O que é um alternador: construção, funcionamento e suas aplicações

Em 1832, os alternadores são criados por Hippolyta Pixii (1808-1835), o inventor francês. Algumas das empresas fabricantes de alternadores na Índia são Abrasive Engineers Private Limited em Delhi, Accurion Scientific Instruments Private Limited em Bangalore, Aditya Techno Private Limited em Nova Delhi, Agni Natural Energy India Private Limited em Bangalore, Agragami Natures Electrical Generating System Private Limited em Bangalore , Air Sensors Auto Electronics Private Limited em Nova Delhi, Ajanta Switchgerars Private Limited em Pune, Alok Elétrica Private Limited em Uttar Pradesh, Ambica Elevator Private Limited em Gujarat, Amico Engineers Private Limited em Kolkata, Anand e Co.electronics Private Limited em West Bengal, Anand Technocrats Private Limited em Maharashtra.

O que é alternador?

Um alternador é definido como uma máquina ou gerador que produz alimentação AC (Corrente Alternada) e converte energia mecânica em energia elétrica, por isso também é chamado de gerador AC ou gerador síncrono. Existem diferentes tipos de alternadores com base em aplicações e design. O alternador do tipo marítimo, alternador do tipo automotivo, alternador do tipo locomotiva diesel-elétrica, alternador do tipo sem escova e alternadores de rádio são os tipos de alternadores baseados nas aplicações. O tipo de pólo saliente e cilíndrico rotor tipo são os tipos de alternadores baseados no projeto.

alternador

Construção de um alternador

Os principais componentes de um alternador ou gerador síncrono são rotor e estator. A principal diferença entre rotor e estator é que o rotor é uma peça rotativa e o estator não é um componente rotativo, o que significa que é uma peça estacionária. Os motores são geralmente executados por rotor e estator.

alternador ou gerador síncrono

A palavra do estator com base no estacionário e a palavra do rotor com base na rotação. A construção do estator de um alternador é igual à construção do estator de um motor de indução. Portanto, a construção do motor de indução e a construção do motor síncrono são as mesmas. Assim, o estator é a parte estacionária do rotor e o rotor é o componente que gira dentro do estator. O rotor está localizado no eixo do estator e a série de eletroímãs dispostos em um cilindro faz com que o rotor gire e crie um campo magnético. Existem dois tipos de rotores, eles são mostrados na figura abaixo.

tipos-de-rotores

Salient Pole Rotor

O significado da saliência é projetar para fora, o que significa que os pólos do rotor estão projetando para fora a partir do centro do rotor. Há um enrolamento de campo no rotor e para este enrolamento de campo usará alimentação DC. Quando passamos a corrente por este campo, os pólos N e S são criados. Os rotores salientes estão desequilibrados, então as velocidades são restritas. Este tipo de rotor é usado em estações hidrelétricas e centrais a diesel. O rotor de pólo saliente usado para máquinas de baixa velocidade aproximadamente 120-400 rpm.

Rotor Cilíndrico

O rotor cilíndrico também é conhecido como rotor não saliente ou rotor redondo e este rotor é usado para máquinas de alta velocidade de aproximadamente 1500-3000 rpm e o exemplo para isso é uma usina termelétrica. Este rotor é constituído por um cilindro radial de aço possuindo o número de fendas e nestas fendas é colocado o enrolamento de campo e estes enrolamentos de campo estão sempre ligados em série. As vantagens são mecanicamente robustas, a distribuição do fluxo é uniforme, opera em alta velocidade e produz baixo ruído.

Um motor CA vem em muitos formatos e tamanhos, mas não podemos ter um CA sem um rotor e estator. O rotor é feito de ferro fundido e o estator é feito de aço silício. Os preços do rotor e do estator dependem da qualidade.

Princípio de funcionamento do alternador

Todos os alternadores funcionam com o princípio da indução eletromagnética. De acordo com esta lei, para produzir eletricidade precisamos de um condutor, campo magnético e energia mecânica. Cada máquina que gira e reproduz a corrente alternada. Para entender o princípio de funcionamento do alternador, considere dois pólos magnéticos opostos norte e sul, e o fluxo está viajando entre esses dois pólos magnéticos. Na figura (a) a bobina retangular é colocada entre os pólos magnéticos norte e sul. A posição da bobina é tal que a bobina fica paralela ao fluxo, então nenhum fluxo está cortando e, portanto, nenhuma corrente é induzida. De forma que a forma de onda gerada nessa posição seja zero graus.

rotação-de-bobina-retangular-entre-dois-pólos magnéticos

Se a bobina retangular gira no sentido horário nos eixos aeb, o lado do condutor A e B vem na frente do pólo sul e C e D vêm na frente de um pólo norte, como mostrado na figura (b). Então, agora podemos dizer que o movimento do condutor é perpendicular às linhas de fluxo do pólo N ao S e o condutor corta o fluxo magnético. Nesta posição, a taxa de corte de fluxo pelo condutor é máxima porque o condutor e o fluxo são perpendiculares um ao outro e, portanto, a corrente é induzida no condutor e esta corrente estará na posição máxima.

O condutor gira mais uma vez a 90⁰no sentido horário então a bobina retangular vem na posição vertical. Agora a posição do condutor e da linha de fluxo magnético é paralela entre si, conforme mostrado na figura (c). Nesta figura, nenhum fluxo é cortado pelo condutor e, portanto, nenhuma corrente é induzida. Nesta posição, a forma de onda é reduzida a zero grau porque o fluxo não está cortando.

Na segunda metade do ciclo, o motorista continua girando no sentido horário por mais 90⁰. Portanto, aqui a bobina retangular chega a uma posição horizontal de tal forma que os condutores A e B vêm na frente do pólo norte, C e D vêm na frente do pólo sul como mostrado na figura (d). Mais uma vez, a corrente fluirá através do condutor que está atualmente induzido no condutor A e B é do ponto B para A e no condutor C e D é do ponto D para C, de modo que a forma de onda produzida na direção oposta e atinge o máximo valor. Em seguida, a direção da corrente indicada como A, D, C e B conforme mostrado na figura (d). Se a bobina retangular girar novamente em mais 90⁰então a bobina atinge a mesma posição de onde a rotação é iniciada. Portanto, a corrente cairá novamente para zero.

No ciclo completo, a corrente no condutor atinge o máximo e se reduz a zero e, na direção oposta, o condutor atinge o máximo e novamente chega a zero. Este ciclo se repete continuamente, devido a esta repetição do ciclo a corrente será induzida no condutor continuamente.

forma de onda de um ciclo completo

Este é o processo de produção da corrente e do EMF de uma fase única. Já para a produção de 3 fases, as bobinas são colocadas no deslocamento de 120⁰cada. Portanto, o processo de produção da corrente é igual ao monofásico, mas apenas a diferença é que o deslocamento entre as três fases é de 120⁰. Este é o princípio de funcionamento de um alternador.

Características

As características de um alternador são

1. Corrente de saída com velocidade do alternador: A saída da corrente diminuiu ou diminuiu quando a velocidade do alternador diminuiu ou diminuiu.
2. A eficiência com velocidade do alternador: A eficiência de um alternador é reduzida quando o alternador funciona com baixa velocidade.
3. Queda de corrente com aumento da temperatura do alternador: Quando a temperatura de um alternador aumenta, a corrente de saída é reduzida ou diminuída.

Formulários

As aplicações de um alternador são

• Automóveis
• Plantas geradoras de energia elétrica
• Aplicações marítimas
• Várias unidades elétricas diesel
• Transmissão de radiofrequência

Vantagens

As vantagens de um alternador são

• Barato
• Baixo peso
• Baixa manutenção
• A construção é simples
• Robusto
• Mais compacto

Desvantagens

As desvantagens de um alternador são

• Alternadores precisam de transformadores
• Os alternadores superaquecerão se a corrente for alta

Portanto, trata-se de uma visão geral de um alternador que inclui construção, trabalho, vantagens e aplicações. Aqui fica uma pergunta para você: qual é a capacidade de um alternador nos carros?