Clasificación y principio de los generadores
Los generadores son equipos mecánicos que convierten otras formas de energía en energía eléctrica. Son accionados por turbinas hidráulicas, turbinas de vapor, motores diésel u otra maquinaria eléctrica, y convierten el flujo de agua, el flujo de aire, la combustión de combustible o la fisión nuclear en energía mecánica. El generador, a su vez, la convierte en energía eléctrica.
Los generadores se utilizan ampliamente en la producción industrial y agrícola, la defensa nacional, la ciencia y la tecnología, y en la vida cotidiana. Existen diversos tipos de generadores, pero sus principios de funcionamiento se basan en la ley de inducción electromagnética y la ley de fuerza electromagnética. Por lo tanto, el principio general de su construcción es el siguiente: utilizar materiales magnéticos y conductores adecuados para formar circuitos magnéticos y circuitos que conduzcan la inducción electromagnética entre sí para generar energía electromagnética y lograr la conversión de energía.
La estructura principal
Las partes del generador generalmente están compuestas de estatores, rotores, tapas de extremo y cojinetes.
El estator consta de un núcleo del estator, un devanado de alambre, un marco y otras partes estructurales que fijan estas partes.
El rotor está compuesto por un núcleo de rotor (o polo magnético, yugo magnético), un devanado, un anillo de protección, un anillo central, un anillo colector, un ventilador y un eje.
El estator y el rotor del generador están conectados y ensamblados por el cojinete y la tapa del extremo, de modo que el rotor puede girar en el estator y realizar el movimiento de cortar las líneas del campo magnético, generando así un potencial inducido, que se extrae a través del terminal y se conecta en el bucle, y se genera una corriente.
Clasificación principal
La clasificación de los generadores incluye:
Puntos del generador: generador de CC y alternador;
Puntos del alternador: generador síncrono y generador asíncrono (raramente utilizados);
Los alternadores también se pueden dividir en generadores monofásicos y generadores trifásicos.
Existen muchos tipos de generadores. En principio, se dividen en generadores síncronos, asíncronos, monofásicos y trifásicos. Según su método de producción, se dividen en generadores de turbina de vapor, generadores de turbina hidráulica, generadores diésel, generadores de gasolina, etc. En cuanto a la energía, se dividen en generadores de energía térmica, generadores de energía hidroeléctrica, etc.
Historia de la invención
En 1832, el francés Bixie inventó el generador de corriente continua (CC) accionado manualmente, cuyo principio es generar una fuerza electromotriz inducida en la bobina girando el imán permanente para cambiar el flujo magnético y emitir esta fuerza electromotriz en forma de voltaje de CC;
En 1866, Siemens de Alemania inventó el generador de corriente continua autoexcitado;
En 1870, Gram, de Bélgica, fabricó una armadura anular e inventó el generador de armadura anular. Este generador utiliza la energía hidráulica para girar el rotor. Tras repetidas mejoras, en 1875 se alcanzó una potencia de salida de 3,2 kW.
En 1882, Gordon produjo en Estados Unidos un generador gigante bifásico con una potencia de salida de 447 kW, una altura de 3 metros y un peso de 22 toneladas;
En 1896, el alternador bifásico de Tesla comenzó a funcionar en la central eléctrica de Nyala, y la corriente alterna de 3750 kW y 5000 V se envió a Buffalo, a 40 kilómetros de distancia.
Principio de funcionamiento
generadores diésel
El motor diésel impulsa el generador y convierte la energía del diésel en electricidad.
En el cilindro del motor diésel, el aire limpio filtrado por el filtro de aire y el combustible diésel atomizado a alta presión inyectado por elinyector se mezclan completamente. Bajo la extrusión ascendente del pistón, el volumen se reduce y la temperatura aumenta rápidamente, alcanzando el punto de ignición del diésel. El diésel se enciende, el gas mezclado se quema violentamente, el volumen se expande rápidamente y el pistón se empuja hacia abajo, lo que se denomina "trabajo".
Generador de gasolina
El motor de gasolina impulsa el generador para convertir la energía de la gasolina en electricidad.
En el cilindro del motor de gasolina, el gas mezclado se quema violentamente y el volumen se expande rápidamente, empujando el pistón hacia abajo para realizar el trabajo.
Ya sea un generador diésel o de gasolina, cada cilindro trabaja en un orden determinado, y el empuje que actúa sobre el pistón se convierte en la fuerza que impulsa el cigüeñal a girar a través de la biela , impulsándolo así. Al instalar el alternador síncrono sin escobillas coaxialmente con el cigüeñal del generador, el rotor del generador puede ser impulsado por la rotación del mismo. Utilizando el principio de inducción electromagnética, el generador genera una fuerza electromotriz inducida y genera una corriente a través de un bucle de carga cerrado.
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