Qu'est-ce qu'un générateur électrique et son fonctionnement

Le générateur électrique a été inventé avant la découverte de la corrélation entre l'électricité et le magnétisme. Ces générateurs utilisent des principes électrostatiques pour fonctionner à l'aide de plaques, de courroies mobiles chargées électriquement ainsi que de disques pour transporter la charge vers une électrode à fort potentiel. Les générateurs utilisent deux mécanismes pour générer la charge comme l'effet triboélectrique sinon l'induction électrostatique. Ainsi, il génère un courant faible ainsi qu'une très haute tension en raison de la complexité des machines isolantes ainsi que de leur inefficacité. Les puissances nominales des générateurs électrostatiques sont faibles et ne sont donc jamais utilisées pour la production d'électricité. Les applications pratiques de ce générateur sont de fournir de l'énergie aux tubes à rayons X ainsi qu'aux accélérateurs de particules atomiques.

Qu'est-ce qu'un générateur électrique?

Un autre nom d'un générateur électrique est une dynamo pour la transmission ainsi que la distribution d'énergie sur les lignes électriques à différentes applications telles que domestique, industriel, commercial, etc. Celles-ci sont également applicables dans les avions, les automobiles, les trains, les navires pour produire de l'énergie électrique . Pour un générateur électrique, la puissance mécanique peut être obtenue grâce à un arbre rotatif qui est équivalent au couple de l'arbre qui est multiplié en utilisant une vitesse angulaire ou de rotation.

L'énergie mécanique peut être obtenue par différentes sources telles que les turbines hydrauliques dans les chutes d'eau / barrages, les turbines à vapeur, les turbines à gaz et les éoliennes, où la vapeur peut être générée par la chaleur de l'inflammation de combustibles fossiles, sinon par la fission nucléaire. Les turbines à gaz peuvent brûler le gaz directement dans la turbine, sinon les moteurs diesel et l'essence. La construction du générateur ainsi que sa vitesse peuvent changer en fonction des caractéristiques du moteur mécanique.

Un générateur est une machine qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique. Il fonctionne sur le principe de la loi de Faraday de l'induction électromagnétique. La loi de Faradays stipule que chaque fois qu'un conducteur est placé dans un champ magnétique variable, l'EMF est induit et cet EMF induit est égal au taux de changement des liaisons de flux. Cet EMF peut être généré lorsqu'il y a soit un espace relatif, soit une variation temporelle relative entre le conducteur et le champ magnétique. Les éléments importants d'un générateur sont donc:

• Champ magnétique
• Le mouvement du conducteur dans un champ magnétique

Fonctionnalités

Le principal caractéristiques des générateurs électriques inclure les éléments suivants.

Puissance

La capacité de sortie de puissance d'un générateur électrique est une large gamme. En sélectionnant un générateur idéal, les exigences de puissance élevée et faible peuvent être facilement satisfaites grâce à une puissance de sortie identique.

Le carburant

Plusieurs options de carburant comme l'essence, le diesel, le GPL, le gaz naturel sont accessibles pour les générateurs électriques.

Portabilité

Les générateurs électriques sont portables car ils sont conçus avec des poignées et des roues. Ainsi, ils peuvent être facilement déplacés d'un endroit à un autre.

Bruit

Certains générateurs intègrent une technologie de réduction du bruit afin de réduire la pollution sonore.

Construction d'un générateur électrique

La construction d'un générateur électrique peut être réalisée à l'aide de différentes pièces telles que l'alternateur, le système d'alimentation en carburant, le régulateur de tension, le système de refroidissement et d'échappement, le système de lubrification, le chargeur de batterie, le panneau de commande, le châssis ou l'assemblage principal.

Alternateur

La conversion d'énergie qui se produit dans un générateur est connue sous le nom d'alternateur. Cela comprend à la fois les pièces fixes et mobiles qui travaillent conjointement pour générer le champ électromagnétique ainsi que le flux d'électrons pour générer de l'électricité.

Système de carburant

Le système d'alimentation en carburant du générateur est utilisé pour générer l'énergie requise. Ce système comprend une pompe à carburant, un réservoir de carburant, un tuyau de retour et un tuyau qui est utilisé pour connecter le moteur et le réservoir. Un filtre à carburant est utilisé pour éliminer les débris avant qu'ils n'atteignent le moteur et un injecteur permet au carburant de s'écouler dans la chambre de combustion.

Moteur

La fonction principale du moteur est de fournir de l'énergie électrique au générateur. La plage de puissance générée par un générateur peut être décidée par la puissance du moteur.

Régulateur de tension

Ce composant est utilisé pour contrôler la tension de l'électricité produite. Il convertit également l'électricité CA en CC si nécessaire.

Systèmes de refroidissement et d'échappement

Généralement, les générateurs produisent beaucoup de chaleur, donc réduisez la chaleur due à la surchauffe d'une machine, le système de refroidissement est utilisé. Le système d'échappement est utilisé pour éliminer les fumées pendant son fonctionnement.

Système de lubrification

Dans un générateur, il y a plusieurs petites pièces ainsi que mobiles qui sont nécessaires pour les lubrifier suffisamment en utilisant de l'huile moteur afin d'obtenir un fonctionnement en douceur et de protéger de l'usure excessive. Les niveaux de lubrifiant doivent être vérifiés fréquemment toutes les 8 heures du processus.

Chargeur de batterie

Les batteries sont principalement utilisées pour alimenter le générateur. C'est un composant automatique complet utilisé pour s'assurer que la batterie est prête à fonctionner une fois que nécessaire en l'alimentant en utilisant une tension stable de bas niveau.

Panneau de commande

Le panneau de commande est utilisé pour contrôler toutes les fonctionnalités du générateur tout en fonctionnant du début à la fin. Les unités modernes sont capables de détecter lorsque le générateur s'allume / s'éteint automatiquement.

Cadre / ensemble principal

Le cadre est le corps du générateur et c'est la partie où la structure maintient tout en place.

Fonctionnement du générateur électrique

Les générateurs sont essentiellement des bobines de conducteurs électriques, normalement du fil de cuivre, qui est étroitement enroulé sur un noyau métallique et est monté pour se retourner à l'intérieur d'une exposition de grands aimants. Un conducteur électrique se déplace à travers un champ magnétique, le magnétisme s'interface avec les électrons dans le conducteur pour induire un flux de courant électrique à l'intérieur.

Générateur électrique

La bobine conductrice et son noyau sont appelés l'armature, reliant l'armature à l'arbre d'une source d'énergie mécanique, par exemple un moteur, le conducteur en cuivre peut tourner à une vitesse exceptionnellement accrue sur le champ magnétique.

Le moment où l'armature du générateur commence à tourner, alors il y a un faible champ magnétique dans les chaussures polaires de fer. Lorsque l'armature tourne, elle commence à augmenter la tension. Une partie de cette tension est produite sur les enroulements de champ à travers le régulateur du générateur. Cette tension impressionnante crée un courant d'enroulement plus fort, augmente la force du champ magnétique.

Le champ étendu produit plus de tension dans l'armature. Ceci, à son tour, produit plus de courant dans les enroulements de champ, avec une tension d'induit plus élevée qui en résulte. A ce moment, les signes des chaussures dépendaient du sens de circulation du courant dans l'enroulement de champ. Les signes opposés donneront au courant de circuler dans la mauvaise direction.

Comment le générateur électrique crée-t-il de l'électricité?

En fait, les générateurs électriques ne créent pas d'électricité au lieu de créer, ils changent l'énergie de mécanique à électrique ou chimique à électrique. Cette conversion d'énergie peut être effectuée en capturant la puissance de mouvement et en la convertissant en forme électrique en poussant des électrons de la source extérieure à l'aide d'un circuit électrique. Un générateur électrique fonctionne essentiellement en sens inverse du moteur.

Certains générateurs utilisés au barrage Hoover fourniront une grande quantité d'énergie en transmettant la puissance créée par les turbines. Les générateurs qui sont utilisés à des fins commerciales et résidentielles sont de très petite taille, mais ils dépendent de différentes sources de carburant telles que le gaz, le diesel et le propane pour générer de l'énergie mécanique.

Cette puissance peut être utilisée dans un circuit pour induire un courant.
Une fois ce courant créé, il est dirigé en utilisant des fils de cuivre pour alimenter des appareils extérieurs, des machines ou des systèmes électriques entiers.

Les générateurs actuels utilisent le principe de l’induction électromagnétique de Michael Faraday car il a découvert qu’une fois qu’un conducteur tourne dans un champ magnétique, des charges électriques peuvent se former pour créer un courant. Un générateur électrique est lié à la façon dont une pompe à eau force l'eau à l'aide d'un tuyau.

Types de générateurs électriques

Les générateurs sont classés en types.

• Générateurs AC
• Générateurs DC

Générateurs AC

Ceux-ci sont également appelés alternateurs. C'est le moyen le plus important de produire de l'énergie électrique dans de nombreux endroits puisque de nos jours, tous les consommateurs utilisent le courant alternatif. Il fonctionne selon le principe de l'induction électromagnétique. Ceux-ci sont de deux types, l'un est un générateur à induction et l'autre est un générateur synchrone.

Le générateur à induction ne nécessite aucune excitation CC séparée, commandes de régulateur, commande de fréquence ou régulateur. Ce concept a lieu lorsque les bobines conductrices tournent dans un champ magnétique actionnant un courant et une tension. Les générateurs doivent fonctionner à une vitesse constante pour transmettre une tension alternative stable, même sans charge est accessible.

Générateur AC

Les générateurs synchrones sont des générateurs de grande taille principalement utilisés dans les centrales électriques. Ceux-ci peuvent être du type à champ tournant ou du type à armature rotative. Dans le type à armature tournante, l'armature est au rotor et le champ est au stator. Le courant d'induit du rotor est pris à travers des bagues collectrices et des brosses. Celles-ci sont limitées en raison des fortes pertes dues au vent. Ceux-ci sont utilisés pour les applications à faible puissance de sortie. Le type d'alternateur à champ tournant est largement utilisé en raison de sa capacité de production d'énergie élevée et de l'absence de bagues collectrices et de balais.

Il peut s'agir de générateurs triphasés ou biphasés. Un alternateur biphasé produit deux tensions complètement distinctes. Chaque tension peut être considérée comme une tension monophasée. Chacun est généré en tension complètement indépendant de l'autre. L'alternateur triphasé a trois monophasés des enroulements espacés de telle sorte que la tension induite dans l'une quelconque des phases soit décalée de 120 ° par rapport aux deux autres.

Ceux-ci peuvent être connectés en triangle ou en étoile. Dans Delta Connection, chaque extrémité de bobine est connectée ensemble pour former une boucle fermée. Une connexion Delta apparaît comme la lettre grecque Delta (Δ). Dans la connexion en étoile, une extrémité de chaque bobine est connectée ensemble et l'autre extrémité de chaque bobine est laissée ouverte pour les connexions externes. Une connexion en étoile apparaît sous la forme de la lettre Y.

Ces générateurs sont emballés avec un moteur ou une turbine à utiliser comme groupe électrogène et utilisés dans des applications telles que l'extraction navale, de pétrole et de gaz, les machines minières, les centrales éoliennes, etc.

Avantages

Les avantages des générateurs CA sont les suivants.

• Ces générateurs sont généralement sans entretien, en raison de l'absence de balais.
• Accélérez facilement et descendre à travers les transformateurs .
• La taille du lien de transmission peut être plus mince en raison de la fonction d'extension
• Taille du générateur relativement plus petite que la machine DC
• Les pertes sont relativement inférieures à celles des machines à courant continu
• Ces disjoncteurs de générateur sont relativement plus petits que les disjoncteurs CC

Générateurs DC

Le générateur CC se trouve généralement dans les applications hors réseau. Ces générateurs fournissent une alimentation électrique transparente directement dans les dispositifs de stockage électrique et les réseaux électriques CC sans équipement nouveau. L'énergie stockée est acheminée vers les charges via des convertisseurs CC-CA. Les générateurs CC pourraient être contrôlés à une vitesse immobile, car les batteries ont tendance à être stimulantes pour récupérer beaucoup plus de carburant.

Générateur DC

Classification des générateurs CC

Les générateurs D.C sont classés en fonction de la manière dont leur champ magnétique est développé dans le stator de la machine.

• générateurs DC à aimants permanents
• Excitez séparément les générateurs CC et
• Générateurs DC auto-excités.

Les générateurs de courant continu à aimants permanents ne nécessitent pas d'excitation de champ externe car ils ont des aimants permanents pour produire le flux. Ceux-ci sont utilisés pour les applications à faible puissance comme les dynamos. Les générateurs CC à excitation séparée nécessitent une excitation de champ externe pour produire le flux magnétique. On peut également faire varier l'excitation pour obtenir une puissance de sortie variable.

Ceux-ci sont utilisés dans les applications de galvanoplastie et d'électroraffinage. En raison du magnétisme résiduel présent dans les pôles du stator, les générateurs CC auto-excités peuvent produire leur propre champ magnétique une fois qu'ils sont démarrés. Ceux-ci sont de conception simple et il n'est pas nécessaire d'avoir le circuit externe pour faire varier l'excitation du champ. Encore une fois, ces générateurs CC auto-excités sont classés en générateurs shunt, série et composé.

Ceux-ci sont utilisés dans des applications telles que la charge de batterie, le soudage, les applications d'éclairage ordinaires, etc.

Avantages

Les avantages d'un générateur à courant continu sont les suivants.

• Les machines à courant continu ont principalement une grande variété de caractéristiques de fonctionnement qui peuvent être obtenues en sélectionnant la méthode d'excitation des enroulements de champ.
• La tension de sortie peut être lissée en disposant régulièrement les bobines autour de l'armature. Cela conduit à moins de fluctuations qui sont souhaitables pour certaines applications en régime permanent.
• Aucun blindage n'est nécessaire pour le rayonnement, donc le coût du câble sera inférieur à celui du courant alternatif.

Autres types de générateurs électriques

Les générateurs sont classés en différents types tels que portables, de secours et onduleurs.

Générateur portable

Ceux-ci sont extrêmement utilisés dans différentes applications et ils sont disponibles dans différentes configurations en changeant de puissance. Ceux-ci sont utiles lors de catastrophes normales une fois que le réseau électrique est endommagé. Ils sont utilisés dans les établissements commerciaux résidentiels et plus légers comme les magasins, les points de vente au détail, sur le terrain de la construction pour fournir de l'énergie à des outils plus petits, des mariages en plein air, du camping, des événements en plein air et pour fournir des équipements agricoles comme des puits de forage ou des systèmes d'irrigation goutte à goutte.

Ce type de générateur est alimenté par du carburant diesel, sinon du gaz pour fournir une alimentation électrique à court terme. Les principales caractéristiques du générateur portable sont

• Il conduit l'électricité en utilisant un moteur à combustion.
• Celui-ci peut se brancher sur différents outils sinon sur des appareils via ses prises.
• Il peut être connecté à des sous-panneaux.
• Il est utilisé dans les régions éloignées.
• Il utilise moins d'énergie pour faire fonctionner le congélateur, la télévision et le réfrigérateur.
• La vitesse du moteur doit être à 3600 tr / min pour faire le courant typique avec une fréquence de 60 Hz de courant.
• Le régime du moteur peut être contrôlé par l'opérateur
• Il alimente les lumières ainsi que les outils

Générateur d'onduleur

Ce type de générateur utilise un moteur en le connectant à un alternateur pour générer du courant alternatif et utilise également un redresseur pour changer le courant alternatif en courant continu. Ceux-ci sont utilisés dans les réfrigérateurs, les climatiseurs, les automobiles de bateau qui nécessitent des valeurs de fréquence spécifique ainsi que de tension. Ceux-ci sont disponibles en moins lourds et solides. Les caractéristiques de ce générateur comprennent principalement les suivantes.

• Cela dépend des aimants modernes.
• Il utilise des circuits électroniques supérieurs.
• Il utilise 3 phases pour produire de l'électricité.
• Il maintient une alimentation en courant stable vers un appareil.
• Il est économe en énergie car la vitesse d'un moteur s'ajustera en fonction de la puissance requise.
• Lorsqu'il est utilisé avec le bon appareil, son courant alternatif peut être fixé à n'importe quelle tension et fréquence.
• Ceux-ci sont légers et utilisés dans une voiture, un bateau, etc.

Générateur de secours

Il s'agit d'un type de système électrique, utilisé pour fonctionner via un commutateur de transfert automatique qui donne un signal pour mettre sous tension un appareil en perte de puissance. Les meilleures caractéristiques d'un générateur de secours sont les suivantes.

• Le fonctionnement de ceci peut être fait automatiquement
• Il est utilisé dans les systèmes de sécurité pour l'éclairage de secours, les ascenseurs, les équipements de survie, les systèmes médicaux et de protection incendie.
• Il fournit une protection électrique stable
• Il surveille en permanence l'alimentation électrique
• Il exécute automatiquement des auto-tests chaque semaine pour vérifier qu'il répond correctement ou non à une perte de puissance.
• Il comprend deux composants comme un commutateur de transfert automatique et un générateur de secours
• Il détecte la perte de puissance en quelques secondes et améliore l'électricité
• Il fonctionne en utilisant du gaz naturel sinon du propane liquide.
• Il utilise un moteur à combustion en interne.

Générateurs industriels

Les générateurs industriels sont quelque chose de différent par rapport aux applications commerciales ou résidentielles. Ce sont robustes et robustes qui fonctionnent dans des conditions difficiles. Les caractéristiques d'alimentation fournies vont de 20 kW-2500 kW, 120-48 volts et alimentation monophasée à triphasée.

Ils sont généralement plus personnalisés que les autres types. La classification de ces générateurs peut être effectuée en fonction du carburant utilisé pour faire tourner le moteur afin que de l'énergie électrique puisse être générée. Les carburants sont le gaz naturel, le diesel, l'essence, le propane et le kérosène,

Générateurs à induction

Ces générateurs sont de deux types comme auto-excité et excité extérieurement. Les auto-excités sont utilisés dans les moulins à vent où le vent est utilisé comme une source d'énergie non traditionnelle qui se convertit en énergie électrique. Les applications à excitation externe sont utilisées dans les applications de freinage régénératif telles que les grues, les palans, les locomotives électriques et les ascenseurs.

Entretien du générateur électrique

L'entretien des générateurs électriques est assez similaire à tous les types de moteurs. Pour chaque fabricant, il est très important de connaître son entretien pour tous les générateurs. L'entretien normal est une inspection générale comme la vérification des fuites, les niveaux de liquide de refroidissement, un coup d'œil sur les tuyaux et les courroies, les câbles et les bornes de batterie. Il est important d'examiner l'huile pour la changer fréquemment. La fréquence de changement d'huile dépend principalement du fabricant, de la fréquence à laquelle elle est utilisée. Si le générateur utilise du diesel, il est nécessaire de changer l'huile pour 100 heures d'activité.

Une fois par an, le filtrage et le nettoyage du carburant dégradent très rapidement le carburant diesel. Après quelques jours de fonctionnement, ce carburant peut se dégrader par la pollution de l'eau et les microbes, ce qui entraîne des conduites de carburant bloquées ainsi que des filtres. Le nettoyage du carburant utilise des biocides par an dans tous les types de générateurs, à l'exception du générateur de secours, où il attirera l'humidité.

Le système de refroidissement doit être entretenu car il doit vérifier le niveau de liquide de refroidissement à des intervalles accessibles pendant le temps d'arrêt.

L'alimentation de la batterie doit être vérifiée car des problèmes dans une batterie peuvent provoquer des pannes. Des tests réguliers sont nécessaires pour notifier l'état actuel de la batterie. Il s'agit de vérifier les niveaux d'électrolyte ainsi que la gravité exacte des batteries électriques.

Il est également très important d'éliminer le générateur pendant 30 minutes sur une base hebdomadaire sous charge. Enlevez l'excès d'humidité, graissez le moteur et filtrez le carburant ainsi que la feuille. Une fois que toutes les pièces mobiles trouvées n'importe où sur le générateur doivent être placées de manière stable.

Pour une inspection plus approfondie, il faut conserver ses registres pour connaître l'état de votre générateur.

Applications

Le applications des générateurs électriques inclure les éléments suivants.

• Dans différentes villes, des générateurs alimentent la plupart des réseaux électriques
• Ceux-ci sont utilisés dans le transport
• Les générateurs à petite échelle offrent une excellente sauvegarde pour les besoins en énergie des ménages, sinon pour les petites entreprises
• Ceux-ci sont utilisés pour entraîner des moteurs électriques
• Ceux-ci sont utilisés avant la mise sous tension des champs de construction.
• Ceux-ci sont utilisés dans les laboratoires pour donner la plage de tension
• L'efficacité énergétique comme l'utilisation du carburant peut être considérablement réduite

Désavantages

Le principal inconvénient est qu'ils ne peuvent pas arrêter les fluctuations de tension majeures, pour cette raison, les générateurs de type conventionnel ne sont pas appropriés pour faire fonctionner des consommateurs sensibles à la tension tels que les PC. ordinateurs portables, téléviseurs ou systèmes de musique, car ils peuvent les endommager dans le mauvais cas.

Il s'agit donc d'une vue d'ensemble d'un générateur électrique. Un générateur électrique fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique. Ce principe a été découvert grâce à Michael Faraday. Fondamentalement, les générateurs sont des bobines conductrices électriques ou généralement un fil de cuivre. Ce fil est étroitement enroulé sur un noyau métallique et est placé pour tourner approximativement dans une exposition de gros aimants.

Un conducteur électrique tourne dans un champ magnétique et le magnétisme se connectera à travers les électrons à l'intérieur du conducteur pour provoquer un flux de courant à l'intérieur. Ici, la bobine conductrice ainsi que son noyau sont appelés armature. Ceci est relié à l'arbre d'une source d'alimentation. Vous avez maintenant clairement compris le fonctionnement et les types de générateurs. En outre, toute autre question sur ce sujet ou sur l'électricité et projets électroniques laissez les commentaires ci-dessous.

Source de l'image du générateur électrique: topalternative