As pessoas utilizam a energia da corrente elétrica em quase todas as áreas de suas atividades. Agora não é fácil imaginar a vida sem eletricidade, que é convertida de energia mecânica com a ajuda de equipamentos especiais. Vamos considerar com mais detalhes como esse processo ocorre e como os geradores modernos são organizados.
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Transformando energia mecânica em energia elétrica
Qualquer gerador funciona com base no princípio da indução magnética. O alternador mais simples pode ser pensado como uma bobina que gira em um campo magnético. Há também uma variante em que a bobina permanece estacionária, mas o campo magnético apenas a atravessa. É durante este movimento que uma corrente alternada é gerada.De acordo com este princípio, um grande número de geradores em todo o mundo opera, combinados em um sistema de fornecimento de energia.
O dispositivo e o design do alternador
Um gerador de energia padrão tem os seguintes componentes:
- Um quadro ao qual é fixado um estator com pólos eletromagnéticos. É feito de metal e deve desempenhar a função de proteção de todos os elementos do mecanismo.
- O estator ao qual o enrolamento está conectado. É feito de aço ferromagnético.
- Um rotor é um elemento móvel, no núcleo do qual há um enrolamento que forma uma corrente elétrica.
- Uma unidade de comutação que desvia a eletricidade do rotor. É um sistema de anéis condutores móveis.
Dependendo da finalidade, o gerador possui certas características de projeto, mas existem dois componentes que qualquer dispositivo que converte energia mecânica em eletricidade possui:
- O rotor é uma peça de ferro de uma peça móvel;
- O estator é um elemento fixo feito de chapas de ferro. Dentro dele existem ranhuras dentro das quais o enrolamento do fio está localizado.
Para obter maior indução magnética, deve haver uma pequena distância entre esses elementos. De acordo com seu projeto, os geradores são:
- Com armadura móvel e campo magnético estático.
- Com armadura fixa e campo magnético rotativo.
Atualmente, equipamentos com campos magnéticos rotativos são mais comuns, pois. é muito mais conveniente remover a corrente elétrica do estator do que do rotor. O dispositivo gerador tem muitas semelhanças com o projeto do motor elétrico.
Circuito do alternador
O princípio de funcionamento do gerador elétrico: no momento em que metade do enrolamento está em um dos pólos e o outro no oposto, a corrente se move pelo circuito do valor mínimo ao máximo e vice-versa.
Classificação e tipos de geradores
Todos os geradores elétricos podem ser distribuídos de acordo com o critério de trabalho e o tipo de combustível a partir do qual a eletricidade é gerada. Todos os geradores são divididos em monofásicos (tensão de saída 220 Volts, frequência 50 Hz) e trifásicos (380 Volts com frequência 50 Hz), assim como o princípio de funcionamento e o tipo de combustível que é convertido em energia elétrica. . Mesmo geradores podem ser usados em diferentes áreas, o que determina suas características técnicas.
De acordo com o princípio do trabalho
Separe alternadores assíncronos e síncronos.
Assíncrono
Os geradores assíncronos não têm uma relação exata EMF na velocidade do rotor, mas o termo "slip S" funciona aqui. Ele define essa diferença. O valor do escorregamento é calculado, assim ainda há alguma influência dos elementos geradores no processo eletromecânico do motor de indução.
Síncrono
Tal gerador tem uma dependência física do movimento rotacional do rotor para a frequência de eletricidade gerada. Em tal dispositivo, o rotor é um eletroímã composto por núcleos, enrolamentos e pólos. O estator são bobinas conectadas de acordo com o princípio de uma estrela e com um ponto comum - zero. É neles que a eletricidade é gerada.
O rotor é colocado em movimento por uma força estranha de elementos móveis (turbinas) que se movem de forma síncrona. A excitação de tal alternador pode ser de contato e sem contato.
Por tipo de combustível do motor
O afastamento da rede com o advento dos geradores não se torna mais um obstáculo para o uso de aparelhos elétricos.
gerador de gás
O gás é usado como combustível, durante a combustão da qual é gerada energia mecânica, que é então substituída por corrente elétrica. Benefícios de usar um gerador de gás:
- Segurança para o meio ambiente, pois o gás durante a combustão não emite elementos nocivos, fuligem e produtos de decomposição tóxicos;
- Economicamente, é muito lucrativo queimar gás barato. Comparado à gasolina, custará muito menos;
- O abastecimento de combustível é feito automaticamente. A gasolina e o óleo diesel precisam ser adicionados conforme necessário, e o gerador de gás geralmente é conectado ao sistema de fornecimento de gás;
- Graças à automação, o dispositivo entra em ação de forma independente, mas para isso deve estar localizado em uma sala quente.
Gerador de diesel
Esta categoria consiste principalmente em unidades monofásicas com potência de 5 kW. 220 Volts e uma frequência de 50 Hz são padrão para eletrodomésticos, portanto, a máquina a diesel lida bem com uma carga padrão. Como você pode imaginar, o combustível diesel é necessário para sua operação. Por que escolher o gerador a diesel?
- Barato relativo do combustível;
- Automação que permite acionar automaticamente o gerador quando o fornecimento de energia é interrompido;
- Alto nível de segurança contra incêndio;
- Por um longo período de tempo, uma unidade a diesel é capaz de funcionar sem falhas;
- Durabilidade impressionante - alguns modelos são capazes de trabalhar por um total de 4 anos de operação contínua.
Gerador de gasolina
Esses dispositivos são bastante procurados como equipamentos domésticos. Apesar do fato de a gasolina ser mais cara que o gás e o diesel, esses geradores têm muitos pontos fortes:
- Pequenas dimensões com alta potência;
- Fácil de operar: a maioria dos modelos pode ser iniciada manualmente e os geradores maiores são equipados com uma partida. A tensão é regulada sob uma determinada carga usando um parafuso especial;
- Em caso de sobrecarga do gerador, a proteção é acionada automaticamente;
- Fácil de manter e reparar;
- Não faça muito barulho durante a operação;
- Pode ser usado tanto em ambientes internos quanto externos, mas deve ser protegido da umidade.
Principais aplicativos
Dependendo de onde o gerador é usado, suas características técnicas são determinadas. Principalmente, a proporção do gerador para uma determinada categoria no campo de aplicação determina sua potência. Os seguintes tipos de equipamentos são divididos por áreas de operação:
- Doméstico. Eles têm potência de 0,7 a 25 kW. Normalmente, esta categoria inclui geradores a gasolina e diesel. Eles são usados para alimentar eletrodomésticos e equipamentos de baixa potência, muitas vezes em canteiros de obras. Adequado como fonte portátil de eletricidade ao sair para o campo;
- Profissional. Eles podem ser usados como fonte permanente de eletricidade em instituições municipais e pequenas empresas de manufatura. Sua potência não excede 100 kW;
- Industrial.Eles podem ser usados em grandes fábricas e plantas onde são necessários equipamentos de alta potência. Tais dispositivos têm uma potência superior a 100 kW, têm dimensões consideráveis e são de difícil manutenção para uma pessoa despreparada.
