Totul despre generatoare de energie

Cunoașterea totul despre generatoarele electrice este necesară nu numai pentru ingineri, directori de producție și diverși manageri, așa cum se crede de obicei. Cunoașterea principiului de funcționare a unui generator de curent electric este o cunoaștere culturală generală de bază a lumii moderne. Înțelegerea tipurilor de generatoare, în ce constau, cum să alegeți un dispozitiv, vă poate îmbunătăți în mod semnificativ propria viață și vă poate garanta confortul chiar și cu o întrerupere bruscă de curent.

Este imposibil de spus cu exactitate care specialiști au inventat generatorul de energie electrică - mulți ingineri și electrotecnici lucrează la el de zeci de ani. Lucrările la o astfel de tehnică continuă chiar și în secolul XXI, când, se pare, nu se poate adăuga nimic semnificativ. Un pas decisiv spre crearea unui generator a fost descoperirea interacțiunii câmpului electric și a acului magnetic în 1820. Treptat, s-a putut descoperi că un curent electric se obține numai într-un câmp magnetic în mișcare sau atunci când un conductor se mișcă în el. Onoarea unei astfel de descoperiri este împărtășită de Anjos Yedlik (Austria, 1827) și Michael Faraday (Anglia, 1831).

Deși primul a fost un om de știință maghiar, eforturile colegului său britanic au fost mult mai celebre. El a fost cel care a investigat amănunțit și cuprinzător inducția electromagnetică și nu a încercat doar să creeze un mecanism specific. În plus, Yedlik a reușit să treacă de la prototipuri la o mașină cu dinam cu drepturi depline abia în anii 1850. Dar Michael Faraday a creat un generator de electricitate (deși încă imperfect) în 1831. Mașinile dinamo au fost din punct de vedere istoric primul tip, dar din cauza dimensiunii și complexității comutației au părăsit scena.

Dar iobăgia arhaică nu a permis să profite de evoluții promițătoare, iar în curând prioritatea a revenit în mod irevocabil statelor dezvoltate industrial. Până în 1851, toate generatoarele erau realizate numai cu magneți permanenți; în următorii 16 ani, a fost posibilă creșterea puterii datorită electromagneților simpli. În anii 1866-1867, mai mulți dezvoltatori au prezentat simultan mașini electrice cu magneți autoexcitați.

Generatorul inventatorului belgiano-francez Zenob Gramm, construit în 1870, a început să fie utilizat pe scară largă în scopuri industriale. Odată ce motorul diesel a apărut, un dezvoltator neidentificat și-a dat seama cum să-l folosească ca un generator. Deja în anii 1920, generatoarele diesel au început să fie utilizate în mod activ în industrie. Cercetările efectuate de fizicieni în anii 1940 au condus la crearea generatoarelor magnetohidrodinamice. Dar astfel de sisteme pot fi utilizate exclusiv la centralele mari, nu există perspective pentru utilizarea lor casnică.

Orice generator electric transformă un impuls mecanic într-un curent electric. Se obține prin răsucirea unei bobine de sârmă plasată într-un câmp magnetic. Bobina este împărțită în două părți principale: un magnet fixat rigid și un cadru de sârmă. Ambele capete ale bobinei sunt conectate mecanic printr-un inel de alunecare care alunecă pe peria de cărbune. Această perie conduce un curent electric.

Principiul de funcționare al generatorului implică, de asemenea, că impulsul generat de partea rotativă merge către inelul de contact interior. Acest lucru se întâmplă exact în momentul în care o parte a cadrului trece lângă marginea de nord a magnetului. Sursa de curent alternativ funcționează de obicei pe principiul așa-numitei generații de curent puternic.

Începe să acționeze atunci când sistemul de aprindere este pornit. În acest moment, curentul prin inelele colectoare se deplasează către ansamblul periei și către sistemul de excitație. Acolo el generează un câmp magnetic. Un rotor conectat la arborele cotit generează oscilații electromagnetice. Un curent indus alternativ este generat la terminalul de rebobinare. Frecvența de răsucire a generatorului autoexcitat crește până la un anumit nivel, iar după aceea este declanșat redresorul.

Deși principiul de bază al generării curentului este interacțiunea câmpului magnetic, rotorului și statorului, diverse surse de energie mecanică pot roti o piesă în mișcare. Ei pot fi:

• apă curgătoare;

• abur fierbinte;

• vânt;

• motoare de combustie internă.

Generatorul de tip sincron se distinge prin coincidența frecvențelor de torsiune ale statoarelor și rotoarelor. Un magnet permanent este folosit ca rotor. Când dispozitivul este pornit, rotorul începe să genereze un câmp slab. De îndată ce rotațiile cresc, începe să fie generată o forță electrică mare. Pulsul trece prin regulatorul de tensiune și este trimis la rețeaua electrică.

Modelele asincrone rulează continuu într-un mod de decelerare. Rotorul se rotește înainte de timp, iar orientarea lui coincide cu orientarea câmpului magnetic generat de stator. Rotoarele pot fi fie în fază, fie în versiune cu veveriță.

Câmpul magnetic în dispozitivele asincrone nu poate fi reglat. Prin urmare, frecvența și amperajul curentului sunt determinate direct de numărul de spire ale aparatului. În ultimele decenii, generatoarele electrochimice, care generează curent pe bază de hidrogen, au jucat un rol semnificativ. Ele încearcă să fie folosite în mașini, însă până acum nu a fost posibilă înlocuirea motorului cu ardere internă. O altă versiune a generatorului - bateria solară funcționează prin efectul fotoelectric.

Tip extrem de autonom - acestea sunt centrale electrice manuale. În ele se obține mișcarea mecanică datorită forței musculare a operatorului. Desigur, nu este nevoie să contați pe productivitate ridicată și funcționare pe termen lung. Dar poți să fii la curent cu încredere în orice situație în care nu poți folosi nici combustibil, nici energia eoliană sau apă. Prin urmare, astfel de generatoare pot fi incluse în kiturile de urgență de pe aeronave, utilizate în cazuri de urgență de către expediții, armată și așa mai departe. Dispozitive electromagnetice autonome condiționat - pe o unitate pe benzină.

Există dispozitive monofazate și trifazate. În case și apartamente, alimentarea cu energie trifazată este rareori necesară. Excepție fac motoarele vechi, elementele de încălzire pentru o saună și echipamente similare.

O regulă simplă spune: dacă rețeaua consumă 20 kW sau mai puțin, nu are sens în trei faze.

Dispozitivele principale utilizate sunt proiectate să funcționeze continuu. De obicei funcționează cu motorină, deși există și excepții. Un astfel de echipament poate furniza o sursă de energie non-stop și este instalat în centralele mari și centralele termice. Modelele de generatoare de așteptare sunt concepute pentru situații de urgență (atunci când sursa de alimentare este întreruptă brusc).Munca, de asemenea, continuă uneori fără întrerupere, dar doar pentru câteva ore.

Generatoarele de uz casnic sunt prezentate într-o gamă largă. Aproape toate oferă curent monofazat. Valorile normale sunt 220 V, 50 Hz. Cele mai puternice aparate de uz casnic sunt folosite chiar și pentru sudare, precum și pentru alimentarea atelierelor mici și a serviciilor auto.

În scopuri de producție, sunt necesare generatoare electrice staționare puternice. De asemenea, sunt folosite pentru:

• proiecte mari de constructii;

• microdistricte;

• așezări solide de cabane;

• porturi;

• stații de tren;

• spitale;

• institutii de invatamant;

• centre de birouri.

Sistemele conduse de vânt sau de apă curgătoare se găsesc doar în centralele electrice mai mult sau mai puțin mari. Nu este atât de ușor să le folosești în condiții de câmp (drumeții) și chiar și doar acasă. Acest lucru este valabil mai ales pentru hidrogeneratoarele. În ceea ce privește centralele termice de uz privat, acestea funcționează aproape întotdeauna pe benzină și dau putere limitată, dispozitive mai puternice de 20 kW pot fi găsite rar. De obicei, folosesc benzină AI-92, utilizarea AI-76 și AI-95 este posibilă doar ocazional și chiar și atunci nu este recomandată.

Instalațiile care funcționează cu motorină produc uneori până la 3 MW de curent. Acestea vor furniza energie chiar și pentru un mare sat de vacanță cu garaje și infrastructură similară.

Chiar și modelele relativ slabe sunt potrivite pentru alimentarea cu curent mașinilor de sudură.

Generatoarele electrice moderne fabricate în Rusia provoacă cu încredere produsele străine. Cele mai populare mărci sunt:

• „Svarog”;

• "Calibru";

• Energomash;

• Energo.

Gama de furnizori ruși include atât versiuni de uz casnic cu o putere de 1000-2000 W, cât și mostre semi-industriale serioase cu o putere de până la 5000 W. În cele din urmă, există și modele mult mai puternice care vor ajuta constructorii și organizatorii de producție. O serie de generatoare produse în Federația Rusă sunt echipate cu electronice avansate de control și monitorizare care monitorizează parametrii tehnici. Cu toate acestea, există și versiuni mai simple - care sunt mult mai stabile în condiții dificile. În cele din urmă, produsele firmelor rusești vor fi cu siguranță disponibile consumatorilor.

Cea mai mare putere ajunge la 2200 de wați. Tensiune de funcționare - așteptată 220 V.

Generatoare excelente sunt furnizate și de compania franceză SDMO. În general, este unul dintre liderii mondiali în producția de generatoare electrice de diferite tipuri și capacități. Puteți găsi cu ușurință o centrală pe benzină SDMO care poate rezolva aproape orice sarcină imaginabilă. Ele oferă performanțe atractive. Gama concernului francez include modele cu rame speciale care amortizează vibrațiile. Echipat cu componente electronice excelente.

Se atrage atenția asupra modelului K10M. Oferă tensiune de 230 V și este controlat de la telecomandă. Este furnizat un întrerupător de circuit, capacitatea de a funcționa la - 30 de grade. Pe cadru este instalat un sistem anti-vibrații. Există și un generator de încărcare de 12 V.

Compania concurentă Caiman a intrat pe piața rusă relativ recent. Cu toate acestea, ea a reușit deja să demonstreze cât mai convingător meritele produselor sale. Modelele sale sunt proiectate pentru un zgomot minim și pot fi instalate în siguranță chiar și în interiorul casei. Toate generatoarele acestui brand îndeplinesc cele mai înalte standarde de mediu.Desigur, gama Caiman include dispozitive de diferite capacități și dimensiuni.

Filtrul asigură pornirea generatorului chiar și în locuri extrem de praf. Automatizarea va asigura că pornirea fără ulei nu este posibilă. De asemenea, este de remarcat:

• o pereche de prize protejate de umiditate;

• garanție de viață a bateriei de până la 210 minute;

• echipament de răcire atent;

• un sistem excelent fără perii care nu necesită întreținere sofisticată.

Producătorul german Endress ocupă o poziție foarte bună pe piață. În Germania însăși, ceea ce spune deja multe, dispozitivele sale sunt extrem de populare. Compania folosește în mod activ soluții complexe avansate. Ca și în cazul furnizorilor anteriori, gama include întreaga gamă de opțiuni de alimentare. Puterea părții principale a modelelor variază de la 1500 la 9000 W. Aproape toate dispozitivele Endress sunt capabile să furnizeze 220 și 380 V.

Un bun exemplu este ESE 404 YS Diesel. Această versiune este apreciată pentru fiabilitatea sa și consumul redus de combustibil. Puterea dispozitivului ajunge la 3,9 kVA. Tensiunea nominală a generatorului monofazat este de 230 V. Protecția electrică este IP23.

Apropo de furnizorii germani, ar fi o prostie să ignorăm un alt brand popular - Fubag. Generatoarele sale de putere sunt de aceeași calitate cel puțin ca echipamentele de sudare mai faimoase. Specialiștilor Fubag le pasă nu numai de caracteristicile tehnice, ci și de designul original, care îl face mai ușor de întreținut. Generatorii acestui brand aparțin în mod oficial categoriei profesionale. Cu toate acestea, ele nu sunt utilizate cu mai puțin succes în sectorul privat.

Proiectanții s-au ocupat de protecția la suprasarcină, nivelul rezistenței electrice este IP23. Instalația cu patru cilindri asigură un curent de 54 A. La o sarcină de 75%, dispozitivul va funcționa până la 10 ore.

Consumatorii ruși au apreciat de mult avantajele generatoarelor de energie marca Resanta. Sunt lăudați pentru:

• piese de înaltă tehnologie;

• ușurință în service;

• raport excelent greutate-putere;

• stabilitatea tensiunii de ieșire.

În sortiment, se remarcă modelul BG 4000 R, care funcționează pe benzină. Putere nominală - 3 kW, calitatea combustibilului - AI-92. Sistemul de periere sincronă funcționează impecabil, informațiile sunt aduse utilizatorului de display. Cheia pentru bujii, butonul sunt incluse în kit. De fapt, producția se desfășoară în China.

Dintre companiile chineze, marca ELITECH se remarcă favorabil. La noi, este cunoscut din 2008. Astfel de generatoare nu sunt doar de înaltă calitate, ci și nepretențioase și versatile. Produsele ELITECH folosesc cea mai recentă tehnologie și, prin urmare, compania a reușit să-i împingă pe mulți dintre foștii lideri de piață. Generatoarele de gaz ale acestei companii se disting printr-o pornire combinată, pot fi realizate într-o formă staționară sau mobilă.

Un exemplu de generator de uz casnic simplu este BES 950 R. Cu o capacitate a rezervorului de 4,4 litri, asigură un curent de 2,8 A. Pornirea are loc în modul manual. Automatizarea monitorizează nivelul uleiului și oprește dispozitivul după cum este necesar. Motorul în doi timpi cu supapă în cap are un singur cilindru răcit cu aer. Volumul sunetului ajunge la 56 dBA. Generatoarele norvegiene nu merită o mențiune specială, spre deosebire de mărci:

• Makita;

• Hitachi;

• Hyundai;

• Kipor;

• Ranger.

Cumpărarea unui dispozitiv „doar liniștit” nu este în întregime rezonabilă. La fel și cel mai puternic dispozitiv. În primul rând, ar trebui să decideți în ce scop va fi folosit generatorul:

• în alimentare sezonieră;

• ca plasă de siguranță de rezervă;

• ca soluție de urgență;

• ca sursă permanentă de energie.

Pentru turiști, vânători, pescari și o parte din consumatorii comerciali, este mai corect să alegeți un generator mobil.El se va potrivi și rezidenților de vară. Dar puterea dispozitivului este critică. Trebuie să fie echilibrat: o tehnică slabă nu va „smulge” sarcina, iar o tehnică prea puternică va risipi resurse.

Numărul de faze este, de asemenea, foarte relevant. Doar aparatele monofazate pot fi alimentate de la un generator monofazat. Cu toate acestea, pentru uz casnic și suburban, acest lucru nu este prea important. Modelele trifazate trebuie luate pentru a echipa șantierele, întreprinderile industriale și atelierele lor individuale. Important: nu eliberează mai mult de 1/3 din puterea pe fază.

Un alt aspect important este combustibilul folosit. Modelul pe benzină vă va permite să furnizați curent în casă în cazul unor defecțiuni periodice. Aceste dispozitive sunt compacte, relativ ușoare și au puțin zgomot. Ele sunt utilizate în mod activ de micile firme comerciale - atât producție, cât și comerț. Modificările la motorină sunt scumpe, fac mult zgomot, dar dau mult curent și pot funcționa mult timp fără întreruperi. Modelele sunt valoroase acolo unde rețelele electrice lipsesc ca clasă.

Gazul lichefiat de balon este semnificativ mai ieftin decât benzina. Acest mod este și mai avantajos atunci când este conectat la o autostradă. Dispozitivele asincrone sunt proiectate pentru alimentarea cu energie în aer liber, ar trebui să fie utilizate și pentru încăperi deosebit de umede.

Cu toate acestea, problema este că generatoarele fără perii nu pot furniza un curent impecabil de înaltă calitate cu o undă sinusoidală optimă. Aparatele electrocasnice și computerele sunt cel mai bine alimentate de dispozitive sincrone. Chiar și susceptibilitatea la deteriorarea prafului este justificată de parametrii stabili și de caracteristicile de curent ridicat. Un alternator cu bobinaj cu cupru este mai scump, dar conduce căldura mult mai bine și are o putere excelentă. În plus, ar trebui să acordați atenție:

• prezența unui sistem AVR (fără acesta, supratensiunile pot sparge telefoanele, tabletele și laptopurile);

• demaror de tip manual sau electric;

• prezența unei opțiuni de pornire automată (și uneori oprire);

• carcasă închisă sau deschisă (prima opțiune este mai stabilă și mai fiabilă, dar se poate supraîncălzi);

• numărătoarea inversă a orelor motorului (permițând întreținerea la timp);

• consum de combustibil;

• recenzii;

• capabilitățile de servicii ale furnizorului.

Ce generator să alegeți, vedeți mai jos.

O prezentare generală a generatorului HUTER DY6500LXA, vezi mai jos.