Base básica para instalações que geram eletricidade com eletromagnets foi desenvolvida pelo experimentador britânico e físico Michael Faraday em 1831, que então construiu o disco Faraday, que é um dos primeiros geradores. Depois disso, os geradores elétricos foram constantemente melhorados dentro de um meio e meio. Alternadores assíncronos e síncronos, uma e trifásica, sem controle do inversor e com ele foram criados. Qual é a diferença entre todos esses tipos?
Geradores síncronos
Em um alternador síncrono, a eletricidade é feita com a coincidência da frequência de rotação do estator e do rotor. A força eletromotiva ou EMF é criada quando o campo formado pelos pólos magnéticos do rotor cruza o enrolamento inicial. Em tal gerador, o rotor é um ímã permanente ou um eletromagnet que tem um número de vários poloneses dois. Um rotor de dois pólos, que tem uma velocidade de rotação de 3000 rpm, é instalado nos geradores de backup e nos principais geradores que produzem eletricidade em todo o relógio, o rotor gira com uma frequência de 1500 rpm.
Depois de iniciar o gerador síncrono, o rotor forma um campo magnético bastante fraco, mas gradualmente a quantidade de suas revoluções aumenta e o EMF aumenta. Na saída, a estabilidade da tensão é controlada usando a unidade de ajuste automático (AVR), que muda o campo magnético durante o fluxo de tensão no rotor do enrolamento de excitação. Ao operar geradores síncronos, pode ocorrer "reação de ancoragem", ou seja, quando a carga indutiva é ativada, o gerador está deição e as quedas de tensão. E no caso em que a carga capacitiva é fornecida, pelo contrário, o gerador é apropriado e a tensão cresce.
A vantagem dos geradores síncronos é a tensão estável na saída, mas sua desvantagem é a tendência de sobrecarga, que são possíveis quando as cargas crescem e excedem o nível válido, ou seja, a corrente no enrolamento rotativo é excessivamente incrementada pelo AVR unidade.
O gerador síncrono é capaz de produzir brevemente em emitir essa corrente que pode exceder o valor nominal várias vezes. Como alguns aparelhos elétricos que incluem motores elétricos, compressores, bombas e outros, uma corrente de início aumentada é necessária, e eles têm uma carga aumentada na rede, a melhor fonte de feeds principais e de backup será apenas alternadores.
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Geradores assíncronos
Rotação do rotor em tais geradores um pouco à frente do campo magnético de volume de negócios, que é criado pelo estator. Tais geradores elétricos incluem rotores com dois tipos de enrolamento - curto-circuito e fase. Em um gerador assíncrono, o princípio da operação é exatamente o mesmo que em seu análogo síncrono - o estator cria um campo magnético no enrolamento auxiliar, que é então transmitido pelo rotor e formulários no enrolamento do estator do EMF. Mas a diferença reside no fato de que a frequência com a qual o campo magnético gira é inalterado, ou seja, seu ajuste é inválido. É por isso que a frequência de corrente elétrica, que é produzida por um alternador, e a tensão, tem uma conexão direta com as revoluções do rotor, que por sua vez dependem da operação estável do motor de acionamento do gerador elétrico.
Alternadores assíncronos têm alta proteção contra as ações do lado de fora e são bastante sensíveis a curto-circuitos, para que sejam ótimos para máquinas de soldagem. Esses geradores também são adequados para substituir dispositivos que têm uma carga ôhmica (ativa), que são transformadas por quase toda eletricidade fornecida por eles, para trabalhar - computadores, lâmpadas de iluminação, utensílios de cozinha, aquecedores, etc.
Alta carga reativa (partida), que ocorre quando ligada, por exemplo, o equipamento de bombeamento, dura cerca de um segundo, mas o gerador elétrico deve resistir a ele. E é isso que - assumimos que você precisa mover um carrinho pesado, que é instalado na superfície horizontal. Para mover o carrinho, é necessário fazer muito mais esforço, que é necessário para manter seu movimento. É a mesma situação que ocorre quando o compressor frigorífico é lançado ou sistemas divididos, motores elétricos e quaisquer bombas, portanto, apenas o gerador elétrico síncrono pode lidar com ele.
As cargas reativas na rede elétrica central são compensadas por sufocos ou capacitores, além de usar uma seção transversal especialmente aumentada de cabos elétricos e transformadores.
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O alternador assíncrono tem uma desvantagem significativa - não é capaz de suportar as cargas aumentadas. Mas, apesar disso, é mais fácil projetar e mais barato do que analógico síncrono. Além disso, os geradores elétricos assíncronos têm um design fechado, o que é capaz de fornecer uma boa proteção contra a umidade e a poluição externa.
Gerador de três fase e fase única
Algumas pessoas estão convencidas de que um gerador de eletricidade monofásica é pior que trifásico. A lógica daqueles que não entendem a eletricidade é fácil de entender - uma fase é inferior a três, portanto, pior. De fato, escolha entre três e uma fonte de alimentação monofásica, deve basear-se nas necessidades dos usuários finais.Um gerador elétrico que possui três fases não é necessário para alimentar três grupos de consumidores monofásicos e, a fim de alimentar dispositivos trifásicos.
Acontece que o layout da entrada trifásica na casa é realizado em grupos monofásicos, mas é vantajoso não inquilino, mas eletricistas, porque para isso você precisa de uma proteção muito cara do sistema de energia, e sua instalação é muito caro. Quase todos os aparelhos domésticos modernos são fase monofásica e trifásicos eram modelos antigos de motores elétricos e fogões elétricos.
Os motores elétricos trifásicos têm uma desvantagem significativa - com o poder do alternador, por exemplo, 10 kW, o poder de cada fase será de 3,3 kW. Entre as fases, o deslocamento máximo possível da carga de energia não pode exceder 25% do nominal, que é 1/3 da potência total do gerador. Com base nisso, um gerador monofásico com uma potência de 4,5 kW será mais poderoso que um gerador trifásico por 10 kW.
Gerador de inversor
O alternador do inversor tem uma unidade de controle eletrônico que é capaz de garantir a produção de excelente eletricidade de qualidade, com falta de quedas de tensão. Alternadores de inversor são excelentes para nutrição de tais consumidores que precisam apenas em tensão nominal.
Um sistema de controle do inversor para um alternador síncrono é estabelecido e atua em três etapas: produz tensão com uma frequência de 20 Hz; Então forma uma corrente permanente de 12 V; Além disso, a corrente direta é convertida em uma variável nominal com uma frequência de 50 Hz.
Os geradores de inversores são divididos em três tipos de tensão de saída pulsada:
- Para os modelos mais baratos, um impulso retangular é caracterizado. Tais modelos só podem alimentar ferramentas elétricas de construção. Este tipo de inversores quase não é vendido, pois tem baixa popularidade e oportunidades muito limitadas.
- Os geradores da zona de preço médio podem fornecer um impulso trapezoidal. Isso permite que eles alimentem eletrodomésticos elétricos bastante complexos, como geladeira. Mas, para a tecnologia mais sensível, essa tensão de qualidade é muitas vezes insuficiente.
- Com um impulso sinusoidal, as melhores condições para o trabalho de quaisquer dispositivos são criadas - do mais simples para o mais difícil. A tensão sinusoidal tem características estáveis e está com precisão em todos os parâmetros de eletricidade, que é fornecida pelas redes elétricas centrais. O custo de tais inversores é muito maior que o de dois outros tipos.
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Vantagens dos geradores de inversores:
- Peso e tamanhos muito menores, se comparados com geradores simples do mesmo poder;
- Menos ruído durante a operação, que é alcançado devido ao fato de que a velocidade do rotor muda;
- Consumo de combustível muito pequeno, que é alcançado pelo controle eletrônico do processo de geração de eletricidade. O gerador produz esse número de energia que atualmente é necessário para todos os consumidores, e seu desempenho diminui ou aumenta com a diminuição ou aumento apropriados no número de consumidores;
- Como eles são baseados em um alternador síncrono, os inversores podem fornecer brevemente o equipamento de alta velocidade de energia. Além disso, em alguns modelos de geradores de inversores, há uma função de "modo de sobrecarga", na qual o inversor pode produzir energia em 50% mais do que o nominal. Mas este modo pode agir aproximadamente 20-30 minutos;
- Bom trabalhar no fracasso - cerca de 3 mil horas.
Desvantagens:
- A operação máxima contínua é de 8 horas;
- tem um custo maior comparado a análogos não inversores da mesma potência;
- A unidade de controle eletrônico é bastante sensível, e seu reparo é bastante caro;
- A potência máxima nos geradores deste tipo é de 7,2 kW, e não há modelos que tenham mais energia.
Conclusões
Todos os tipos acima de geradores, exceto inversor, podem ser usados não apenas em modelos de consumidores de baixa potência de usinas de energia, mas também em grandes sistemas geradores que produzem megawatts de eletricidade.