O que é um gerador elétrico e seu funcionamento

O gerador elétrico foi inventado antes que a correlação entre eletricidade e magnetismo fosse descoberta. Esses geradores usam princípios eletrostáticos para operar com a ajuda de placas, correias móveis que são carregadas eletricamente, bem como discos para transportar carga em direção a um eletrodo de alto potencial. Os geradores usam dois mecanismos para gerar a carga como o efeito triboelétrico, caso contrário, a indução eletrostática. Assim, gera baixa corrente e muito alta tensão devido à complexidade das máquinas isolantes e também à sua ineficiência. As classificações de energia dos geradores eletrostáticos são baixas, então eles nunca são utilizados para geração de energia elétrica. As aplicações práticas desse gerador são o fornecimento de energia para tubos de raios X e também para aceleradores de partículas atômicas.

O que é um gerador elétrico?

Um nome alternativo de um gerador elétrico é um dínamo para transmissão, bem como distribuição de energia por linhas de transmissão para diferentes aplicações, como doméstica, industrial, comercial, etc. Estes também são aplicáveis ​​em aeronaves, automóveis, trens, navios para geração de energia elétrica . Para um gerador elétrico, a potência mecânica pode ser obtida por meio de um eixo rotativo equivalente ao torque do eixo que é multiplicado pela velocidade angular ou rotacional.

A energia mecânica pode ser obtida por meio de diferentes fontes, como turbinas hidráulicas em cachoeiras / barragens, turbinas a vapor, turbinas a gás e turbinas eólicas, onde o vapor pode ser gerado por meio do calor da ignição de combustíveis fósseis ou da fissão nuclear. Turbinas a gás podem queimar o gás diretamente dentro da turbina, caso contrário, motores a diesel e gasolina. A construção do gerador, bem como sua velocidade, podem mudar com base nas características do motor principal mecânico.

Um gerador é uma máquina que converte energia mecânica em energia elétrica. Funciona com base no princípio da lei de faraday da indução eletromagnética. A lei de hoje afirma que sempre que um condutor é colocado em um campo magnético variável, EMF é induzido e este EMF induzido é igual à taxa de mudança das ligações de fluxo. Este EMF pode ser gerado quando há espaço relativo ou variação de tempo relativo entre o condutor e o campo magnético. Portanto, os elementos importantes de um gerador são:

• Campo magnético
• O movimento do condutor em um campo magnético

Recursos

O principal características dos geradores elétricos inclui o seguinte.

Poder

A capacidade de produção de energia de um gerador elétrico é ampla. Ao selecionar um gerador ideal, os requisitos de alta e baixa potência podem ser facilmente atendidos por meio de potência de saída idêntica.

Combustível

Diversas opções de combustível, como gasolina, diesel, GLP, gás natural, são acessíveis para geradores elétricos.

Portabilidade

Os geradores elétricos são portáteis porque são projetados com alças e rodas. Portanto, eles podem ser facilmente movidos de um local para outro.

Barulho

Alguns geradores incluem tecnologia de redução de ruído para que a poluição sonora possa ser reduzida.

Construção de Gerador Elétrico

A construção de um gerador elétrico pode ser feita em diferentes partes como alternador, sistema de combustível, regulador de tensão, sistema de resfriamento e exaustão, sistema de lubrificação, carregador de bateria, painel de controle, quadro ou conjunto principal.

Alternador

A conversão de energia que ocorre em um gerador é conhecida como alternador. Isso inclui partes fixas e móveis que trabalham em conjunto para gerar o campo eletromagnético, bem como o fluxo de elétrons para gerar eletricidade.

Sistema de combustível

O sistema de combustível no gerador é usado para gerar a energia necessária. Este sistema é composto por uma bomba de combustível, tanque de combustível, tubo de retorno e tubo que é usado para conectar o motor e o tanque. Um filtro de combustível é usado para eliminar os detritos antes que eles atinjam o motor e um injetor faz com que o combustível flua para a câmara de combustão.

Motor

A principal função do motor é fornecer energia elétrica para o gerador. A faixa de potência gerada por um gerador pode ser decidida por meio da potência do motor.

Regulador de voltagem

Este componente é usado para controlar a tensão da eletricidade gerada. Ele também converte a eletricidade CA em CC, se necessário.

Sistemas de resfriamento e exaustão

Geralmente, os geradores produzem muito calor, para reduzir o calor do superaquecimento de uma máquina, o sistema de resfriamento é usado. O sistema de exaustão é utilizado para eliminar os fumos durante o seu funcionamento.

Sistema de lubrificação

Em um gerador, existem várias peças pequenas e móveis que são necessárias para lubrificá-las o suficiente com óleo de motor para que um funcionamento suave possa ser obtido, bem como para proteger do desgaste excessivo. Os níveis de lubrificante devem ser verificados frequentemente a cada 8 horas de processo.

Carregador de bateria

As baterias são usadas principalmente para fornecer energia ao gerador. É um componente automático completo usado para garantir que a bateria esteja preparada para funcionar quando necessário, fornecendo-a usando uma voltagem de baixo nível estável.

Painel de controle

O painel de controle é usado para controlar todos os recursos do gerador durante a operação do início ao fim. Unidades modernas são capazes de detectar quando o gerador liga / desliga automaticamente.

Estrutura / Montagem Principal

A estrutura é o corpo do gerador e é a parte onde a estrutura mantém tudo no lugar.

Trabalho de gerador elétrico

Os geradores são basicamente bobinas de condutores elétricos, normalmente fios de cobre, que são firmemente enrolados em um núcleo de metal e montados para girar dentro de uma exibição de grandes ímãs. Um condutor elétrico se move através de um campo magnético, o magnetismo fará interface com os elétrons no condutor para induzir um fluxo de corrente elétrica dentro dele.

Gerador elétrico

A bobina do condutor e seu núcleo são chamados de armadura, conectando a armadura ao eixo de uma fonte de energia mecânica, por exemplo, um motor, o condutor de cobre pode girar a uma velocidade excepcionalmente elevada sobre o campo magnético.

O ponto em que a armadura do gerador começa a girar, então há um campo magnético fraco nas sapatas do pólo de ferro. Conforme a armadura gira, ela começa a aumentar a tensão. Parte dessa tensão é gerada nos enrolamentos de campo por meio do regulador do gerador. Esta voltagem impressionante cria uma corrente de enrolamento mais forte, aumenta a força do campo magnético.

O campo expandido produz mais voltagem na armadura. Isso, por sua vez, gera mais corrente nos enrolamentos de campo, com uma tensão de armadura resultante mais alta. Neste momento os sinais das sapatas dependiam da direção do fluxo da corrente no enrolamento de campo. Os sinais opostos farão com que a corrente flua na direção errada.

Como o gerador elétrico cria eletricidade?

Na verdade, geradores elétricos não criam eletricidade em vez de criar, eles mudam a energia de mecânica para elétrica ou química para elétrica. Esta conversão de energia pode ser feita capturando a força de movimento e convertendo-a em forma elétrica, empurrando elétrons da fonte externa usando um circuito elétrico. Um gerador elétrico está basicamente trabalhando em sentido inverso ao do motor.

Alguns geradores usados ​​na Represa Hoover fornecerão uma grande quantidade de energia por meio da transmissão da energia criada pelas turbinas. Os geradores que são usados ​​para uso comercial, bem como residencial, são muito pequenos em tamanho, mas dependem de diferentes fontes de combustível, como gás, diesel e propano para gerar energia mecânica.

Essa energia pode ser usada em um circuito para induzir uma corrente.
Uma vez que essa corrente tenha sido criada, ela é direcionada usando fios de cobre para alimentar dispositivos externos, máquinas de outros sistemas elétricos inteiros.

Os geradores atuais usam o princípio da indução eletromagnética de Michael Faraday porque ele descobriu que, uma vez que um condutor gira dentro de um campo magnético, então cargas elétricas podem ser formadas para criar um fluxo de corrente. Um gerador elétrico está relacionado a como uma bomba d'água força a água usando um cano.

Tipos de geradores elétricos

Os geradores são classificados em tipos.

• Geradores AC
• Geradores DC

Geradores AC

Eles também são chamados de alternadores. É o meio de produção de energia elétrica mais importante em muitos lugares, já que hoje todos os consumidores utilizam AC. Funciona com base no princípio da indução eletromagnética. Estes são de dois tipos, um é um gerador de indução e outro é um gerador síncrono.

O gerador de indução não requer excitação CC separada, controles reguladores, controle de frequência ou governador. Este conceito ocorre quando as bobinas condutoras giram em um campo magnético acionando uma corrente e uma tensão. Os geradores devem funcionar a uma velocidade consistente para transmitir uma tensão CA estável, mesmo sem carga está acessível.

Gerador AC

Os geradores síncronos são geradores de grande porte usados ​​principalmente em usinas de energia. Eles podem ser do tipo campo rotativo ou tipo de armadura rotativa. No tipo de armadura rotativa, a armadura está no rotor e o campo está no estator. A corrente da armadura do rotor é obtida por meio de anéis coletores e escovas. Estes são limitados devido a grandes perdas de vento. Eles são usados ​​para aplicações de baixa potência. O alternador de campo giratório é amplamente utilizado devido à sua alta capacidade de geração de energia e à ausência de anéis coletores e escovas.

Podem ser geradores trifásicos ou bifásicos. Um alternador bifásico produz duas tensões completamente separadas. Cada tensão pode ser considerada uma tensão monofásica. Cada um é gerado tensão completamente independente um do outro. O alternador trifásico tem três monofásicos enrolamentos espaçados de modo que a tensão induzida em qualquer uma das fases seja deslocada em 120º das outras duas.

Elas podem ser conectadas tanto em delta quanto em estrela. Na conexão delta, cada extremidade da bobina é conectada para formar um circuito fechado. Uma conexão delta aparece como a letra grega Delta (Δ). Na conexão estrela, uma extremidade de cada bobina conectada entre si e a outra extremidade de cada bobina deixada aberta para conexões externas. Uma conexão Wye aparece como a letra Y.

Esses geradores são embalados com um motor ou turbina para serem usados ​​como um conjunto motor-gerador e usados ​​em aplicações como naval, extração de petróleo e gás, maquinário de mineração, usinas eólicas, etc.

Vantagens

As vantagens dos geradores AC incluem o seguinte.

• Esses Geradores geralmente dispensam manutenção, devido à ausência de escovas.
• Facilmente intensifique e descer através de transformadores .
• O tamanho do link de transmissão pode ser mais fino devido ao recurso de intensificação
• Tamanho do gerador relativamente menor do que a máquina DC
• As perdas são relativamente menores do que a máquina DC
• Esses disjuntores do gerador são relativamente menores do que os disjuntores DC

Geradores DC

O gerador DC é normalmente encontrado em aplicações fora da rede. Esses geradores fornecem uma fonte de alimentação contínua diretamente em dispositivos de armazenamento elétrico e redes de energia CC sem novos equipamentos. A energia armazenada é transportada para as cargas por meio de conversores CC-CA. Os geradores DC podem ser controlados de volta a uma velocidade imóvel, pois as baterias tendem a ser estimulantes para recuperar consideravelmente mais combustível.

DC Generator

Classificação de Geradores DC

Os geradores D.C são classificados de acordo com a forma como seu campo magnético é desenvolvido no estator da máquina.

• geradores DC de ímã permanente
• Excite separadamente geradores DC e
• Geradores DC autoexcitados.

Os geradores CC de ímã permanente não requerem excitação de campo externo porque têm ímãs permanentes para produzir o fluxo. Eles são usados ​​para aplicações de baixa potência, como dínamos. Geradores CC com excitação separada requerem excitação de campo externo para produzir o fluxo magnético. Também podemos variar a excitação para obter potência de saída variável.

Eles são usados ​​em aplicações de galvanoplastia e eletrorefinamento. Devido ao magnetismo residual presente nos pólos do estator, os geradores CC autoexcitados podem produzir seu próprio campo magnético uma vez iniciado. Eles têm um design simples e não precisam de circuito externo para variar a excitação do campo. Novamente, esses geradores DC autoexcitados são classificados em geradores em derivação, em série e compostos.

Eles são usados ​​em aplicações como carregamento de bateria, soldagem, aplicações de iluminação comum, etc.

Vantagens

As vantagens de um gerador CC incluem o seguinte.

• Principalmente as máquinas CC têm uma ampla variedade de características operacionais que podem ser obtidas pela seleção do método de excitação dos enrolamentos de campo.
• A tensão de saída pode ser suavizada organizando regularmente as bobinas ao redor da armadura. Isso leva a menos flutuações que são desejáveis ​​para algumas aplicações de estado estacionário.
• Não há necessidade de blindagem para radiação, então o custo do cabo será menor em comparação com o AC.

Outros tipos de geradores elétricos

Os geradores são classificados em diferentes tipos, como portátil, reserva e inversor.

Gerador portátil

Eles são extremamente usados ​​em diferentes aplicações e estão disponíveis em diferentes configurações, alterando a potência. Eles são úteis em desastres normais, uma vez que a rede elétrica danifica. Eles são usados ​​em estabelecimentos comerciais residenciais mais leves, como lojas, pontos de venda, no campo de construção para fornecer energia para ferramentas menores, casamentos ao ar livre, acampamentos, eventos ao ar livre e fornecer suprimentos para dispositivos agrícolas como poços perfurados, caso contrário, sistemas de irrigação por gotejamento

Este tipo de gerador é alimentado por óleo diesel ou gás para fornecer energia elétrica de curto prazo. As principais características do gerador portátil são

• Ele conduz eletricidade usando um motor de combustão.
• Isso pode se conectar a diferentes ferramentas ou aparelhos por meio de seus soquetes.
• Ele pode ser conectado em subpainéis.
• É utilizado em áreas remotas.
• Ele usa menos energia para operar o freezer, a TV e a geladeira.
• A velocidade do motor deve ser de 3600 rpm para fazer a corrente típica com frequência de 60Hz de corrente.
• A velocidade do motor pode ser controlada pelo operador
• Ele fornece energia para luzes, bem como ferramentas

Gerador Inversor

Este tipo de gerador usa um motor conectando-o a um alternador para gerar energia CA e também usa um retificador para mudar a energia CA para CC. Estes são usados ​​em refrigeradores, condicionadores de ar, automóveis de barco que requerem os valores de freqüência específica, bem como tensão. Estes estão disponíveis em menos peso e sólido. As características deste gerador incluem principalmente o seguinte.

• Depende de ímãs modernos.
• Ele usa circuitos eletrônicos superiores.
• Ele usa três fases para gerar eletricidade.
• Ele mantém uma fonte de corrente estável para um dispositivo.
• É eficiente em termos de energia porque a velocidade de um motor se ajusta com base na potência necessária.
• Quando ele é usado com o dispositivo adequado, sua corrente alternada pode ser fixada em qualquer tensão, bem como em frequência.
• Eles são leves e usados ​​em um carro, barco, etc.

Gerador Standby

Este é um tipo de sistema elétrico, usado para operar por meio de uma chave de transferência automática que dá um sinal para ligar um dispositivo em caso de perda de energia. As melhores características de um gerador standby incluem o seguinte.

• A operação disso pode ser feita automaticamente
• É usado em sistemas de segurança para iluminação standby, elevadores, equipamentos de suporte de vida, sistemas médicos e de proteção contra incêndio.
• Ele fornece proteção de energia estável
• Ele monitora a energia da rede elétrica constantemente
• Ele executa autotestes automaticamente todas as semanas para verificar se está respondendo adequadamente ou não à perda de energia.
• Inclui dois componentes, como uma chave de transferência automática e um gerador de espera
• Ele detecta a perda de energia em segundos e aumenta a eletricidade
• Ele opera usando gás natural ou propano líquido.
• Ele usa um motor de combustão internamente.

Geradores Industriais

Os geradores industriais são algo diferentes em comparação com as aplicações comerciais ou residenciais. São robustos e robustos que funcionam em condições adversas. As características da fonte de alimentação variam de 20 kW-2500 kW, 120-48 volts e alimentação monofásica a trifásica.

Normalmente, eles são mais personalizados em comparação com outros tipos. A classificação desses geradores pode ser feita com base no combustível utilizado para fazer o motor funcionar para que a energia elétrica seja gerada. Os combustíveis são gás natural, diesel, gasolina, propano e querosene,

Geradores de indução

Esses geradores são de dois tipos, como autoexcitados e excitados externamente. Autoexcitados são usados ​​em moinhos de vento onde o vento é usado como uma fonte de energia não tradicional que se converte em energia elétrica. Excitados externamente são usados ​​nas aplicações de frenagem regenerativa, como guindastes, guinchos, locomotivas elétricas e elevadores.

Manutenção de Gerador Elétrico

A manutenção do gerador elétrico é bastante semelhante a todos os tipos de motores. Para cada fabricante, é muito importante saber sua manutenção para todos os geradores. A manutenção normal é a inspeção geral, como verificação de vazamento, níveis de líquido refrigerante, verificação das mangueiras e correias, cabos e verificação dos terminais da bateria. É importante examinar o óleo para trocá-lo com frequência. A frequência da troca de óleo depende principalmente do fabricante, com que frequência é usado. Se o gerador usar diesel é necessário trocar o óleo por 100 horas de atividade.

Uma vez por ano, a filtragem e a limpeza do combustível degradam o combustível diesel muito rapidamente. Após alguns dias de operação, este combustível pode se degradar devido à poluição da água e micróbios, o que resulta em tubos de combustível bloqueados, bem como filtros. A limpeza de combustível usa biocidas por ano em todos os tipos de geradores, exceto o gerador de reserva, onde atrairá umidade.

O sistema de refrigeração deve ser mantido porque é necessário verificar o nível do líquido refrigerante em intervalos acessíveis durante o tempo de desligamento.

A energia da bateria precisa ser verificada porque problemas dentro de uma bateria podem causar falhas. Testes regulares são necessários para notificar o status atual da bateria. Envolve verificar os níveis de eletrólitos, bem como a gravidade exata das baterias elétricas.

Também é muito significativo eliminar o gerador por 30 minutos semanais sob carga. Remova o excesso de umidade, lubrifique o motor e filtre o combustível e também papel alumínio. Uma vez que todas as peças móveis encontradas em qualquer lugar do gerador devem ser colocadas firmemente em.

Para uma inspeção posterior, deve-se manter seus registros para saber o status do seu gerador.

Formulários

O aplicações de geradores elétricos inclui o seguinte.

• Em diferentes cidades, os geradores fornecem o fornecimento para a maioria das redes de energia
• Estes são utilizados no transporte
• Geradores de pequena escala fornecem um excelente backup para os requisitos de energia doméstica, caso contrário, pequenas empresas
• Eles são usados ​​para acionar motores elétricos
• Eles são usados ​​antes de a energia ser instalada nos campos de construção.
• Eles são usados ​​em laboratórios para fornecer a faixa de voltagem
• A eficiência energética, como a utilização de combustível, pode ser reduzida significativamente

Desvantagens

A principal desvantagem é que eles não podem parar grandes flutuações de tensão, devido a esse motivo, geradores do tipo convencional não são adequados para operar consumidores sensíveis à tensão como PCs. laptops, aparelhos de TV ou sistemas de música, porque eles podem danificá-los no caso ruim.

Portanto, trata-se de uma visão geral de um gerador elétrico. Um gerador elétrico funciona segundo o princípio de indução eletromagnética. Este princípio foi descoberto por Michael Faraday. Basicamente, os geradores são bobinas condutoras de eletricidade ou geralmente um fio de cobre. Este fio é enrolado firmemente sobre um núcleo de metal e é colocado para girar aproximadamente em uma exibição de grandes ímãs.

Um condutor elétrico gira em um campo magnético e o magnetismo se conectará através dos elétrons dentro do condutor para provocar um fluxo de corrente nele. Aqui, a bobina do condutor, bem como seu núcleo, são nomeados como armadura. Isso é conectado ao eixo de uma fonte de alimentação. Agora você entendeu claramente o funcionamento e os tipos de geradores. Além disso, qualquer outra dúvida sobre este assunto ou sobre a parte elétrica e projetos eletrônicos deixe os comentários abaixo.

Fonte de imagem do gerador elétrico: alternativa