Les persones utilitzen l'energia del corrent elèctric en gairebé tots els àmbits de les seves activitats. Ara no és fàcil imaginar la vida sense electricitat, que es converteix de l'energia mecànica amb l'ajuda d'equips especials. Considerem amb més detall com es produeix aquest procés i com estan disposats els generadors moderns.
Contingut
Convertir energia mecànica en energia elèctrica
Qualsevol generador funciona segons el principi d'inducció magnètica. L'alternador més senzill es pot pensar com una bobina que gira en un camp magnètic. També hi ha una variant en què la bobina roman estacionària, però el camp magnètic només la travessa. És durant aquest moviment que es genera un corrent altern.Segons aquest principi, funcionen un gran nombre de generadors a tot el món, combinats en un sistema d'alimentació.
El dispositiu i el disseny de l'alternador
Un generador d'energia estàndard té els components següents:
- Un bastidor al qual està connectat un estator amb pols electromagnètics. Està fet de metall i ha de realitzar la funció protectora de tots els elements del mecanisme.
- L'estator al qual està connectat el bobinatge. Està fet d'acer ferromagnètic.
- Un rotor és un element mòbil, en el nucli del qual hi ha un bobinatge que forma un corrent elèctric.
- Unitat de commutació que desvia l'electricitat del rotor. És un sistema d'anells conductors mòbils.
Depenent de la finalitat, el generador té certes característiques de disseny, però hi ha dos components que té qualsevol dispositiu que converteix energia mecànica en electricitat:
- El rotor és una peça de ferro mòbil d'una sola peça;
- L'estator és un element fix que està fet de làmines de ferro. A l'interior hi ha solcs dins de les quals es troba l'enrotllament del cable.
Per obtenir una major inducció magnètica, hauria d'haver una petita distància entre aquests elements. Segons el seu disseny, els generadors són:
- Amb armadura mòbil i camp magnètic estàtic.
- Amb armadura fixa i camp magnètic giratori.
Actualment, els equips amb camps magnètics rotatius són més habituals, perquè. és molt més convenient eliminar el corrent elèctric de l'estator que del rotor. El dispositiu generador té moltes similituds amb el disseny del motor elèctric.
Circuit alternador
Principi de funcionament del generador elèctric: en el moment en què la meitat del bobinatge es troba en un dels pols, i l'altre al contrari, el corrent es mou pel circuit del valor mínim al màxim i viceversa.
Classificació i tipus de generadors
Tots els generadors elèctrics es poden distribuir segons el criteri de treball i el tipus de combustible a partir del qual es genera electricitat. Tots els generadors es divideixen en monofàsics (tensió de sortida 220 Volts, freqüència 50 Hz) i trifàsics (380 Volts amb una freqüència de 50 Hz), així com el principi de funcionament i el tipus de combustible que es converteix en electricitat. . Fins i tot els generadors es poden utilitzar en diferents àrees, la qual cosa determina les seves característiques tècniques.
Segons el principi de treball
Alternadors asíncrons i síncrons separats.
Asíncron
Els generadors asíncrons no tenen una relació exacta EMF sobre la velocitat del rotor, però aquí funciona el terme "lliscament S". Defineix aquesta diferència. Es calcula el valor de lliscament, de manera que encara hi ha certa influència dels elements generadors en el procés electromecànic del motor d'inducció.
Sincrònic
Aquest generador té una dependència física del moviment de rotació del rotor a la freqüència generada de l'electricitat. En aquest dispositiu, el rotor és un electroimant format per nuclis, bobinatges i pols. L'estator són bobines connectades segons el principi d'una estrella i que tenen un punt comú: zero. És en ells on es genera electricitat.
El rotor es posa en moviment per una força aliena d'elements en moviment (turbines) que es mouen de manera sincrònica. L'excitació d'aquest alternador pot ser tant de contacte com sense contacte.
Per tipus de combustible del motor
L'allunyament de la xarxa elèctrica amb l'arribada dels generadors ja no es converteix en un obstacle per a l'ús d'aparells elèctrics.
generador de gas
El gas s'utilitza com a combustible, durant la combustió del qual es genera energia mecànica, que després es substitueix pel corrent elèctric. Beneficis d'utilitzar un generador de gas:
- Seguretat per al medi ambient, perquè el gas durant la combustió no emet elements nocius, sutge i productes de descomposició tòxics;
- Econòmicament, és molt rendible cremar gas barat. En comparació amb la gasolina, costarà molt menys;
- El subministrament de combustible es realitza automàticament. Cal afegir gasolina i gasoil segons sigui necessari, i el generador de gas sol estar connectat al sistema de subministrament de gas;
- Gràcies a l'automatització, el dispositiu entra en acció de manera independent, però per això s'ha d'ubicar en una habitació càlida.
Generador dièsel
Aquesta categoria està formada principalment per unitats monofàsiques amb una potència de 5 kW. Els 220 volts i una freqüència de 50 Hz són estàndard per als electrodomèstics, de manera que la màquina dièsel s'adapta bé a una càrrega estàndard. Com podeu suposar, el gasoil és necessari per al seu funcionament. Per què triar un generador dièsel?
- Baratitat relativa del combustible;
- Automatització que permet engegar automàticament el generador quan s'interromp l'alimentació;
- Alt nivell de seguretat contra incendis;
- Durant un llarg període de temps, una unitat dièsel pot funcionar sense fallades;
- Durabilitat impressionant: alguns models poden funcionar durant un total de 4 anys de funcionament continu.
Generador de gasolina
Aquests dispositius tenen una gran demanda com a equipament domèstic. Malgrat que la gasolina és més cara que el gas i el dièsel, aquests generadors tenen molts punts forts:
- Petites dimensions amb gran potència;
- Fàcil d'operar: la majoria dels models es poden iniciar manualment i els generadors més grans estan equipats amb un motor d'arrencada. La tensió es regula sota una determinada càrrega mitjançant un cargol especial;
- En cas de sobrecàrrega del generador, la protecció s'activa automàticament;
- Fàcil de mantenir i reparar;
- No feu molt soroll durant el funcionament;
- Es pot utilitzar tant a l'interior com a l'exterior, però s'ha de protegir de la humitat.
Aplicacions principals
En funció d'on s'utilitzi el generador, es determinen les seves característiques tècniques. Principalment, la relació entre el generador i una determinada categoria en el camp d'aplicació determina la seva potència. Els següents tipus d'equips es divideixen per àrees d'operació:
- llar. Tenen una potència de 0,7 a 25 kW. Normalment, aquesta categoria inclou generadors de gasolina i dièsel. S'utilitzen per alimentar electrodomèstics i equips de poca potència, molt sovint a les obres de construcció. Adequat com a font d'electricitat portàtil per sortir al camp;
- Professional. Es poden utilitzar com a font permanent d'electricitat en institucions municipals i petites empreses manufactureres. La seva potència no supera els 100 kW;
- Industrial.Es poden utilitzar en grans fàbriques i plantes on es requereixen equips d'alta potència. Aquests dispositius tenen una potència de més de 100 kW, tenen dimensions considerables i són difícils de mantenir per a una persona no preparada.
