Gerador assíncrono: dispositivo e princípio de operação

Gerador assíncrono É um dispositivo através do qual é possível fornecer eletricidade a equipamentos industriais, bem como eletrodomésticos. Este tipo de unidade é caracterizado pela facilidade de operação e design conveniente.

O gerador possui uma estrutura simples. Os principais elementos do dispositivo são:

• rotor;
• estator.

A primeira é uma parte móvel e o segundo elemento retém sua posição durante a operação. Na unidade não é possível notar de imediato os enrolamentos do fio, para a fabricação que costuma ser utilizado o cobre. No entanto, existem enrolamentos, apenas eles são feitos de barras de alumínio e têm características aprimoradas.

Espaço interior preenchido com placas de aço, e as próprias hastes de alumínio são pressionadas nas ranhuras fornecidas no núcleo do elemento móvel. O rotor está localizado no eixo do gerador e ele próprio se apoia em rolamentos especiais. A fixação dos elementos da unidade é feita por duas tampas que prendem o eixo em ambos os lados. O corpo é feito de material metálico. Alguns modelos são equipados adicionalmente com um ventilador para resfriar o aparelho durante a operação e possuem aletas no case.

A vantagem dos geradores é a possibilidade de sua utilização em rede com tensão de 220 V e com taxas mais elevadas. Para a conexão correta da unidade, é necessário selecionar um circuito adequado.

A principal tarefa do gerador é gerar energia elétrica por meio de energia mecânica:

• vento;
• hidráulico;
• interno convertido em mecânico.

Quando o rotor começa a girar, linhas magnéticas de força são formadas em seu contorno. Eles passam pelos enrolamentos fornecidos no estator, resultando em uma força eletromotriz. É ela a responsável pelo aparecimento de corrente nos circuitos. Isso acontece conectando cargas ativas ao dispositivo.

Um ponto importante a considerar para um bom funcionamento é no rastreamento da velocidade de rotação do eixo... Deve ser maior do que a frequência na qual a corrente alternada é gerada. O último indicador é definido pelos pólos do estator. Simplificando, no processo de geração de eletricidade, é necessário garantir o descasamento de frequência. Eles devem ficar para trás pela quantidade de deslizamento do rotor.

Quando o eixo gira sob a influência de um impulso externo obtido como resultado do uso de energia mecânica e magnetismo residual, surge o próprio CEM do dispositivo. Como resultado, ambos os campos - móvel e estacionário - interagem entre si dinamicamente.

A corrente obtida no GA possui valores pequenos. Para aumentar a potência de saída, você precisará aumento da indução magnética.

Os geradores assíncronos são populares e entre as vantagens de tais estações estão:

• resistência à sobrecarga e curto-circuito;
• design simples;
• uma pequena porcentagem de distorção não linear;
• desempenho estável devido ao baixo valor do fator claro;
• estabilização da tensão de saída.

Quando conectado, o gerador emite uma pequena quantidade calor reativo, portanto, seu design não requer a instalação de dispositivos de resfriamento adicionais. Isso permite uma vedação confiável da cavidade interna da unidade para protegê-la de umidade, sujeira ou poeira.

Devido às suas vantagens, os geradores são ativamente usados ​​como fontes de eletricidade nas seguintes áreas e áreas:

• transporte;
• industrial;
• doméstico;
• agrícola.

Também unidades poderosas são encontradas em oficinas de conserto de automóveis. Além disso, seu design simplificado permite que os dispositivos sejam usados ​​como fontes de energia elétrica. Os aparelhos estão conectados a eles para soldagem, e também com a ajuda deles organizam o abastecimento de alimentos para importantes instalações de saúde.

Assim, mesmo aldeias e fazendas distantes das redes centrais podem se abastecer de energia.

A principal diferença entre um gerador assíncrono e um gerador síncrono é a modificação projeto do rotor... Na segunda modalidade, o rotor usa enrolamentos de fio. Para organizar o movimento rotacional do eixo e criar indução magnética, a unidade usa uma fonte de energia autônoma, que muitas vezes é um gerador de baixa potência. Ele é colocado paralelamente ao eixo no qual o rotor está localizado.

A vantagem de um gerador síncrono é a geração de energia elétrica limpa. Além disso, o dispositivo sincroniza facilmente com outras máquinas semelhantes, e isso também é uma diferença.

A única desvantagem considere a suscetibilidade à sobrecarga e curto-circuito. Além disso, deve-se notar que a diferença entre os dois tipos de equipamentos está em preço. As unidades síncronas são mais caras do que as unidades assíncronas.

Quanto ao fator claro, seu indicador é muito menor para unidades assíncronas. Portanto, pode-se argumentar que este tipo de dispositivo gera corrente elétrica pura sem qualquer poluição. Devido à ação de tal máquina, é possível garantir uma operação mais confiável:

• UPS;
• carregadores;
• receptores de televisão de nova geração.

O início dos modelos assíncronos é rápido, porém, requer um aumento das correntes de partida, que iniciam a rotação do eixo. A vantagem é que no decorrer do trabalho a estrutura experimenta menos cargas reativas, com isso foi possível melhorar os indicadores do regime térmico. Além disso, a operação de geradores assíncronos é mais estável, independentemente da velocidade na qual o elemento móvel gira.

Existem várias classificações de geradores assíncronos. Eles podem diferir nos seguintes fatores.

• Tipo de rotor - a parte giratória da estrutura. Hoje, as unidades fabricadas deste tipo prevêem um rotor de fase ou gaiola de esquilo em seu design. O primeiro está equipado com um enrolamento indutivo, que é um fio isolado. Com sua ajuda, é possível criar um campo magnético dinâmico. A segunda opção é uma única estrutura de formato cilíndrico. Dentro dele, há pinos equipados com dois anéis de travamento.
• O número de fases de trabalho. Eles significam a saída ou enrolamentos do estator localizados dentro do dispositivo. Nesse caso, o fim de semana pode ter uma ou três fases. Este indicador determina a finalidade do gerador. A primeira opção está disponível para operação em tensão de 220 V, a segunda - 380 V.
• Diagrama de ligação... Existem várias maneiras de organizar a operação de um gerador trifásico. É possível conectar as bobinas ao dispositivo usando uma conexão estrela ou delta. Eles também podem ser colocados nos pólos do elemento estacionário - o estator.

Hoje vários variações do motor assíncrono... Pode ser monofásico ou trifásico para conexão. Pode ser fornecido com diversos enrolamentos ou com a modernização do projeto do rotor. No entanto, em qualquer caso, os diagramas de conexão do dispositivo permanecem inalterados.

Entre os esquemas comuns estão os seguintes.

• "Estrela". Nesse caso, é necessário pegar as pontas dos enrolamentos do estator e conectá-los em um ponto. O método é adequado principalmente para geradores trifásicos que precisam ser conectados a uma linha trifásica em uma tensão mais alta.

• "Triângulo". É uma consequência da primeira opção, apenas a conexão ocorre sequencialmente. Como resultado, verifica-se que o final do primeiro enrolamento está conectado ao início do segundo, o final do segundo - ao início do terceiro e assim por diante. A vantagem deste método é a possibilidade de gerar potência máxima durante o funcionamento da unidade.

• "Estrela-triângulo". Este método incorporou as vantagens dos dois anteriores. Ele fornece partida suave e entrega de alta potência. Para conectar, você precisará usar um relé de tempo.

Cada gerador é conectado ao sistema por meio de um certo esquema que determina como a eletricidade é gerada. Qualquer um destes métodos implica na colocação racional dos fios dos enrolamentos de um elemento estacionário entre os pólos do seu núcleo, só que neste caso a ligação destes fios é efectuada de diferentes formas.

Para começar, vale a pena esclarecer que não funcionará criar uma estação móvel assíncrona do zero... O máximo que pode ser feito é deixar o rotor sem alterações ou atualizar o motor do tipo assíncrono para um projeto alternativo.

Para realizar as obras de modernização do rotor, basta estocar os prontos estator do motor e realizar uma série de experimentos. A ideia principal por trás da montagem de um gerador caseiro é usar ímãs de neodímio. Com a ajuda deles, será possível dotar o rotor da quantidade de pólos necessária para gerar energia elétrica.

Ao colar os ímãs na peça de trabalho, que primeiro deve ser plantada no eixo, e observando a polaridade e o ângulo de deslocamento, será possível obter o resultado desejado. Você vai precisar de muitos ímãs, a quantidade mínima é de 128 peças. O projeto acabado do rotor é compatível com o estator. Ao realizar este procedimento, é necessário deixar um espaço entre os dentes e os pólos magnéticos do rotor. Deve ser mínimo.

No processo, é importante resfriar regularmente a estrutura.para evitar deformação e perda de propriedades magnéticas. Se tudo for feito corretamente, o gerador funcionará corretamente.

Só há um problema que pode surgir no processo de criação de um gerador assíncrono. É difícil fazer um projeto de rotor ideal em casa., portanto, se houver uma oportunidade de usar um torno, é melhor não negligenciá-la. Também leva muito tempo para ajustar e retrabalhar as peças.

Outra opção para obter um gerador é conversão de motor de indução usado em carros... Além disso, você deve comprar um eletroímã, cuja potência atenderá aos requisitos em relação a equipamentos futuros. Vale ressaltar que ao procurar um motor, é preciso levar em consideração que sua potência é a metade do valor que se deseja atingir no gerador.

Para obter o design desejado e organizar seu funcionamento eficiente, você precisará adquirir 3 modelos de capacitor... Cada elemento deve ser capaz de suportar tensões de 600 V.

A potência reativa de um gerador do tipo assíncrono está relacionada com a capacitância do capacitor, portanto, pode ser calculada usando a fórmula. Deve-se notar que conforme a carga aumenta, a potência do gerador aumenta. Assim, para conseguir uma tensão estável na rede, será necessário aumentar a capacitância dos capacitores.

Veja o vídeo a seguir sobre o princípio de operação de um gerador assíncrono.