Cum funcționează un generator de curent

Cum funcționează un generator de curent

Generatoarele sunt aparate utile care furnizează energie electrică în timpul unei pene de curent și previn întreruperea activităților zilnice sau perturbarea operațiunilor comerciale. Generatoarele sunt disponibile în diferite configurații electrice și fizice pentru a fi utilizate în diferite aplicații.

În acest articoli, vom analiza modul în care funcționează un generator de curent, principalele componente ale unui generator și modul în care un generator funcționează ca sursă secundară de energie electrică în aplicații rezidențiale și industriale.

Cum funcționează un generator de curent?

Un generator de curent electric este un dispozitiv care convertește energia mecanică obținută de la o sursă externă în energie electrică.

Este important să înțelegem că un generator de curent nu „creează” de fapt energie electrică. În schimb, acesta folosește energia mecanică care îi este furnizată pentru a forța mișcarea sarcinilor electrice prezente în firul înfășurărilor sale printr-un circuit electric extern. Acest flux de sarcini electrice constituie curentul electric de ieșire furnizat de generator. Acest mecanism poate fi înțeles prin considerarea generatorului ca fiind analog unei pompe de apă, care provoacă curgerea apei, dar nu „creează” efectiv apa care curge prin ea.

Generatorul din zilele noastre funcționează pe baza principiului inducției electromagnetice descoperit de Michael Faraday în 1831-1832. Faraday a descoperit că fluxul de sarcini electrice de mai sus poate fi indus prin deplasarea unui conductor electric, cum ar fi un fir care conține sarcini electrice, într-un câmp magnetic. Această mișcare creează o diferență de tensiune între cele două capete ale firului sau ale conductorului electric, care, la rândul său, determină fluxul de sarcini electrice, generând astfel curent electric.

Principalele componente ale unui generator electric pot fi clasificate în linii mari după cum urmează:

  • Motor
  • Alternator
  • Sistem de alimentare cu combustibil
  • Regulator de tensiune
  • Sisteme de răcire și de evacuare
  • Sistem de lubrifiere
  • Încărcător de baterii
  • Panou de comandă
  • Ansamblu principal / cadru

Motorul este sursa de energie mecanică de intrare în generator de curent. Dimensiunea motorului este direct proporțională cu puterea maximă de ieșire pe care o poate furniza generatorul. Există mai mulți factori de care trebuie să țineți cont în momentul evaluării motorului generatorului dumneavoastră. Producătorul motorului trebuie consultat pentru a obține specificațiile complete de funcționare a motorului și programele de întreținere.

Motoarele generatoarelor funcționează cu o varietate de combustibili, cum ar fi motorină, benzină, propan (sub formă lichefiată sau gazoasă) sau gaz natural. Motoarele mai mici funcționează de obicei cu benzină, în timp ce motoarele mai mari funcționează cu motorină, propan lichid, gaz propan sau gaz natural. Anumite motoare pot funcționa, de asemenea, cu o dublă alimentare atât cu motorină, cât și cu gaz, într-un mod de funcționare cu bicombustibil.

Alternatorul este partea generatorului care produce ieșirea electrică din intrarea mecanică furnizată de motor. Acesta conține un ansamblu de piese staționare și mobile înglobate într-o carcasă. Componentele lucrează împreună pentru a provoca o mișcare relativă între câmpurile magnetice și electrice, care la rândul lor generează electricitate.

Rezervorul de combustibil are, de obicei, o capacitate suficientă pentru a menține generatorul operațional în medie 6-8 ore. În cazul unităților generatoare mici, rezervorul de combustibil face parte din baza de patinare a generatorului sau este montat deasupra cadrului generatorului. În cazul aplicațiilor comerciale, poate fi necesar să se ridice și să se instaleze un rezervor de combustibil extern. Toate aceste instalații sunt supuse aprobării diviziei de planificare a orașului.

După cum sugerează și numele, un regulator de tensiune reglează tensiunea de ieșire a generatorului. Regulatorul de tensiune preia o mică parte din tensiunea alternativă de ieșire a generatorului și o transformă în curent continuu. Apoi, regulatorul de tensiune alimentează cu acest curent continuu un set de înfășurări secundare din stator, cunoscute sub numele de înfășurări de excitație.

Pe măsură ce puterea generatorului crește, regulatorul de tensiune produce mai puțin curent continuu. Odată ce generatorul atinge capacitatea maximă de funcționare, regulatorul de tensiune atinge o stare de echilibru și produce doar suficient curent continuu pentru a menține ieșirea generatorului la nivelul maxim de funcționare.

Utilizarea continuă a generatorului face ca diferitele sale componente să se încălzească. Este esențial să existe un sistem de răcire și ventilație pentru a retrage căldura produsă în acest proces.

Apa brută/apă proaspătă este uneori utilizată ca agent de răcire pentru generatoare, dar acestea sunt limitate în mare parte la situații specifice, cum ar fi generatoare mici în aplicații urbane sau unități foarte mari, de peste 2250 kW și peste. Hidrogenul este utilizat uneori ca agent de răcire pentru înfășurările statorului generatoarelor mari, deoarece este mai eficient în absorbția căldurii decât alți agenți de răcire. Hidrogenul elimină căldura din generator și o transferă printr-un schimbător de căldură într-un circuit de răcire secundar care conține apă demineralizată ca agent de răcire.