Tot sobre els generadors d'energia

Conèixer-ho tot sobre els generadors elèctrics és necessari no només per als enginyers, caps de producció i gestors diversos, com se sol creure. El coneixement del principi de funcionament d'un generador de corrent elèctric és un coneixement cultural general bàsic del món modern. Comprendre els tipus de generadors, en què consisteixen, com triar un dispositiu, pot millorar significativament la teva pròpia vida i garantir la comoditat fins i tot amb un tall sobtat d'energia.

És impossible dir exactament quins especialistes van inventar el generador d'electricitat: molts enginyers i enginyers elèctrics hi treballen durant dècades. El treball en aquesta tècnica continua fins i tot al segle XXI, quan sembla que no s'hi 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 l'any 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 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 completa només a la dècada de 1850. Però Michael Faraday va crear un generador d'electricitat (encara que encara imperfecte) el 1831. Les màquines dinamo van ser històricament el primer tipus, però a causa de la mida i la complexitat de la commutació van abandonar l'escena.

Però la servitud arcaica no permetia aprofitar els avenços prometedors, i aviat la prioritat va anar irrevocablement als estats industrialment desenvolupats. Fins al 1851, tots els generadors es feien només amb imants permanents; en els següents 16 anys, va ser possible augmentar la potència gràcies a electroimants simples. Durant els 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, va començar a ser àmpliament utilitzat per a finalitats industrials. Un cop va aparèixer el motor dièsel, un desenvolupador no identificat va descobrir com utilitzar-lo com a accionament del generador. Ja a la dècada de 1920, els generadors dièsel van començar a utilitzar-se activament a la indústria. La investigació dels físics a la dècada de 1940 va portar a la creació de generadors magnetohidrodinàmics. Però aquests sistemes es poden utilitzar exclusivament a grans centrals elèctriques, no hi ha perspectives per al seu ús domèstic.

Qualsevol generador elèctric converteix un impuls mecànic en corrent elèctric. S'obté torçant una bobina de filferro col·locada en un camp magnètic. La bobina es divideix en dues parts principals: un imant de fixació rígida i un marc de filferro. Els dos extrems de la bobina estan connectats mecànicament mitjançant un anell lliscant sobre el raspall de carbó. Aquest raspall condueix el corrent elèctric.

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

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

Tot i que el principi bàsic de la generació de corrent 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 corrent;

• vapor calent;

• vent;

• motors de combustió interna.

El tipus de generador síncron es distingeix per la coincidència de les freqüències de torsió dels estators i rotors. S'utilitza un imant permanent com a rotor. Quan s'engega 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.

Els models asíncrons funcionen contínuament en mode de desacceleració. El rotor gira abans del temps i la seva orientació coincideix amb l'orientació del camp magnètic generat per l'estator. Els rotors poden ser en versió 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 estan determinats directament pel nombre de voltes de l'aparell. En les últimes dècades, els generadors electroquímics, que generen corrent a base d'hidrogen, han tingut un paper important. S'intenten utilitzar en cotxes, 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.

Tipus extremadament autònom: es tracta de centrals elèctriques manuals. En ells, el moviment mecànic s'obté a causa de la força muscular de l'operador. És clar, no cal comptar amb una alta productivitat i un funcionament a llarg termini. Però podeu estar al dia amb confiança en qualsevol situació en què no podeu 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 autònoms condicionats: en una unitat de gasolina.

Hi ha dispositius monofàsics i trifàsics. A les cases i apartaments, rarament es requereix una font d'alimentació trifàsica. L'excepció són els motors antics, els elements de calefacció per a una sauna i equips similars.

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

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

Els generadors per a ús domèstic es presenten en una àmplia gamma. Gairebé tots proporcionen corrent monofàsica. Els valors normals són 220 V, 50 Hz. Fins i tot s'utilitzen els aparells domèstics més potents per a la soldadura, així com per alimentar petits tallers i serveis d'automòbils.

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

• grans projectes de construcció;

• microdistrictes;

• assentaments de cabanes sòlids;

• ports;

• estacions de ferrocarril;

• hospitals;

• institucions educatives;

• centres d'oficines.

Els sistemes impulsats pel vent o l'aigua corrent 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 hidrogeneradors. Pel que fa a les centrals tèrmiques d'ús privat, gairebé sempre funcionen amb gasolina i donen una potència limitada, es poden trobar dispositius de més de 20 kW amb poca freqüència. Normalment utilitzen gasolina AI-92, l'ús d'AI-76 i AI-95 només és possible ocasionalment, i fins i tot llavors no es recomana.

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

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

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

• "Svarog";

• "Calibre";

• Energomash;

• Energo.

La gamma de proveïdors russos inclou versions domèstiques amb una potència de 1000-2000 W i mostres semiindustrials serioses amb una potència de fins a 5000 W. Finalment, hi ha models fins i tot molt més potents que ajudaran els constructors i els organitzadors de la producció. Diversos generadors produïts a la Federació de Rússia estan equipats amb electrònica de control i control avançada que controla els paràmetres tècnics. Tanmateix, també hi ha versions més senzilles, que són molt més estables en condicions difícils. Finalment, els productes de les empreses russes definitivament estaran disponibles per als consumidors.

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

Els excel·lents generadors també són subministrats per l'empresa francesa SDMO. 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 pot resoldre gairebé qualsevol tasca imaginable. Ofereixen un rendiment atractiu. L'assortiment de l'empresa francesa inclou models amb marcs especials que amortiguen les vibracions. Equipat amb excel·lents components electrònics.

El model K10M crida l'atenció sobre si mateix. Proporciona una tensió de 230 V i es controla des del comandament a distància. S'ofereix un interruptor de circuit elèctric, la capacitat de treballar a - 30 graus. S'instal·la un sistema antivibració al marc. També hi ha un generador de càrrega de 12 V.

L'empresa competidora Caiman va entrar al mercat rus fa relativament poc temps. Tanmateix, ja ha aconseguit demostrar els mèrits dels seus productes de la manera més convincent possible. Els seus models estan dissenyats per al mínim soroll i es poden instal·lar de manera segura fins i tot dins de la casa. Tots els generadors d'aquesta marca compleixen els més alts estàndards ambientals.Per descomptat, la gamma Caiman inclou dispositius de diferents capacitats i mides.

El filtre assegura que el generador s'engega fins i tot en llocs extremadament polsosos. L'automatització garantirà que no sigui possible arrencar sense oli. També val la pena destacar:

• un parell de sortides protegides de la humitat;

• garantia de durada de la bateria fins a 210 minuts;

• equips de refrigeració atents;

• 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. L'empresa utilitza activament solucions complexes avançades. Igual que amb els proveïdors anteriors, la gamma inclou tota la gamma d'opcions d'alimentació. 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 baix consum de combustible. La potència del dispositiu arriba als 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 no són inferiors en qualitat almenys als equips de soldadura més famosos. Els especialistes de Fubag es preocupen no només per les característiques tècniques, sinó també pel disseny original, que facilita el servei. Els generadors d'aquesta marca pertanyen formalment a la categoria professional. Tanmateix, no s'utilitzen amb menys èxit en el sector privat.

Els dissenyadors es van encarregar 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 es porta a l'usuari per la pantalla. La clau de bugia i el pom estan inclosos al kit. De fet, la producció es realitza a la Xina.

Entre les firmes xineses destaca favorablement la marca ELITECH. Al nostre país és conegut des del 2008. Aquests generadors no només són d'alta qualitat, sinó també sense pretensions i versàtils. Els productes ELITECH utilitzen l'última tecnologia i, per tant, l'empresa ha aconseguit fer retrocedir molts dels antics líders del mercat. Els generadors de gas d'aquesta empresa es distingeixen per un inici combinat, es poden fer de forma estacionària o mòbil.

Un exemple de generador domèstic simple és el BES 950 R. Amb una capacitat del dipòsit de 4,4 litres, proporciona una corrent 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 amb vàlvules aèries 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.

Comprar un dispositiu "només tranquil" no és del tot raonable. Així com el dispositiu més potent. En primer lloc, hauríeu de decidir amb quina finalitat s'utilitzarà el generador:

• en el subministrament d'energia 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 estiuejants. Però la potència del dispositiu és fonamental. Ha de ser equilibrat: una tècnica feble no "treurà" la tasca, i una tècnica massa forta malgastarà recursos.

El nombre de fases també és molt rellevant. Només els aparells monofàsics es poden alimentar des d'un generador monofàsic. Tanmateix, per a ús domèstic i suburbà, això no és massa important. S'han d'adoptar models trifàsics per equipar les obres, les empreses industrials i els seus tallers individuals. Important: no proporcionen més d'1/3 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 de fallades periòdiques. Aquests dispositius són compactes, relativament lleugers i tenen poc soroll. Són utilitzats activament per petites empreses comercials, tant de producció com de comerç. Les modificacions del dièsel són cares, fan molt de soroll, però donen molta corrent i poden funcionar durant molt de temps sense interrupcions. Els models són valuosos allà on falten xarxes elèctriques com a classe.

El gas liquat de globus és significativament més barat que la gasolina. Aquest mode és encara més avantatjós quan està connectat 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 com oferir un corrent d'alta qualitat impecable amb una ona sinusoïdal òptima. Els electrodomèstics i els ordinadors s'alimenten millor amb dispositius síncrons. Fins i tot la susceptibilitat als danys per pols es justifica pels paràmetres estables i les característiques de corrent elevat. Un alternador de coure és més car, però condueix la calor molt millor i té una potència excel·lent. A més, hauríeu de prestar atenció a:

• la presència d'un sistema AVR (sense ell, les sobretensions poden trencar telèfons, tauletes i ordinadors portàtils);

• tipus d'arrencada manual o elèctric;

• la presència d'una opció d'arrencada automàtica (i de vegades aturada);

• caixa tancada o oberta (la primera opció és més estable i fiable, però es pot sobreescalfar);

• compte enrere de les hores del motor (permet un manteniment oportú);

• el consum de combustible;

• comentaris;

• capacitats de servei del proveïdor.

Quin generador triar, vegeu a continuació.

Una visió general del generador HUTER DY6500LXA, vegeu a continuació.