Todo sobre generadores de energía

Saber todo sobre los generadores eléctricos es necesario no solo para ingenieros, organizadores de producción y varios gerentes, como suelen creer. El conocimiento del principio de funcionamiento de un generador de corriente eléctrica es un conocimiento cultural general básico del mundo moderno. Comprender los tipos de generadores, en qué consisten, cómo elegir un dispositivo, puede mejorar significativamente su propia vida y garantizar la comodidad incluso con un apagón repentino.

Es imposible decir exactamente qué especialistas inventaron el generador de electricidad; muchos ingenieros e ingenieros eléctricos han estado trabajando en él durante décadas. El trabajo en tal técnica continúa incluso en el siglo XXI, cuando, al parecer, no se puede agregar nada significativo. Un paso decisivo hacia la creación de un generador fue el descubrimiento de la interacción del campo eléctrico y la aguja magnética en 1820. Poco a poco, fue posible descubrir que una corriente eléctrica se obtiene solo en un campo magnético en movimiento o cuando un conductor se mueve en él. El honor de tal descubrimiento es compartido por Anjos Yedlik (Austria, 1827) y Michael Faraday (Inglaterra, 1831).

Aunque el primero fue un científico húngaro, los esfuerzos de su colega británico fueron mucho más famosos. Fue él quien investigó a fondo y de manera exhaustiva la inducción electromagnética, y no solo trató de crear un mecanismo específico. Además, Yedlik solo pudo pasar de prototipos a una máquina dinamo completa solo en la década de 1850. Pero Michael Faraday creó un generador de electricidad (aunque todavía imperfecto) en 1831. Históricamente, las máquinas Dynamo fueron el primer tipo, pero debido al tamaño y la complejidad de la conmutación abandonaron la escena.

Pero La servidumbre arcaica no permitió aprovechar desarrollos prometedores, y pronto la prioridad pasó irrevocablemente a los estados industrializados. Hasta 1851, todos los generadores se fabricaban solo con imanes permanentes; en los siguientes 16 años, fue posible aumentar la potencia debido a simples electroimanes. En los años 1866-1867, varios desarrolladores presentaron a la vez máquinas eléctricas con imanes autoexcitados.

El generador del inventor belga-francés Zenob Gramm, construido en 1870, comenzó a ser ampliamente utilizado con fines industriales. Una vez que apareció el motor diesel, un desarrollador no identificado descubrió cómo usarlo como impulsor de un generador. Ya en la década de 1920, los generadores diesel comenzaron a usarse activamente en la industria. La investigación realizada por físicos en la década de 1940 condujo a la creación de generadores magnetohidrodinámicos. Pero tales sistemas se pueden usar exclusivamente en grandes centrales eléctricas, no hay perspectivas para su uso doméstico.

Cualquier generador eléctrico convierte un impulso mecánico en corriente eléctrica. Se obtiene retorciendo una bobina de alambre colocada en un campo magnético. La bobina se divide en dos partes principales: un imán rígidamente fijo y un marco de alambre. Ambos extremos de la bobina están conectados mecánicamente mediante un anillo deslizante que se desliza sobre la escobilla de carbón. Este cepillo conduce una corriente eléctrica.

El principio de funcionamiento del generador también implica que el pulso generado por la parte giratoria va al anillo de contacto interno. Esto sucede exactamente en el momento en que una parte del marco pasa cerca del borde norte del imán. La fuente de corriente alterna generalmente funciona según el principio de la llamada generación de corriente fuerte.

Comienza a actuar cuando se pone en marcha el sistema de encendido. En este momento, la corriente a través de los anillos colectores se traslada al conjunto de escobillas y al sistema de excitación. Allí genera un campo magnético. Un rotor conectado al cigüeñal genera oscilaciones electromagnéticas. Se genera una corriente inducida alterna en el terminal de rebobinado. La frecuencia de torsión del generador autoexcitado se eleva hasta un cierto nivel y, a continuación, se activa el rectificador.

Aunque el principio básico de la generación de corriente es la interacción del campo magnético, el rotor y el estator, varias fuentes de energía mecánica pueden hacer girar una parte móvil. Ellos pueden ser:

• agua que fluye;

• vapor caliente

• viento;

• motores de combustión interna.

El tipo síncrono de generador se distingue por la coincidencia de las frecuencias de torsión de los estatores y rotores. Se utiliza un imán permanente como rotor. Cuando se inicia el dispositivo, el rotor comienza a generar un campo débil. Tan pronto como aumentan las revoluciones, comienza a generarse una gran fuerza eléctrica. El pulso pasa por el regulador de voltaje y se envía a la red eléctrica.

Los modelos asíncronos se ejecutan continuamente en modo de desaceleración. El rotor gira antes de tiempo y su orientación coincide con la orientación del campo magnético generado por el estator. Los rotores pueden ser de fase o de jaula de ardilla.

El campo magnético en dispositivos asíncronos no se puede ajustar. Por lo tanto, la frecuencia y el amperaje de la corriente están determinados directamente por el número de vueltas del aparato. En las últimas décadas, los generadores electroquímicos, que generan corriente a base de hidrógeno, han jugado un papel importante. Están intentando ser utilizados en automóviles, sin embargo, hasta ahora no ha sido posible suplantar al motor de combustión interna. Otra versión del generador: la batería solar funciona mediante el efecto fotoeléctrico.

Tipo extremadamente autónomo: se trata de centrales eléctricas manuales. En ellos, el movimiento mecánico se obtiene debido a la fuerza muscular del operador. Por supuesto, no es necesario contar con una alta productividad y un trabajo a largo plazo. Pero puede ponerse al día con confianza en cualquier situación en la que no pueda utilizar ni combustible ni energía eólica o hídrica. Por lo tanto, dichos generadores pueden incluirse en kits de emergencia en aviones, usarse en casos de emergencia por expediciones, militares, etc. Dispositivos electromagnéticos condicionalmente autónomos: en un motor de gasolina.

Hay dispositivos monofásicos y trifásicos. En casas y apartamentos, rara vez se requiere una fuente de alimentación trifásica. La excepción son los motores viejos, los elementos calefactores para una sauna y equipos similares.

Una simple regla empírica dice: si la red consume 20 kW o menos, tiene poco sentido en tres fases.

Los principales dispositivos utilizados están diseñados para funcionar de forma continua. Suelen funcionar con combustible diésel, aunque hay excepciones. Dicho equipo puede proporcionar suministro de energía las 24 horas, y es el que se instala en grandes centrales eléctricas y centrales térmicas. Los modelos de generador de reserva están diseñados para emergencias (cuando la fuente de alimentación se corta repentinamente).El trabajo también continúa a veces sin interrupciones, pero solo durante unas pocas horas.

Los generadores para uso doméstico se presentan en una amplia gama. Casi todos proporcionan corriente monofásica. Los valores normales son 220 V, 50 Hz. Los dispositivos domésticos más potentes se utilizan incluso para soldar, así como para alimentar pequeños talleres y servicios de automóviles.

Para fines de producción, se necesitan potentes generadores eléctricos estacionarios. También se utilizan para:

• grandes proyectos de construcción;

• microdistritos;

• asentamientos de cabañas sólidas;

• puertos;

• Estaciones de tren;

• hospitales;

• Instituciones educacionales;

• centros de oficina.

Los sistemas impulsados ​​por el viento o el agua que fluye solo se encuentran en plantas de energía más o menos grandes. No es tan fácil usarlos en condiciones de campo (senderismo) e incluso solo en casa. Esto es especialmente cierto para los generadores hidroeléctricos. En cuanto a las centrales térmicas para uso privado, casi siempre funcionan con gasolina y dan una potencia limitada, los dispositivos de más de 20 kW se pueden encontrar con poca frecuencia. Usualmente usan gasolina AI-92, el uso de AI-76 y AI-95 es posible solo ocasionalmente, e incluso así no se recomienda.

Las instalaciones que funcionan con combustible diesel a veces producen hasta 3 MW de corriente. Proporcionarán energía incluso para un gran pueblo de vacaciones con garajes e infraestructura similar.

Incluso los modelos relativamente débiles son adecuados para suministrar corriente a las máquinas de soldar.

Los generadores eléctricos modernos fabricados en Rusia desafían con confianza a los productos extranjeros. Las marcas más populares son:

• "Svarog";

• "Calibre";

• Energomash;

• Energo.

La gama de proveedores rusos incluye versiones domésticas con una potencia de 1000-2000 W y muestras semiindustriales serias con una potencia de hasta 5000 W. Finalmente, hay modelos mucho más poderosos que ayudarán a los constructores y organizadores de producción. Varios generadores fabricados en la Federación de Rusia están equipados con electrónica avanzada de control y monitoreo que monitorea los parámetros técnicos. Sin embargo, también hay versiones más simples, que son mucho más estables en condiciones difíciles. Finalmente, los productos de las empresas rusas definitivamente estarán disponibles para los consumidores.

La potencia más alta alcanza los 2200 vatios. Voltaje de funcionamiento - esperado 220 V.

La empresa francesa SDMO también suministra excelentes generadores. En general, es uno de los líderes mundiales en la producción de generadores eléctricos de diversos tipos y capacidades. Puede encontrar fácilmente una planta de energía de gasolina SDMO que puede resolver casi cualquier tarea imaginable. Ofrecen un rendimiento atractivo. La gama de la preocupación francesa incluye modelos con marcos especiales que amortiguan las vibraciones. Equipado con excelentes componentes electrónicos.

El modelo K10M llama la atención sobre sí mismo. Proporciona tensión de 230 V y se controla desde el mando a distancia. Se proporciona un disyuntor de potencia, la capacidad de trabajar a - 30 grados. Un sistema anti-vibración está instalado en el marco. También hay un generador de carga de 12V.

La empresa competidora Caiman entró en el mercado ruso hace relativamente poco tiempo. Sin embargo, ya ha logrado demostrar los méritos de sus productos de la manera más convincente posible. Sus modelos están diseñados para un ruido mínimo y se pueden instalar de forma segura incluso dentro de la casa. Todos los generadores de esta marca cumplen con los más altos estándares ambientales.Por supuesto, la gama Caiman incluye dispositivos de varias capacidades y tamaños.

El filtro asegura que el generador se ponga en marcha incluso en lugares extremadamente polvorientos. La automatización garantizará que no sea posible arrancar sin aceite. También vale la pena señalar:

• un par de enchufes protegidos de la humedad;

• garantía de duración de la batería hasta 210 minutos;

• equipo de enfriamiento reflexivo;

• Excelente sistema sin escobillas que no requiere un mantenimiento sofisticado.

El fabricante alemán Endress ocupa una muy buena posición en el mercado. En la propia Alemania, que ya dice mucho, sus dispositivos son extremadamente populares. La empresa utiliza activamente soluciones complejas avanzadas. Al igual que con los proveedores anteriores, la gama incluye toda la gama de opciones de fuente de alimentación. La potencia de la parte principal de los modelos varía de 1500 a 9000 W. Casi todos los dispositivos Endress son capaces de suministrar 220 y 380 V.

Un buen ejemplo es el ESE 404 YS Diesel. Esta versión es apreciada por su fiabilidad y bajo consumo de combustible. La potencia del dispositivo alcanza los 3,9 kVA. La tensión nominal del generador monofásico es de 230 V. La protección eléctrica es IP23.

Hablando de proveedores alemanes, sería una tontería ignorar otra marca popular: Fubag. Sus generadores de energía no son inferiores en calidad al menos a los equipos de soldadura más famosos. Los especialistas de Fubag se preocupan no solo por las características técnicas, sino también por el diseño original, que facilita el servicio. Los generadores de esta marca pertenecen formalmente a la categoría profesional. Sin embargo, no se utilizan con menos éxito en el sector privado.

Los diseñadores se encargaron de la protección contra sobrecargas, el nivel de resistencia eléctrica es IP23. La instalación de cuatro cilindros proporciona una corriente de 54 A. Con una carga del 75%, el dispositivo funcionará hasta 10 horas.

Los consumidores rusos aprecian desde hace mucho tiempo las ventajas de los generadores de energía de la marca Resanta. Son elogiados por:

• detalles de alta tecnología;

• facilidad de servicio;

• excelente relación peso-potencia;

• estabilidad de la tensión de salida.

En el surtido destaca el modelo BG 4000 R, que funciona con gasolina. Potencia nominal: 3 kW, grado de combustible: AI-92. El sistema de cepillado sincrónico funciona a la perfección, la información se transmite al usuario a través de la pantalla. La llave para bujías y la perilla están incluidas en el kit. De hecho, la producción se realiza en China.

Entre las firmas chinas destaca favorablemente la marca ELITECH. En nuestro país se le conoce desde 2008. Dichos generadores no solo son de alta calidad, sino también sin pretensiones y versátiles. Los productos ELITECH utilizan las últimas tecnologías y, por lo tanto, la empresa logró apartar a muchos antiguos líderes del mercado. Los generadores de gas de esta empresa se distinguen por un arranque combinado, se pueden fabricar de forma estacionaria o móvil.

Un ejemplo de un generador doméstico simple es BES 950 R. Con una capacidad de depósito de 4,4 litros, proporciona una corriente de 2,8 A. El arranque se produce en modo manual. La automatización monitorea el nivel de aceite y apaga el dispositivo según sea necesario. El motor de dos tiempos con válvulas en cabeza tiene un solo cilindro refrigerado por aire. El volumen del sonido alcanza los 56 dBA. Los generadores de energía noruegos no merecen una mención especial, a diferencia de las marcas:

• Makita;

• Hitachi;

• Hyundai;

• Kipor;

• Guardabosque.

Comprar un dispositivo "simplemente silencioso" no es del todo razonable. Además del dispositivo más potente. En primer lugar, debe decidir con qué propósito se utilizará el generador:

• en suministro de energía estacional;

• como red de seguridad de respaldo;

• como solución de emergencia;

• como fuente permanente de energía.

Para turistas, cazadores, pescadores y parte de los consumidores comerciales, es más correcto elegir un generador móvil.También se adaptará a los residentes de verano. Pero la potencia del dispositivo es fundamental. Debe estar equilibrado: una técnica débil no "sacará" la tarea, y una técnica demasiado fuerte desperdiciará recursos.

El número de fases también es muy relevante. Solo los aparatos monofásicos se pueden alimentar con un generador monofásico. Sin embargo, para uso doméstico y suburbano, esto no es demasiado importante. Se deben tomar modelos trifásicos para equipar las obras, las empresas industriales y sus talleres individuales. Importante: no dan más de 1/3 de la potencia por fase.

Otro aspecto importante es el combustible utilizado. El modelo de gasolina le permitirá suministrar corriente a la casa en caso de fallas periódicas. Estos dispositivos son compactos, relativamente livianos y tienen poco ruido. Son utilizados activamente por pequeñas empresas comerciales, tanto de producción como de comercio. Las modificaciones diésel son caras, hacen mucho ruido, pero dan mucha corriente y pueden funcionar durante mucho tiempo sin interrupciones. Los modelos son valiosos donde faltan las redes eléctricas como clase.

El gas licuado de globo es significativamente más barato que la gasolina. Este modo es aún más ventajoso cuando está conectado a una autopista. Los dispositivos asíncronos están diseñados para el suministro de energía al aire libre, también deben usarse para habitaciones particularmente húmedas.

Sin embargo, el problema es que los generadores sin escobillas no saben cómo entregar una corriente impecable de alta calidad con una onda sinusoidal óptima. Los electrodomésticos y las computadoras funcionan mejor con dispositivos síncronos. Incluso la susceptibilidad al daño por polvo se justifica por los parámetros estables y las características de alta corriente. Un alternador devanado de cobre es más caro, pero conduce mucho mejor el calor y tiene una excelente potencia de salida. Además, debes prestar atención a:

• la presencia de un sistema AVR (sin él, las sobrecargas de energía pueden dañar teléfonos, tabletas y computadoras portátiles);

• tipo de arranque manual o eléctrico;

• la presencia de una opción para iniciar automáticamente (y a veces detener);

• caja cerrada o abierta (la primera opción es más estable y confiable, pero puede sobrecalentarse);

• cuenta atrás de las horas del motor (lo que permite un mantenimiento oportuno);

• el consumo de combustible;

• revisiones;

• capacidades de servicio del proveedor.

Qué generador elegir, consulte a continuación.

Una descripción general del generador HUTER DY6500LXA, consulte a continuación.