Generadores autoalimentados:una guía imprescindible para la industria electrónica

Con la era Hágalo usted mismo (DIY), ¿a quién no le importaría instalar un generador autoalimentado para que funcione en su lugar de trabajo o en su hogar? Además de ser fácil de usar y construir, un generador autoalimentado es eficiente debido a su fuente de energía limpia. Además, toda la configuración es gratuita y puede funcionar de forma continua.

Queremos decir que no requiere diesel para funcionar limpio. Por lo tanto, plantea riesgos casi nulos para los humanos. Por otro lado, la producción regular de electricidad con gasolina emite contaminantes que a menudo son peligrosos para la humanidad. Al considerar las fuentes de energía limpia, también incluimos la nanoenergía. Además de ser casi similar en términos de energía de salida, la nanoenergía también garantiza la seguridad del entorno energético en el sistema de vivienda. Hay más cuando se trata del generador y la energía electrónica. Si está interesado en un conocimiento extenso, continúe con la lectura.

1. ¿Qué son los generadores autoalimentados?

Los generadores autoalimentados son dispositivos eléctricos que funcionan produciendo una potencia de salida eléctrica constante. A menudo, la magnitud de la producción de energía de salida reemplaza la fuente de alimentación de entrada. Entonces, a diferencia de otros generadores, funciona bajo el principio de conectar un motor eléctrico y un alternador para producir una corriente eléctrica automáticamente. Lo hace sin usar combustible.

(partes de un motor eléctrico).

2. Cómo funcionan los generadores autoalimentados

Tres cosas cruciales resumen cómo funciona el generador autoalimentado. Incluyen; el motor eléctrico, el alternador y el principio de funcionamiento (como se menciona en la definición).

A continuación se muestran los pasos prácticos por los cuales funciona el generador;

• En primer lugar, un motor sin escobillas recibe energía de la batería y energía de un controlador de velocidad electrónico (ESC). En su mayoría, el motor gira alrededor de 3000 y 5000 rpm en arrastre.
• Luego, el motor sin escobillas accionará el motor de CA para generar energía tanto de CC como de CA.
• Para alimentar el motor sin escobillas, la salida de alimentación de CC se rectifica y luego pasa a través de una batería de condensadores. Además, el paso ayuda a detener las infrecuencias de voltaje que comúnmente aparecen en el motor de CA y las infrecuencias de velocidad del motor sin escobillas.

motor y generador de CA).

• En cuarto lugar, el sistema de control del generador controlará el voltaje de entrada de CA y CC y la carga de la red eléctrica.
• La pantalla LCD mostrará el porcentaje de batería, el tiempo de ejecución y el voltaje. Los botones aquí establecen el voltaje y el tiempo de ejecución según sus instrucciones.
• También puede usar un interruptor automático para cambiar el voltaje de su batería reciente a una batería de condensadores. Luego, recarga la batería que no está en uso en ese momento.
• Finalmente, una placa Arduino ayudará a verificar la temperatura del motor sin escobillas.

3. Cómo hacer un generador autoalimentado

Generalmente, diferentes partes de un generador funcionan para producir un efecto saludable que ayuda a hacer funcionar las máquinas. Algunos de ellos incluyen:

Rotor

Es parte del motor eléctrico que ayuda en el movimiento. Principalmente, lo hace mediante el uso de sus conductores que transportan corriente para interactuar con el estator, lo que eventualmente produce energía mecánica.

un rotor de motor de CC).

Cojinete

Proporciona soporte mecánico al rotor para permanecer en un eje específico durante la rotación. Por otra parte, el cojinete obtiene un apoyo constante de la carcasa del motor que lo mantiene en su lugar de manera constante.

Una imagen de rodamientos).

Generadores Autoalimentados–Estator

Tiene uno de los dos componentes:un imán permanente o de bobinado. En consecuencia, el(los) componente(s) mantiene(n) un estado estacionario. Además, el núcleo tiene laminaciones que son finas láminas de metal.

Un alternador de arranque).

Generadores autoalimentados:espacio de aire

Es el espacio entre el estator y el rotor. En todo momento, el espacio del espacio de aire debe ser pequeño. Dado que los espacios de aire más significativos afectan negativamente el rendimiento del motor.

Generadores Autoalimentados – Devanados

Se refiere a cables que en apariencia de bobina se envuelven alrededor de un núcleo magnético hecho de hierro; la disposición de los devanados ayuda a formar polos magnéticos para el paso de corrientes eléctricas.

(devanados en una máquina)

Generadores autoalimentados:conmutador

El último componente, un conmutador, forma una parte crucial del generador. Sin él, el motor no funcionará. Funciona provocando las inversiones de las corrientes y luego aplicando la potencia a la máquina de manera óptima. Técnicamente, es un mecanismo que da como resultado una entrada de interruptor de máquinas de CA y CC. Además, las máquinas de CC y CA tienen segmentos de anillos deslizantes con aislamiento entre sí. Sin olvidar el eje del motor eléctrico.

Los pasos para hacer el generador autoalimentado son los siguientes:

• Primero, usará una polea que conecta el rotor eléctrico y el alternador, por lo tanto, contribuye al flujo de energía mecánica del motor eléctrico al generador.

Generadores autoalimentados:nota

un rotor debe tener menos vatios. Cuanto menores sean los vatios, mayores serán las posibilidades de generar más potencia de salida para uso externo. Los vatios más altos consumen la potencia de salida del generador, por lo tanto, hay poca energía para los servicios públicos externos.

• Luego, conecte el rotor eléctrico a una batería a través de un regulador de potencia. La razón de hacer esto es ayudar en la regulación de la velocidad del motor. Incluso puede usar el regulador que enciende una perilla en un ventilador de techo.
• Con la batería colocada, podrá poner en marcha el generador. Permite que el sistema reciba la energía inicial para la acumulación gradual de energía en el generador.
• En cuarto lugar, realizará una conexión posterior desde la salida del generador eléctrico. Permite la retroproducción del motor eléctrico a través del regulador (para la regulación de la velocidad del motor eléctrico).
• Más adelante, cuando el sistema esté completamente encendido, puede eliminar la energía de arranque inicial para que el generador continúe funcionando solo. Por lo tanto, el producto final da como resultado un generador eléctrico que produce energía para un motor eléctrico mientras genera una potencia de salida para su uso.

Resumen:

La potencia total producida - Potencia utilizada por el rotor =Salida neta

4. Otros proyectos relacionados

En uno de sus numerosos aportes tecnológicos, Sir Howard Johnson introdujo un método que implicaba reducir las facturas de electricidad al pasar solo una cantidad mínima de voltaje a través de un sistema. Posteriormente, se puede aumentar el voltaje utilizando los alternadores conectados.

En términos prácticos, si pasa un voltaje tan bajo como 10 V a través de un sistema, puede generar hasta 14000 V. A su vez, hay menos facturas de electricidad para una construcción fácil.

5. Relación entre la nanoenergía y el generador autoalimentado

A lo largo de los años, ha existido la necesidad de erradicar los problemas relacionados con las fuentes de alimentación insostenibles. Ha sido a través de encontrar diferentes fuentes de energía como sustituto o baterías innovadoras. Los tecnólogos han logrado esto mediante el uso de nanogeneradores para generar nanoenergía. Lo hacen llenando el entorno energético con energía recolectada del entorno. Por ejemplo, pueden utilizar gradientes de temperatura o radiación solar.

Luego, convertirán la energía ambiental y química en energía eléctrica a través de efectos, en particular, los efectos fotoeléctricos, piezoeléctricos y triboeléctricos. Posteriormente, aplican la nanoenergía en dispositivos electrónicos portátiles, haciéndolos autoalimentados.

Los nanogeneradores emiten energía como un entorno generador autoalimentado, que es seguro para los humanos ya que no usan combustible. Además, la configuración experimental en nanoenergía puede usar la energía de salida directamente (como un generador autoalimentado) o indirectamente a través de algunos pasos intermedios.

6. Detección de gas autoalimentada con nanogeneradores

En esta sección profundizaremos en los nanogeneradores y su importancia en la electrónica autoalimentada.

Las redes de detección autoalimentadas se desarrollarán en los próximos años en las industrias tecnológicas a nivel mundial. Por lo tanto, el sistema autoalimentado debe ser sostenible, tener conexiones inalámbricas y ser multifuncional. Los tres son características en el funcionamiento de dispositivos tales como dispositivos electrónicos portátiles de bajo consumo, dispositivos electrónicos autoalimentados y sensores activos autoalimentados.

Por lo tanto, para la producción de nanoenergía a gran escala, se han desarrollado sensores autoalimentados que dependen de la energía ambiental. En otras palabras, las fuentes de energía serán a través de tecnologías de recolección que involucren unidades de energía, por ejemplo, la celda solar. Luego, los tecnólogos usarán la celda solar junto con un nanodispositivo específico. Cabe destacar que todo esto se llevará a cabo sin fuentes de alimentación externas ni baterías, ampliando así el alcance de los nanosistemas autoalimentados.

utilizando energía solar.

El origen de los nanogeneradores

Sin embargo, con el paso del tiempo, la configuración experimental del nanosistema tuvo un par de desafíos. Por ejemplo, la energía solar era impredecible y también se necesitaban generadores electromagnéticos pesados. Además, los dispositivos termoeléctricos portátiles que existían mostraron una reducción en la competencia de conversión termoeléctrica. Se debe a la pérdida de calor parasitaria en sustratos poliméricos de alta impedancia térmica. Además, el contacto térmico era deficiente debido a las interconexiones rígidas.

Por lo tanto, los desafíos hicieron que Zhong Lin Wang y su equipo introdujeran un nanogenerador piezoeléctrico (PENG) en el año 2006. PENG funciona para convertir la energía biomecánica ambiental en energía eléctrica utilizando nanocables de óxido de zinc piezoeléctricos (ZnO NW).

Posteriormente, en 2012, Z.L. El equipo de Wang presentó otro generador, el nanogenerador triboeléctrico (TENG). Un generador triboeléctrico combina la conducción electrostática con la triboelectrificación para producir una mayor producción de energía. Entonces, utiliza los materiales disponibles más fácilmente. Los nanogeneradores PENG y triboeléctricos son generadores termoeléctricos que no utilizan una fuente de alimentación adicional.

En los últimos años, Wang ha utilizado la ecuación de Maxwell para explicar la teoría fundamental de los nanogeneradores (NG). En eso, los NG pueden convertir la energía mecánica en electricidad. Pero nuevamente, al analizar las señales de salida, también puede recuperar información sobre la entrada.

En general, ha habido una mejora y progreso en el uso potencial de sistemas de detección de gas autoalimentados basados ​​en GN. De ahí la necesidad de acoplar constantemente las propiedades piezoeléctricas o triboeléctricas debido a su característica de detección de gas.

Sistema de detección de gas autoalimentado basado en PENG

ZL Wang y el equipo utilizaron una punta de microscopio de fuerza atómica conductora para escanear a través del óxido de zinc (ZnO) piezoeléctrico vertical NW para convertir la nanoenergía en energía eléctrica.

ZnO carece de simetría central en las estructuras de wurtzita, por lo tanto, exhibe propiedades piezoeléctricas. Además, tiene una excelente propiedad de detección de gases y una gran energía de unión de excitones. Por lo tanto, el ZnO se puede aplicar en muchos campos, especialmente cuando se crea una nueva generación de sistemas de detección autoalimentados.

Xinyu Xue y sus compañeros trabajaron en un dispositivo con dos componentes principales;

Primero, hay una lámina de titanio que actúa como electrodo conductor (recolectando señales de voltaje de entrada y salida de los NW de ZnO) y como sustrato para las matrices de NW de ZnO. Luego, hay un papel de aluminio flexible colocado encima de las matrices de ZnO NW.

Principio básico de TENG

Las propiedades triboeléctricas que dirigen su funcionamiento implican el contacto entre una inducción electrostática y una carga triboeléctrica que luego emiten enlaces químicos en el proceso. Luego, está la transferencia de cargas entre las interfaces para equilibrar el potencial electroquímico y producir cargas de salida triboeléctricas.

Hasta ahora, los nanogeneradores triboeléctricos son aplicables en la construcción de aplicaciones portátiles autoalimentadas, como dispositivos electrónicos portátiles autoalimentados, sensores ultrasensibles, dispositivos microelectromecánicos y sensores inteligentes autoalimentados.

electrónica portátil.

En el sistema de alojamiento, un generador termoeléctrico portátil puede recolectar energía del cuerpo humano a través de energía térmica, energía de vibración y energía mecánica. Posteriormente, los tecnólogos convierten la energía del cuerpo en electricidad.

7. Funciones de los Generadores Autoalimentados

A menudo, encontrará generadores en auge en sectores de ingeniería, como en máquinas herramienta. Con el motor eléctrico en un generador autoalimentado, obtendrá un apoyo adicional en términos de energía de rectificadores, baterías o corrientes Directa y Alterna.

8. Preguntas frecuentes sobre generadores autoalimentados

¿Cuáles son las precauciones que debo tomar antes de fabricar un generador autoalimentado?

Tal vez cuando se inicie por primera vez, es posible que deba tener una fuente de energía externa en caso de que experimente algunas pérdidas. Por ejemplo, si configura 2kW en su motor experimental, generará alrededor de 1,8kW como energía de salida. A menudo, perderá potencia durante la fricción, la resistencia eléctrica y el viento. Y ahí es donde entra en juego la fuente externa, para cubrir unos 0,4 kW.

¿Cuál es la diferencia entre los generadores de CC y CA?

Un generador de CC genera una fuente sólida de electricidad de corriente continua (CC) cuando comienza a girar mientras funciona. Utiliza un conmutador para asegurar la producción de corriente continua. Por el contrario, un generador de CA funciona para producir una corriente alterna (CA) en lugar de una corriente continua. En otras palabras, es un generador de CC menos un conmutador. Además, es posible que necesite diodos o circuitos rectificadores para convertir una CA en CC.

¿Cómo se excita un generador autoalimentado?

En circunstancias normales, las máquinas de CA y CC funcionan como generadores o motores según el requisito. Pero con este tipo de generador, obtendrá excitación de las baterías.

Conclusión

Con todo, generar energía nunca ha sido tan fácil. Si bien utiliza casi ningún costo (aparte de los recursos de puesta en marcha) para una producción de energía eficiente, estamos seguros de que el generador autoalimentado resolverá los desafíos de energía. Principalmente, todo lo que la mayoría de los científicos y tecnólogos pueden necesitar hacer es enfatizar esta oportunidad de oro.

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