Tutto sui generatori di corrente

Sapere tutto sui generatori elettrici è necessario non solo per ingegneri, direttori di produzione e vari manager, come si crede di solito. La conoscenza del principio di funzionamento di un generatore di corrente elettrica è una conoscenza culturale generale di base del mondo moderno. Comprendere i tipi di generatori, in cosa consistono, come scegliere un dispositivo, può migliorare notevolmente la propria vita e garantire il comfort anche in caso di improvvisa interruzione di corrente.

È impossibile dire esattamente quali specialisti abbiano inventato il generatore di elettricità: molti ingegneri e ingegneri elettrici ci lavorano da decenni. Il lavoro su tale tecnica continua anche nel 21 ° secolo, quando, a quanto pare, non si può aggiungere nulla di significativo. Un passo decisivo verso la creazione di un generatore fu la scoperta dell'interazione del campo elettrico e dell'ago magnetico nel 1820. A poco a poco, è stato possibile scoprire che una corrente elettrica si ottiene solo in un campo magnetico in movimento o quando un conduttore si muove in esso. L'onore di tale scoperta è condiviso da Anjos Yedlik (Austria, 1827) e Michael Faraday (Inghilterra, 1831).

Sebbene il primo fosse uno scienziato ungherese, gli sforzi del suo collega britannico furono molto più famosi. È stato lui a studiare a fondo e in modo completo l'induzione elettromagnetica, e non solo a cercare di creare un meccanismo specifico. Inoltre, Yedlik è stato in grado di passare dai prototipi a una macchina a dinamo a tutti gli effetti solo negli anni 1850. Ma Michael Faraday creò un generatore di elettricità (sebbene ancora imperfetto) nel 1831. Le macchine Dynamo sono state storicamente il primo tipo, ma a causa delle dimensioni e della complessità della commutazione hanno lasciato la scena.

Ma la servitù arcaica non permetteva di trarre vantaggio da sviluppi promettenti, e presto la priorità andò irrevocabilmente agli stati industrialmente sviluppati. Fino al 1851 tutti i generatori erano realizzati solo con magneti permanenti; nei successivi 16 anni fu possibile aumentare la potenza grazie a semplici elettromagneti. Negli anni 1866-1867, diversi sviluppatori presentarono contemporaneamente macchine elettriche con magneti autoeccitati.

Il generatore dell'inventore belga-francese Zenob Gramm, costruito nel 1870, iniziò ad essere ampiamente utilizzato per scopi industriali. Una volta che il motore diesel è arrivato, uno sviluppatore non identificato ha capito come usarlo come azionamento del generatore. Già negli anni '20, i generatori diesel iniziarono ad essere utilizzati attivamente nell'industria. La ricerca dei fisici negli anni '40 ha portato alla creazione di generatori magnetoidrodinamici. Ma tali sistemi possono essere utilizzati esclusivamente in grandi centrali elettriche, non ci sono prospettive per il loro uso domestico.

Qualsiasi generatore elettrico converte un impulso meccanico in una corrente elettrica. Si ottiene torcendo una bobina di filo posta in un campo magnetico. La bobina è divisa in due parti principali: un magnete rigidamente fissato e un telaio metallico. Entrambe le estremità della bobina sono collegate meccanicamente da un collettore ad anello scorrevole sulla spazzola di carbone. Questa spazzola conduce corrente elettrica.

Il principio di funzionamento del generatore implica anche che l'impulso generato dalla parte rotante vada all'anello di contatto interno. Questo accade esattamente nel momento in cui una parte della cornice passa vicino al bordo nord del magnete. La sorgente di corrente alternata funziona solitamente secondo il principio della cosiddetta generazione di corrente forte.

Inizia ad agire quando viene avviato il sistema di accensione. In questo momento, la corrente attraverso gli anelli collettori si sposta al gruppo spazzole e al sistema di eccitazione. Lì genera un campo magnetico. Un rotore collegato all'albero motore genera oscillazioni elettromagnetiche. Sul terminale di riavvolgimento viene generata una corrente indotta alternata. La frequenza di torsione del generatore autoeccitato aumenta fino a un certo livello, dopodiché viene attivato il raddrizzatore.

Sebbene il principio di base della generazione di corrente sia l'interazione del campo magnetico, del rotore e dello statore, varie fonti di energia meccanica possono ruotare una parte in movimento. Possono essere:

• acqua corrente;

• vapore caldo;

• vento;

• motori a combustione interna.

Il tipo sincrono di generatore si distingue per la coincidenza delle frequenze di torsione degli statori e dei rotori. Un magnete permanente viene utilizzato come rotore. Quando il dispositivo viene avviato, il rotore inizia a generare un campo debole. Non appena le rivoluzioni aumentano, inizia a generarsi una grande forza elettrica. L'impulso passa attraverso il regolatore di tensione e viene inviato alla rete elettrica.

I modelli asincroni funzionano continuamente in modalità di decelerazione. Il rotore ruota in anticipo e il suo orientamento coincide con l'orientamento del campo magnetico generato dallo statore. I rotori possono essere in versione a fase oa gabbia di scoiattolo.

Il campo magnetico nei dispositivi asincroni non può essere regolato. Pertanto, la frequenza e l'amperaggio della corrente sono determinati direttamente dal numero di spire dell'apparato. Negli ultimi decenni, i generatori elettrochimici, che generano corrente a base di idrogeno, hanno svolto un ruolo significativo. Stanno cercando di essere utilizzati nelle auto, tuttavia, finora non è stato possibile sostituire il motore a combustione interna. Un'altra versione del generatore: la batteria solare funziona per effetto fotoelettrico.

Tipo estremamente autonomo: si tratta di centrali elettriche manuali. In essi, il movimento meccanico è ottenuto grazie alla forza muscolare dell'operatore. Certo, non è necessario contare su un'elevata produttività e un lavoro a lungo termine. Ma puoi ottenere corrente con sicurezza in qualsiasi situazione in cui non puoi utilizzare né carburante né energia eolica o idrica. Pertanto, tali generatori possono essere inclusi nei kit di emergenza sugli aerei, utilizzati in casi di emergenza da spedizioni, militari e così via. Dispositivi elettromagnetici condizionatamente autonomi - su un motore a benzina.

Esistono dispositivi monofase e trifase. Nelle case e negli appartamenti, raramente è necessaria l'alimentazione trifase. L'eccezione sono i vecchi motori, gli elementi riscaldanti per una sauna e attrezzature simili.

Una semplice regola pratica dice: se la rete consuma 20 kW o meno, non ha molto senso in tre fasi.

I principali dispositivi utilizzati sono progettati per funzionare in modo continuo. Di solito funzionano a gasolio, anche se ci sono eccezioni. Tali apparecchiature possono fornire alimentazione 24 ore su 24 ed è installato in grandi centrali elettriche e centrali termiche. I modelli di generatore di standby sono progettati per le emergenze (quando l'alimentazione viene interrotta improvvisamente).Anche il lavoro a volte va avanti senza interruzioni, ma solo per poche ore.

I generatori per uso domestico sono presentati in una vasta gamma. Quasi tutti forniscono corrente monofase. I valori normali sono 220 V, 50 Hz. I dispositivi domestici più potenti vengono utilizzati anche per la saldatura, nonché per l'alimentazione di piccole officine e servizi automobilistici.

Per scopi di produzione, sono necessari potenti generatori elettrici stazionari. Sono inoltre utilizzati per:

• grandi progetti di costruzione;

• microdistretti;

• solidi insediamenti di cottage;

• porti;

• stazione ferroviaria;

• ospedali;

• istituzioni educative;

• centri direzionali.

I sistemi azionati dal vento o dall'acqua corrente si trovano solo in centrali elettriche più o meno grandi. Non è così facile usarli in condizioni di campo (escursionismo) e anche solo a casa. Questo è particolarmente vero per gli idrogeneratori. Per quanto riguarda le centrali termiche per uso privato, funzionano quasi sempre a benzina e danno una potenza limitata, raramente si trovano dispositivi più potenti di 20 kW. Di solito usano benzina AI-92, l'uso di AI-76 e AI-95 è possibile solo occasionalmente, e anche in questo caso non è raccomandato.

Gli impianti alimentati a gasolio a volte producono fino a 3 MW di corrente. Forniranno energia anche a un grande villaggio turistico con garage e infrastrutture simili.

Anche i modelli relativamente deboli sono adatti per fornire corrente alle saldatrici.

I moderni generatori elettrici realizzati in Russia sfidano con sicurezza i prodotti stranieri. I marchi più conosciuti sono:

• "Svarog";

• "Calibro";

• energizzante;

• Energia.

L'assortimento di fornitori russi comprende sia versioni domestiche con una potenza di 1000-2000 W, sia campioni semi-industriali seri con una potenza fino a 5000 W. Infine, ci sono modelli ancora più potenti che aiuteranno i costruttori e gli organizzatori della produzione. Un certo numero di generatori fabbricati nella Federazione Russa sono dotati di un'elettronica di controllo e monitoraggio avanzata che monitora i parametri tecnici. Tuttavia, esistono anche versioni più semplici, molto più stabili in condizioni difficili. Infine, i prodotti delle aziende russe saranno sicuramente disponibili per i consumatori.

La potenza massima raggiunge i 2200 watt. Tensione di esercizio - prevista 220 V.

Ottimi generatori sono forniti anche dalla società francese SDMO. In generale è uno dei leader mondiali nella produzione di generatori elettrici di vario tipo e capacità. Puoi facilmente trovare una centrale elettrica a benzina SDMO in grado di risolvere quasi tutti i compiti immaginabili. Offrono prestazioni interessanti. La gamma dell'azienda francese comprende modelli con telai speciali che smorzano le vibrazioni. Dotato di ottima componentistica elettronica.

Il modello K10M attira l'attenzione su di sé. Fornisce una tensione di 230 V ed è controllato dal telecomando. Viene fornito un interruttore automatico, la capacità di lavorare a - 30 gradi. Sul telaio è installato un sistema antivibrante. C'è anche un generatore di carica a 12V.

La società concorrente Caiman è entrata nel mercato russo in tempi relativamente recenti. Tuttavia, è già riuscita a dimostrare i meriti dei suoi prodotti nel modo più convincente possibile. I suoi modelli sono progettati per ridurre al minimo la rumorosità e possono essere installati in sicurezza anche all'interno della casa. Tutti i generatori di questo marchio soddisfano i più elevati standard ambientali.Naturalmente, la gamma Caiman comprende dispositivi di varie capacità e dimensioni.

Il filtro garantisce l'avviamento del generatore anche in luoghi estremamente polverosi. L'automazione farà in modo che non sia possibile avviare senza olio. Vale anche la pena notare:

• un paio di prese protette dall'umidità;

• garanzia di durata della batteria fino a 210 minuti;

• attrezzatura di raffreddamento premurosa;

• ottimo sistema brushless che non necessita di sofisticate manutenzioni.

Il produttore tedesco Endress occupa un'ottima posizione sul mercato. Nella stessa Germania, che già dice molto, i suoi dispositivi sono estremamente popolari. L'azienda utilizza attivamente soluzioni complesse avanzate. Come con i fornitori precedenti, la gamma include l'intera gamma di opzioni di alimentazione. La potenza della parte principale dei modelli varia da 1500 a 9000 W. Quasi tutti i dispositivi Endress sono in grado di fornire 220 e 380 V.

Un buon esempio è ESE 404 YS Diesel. Questa versione è apprezzata per la sua affidabilità e il basso consumo di carburante. La potenza del dispositivo raggiunge i 3,9 kVA. La tensione nominale del generatore monofase è 230 V. La protezione elettrica è IP23.

Parlando di fornitori tedeschi, sarebbe sciocco ignorare un altro marchio popolare: Fubag. I suoi generatori di corrente non sono di qualità inferiore almeno alle più famose apparecchiature di saldatura. Gli specialisti Fubag si preoccupano non solo delle caratteristiche tecniche, ma anche del design originale, che facilita la manutenzione. I generatori di questo marchio appartengono formalmente alla categoria professionale. Tuttavia, non sono meno utilizzati con successo nel settore privato.

I progettisti si sono occupati della protezione da sovraccarico, il livello di resistenza elettrica è IP23. L'installazione a quattro cilindri fornisce una corrente di 54 A. Con un carico del 75%, il dispositivo funzionerà fino a 10 ore.

I consumatori russi apprezzano da tempo i vantaggi dei generatori di corrente a marchio Resanta. Sono elogiati per:

• dettagli high-tech;

• facilità di servizio;

• ottimo rapporto peso-potenza;

• stabilità della tensione di uscita.

Nell'assortimento spicca il modello BG 4000 R, che funziona a benzina. Potenza nominale - 3 kW, grado carburante - AI-92. Il sistema di spazzolatura sincrona funziona in modo impeccabile, le informazioni vengono portate all'utente dal display. Chiave per candele, manopola sono inclusi nel kit. La produzione, infatti, viene effettuata in Cina.

Tra le aziende cinesi spicca favorevolmente il marchio ELITECH. Nel nostro Paese è conosciuto dal 2008. Tali generatori non sono solo di alta qualità, ma anche senza pretese e versatili. I prodotti ELITECH utilizzano la tecnologia più recente e pertanto l'azienda è riuscita a respingere molti dei precedenti leader di mercato. I generatori di gas di questa azienda si distinguono per un avvio combinato, possono essere realizzati in forma fissa o mobile.

Un esempio di un semplice generatore domestico è BES 950 R. Con una capacità del serbatoio di 4,4 litri, fornisce una corrente di 2,8 A. L'avvio avviene in modalità manuale. L'automazione monitora il livello dell'olio e spegne il dispositivo secondo necessità. Il motore a due tempi con valvole in testa ha un unico cilindro raffreddato ad aria. Il volume del suono raggiunge i 56 dBA. I generatori di corrente norvegesi non meritano una menzione speciale, a differenza dei marchi:

• Makita;

• Hitachi;

• Hyundai;

• Kipor;

• Ranger.

L'acquisto di un dispositivo "solo silenzioso" non è del tutto ragionevole. Così come il dispositivo più potente. Prima di tutto, dovresti decidere per quale scopo verrà utilizzato il generatore:

• in alimentazione stagionale;

• come rete di sicurezza di backup;

• come soluzione di emergenza;

• come fonte permanente di energia.

Per turisti, cacciatori, pescatori e parte dei consumatori commerciali, è più corretto scegliere un generatore mobile.Si adatterà anche ai residenti estivi. Ma la potenza del dispositivo è fondamentale. Deve essere equilibrato: una tecnica debole non "tirerà fuori" il compito e una tecnica troppo forte sprecherà risorse.

Anche il numero di fasi è molto rilevante. Solo gli apparecchi monofase possono essere alimentati da un generatore monofase. Tuttavia, per l'uso domestico e suburbano, questo non è troppo importante. È necessario adottare modelli trifase per attrezzare cantieri, imprese industriali e le loro singole officine. Importante: non emettono più di 1/3 della potenza per fase.

Un altro aspetto importante è il carburante utilizzato. Il modello a benzina ti permetterà di fornire corrente alla casa in caso di guasti periodici. Questi dispositivi sono compatti, relativamente leggeri e poco rumorosi. Sono utilizzati attivamente da piccole imprese commerciali, sia di produzione che di commercio. Le modifiche al diesel sono costose, fanno molto rumore, ma emettono molta corrente e possono funzionare a lungo senza interruzioni. I modelli sono preziosi dove le reti elettriche sono carenti come classe.

Il gas liquefatto a palloncino è significativamente più economico della benzina. Questa modalità è ancora più vantaggiosa se collegata a un'autostrada. I dispositivi asincroni sono progettati per l'alimentazione all'aperto, dovrebbero essere utilizzati anche per ambienti particolarmente umidi.

Tuttavia, il problema è che i generatori brushless non sanno come fornire una corrente di alta qualità in modo impeccabile con un'onda sinusoidale ottimale. Gli elettrodomestici e i computer sono alimentati al meglio da dispositivi sincroni. Anche la suscettibilità ai danni da polvere è giustificata dai parametri stabili e dalle elevate caratteristiche di corrente. Un alternatore avvolto in rame è più costoso, ma conduce il calore molto meglio e ha un'eccellente potenza. Inoltre, dovresti prestare attenzione a:

• la presenza di un sistema AVR (senza di esso, le sovratensioni possono rompere telefoni, tablet e laptop);

• avviamento di tipo manuale o elettrico;

• la presenza di un'opzione di avvio (e talvolta arresto) automatico;

• caso chiuso o aperto (la prima opzione è più stabile e affidabile, ma può surriscaldarsi);

• conto alla rovescia delle ore motore (consentendo una puntuale manutenzione);

• consumo di carburante;

• recensioni;

• capacità di servizio del fornitore.

Quale generatore scegliere, vedi sotto.

Una panoramica del generatore HUTER DY6500LXA, vedi sotto.