de forma estacionària o mòbil.

Un exemple de generador domèstic senzill és BES 950 R . Amb una capacitat de dipòsit de 4, 4 litres, proporciona una força actual de 2, 8 A. L’arrencada es produeix en mode manual. L’automatització controla el nivell d’oli i apaga el dispositiu segons sigui necessari. El motor de dos temps de la vàlvula aèria té un únic cilindre refrigerat per aire. El volum del so arriba als 56 dBA. Els generadors d’energia noruecs no mereixen una menció especial, a diferència de les marques:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• Ranger.

Com triar?

Comprar un dispositiu "només tranquil" no és del tot raonable. A més del dispositiu més potent. Primer de tot, heu de decidir amb quin propòsit s’utilitzarà el generador:

• en el subministrament elèctric estacional;
• com a xarxa de seguretat de seguretat;
• com a solució d’emergència;
• com a font permanent d’energia.

Per a turistes, caçadors, pescadors i part dels consumidors comercials, és més correcte triar un generador mòbil. També s’adaptarà als residents d’estiu. Però la potència del dispositiu és fonamental. S'ha d'equilibrar: una tècnica feble no "traurà" la tasca i una tècnica massa forta malgastarà recursos.

Determinar l’indicador requerit ajuda a tenir en compte el coeficient de corrent d’arrencada, així com a dividir els dispositius en importants i poc importants (no cal afegir aspiradores, rentadores, planxes, forns de microones).

El nombre de fases també és molt rellevant. Només es poden alimentar aparells monofàsics des d’un generador monofàsic. No obstant això, per a ús domèstic i suburbà, això no és massa important. S’han de prendre models trifàsics per equipar les obres, les empreses industrials i els seus tallers individuals. Important: donen no més d’un terç de la potència per fase.

Un altre aspecte important és el combustible utilitzat . El model de gasolina us permetrà subministrar corrent a la casa en cas d’avaries periòdiques. Aquests dispositius són compactes, relativament lleugers i tenen poc soroll. Són utilitzades activament per petites empreses comercials, tant de producció com de comerç. Les modificacions dièsel són costoses, fan molt de soroll, però emeten molta corrent i poden funcionar durant molt de temps sense interrupcions. Els models són valuosos quan falten les xarxes elèctriques com a classe.

Les versions de doble combustible seran més econòmiques i versàtils que altres. Normalment funcionen amb gasolina i gasolina, i canviar és fàcil.

El gas liquat amb globus és significativament més barat que la gasolina . Aquest mode és encara més avantatjós quan es connecta a una carretera. Els dispositius asíncrons estan dissenyats per a l’alimentació a l’aire lliure; també s’han d’utilitzar per a habitacions especialment humides.

Tanmateix, el problema és que els generadors sense escombretes no saben subministrar un corrent impecablement d'alta qualitat amb una ona sinusoïdal òptima. Els electrodomèstics i els ordinadors funcionen millor amb dispositius síncrons. Fins i tot la susceptibilitat a danys per pols es justifica pels paràmetres estables i les altes característiques de corrent. Un alternador de bobina de coure és més car, però condueix la calor molt millor i té una potència de sortida excel·lent. A més, hauríeu de prestar atenció a:

• la presència d'un sistema AVR (sense ell, les sobretensions poden trencar telèfons, tauletes i portàtils);
• tipus d'arrencada manual o elèctric;
• la presència d'una opció per iniciar automàticament (i de vegades aturar-se);
• caixa tancada o oberta (la primera opció és més estable i fiable, però pot sobreescalfar-se);
• compte enrere de les hores del motor (permetent un manteniment oportú);
• el consum de combustible;
• ressenyes;
• capacitats de servei del proveïdor.