Generator Listrik (52 Foto): Prinsip Pengoperasian Generator Arus Listrik, Jenis, Terdiri Dari Apa Dan Bagaimana Memilih

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 05:44

Mengetahui segala sesuatu tentang generator listrik diperlukan tidak hanya untuk insinyur, penyelenggara produksi, dan berbagai manajer, seperti yang biasanya mereka yakini. Pengetahuan tentang prinsip pengoperasian generator arus listrik adalah pengetahuan budaya umum dasar dunia modern. Memahami jenis generator, terdiri dari apa, bagaimana memilih perangkat, dapat secara signifikan meningkatkan kehidupan Anda sendiri dan menjamin kenyamanan bahkan dengan pemadaman listrik mendadak.

Sejarah penciptaan

Tidak mungkin untuk mengatakan dengan tepat spesialis mana yang menemukan generator listrik - banyak insinyur dan insinyur listrik telah mengerjakannya selama beberapa dekade. Bekerja pada teknik seperti itu berlanjut bahkan di abad ke-21, ketika, tampaknya, tidak ada yang signifikan yang dapat ditambahkan . Langkah menentukan menuju penciptaan generator adalah penemuan interaksi medan listrik dan jarum magnet pada tahun 1820. Secara bertahap, dimungkinkan untuk menemukan bahwa arus listrik diperoleh hanya dalam medan magnet yang bergerak atau ketika sebuah konduktor bergerak di dalamnya. Kehormatan penemuan semacam itu dimiliki oleh Anjos Yedlik (Austria, 1827) dan Michael Faraday (Inggris, 1831).

Meskipun yang pertama adalah seorang ilmuwan Hongaria, upaya rekan Inggrisnya jauh lebih terkenal . Dialah yang secara menyeluruh dan komprehensif menyelidiki induksi elektromagnetik, dan tidak hanya mencoba menciptakan mekanisme tertentu. Selain itu, Yedlik baru dapat beralih dari prototipe ke mesin dinamo lengkap pada tahun 1850-an. Tetapi Michael Faraday menciptakan generator listrik (walaupun masih belum sempurna) pada tahun 1831. Mesin dinamo secara historis merupakan tipe pertama, tetapi karena ukuran dan kompleksitas pergantiannya, mereka meninggalkan tempat kejadian.

Tahun penemuan mesin listrik pertama di Rusia adalah 1833. Pada saat yang sama, Emmanuel Lenz menemukan reversibilitas sistem - satu peralatan dapat digunakan baik untuk pembangkitan maupun sebagai motor listrik.

Tetapi perbudakan kuno tidak memungkinkan untuk mengambil keuntungan dari perkembangan yang menjanjikan, dan segera prioritas yang tidak dapat ditarik kembali pergi ke negara-negara industri maju . Sampai tahun 1851, semua generator dibuat hanya dengan magnet permanen; dalam 16 tahun ke depan, dimungkinkan untuk meningkatkan daya karena elektromagnet sederhana. Pada tahun 1866-1867, beberapa pengembang sekaligus menghadirkan mesin listrik dengan magnet self-excited.

Generator penemu Belgia-Prancis Zenob Gramm, dibangun pada tahun 1870, pertama kali banyak digunakan untuk keperluan industri . Setelah mesin diesel datang, seorang pengembang tak dikenal menemukan cara menggunakannya sebagai penggerak generator. Sudah di tahun 1920-an, generator diesel mulai aktif digunakan di industri. Penelitian oleh fisikawan pada tahun 1940-an mengarah pada penciptaan generator magnetohidrodinamik. Tetapi sistem seperti itu dapat digunakan secara eksklusif di pembangkit listrik besar, tidak ada prospek untuk penggunaan domestiknya.

Perangkat dan prinsip operasi

Setiap generator listrik mengubah impuls mekanis menjadi arus listrik. Itu diperoleh dengan memutar gulungan kawat yang ditempatkan di medan magnet. Kumparan dibagi menjadi dua bagian utama: magnet tetap kaku dan bingkai kawat. Kedua ujung koil secara mekanis dihubungkan oleh slip ring yang meluncur pada sikat karbon. Sikat ini menghantarkan arus listrik.

Prinsip pengoperasian generator juga menyiratkan bahwa pulsa yang dihasilkan oleh bagian yang berputar menuju ke cincin kontak bagian dalam . Ini terjadi tepat pada saat bagian dari bingkai lewat di dekat tepi utara magnet. Sumber arus bolak-balik biasanya bekerja berdasarkan prinsip yang disebut pembangkit arus kuat.

Ia hanya memiliki satu magnet, namun ia bergerak di sekitar beberapa gulungan. Perlu dipertimbangkan bahwa generator mobil diatur agak berbeda.

Itu mulai bekerja ketika sistem pengapian dimulai . Pada saat ini, arus melalui cincin slip bergerak ke rakitan sikat dan ke sistem eksitasi. Di sana ia menghasilkan medan magnet. Sebuah rotor yang terhubung ke poros engkol menghasilkan osilasi elektromagnetik. Arus induksi bolak-balik dihasilkan di terminal mundur. Frekuensi memutar generator self-excited meningkat hingga tingkat tertentu, dan setelah itu penyearah dipicu.

Meskipun prinsip dasar pembangkitan arus adalah interaksi medan magnet, rotor dan stator, berbagai sumber energi mekanik dapat memutar bagian yang bergerak. Mereka bisa menjadi:

• air mengalir;
• uap panas;
• angin;
• mesin pembakaran internal.

Jenis generator sinkron dibedakan oleh kebetulan frekuensi torsi stator dan rotor. Sebuah magnet permanen digunakan sebagai rotor. Ketika perangkat dimulai, rotor mulai menghasilkan medan lemah. Segera setelah putaran meningkat, gaya listrik yang besar mulai dihasilkan. Pulsa melewati regulator tegangan dan dikirim ke jaringan listrik.

Sirkuit sinkron memungkinkan parameter arus yang dipancarkan distabilkan. Namun, ada kemungkinan besar kelebihan beban listrik. Selain itu, perakitan sikat harus diservis, dan ini segera meningkatkan biaya konsumen.

Model asinkron terus berjalan dalam mode perlambatan. Rotor berputar di depan waktu, dan orientasinya bertepatan dengan orientasi medan magnet yang dihasilkan oleh stator. Rotor dapat berupa fase atau versi sangkar tupai.

Medan magnet di perangkat asinkron tidak dapat disesuaikan . Oleh karena itu, frekuensi dan arus listrik ditentukan secara langsung oleh jumlah putaran peralatan. Dalam beberapa dekade terakhir, generator elektrokimia, yang menghasilkan arus berbasis hidrogen, telah memainkan peran penting. Mereka mencoba untuk digunakan di mobil, namun sejauh ini belum memungkinkan untuk menggantikan mesin pembakaran internal. Versi lain dari generator - baterai surya bekerja melalui efek fotolistrik.

Tampilan

Dengan otonomi

Tipe yang sangat otonom - ini adalah pembangkit listrik manual. Di dalamnya, gerakan mekanis diperoleh karena kekuatan otot operator. Tentu, tidak perlu mengandalkan produktivitas tinggi dan operasi jangka panjang . Tetapi Anda dapat dengan percaya diri mendapatkan arus dalam situasi apa pun ketika Anda tidak dapat menggunakan energi bahan bakar atau angin atau air. Oleh karena itu, generator tersebut dapat dimasukkan dalam kit darurat di pesawat, digunakan dalam kasus darurat oleh ekspedisi, militer, dan sebagainya. Perangkat elektromagnetik otonom bersyarat - pada penggerak bensin.

Dengan jumlah fase

Ada perangkat fase tunggal dan tiga fase. Di rumah dan apartemen, catu daya tiga fase jarang diperlukan. Pengecualian adalah mesin tua, elemen pemanas untuk sauna, dan peralatan serupa.

Koneksi konsumen fase tunggal ke generator tiga fase harus dilakukan sesuai dengan aturan distribusi seragam.

Aturan praktis sederhana mengatakan: jika jaringan mengkonsumsi 20 kW atau kurang, tidak ada gunanya dalam tiga fase.

Dengan mode operasi

Perangkat utama yang digunakan dirancang untuk beroperasi terus menerus. Mereka biasanya menggunakan bahan bakar diesel, meskipun ada pengecualian. Peralatan semacam itu dapat menyediakan catu daya sepanjang waktu, dan itulah yang dipasang di pembangkit listrik besar dan pembangkit listrik termal . Model generator siaga dirancang untuk keadaan darurat (ketika catu daya tiba-tiba terputus). Pekerjaan juga terkadang berlangsung tanpa gangguan, tetapi hanya untuk beberapa jam.

Berdasarkan area aplikasi

Generator untuk keperluan rumah tangga disajikan dalam berbagai macam. Hampir semuanya menyediakan arus satu fasa. Nilai normalnya adalah 220 V, 50 Hz. Perangkat rumah tangga yang paling kuat bahkan digunakan untuk pengelasan, serta untuk menyalakan bengkel kecil dan layanan mobil.

Penting: kemungkinan penggunaan untuk pengelasan harus ditentukan dalam dokumentasi - jika tidak, risikonya sangat tinggi.

Untuk keperluan produksi, diperlukan generator listrik stasioner yang kuat. Mereka juga digunakan untuk:

• proyek konstruksi besar;
• mikrodistrik;
• pemukiman pondok yang kokoh;
• pelabuhan;
• stasiun kereta api;
• rumah sakit;
• institusi pendidikan;
• pusat-pusat perkantoran.

Klasifikasi peralatan rumah tangga

Bensin

Sistem yang digerakkan oleh angin atau air yang mengalir hanya ditemukan di pembangkit listrik yang kurang lebih besar. Tidak mudah untuk menggunakannya dalam kondisi lapangan (hiking) dan bahkan di rumah saja. Ini terutama berlaku untuk pembangkit listrik tenaga air. Adapun pembangkit listrik termal untuk penggunaan pribadi, mereka hampir selalu menggunakan bensin dan memberikan daya terbatas, perangkat yang lebih kuat dari 20 kW jarang ditemukan . Biasanya mereka menggunakan bensin AI-92, penggunaan AI-76 dan AI-95 hanya dimungkinkan sesekali, itupun tidak dianjurkan.

Diesel

Instalasi yang menggunakan bahan bakar diesel terkadang menghasilkan arus hingga 3 MW. Mereka akan menyediakan energi bahkan untuk desa liburan besar dengan garasi dan infrastruktur serupa.

Generator diesel tersedia dalam desain mobile atau stasioner. Kisaran produk tersebut sangat besar dan jelas mencakup kebutuhan apapun.

Bahkan model yang relatif lemah cocok untuk memasok arus ke mesin las.

Produsen

Generator listrik modern buatan Rusia dengan percaya diri menantang produk asing. Merek yang paling populer adalah:

• "Svarog";
• "Kaliber";
• energi;
• energi.

Kisaran pemasok Rusia mencakup versi rumah tangga dengan daya 1000-2000 W, dan sampel semi-industri serius dengan daya hingga 5000 W . Akhirnya, ada model yang jauh lebih kuat yang akan membantu pembangun dan penyelenggara produksi. Sejumlah generator yang diproduksi di Federasi Rusia dilengkapi dengan kontrol dan pemantauan elektronik canggih yang memantau parameter teknis. Namun, ada juga versi yang lebih sederhana - yang jauh lebih stabil dalam kondisi sulit. Akhirnya, produk perusahaan Rusia pasti akan tersedia untuk konsumen.

Segmen rumah tangga diwakili, misalnya, oleh model EG-87220. Ini memiliki garansi kepemilikan 14 bulan. Tangki bahan bakar dengan volume 15 liter sudah cukup dalam banyak kasus, tetapi autostart tidak disediakan.

Daya tertinggi mencapai 2200 watt. Tegangan operasi - diharapkan 220 V.

Generator yang sangat baik juga dipasok oleh perusahaan Prancis SDMO . Secara umum, ini adalah salah satu pemimpin dunia dalam produksi generator listrik dari berbagai jenis dan kapasitas. Anda dapat dengan mudah menemukan pembangkit listrik tenaga bensin SDMO yang dapat menyelesaikan hampir semua tugas yang mungkin. Mereka menawarkan kinerja yang menarik. Kisaran perhatian Prancis termasuk model dengan bingkai khusus yang meredam getaran. Dilengkapi dengan komponen elektronik yang sangat baik.

Perhatian tertuju pada model K10M . Ini memberikan tegangan 230 V dan dikendalikan dari remote control. Pemutus sirkuit daya disediakan, kemampuan untuk bekerja pada - 30 derajat. Sistem anti-getaran dipasang pada bingkai. Ada juga generator pengisian 12V.

Perusahaan pesaing Caiman memasuki pasar Rusia relatif baru-baru ini . Namun, dia telah berhasil menunjukkan keunggulan produknya seyakin mungkin. Modelnya dirancang untuk kebisingan minimal, dan dapat dipasang dengan aman bahkan di dalam rumah. Semua generator merek ini memenuhi standar lingkungan tertinggi. Tentu saja, rangkaian Caiman mencakup perangkat dengan berbagai kapasitas dan ukuran.

Merek ini dapat membanggakan model Expert 3010X. Ini memiliki opsi pendinginan udara canggih. Camshaft menggunakan penggerak rantai yang ditingkatkan.

Filter memastikan generator menyala bahkan di tempat yang sangat berdebu. Otomatisasi akan memastikan bahwa memulai tanpa oli tidak mungkin dilakukan. Perlu juga diperhatikan:

• sepasang outlet terlindung dari kelembaban;
• jaminan masa pakai baterai hingga 210 menit;
• peralatan pendingin yang bijaksana;
• sistem tanpa sikat yang sangat baik yang tidak memerlukan perawatan canggih.

Pabrikan Jerman Endress menempati posisi yang sangat baik di pasar. Di Jerman sendiri, yang sudah banyak bicara, perangkatnya sangat populer. Perusahaan secara aktif menggunakan solusi kompleks yang canggih. Seperti pemasok sebelumnya, rangkaian ini mencakup seluruh rangkaian opsi catu daya. Kekuatan bagian utama model bervariasi dari 1500 hingga 9000 W. Hampir semua perangkat Endress mampu memberikan 220 dan 380 V.

Contoh yang baik adalah ESE 404 YS Diesel . Versi ini dihargai karena keandalannya dan konsumsi bahan bakarnya yang rendah. Kekuatan perangkat mencapai 3, 9 kVA. Peringkat tegangan generator fase tunggal adalah 230 V. Perlindungan listrik adalah IP23.

Berbicara tentang pemasok Jerman, adalah bodoh untuk mengabaikan merek populer lainnya - Fubag . Generator listriknya memiliki kualitas yang sama dengan setidaknya peralatan las yang lebih terkenal. Spesialis Fubag tidak hanya peduli dengan karakteristik teknis, tetapi juga tentang desain asli, yang membuatnya lebih mudah untuk diservis. Generator merek ini secara resmi termasuk dalam kategori profesional. Namun, mereka tidak kalah sukses digunakan di sektor swasta.

Pembangkit listrik fase tunggal terbuka DS 16 A ES menghasilkan arus hingga 13,6 kVA menggunakan tangki 51 liter. Pemanasan awal udara disediakan.

Perancang menangani perlindungan kelebihan beban, tingkat hambatan listrik adalah IP23. Instalasi empat silinder menyediakan arus 54 A. Pada beban 75%, perangkat akan bekerja hingga 10 jam.

Konsumen Rusia telah lama menghargai keunggulan generator listrik merek Resanta. Mereka dipuji karena:

• detail berteknologi tinggi;
• kemudahan layanan;
• rasio berat-ke-daya yang sangat baik;
• kestabilan tegangan keluaran.

Dalam bermacam-macam, model BG 4000 R, yang menggunakan bensin, menonjol. Peringkat daya - 3 kW, kelas bahan bakar - AI-92. Sistem penyikatan sinkron bekerja dengan sempurna, informasi dibawa ke pengguna oleh layar. Kunci busi, kenop disertakan dalam kit. Bahkan, produksinya dilakukan di China.

Di antara perusahaan Cina, merek ELITECH menonjol . Di negara kita, dia sudah dikenal sejak 2008. Generator semacam itu tidak hanya berkualitas tinggi, tetapi juga bersahaja dan serbaguna. Produk ELITECH menggunakan teknologi terbaru, dan oleh karena itu perusahaan berhasil menyingkirkan banyak mantan pemimpin pasar. Generator gas perusahaan ini dibedakan dengan start gabungan, mereka dapat dibuat dalam bentuk stasioner atau bergerak.

Contoh genset rumah tangga sederhana adalah BES 950 R . Dengan kapasitas tangki 4, 4 liter, ia memberikan kekuatan arus 2, 8 A. Mulai terjadi dalam mode manual. Otomatisasi memantau level oli dan mematikan perangkat sesuai kebutuhan. Mesin dua langkah katup atas memiliki satu silinder berpendingin udara. Volume suara mencapai 56 dBA. Generator listrik Norwegia tidak pantas disebutkan secara khusus, tidak seperti merek:

• Makita;
• Hitachi;
• Hyundai;
• Kipor;
• penjaga hutan.

Bagaimana cara memilih?

Membeli perangkat "hanya diam" tidak sepenuhnya masuk akal. Serta perangkat yang paling kuat. Pertama-tama, Anda harus memutuskan untuk tujuan apa generator akan digunakan:

• dalam pasokan listrik musiman;
• sebagai jaring pengaman cadangan;
• sebagai solusi darurat;
• sebagai sumber energi permanen.

Bagi wisatawan, pemburu, nelayan, dan sebagian konsumen komersial, lebih tepat memilih generator seluler. Dia juga akan cocok untuk penghuni musim panas. Tetapi kekuatan perangkat sangat penting. Itu harus seimbang: teknik yang lemah tidak akan "menarik" tugas, dan teknik yang terlalu kuat akan menyia-nyiakan sumber daya.

Menentukan indikator yang diperlukan membantu memperhitungkan koefisien arus awal, serta membagi perangkat menjadi penting dan tidak terlalu penting (penyedot debu, mesin cuci, setrika, oven microwave tidak perlu ditambahkan).

Jumlah fase juga sangat relevan. Hanya peralatan satu fasa yang dapat dialiri daya dari generator satu fasa. Namun, untuk penggunaan domestik dan pinggiran kota, ini tidak terlalu penting. Model tiga fase harus diambil untuk melengkapi lokasi bangunan, perusahaan industri dan bengkel masing-masing. Penting: mereka memberikan tidak lebih dari 1/3 daya per fase.

Aspek penting lainnya adalah bahan bakar yang digunakan . Model bensin akan memungkinkan Anda untuk memasok arus ke rumah jika terjadi kegagalan berkala. Perangkat ini kompak, relatif ringan dan memiliki sedikit noise. Mereka secara aktif digunakan oleh perusahaan komersial kecil - baik produksi maupun perdagangan. Modifikasi diesel mahal, menghasilkan banyak kebisingan, tetapi menghasilkan banyak arus dan dapat bekerja untuk waktu yang lama tanpa gangguan. Model berharga di mana jaringan listrik kurang sebagai kelas.

Versi bahan bakar ganda akan lebih irit dan lebih fleksibel daripada yang lain. Mereka biasanya menggunakan bensin dan gas, dan beralih dengan mudah.

Gas cair balon jauh lebih murah daripada bensin . Mode ini bahkan lebih menguntungkan saat terhubung ke jalan raya. Perangkat asinkron dirancang untuk catu daya di udara terbuka, mereka juga harus digunakan untuk ruangan yang sangat lembab.

Namun, masalahnya adalah generator brushless tidak tahu bagaimana memberikan arus berkualitas tinggi yang sempurna dengan gelombang sinus yang optimal. Peralatan rumah tangga dan komputer paling baik ditenagai oleh perangkat sinkron. Bahkan kerentanan terhadap kerusakan debu dibenarkan oleh parameter stabil dan karakteristik arus tinggi. Sebuah alternator tembaga-luka lebih mahal, tetapi melakukan panas jauh lebih baik dan memiliki output daya yang sangat baik. Selain itu, Anda harus memperhatikan:

• kehadiran sistem AVR (tanpanya, lonjakan daya dapat merusak ponsel, tablet, dan laptop);
• starter tipe manual atau elektrik;
• kehadiran opsi untuk memulai secara otomatis (dan terkadang berhenti);
• kasing tertutup atau terbuka (opsi pertama lebih stabil dan andal, tetapi bisa terlalu panas);
• hitungan mundur jam mesin (memungkinkan perawatan tepat waktu);
• konsumsi bahan bakar;
• ulasan;
• kemampuan layanan pemasok.