Geradores trifásicos: dispositivo e princípio de operação, regras de conexão

O gerador trifásico é amplamente utilizado no setor privado. Esses geradores têm uma capacidade de 6, 10, 15 kW e superior. Este artigo descreve o esquema e o princípio de funcionamento de tais dispositivos, indica suas principais diferenças e regras de conexão.

O objetivo de um gerador elétrico é converter energia mecânica em energia elétrica. Consiste em 2 partes principais - um rotor móvel e um estator fixo.

• O rotor é montado em rolamentos... Por um lado, um acionamento de uma fonte externa de movimento é conectado a ele e, por outro, um impulsor para resfriamento.
• Estator - elemento fixo... Ele contém os pés de montagem da unidade, aletas de resfriamento e terminais de saída. E também uma placa com características técnicas.

Outros componentes.

• Contato deslizante do rotor. É necessário alimentar seus enrolamentos ou drenar a eletricidade gerada. A maioria dos modelos não tem.
• Indicador e meios de controle.
• Tampas laterais.
• Lubrificadores para fornecer graxa para rolamentos e outros elementos igualmente importantes.

Agora você precisa entender o método de obtenção de eletricidade.

Princípio de operação de geradores trifásicos baseado na lei da indução eletromagnética. Diz: uma força eletromotriz (EMF) será induzida nas extremidades de uma estrutura de metal colocada em um campo magnético giratório. Nesse caso, tanto a própria estrutura quanto os ímãs podem girar.

É assim que os modelos de demonstração funcionam. Em geradores reais, em vez de uma estrutura, é usada uma bobina de fio de cobre fino com condutores isolados uns dos outros. Isso é feito para aumentar a eficiência da instalação.

Nos modelos modernos de geradores trifásicos, o rotor atua como um ímã. Nesse caso, o ímã pode ser permanente ou elétrico. Neste último caso, um contato deslizante com escovas de grafite é usado para acionar o rotor. Para iniciar tal dispositivo, uma fonte separada de eletricidade é necessária.

O enrolamento de potência está localizado no estator. Isso elimina a necessidade de transferir grandes correntes através do contato deslizante e aumenta a confiabilidade operacional.

Os alternadores trifásicos têm várias vantagens.

1. Maior eficiência em comparação com a fase única. Isso significa que menos combustível é necessário para obter a mesma saída de corrente.
2. De um gerador é possível obter 2 valores de tensão que diferem em 1,75 vezes. Normalmente são 380 V e 220 V. Isso amplia o escopo de sua aplicação, um gerador pode ser usado tanto em uma casa particular quanto na indústria.
3. Com o mesmo poder, eles têm dimensões gerais menores e peso do que monofásico.
4. Para transmitir corrente trifásica, são necessários 3 ou 4 fios. Para o funcionamento de 3 geradores de fios monofásicos, é necessário um mínimo de 6.
5. Superior confiabilidade da instalação.
6. A maioria dos equipamentos industriais precisa exatamente de corrente trifásica para operar.... O uso de tal gerador resolve esse problema.
7. Para obter uma tensão monofásica, apenas 1 enrolamento pode ser conectado. Mas essa não é a melhor solução em termos de economia.
8. De corrente alternada, usando um retificador, você pode fazer constante.

Esses geradores também têm desvantagens.

1. A relativa complexidade da conexão do ponto de vista jurídico. Para a conexão legal da tensão trifásica, é necessária uma autorização especial da companhia de energia. E conseguir isso é muito problemático.
2. As medidas de segurança precisam ser reforçadas. Mais dispositivos de proteção são necessários, um RCD deve ser instalado em cada fase.
3. Não é recomendado deixar um gerador em funcionamento sem supervisão.... É necessário monitorar as leituras da instrumentação.
4. Ruído e vibração quando o dispositivo está funcionando.

Os alternadores trifásicos não são muito diferentes uns dos outros. Eles diferem apenas em termos de potência e recursos de design.

De acordo com a potência da corrente gerada, são eles:

• 5 kW;
• 6 kW;
• 10 kW;
• 12 kW;
• 15 kW ou mais.

Além disso, a potência real de saída depende de muitos fatores, como a qualidade e pureza do combustível, o estado da atmosfera (no frio e com alta umidade, a potência diminui) e semelhantes.

Pelo tipo de combustível usado, os geradores são:

• diesel;
• Gasolina;
• trabalhando em madeira ou gás natural.

As mais comuns são as 2 primeiras opções. Em que diesel, em virtude de seu design, são mais confiáveis, porque funcionam sem sistema de ignição. Eles também são mais econômicos. A gasolina, por sua vez, dá partida com mais facilidade em condições difíceis.

De acordo com o princípio de operação, os geradores são síncronos e assíncronos.

• Síncrono. Sua vantagem é que podem suportar uma sobrecarga de curto prazo de 5 a 6 vezes. Isso acontece na partida de alguns tipos de motores elétricos e outros equipamentos potentes, quando as correntes de partida são significativamente superiores às nominais. Mas eles têm desvantagens - são grandes dimensões e peso, bem como menos confiabilidade em comparação com suas contrapartes assíncronas.

• Assíncrono. Suas principais características são leveza, compacidade, simplicidade de design e operação sem problemas. Mas eles falham imediatamente quando sobrecarregados. Portanto, a potência máxima que eles geram deve ser significativamente maior do que a consumida pelos consumidores (3 a 4 vezes). Além disso, é recomendado instalar proteção de sobrecarga de alta qualidade e cara.

Além disso, os geradores podem ter funções adicionais:

• a capacidade de conectar linhas adicionais para aumentar a capacidade de carga;
• ajuste das características da corrente de saída (por exemplo, sua forma);
• a presença de um relé-regulador eletromagnético.

Por design, os geradores são:

• básico;
• auxiliar.

Eles diferem apenas na maneira como estão conectados.

Isso é tudo para a classificação dos geradores. Agora vamos falar sobre como escolher este dispositivo.

Ao comprar, antes de mais nada, guie-se pelas condições em que o gerador vai operar.

• Primeiro, determine a potência necessária... Deve exceder a potência total de consumidores ligados simultaneamente. É recomendável que você tenha um estoque pequeno (ou grande) em caso de emergência.

• Selecione o tipo de combustível. Decida o que é mais importante para você - economia ou capacidade de correr em quaisquer condições.

• Se forem possíveis sobrecargas na rede, você precisará comprar um modelo síncrono. Mas lembre-se de que ele exigirá uma manutenção mais completa do que o assíncrono e tem uma vida útil mais curta. E você terá que gastar dinheiro com o sistema de proteção. Se as sobrecargas forem completamente eliminadas, um gerador assíncrono é a melhor escolha.

Em seguida, verifique o acabamento.

• Gire o rotor manualmente. Deve girar facilmente. Sem trituração, cliques e solavancos nos mancais, assim como o desvio do rotor. Não deve oscilar nos mancais.
• Contatos e terminais devem ser brilhantes... Tópicos removidos não são permitidos. Se houver fios, é necessário um isolamento confiável. Especialmente em juntas e curvas.
• O estator e a estrutura devem estar livres de rachaduras. Examine o suporte cuidadosamente.
• Verifique o gerador em operação... As leituras do equipamento de medição devem ser estáveis. O som do escapamento deve ser uniforme.
• Os fabricantes responsáveis ​​pintam o produto com cuidado e fixam bem o logotipo. Se a tinta estiver em dúvida, é melhor recusar esse gerador.
• A solidez de qualquer empresa é determinada pela qualidade do serviço prestado. Certifique-se de que, quando ocorrer um mau funcionamento, você possa encontrar um especialista para consertá-lo.

Em seguida, dê uma olhada nos recursos adicionais.

• É bom que os dispositivos de medição já estejam instalados na fábrica.
• É melhor comprar modelos que tenham uma partida manual e uma partida.
• Verifique a facilidade de transporte. Se houver rodízios, eles devem girar bem. Se houver alças, elas devem ser confortáveis ​​de segurar.

E não tenha medo de fazer perguntas aos consultores, mesmo que, na opinião deles, ridículos. O tempo que você gasta com a escolha é mais do que compensado por uma operação sem problemas.

A principal tarefa ao se conectar à rede elétrica existente é evitar o "encontro" da corrente gerada com a proveniente da usina. Caso contrário, as consequências serão terríveis.

Para resolver este problema, existem vários métodos para conectar o gerador à rede elétrica.

O método mais fácil. Os consumidores são conectados diretamente ao gerador. Mas existem sérias desvantagens:

• ausência completa de dispositivos de proteção;
• você precisa comprar uma tomada especial de 4 pólos, projetada para alta corrente.

Este método é fortemente desencorajado. Escrevemos sobre ele apenas porque ele existe.

Este é um método mais conveniente, pois não requer nenhuma alteração na rede elétrica existente. Provou-se especialmente bem em residências particulares.

Siga as etapas abaixo para se conectar.

• Desligue o disjuntor de entrada do sistema de distribuição de energia centralizado. Simplificando, desenergize a casa.
• Instale um novo disjuntor de 4 pólos no painel. Conecte seus contatos de saída à rede doméstica.
• Conecte cuidadosamente o cabo do gerador à nova máquina. Todos os fios são conectados aos terminais correspondentes.

A principal desvantagem do esquema anterior é a possibilidade da tensão da rede entrar no gerador. Isso pode acontecer se os interruptores não forem usados ​​com cuidado. Para evitar que isso aconteça, o gerador pode ser conectado por meio de uma chave.

Essa conexão elimina completamente a possibilidade de um curto-circuito. O switch tem 3 contatos:

• primeiro - alimentos para consumidores de uma rede centralizada;
• terceiro - alimentação do gerador;
• central - a rede está totalmente desenergizada.

Os consumidores estão conectados ao contato central.

Após a chave, fusíveis, RCDs e outros equipamentos de proteção devem ser instalados.

Desta forma, os geradores principais são conectados.

A principal desvantagem de todos esses métodos é o controle manual. E às vezes é necessário que o gerador dê partida automaticamente (especialmente em situações de emergência). Nestes casos, um sistema de ativação automática é usado.

Inclui 2 partidas cruzadas e um módulo de controle. Em caso de queda de energia, eles desconectam os consumidores do sistema centralizado e se conectam a um gerador.

Independentemente do método de conexão, nunca se esqueça de aterrar a carcaça do gerador. E o mais importante: dispositivos de comutação, interruptores e fusíveis não devem ser colocados no fio terra. Isso evitará acidentes e garantirá a operação segura do dispositivo.

Sobre qual gerador comprar: monofásico ou trifásico, veja abaixo.