Geradores autoalimentados:um guia obrigatório para a indústria eletrônica

Com a era Do It Yourself (DIYs), quem não se importaria de configurar um gerador autoalimentado para funcionar em seu local de trabalho ou em casa? Além de ser fácil de usar e construir, um gerador autoalimentado é eficiente devido à sua fonte de energia limpa. Além disso, toda a configuração é gratuita e pode funcionar continuamente.

Queremos dizer que não requer diesel para funcionar limpo. Por isso, apresenta riscos quase nulos para os seres humanos. Por outro lado, a produção regular de eletricidade a partir do petróleo emite poluentes que muitas vezes são perigosos para a humanidade. Ao considerar fontes de energia limpa, também incluímos a nanoenergia. Além de ser quase semelhante em termos de energia de saída, a nanoenergia também garante a segurança do ambiente energético no sistema habitacional. Há mais do que isso quando se trata do gerador e da energia eletrônica. Se você estiver interessado em amplo conhecimento, por favor, continue com a leitura.

1. O que são geradores autoalimentados?

Os geradores autoalimentados são dispositivos elétricos que funcionam produzindo uma potência de saída elétrica consistente. Muitas vezes, a magnitude da produção de energia de saída substitui a fonte de alimentação de entrada. Então, ao contrário de outros geradores, ele funciona sob o princípio de conectar um motor elétrico e um alternador para produzir uma corrente elétrica automaticamente. Ele faz isso sem usar qualquer combustível.

(partes de um motor elétrico).

2. Como funcionam os geradores autoalimentados

Três coisas cruciais resumem como o gerador auto-alimentado opera. Eles incluem; o motor elétrico, alternador e o princípio de funcionamento (como mencionado na definição).

Abaixo estão os passos práticos pelos quais o gerador funciona;

• Em primeiro lugar, um motor sem escovas recebe energia da bateria e energia de um controlador eletrônico de velocidade (ESC). Principalmente, o motor liga cerca de 3000 e 5000 rpm no arrasto.
• Então, o motor sem escova acionará o motor CA para gerar as formas de energia CC e CA.
• Para alimentar o motor sem escovas, a saída de energia CC sofre retificação e passa por uma bateria de capacitores posteriormente. Além disso, a etapa ajuda a interromper as infrequências de tensão que geralmente aparecem no motor CA e nas infrequências de velocidade do motor sem escovas.

motor CA e gerador).

• Quarto, o sistema de controle do gerador controlará a tensão de entrada CA e CC e a carga da rede elétrica.
• O LCD mostrará a porcentagem da bateria, o tempo de execução e a voltagem. Os botões aqui definem a voltagem e o tempo de execução de acordo com suas instruções.
• Você também pode usar um interruptor automático para alterar a voltagem de sua bateria recente para uma bateria de capacitor. Em seguida, você recarrega a bateria que não está em uso no momento.
• Finalmente, uma placa Arduino ajudará na verificação da temperatura do motor sem escovas.

3. Como fazer um gerador auto-alimentado

Geralmente, diferentes partes de um gerador trabalham para produzir um efeito saudável que ajuda a operar as máquinas. Alguns deles incluem:

Rotor

Faz parte do motor elétrico que auxilia no movimento. Principalmente, ele faz isso usando seus condutores de corrente para interagir com o estator, eventualmente produzindo energia mecânica.

um rotor de motor CC).

Rolamento

Fornece suporte mecânico ao rotor para permanecer em um eixo específico durante a rotação. Então, novamente, o rolamento recebe suporte constante da carcaça do motor que o mantém firmemente no lugar.

Uma imagem de rolamentos).

Geradores Autoalimentados–Estator

Tem um dos dois componentes - um ímã permanente ou de enrolamento. Consequentemente, o(s) componente(s) mantém um estado estacionário. Além disso, o núcleo possui laminações que são folhas de metal finas.

partida do alternador).

Geradores de autoalimentação – intervalo de ar

É o espaço entre o estator e o rotor. Em todos os momentos, o espaço de entreferro deve ser pequeno. Uma vez que folgas de ar mais significativas afetam negativamente o desempenho do motor.

Geradores Autoalimentados–Enrolamentos

Refere-se a fios que, em aparência de bobina, envolvem um núcleo magnético feito de ferro – o arranjo dos enrolamentos auxilia na formação de pólos magnéticos para a passagem de correntes elétricas.

(enrolamentos em uma máquina)

Geradores de autoalimentação–Comutador

O último componente, um comutador, constitui uma parte crucial do gerador. Sem isso, o motor não funciona. Ele funciona provocando as inversões das correntes e, em seguida, aplicando a energia à máquina de maneira otimizada. Tecnicamente, é um mecanismo que resulta em uma entrada de comutação de máquinas CA e CC. Além disso, as máquinas DC e AC possuem segmentos de anéis coletores com isolamentos entre si. Sem esquecer o eixo do motor elétrico.

As etapas de fabricação do gerador de autoalimentação são as seguintes:

• Primeiro, você usará uma polia que conecta o rotor elétrico e o alternador, contribuindo assim para o fluxo de energia mecânica do motor elétrico para o gerador.

Geradores de autoalimentação–Observação

um rotor deve ter menos watts. Quanto menores os watts, maiores as chances de gerar mais potência de saída para uso externo. Watts mais altos consomem a saída de energia do gerador, portanto, baixa energia para utilitários externos.

• Em seguida, conecte o rotor elétrico a uma bateria por meio de um regulador de energia. A razão para fazer isso é ajudar na regulação da velocidade do motor. Você pode até usar o regulador que liga um botão em um ventilador de teto.
• Com a bateria instalada, você poderá ligar o gerador. Ele permite que o sistema receba a energia inicial para o acúmulo gradual de energia no gerador.
• Em quarto lugar, você fará uma conexão traseira da saída do gerador elétrico. Permite a produção de volta por causa do motor elétrico através do regulador (para regulação da velocidade do motor elétrico).
• Mais tarde, quando o sistema estiver totalmente energizado, você poderá remover a energia de partida inicial para que o gerador continue funcionando sozinho. Portanto, o produto final resulta em um gerador elétrico produzindo energia para um motor elétrico enquanto gera uma potência de saída para uso.

Resumo:

A potência total produzida – Potência usada pelo rotor =saída líquida

4. Outros projetos relacionados

Em uma de suas inúmeras contribuições tecnológicas, Sir Howard Johnson introduziu um método que envolvia reduzir as contas de energia elétrica passando apenas uma quantidade mínima de tensão através de um sistema. Posteriormente, pode-se aumentar a tensão usando os alternadores conectados.

Praticamente falando, se você passar uma tensão tão baixa quanto 10V através de um sistema, poderá gerar até 14.000V. Por sua vez, há menos contas de energia elétrica para uma construção fácil.

5. Relação entre Nano Energy e Gerador Autoalimentado

Ao longo dos anos, houve a necessidade de erradicar problemas em fontes de alimentação insustentáveis. Foi através da descoberta de diferentes fontes de energia como substitutos ou baterias inovadoras. Os tecnólogos fizeram isso usando nanogeradores para gerar nano energia. Eles fazem isso preenchendo o ambiente energético com energia colhida do ambiente. Por exemplo, eles podem usar gradientes de temperatura ou radiação solar.

Em seguida, eles converterão a energia ambiente e química em energia elétrica por meio de efeitos notavelmente, os efeitos fotoelétricos, piezoelétricos e triboelétricos. Depois, eles aplicam a nanoenergia em eletrônicos portáteis tornando-os auto-alimentados.

Os nanogeradores emitem energia como um ambiente de gerador autoalimentado, o que é seguro para os humanos, pois não usa combustível. Além disso, a configuração experimental em nanoenergia pode usar a energia de saída diretamente (como um gerador auto-alimentado) ou indiretamente por meio de algumas etapas intermediárias.

6. Sensor de gás autoalimentado com nanogeradores

Nesta seção, aprofundaremos os nanogeradores e sua importância na eletrônica autoalimentada.

As redes de detecção autoalimentadas devem se desenvolver nos próximos anos nas indústrias tecnológicas em todo o mundo. Portanto, o sistema autoalimentado deve ser sustentável, ter conexões sem fio e ser multifuncional. Os três são recursos em dispositivos em execução, como eletrônicos vestíveis de baixa potência, eletrônicos auto-alimentados e sensores ativos auto-alimentados.

Portanto, para a produção de nanoenergia em larga escala, houve o desenvolvimento de sensores autoalimentados que dependem da energia ambiental. Em outras palavras, as fontes de energia serão por meio de tecnologias de colheita envolvendo unidades de energia, por exemplo, a célula solar. Os tecnólogos usarão a célula solar ao lado de um nanodispositivo específico. Notavelmente, tudo isso deve ser realizado sem fontes externas de energia ou baterias, expandindo assim o escopo dos nanossistemas autoalimentados.

usando energia solar.

A Origem dos Nanogeradores

No entanto, com o passar do tempo, a configuração experimental do nanosistema teve alguns desafios. Por exemplo, a energia solar era imprevisível e também havia a necessidade de geradores eletromagnéticos pesados. Além disso, os dispositivos termoelétricos vestíveis que existiam mostraram uma redução na proficiência de conversão termoelétrica. É por causa da perda de calor parasita em substratos de polímero de alta impedância térmica. Além disso, houve mau contato térmico decorrente de interconexões rígidas.

Portanto, os desafios fizeram com que Zhong Lin Wang e sua equipe apresentassem um nanogerador piezoelétrico (PENG) no ano de 2006. O PENG funciona para converter energia biomecânica ambiental em energia elétrica usando nanofios piezoelétricos de óxido de zinco (ZnO NWs).

Mais tarde, em 2012, Z.L. A equipe de Wang introduziu outro gerador, o nanogerador triboelétrico (TENG). Um gerador triboelétrico combina condução eletrostática com triboeletrificação para produzir uma maior produção de energia. Então, ele utiliza os materiais disponíveis mais facilmente. PENG e nanogeradores triboelétricos são geradores termoelétricos que não utilizam uma fonte de alimentação adicional.

Nos últimos anos, Wang usou a Equação de Maxwell para explicar a teoria fundamental dos nanogeradores (NGs). Nisso, os GNs podem converter energia mecânica em eletricidade. Mas, novamente, ao analisar os sinais de saída, você também pode recuperar algumas informações sobre a entrada.

Geralmente, tem havido uma melhoria e progresso no uso potencial de sistemas de detecção de gás auto-alimentados baseados em GN. Daí a necessidade de acoplar constantemente as propriedades piezoelétricas ou triboelétricas devido à sua característica de detecção de gás.

Sistema de detecção de gás autoalimentado baseado em PENG

Z.L. Wang e a equipe usaram uma ponta de microscópio de força atômica condutora para digitalizar o óxido de zinco piezoelétrico vertical (ZnO) NW para converter nano energia em energia elétrica.

ZnO carece de simetria central em estruturas de wurtzita, portanto, exibindo propriedades piezoelétricas. Além disso, possui uma excelente propriedade de detecção de gás e grande energia de ligação do exciton. Assim, ZnO pode ser aplicado em muitos campos, especialmente ao criar uma nova geração do sistema de detecção auto-alimentado.

Xinyu Xue e seus colegas trabalharam em um dispositivo com dois componentes principais;

Primeiro, há uma folha de titânio que atua como eletrodo condutor (coletando sinais de tensão de entrada e saída dos ZnO NWs) e substrato para as matrizes de ZnO NW. Depois, há uma folha de alumínio flexível colocado acima das matrizes ZnO NW.

Princípio Básico de TENG

As propriedades triboelétricas que orientam sua operação envolvem o contato entre uma indução eletrostática e uma carga triboelétrica emitindo ligações químicas no processo. Em seguida, ocorre a transferência de cargas entre as interfaces para equilibrar o potencial eletroquímico para produzir cargas de saída triboelétricas.

Até agora, os nanogeradores triboelétricos são aplicáveis ​​na construção de aplicativos vestíveis autoalimentados, como eletrônicos vestíveis autoalimentados, sensores ultrassensíveis, dispositivos microeletromecânicos e sensores inteligentes autoalimentados.

eletrônico vestível.

No sistema de habitação, um gerador termoelétrico vestível pode coletar energia do corpo humano por meio de energia térmica, energia de vibração e energia mecânica. Depois, os tecnólogos transformam a energia do corpo em eletricidade.

7. Funções dos geradores autoalimentados

Muitas vezes, você encontrará geradores crescendo em setores de engenharia, como em máquinas-ferramentas. Com o motor elétrico em um gerador autoalimentado, ele terá suporte adicional em termos de energia de retificadores, baterias ou correntes diretas e alternadas.

8. Perguntas frequentes sobre geradores autoalimentados

Quais são as precauções que devo tomar antes de fazer um gerador autoalimentado?

Ao iniciar pela primeira vez, pode ser necessário ter uma fonte externa de energia para o caso de encontrar algumas perdas. Por exemplo, se você configurar 2kW em seu motor experimental, você gerará cerca de 1,8kW como energia de saída. Muitas vezes, você perderá energia durante o atrito, a resistência elétrica e o vento. E é aí que entra a fonte externa, para cobrir em cerca de 0,4kW.

Qual ​​é a diferença entre geradores DC e AC?

Um gerador CC gera uma fonte robusta de eletricidade de corrente contínua (CC) quando começa a girar enquanto funciona. Ele usa um comutador para garantir a produção da corrente contínua. Pelo contrário, um gerador AC funciona para produzir uma corrente alternada (AC) em vez de uma corrente contínua. Em outras palavras, é um gerador DC menos um comutador. Além disso, você pode precisar de diodos ou circuitos retificadores para converter uma CA em uma CC.

Como você excita um gerador auto-alimentado?

Em circunstâncias normais, as máquinas AC e DC funcionam como geradores ou motores conforme a necessidade. Mas com este tipo de gerador, você obterá excitação das baterias.

Conclusão

Em suma, gerar energia nunca foi tão fácil. Embora não use quase nenhum custo (além dos recursos de inicialização) para a produção eficiente de energia, temos certeza de que o gerador autoalimentado reverterá os desafios de energia. Principalmente, tudo o que a maioria dos cientistas e tecnólogos pode precisar fazer é enfatizar essa oportunidade de ouro.

Se você quiser saber mais, você pode entrar em contato conosco.