Générateurs auto-alimentés :un guide indispensable pour l'industrie électronique

Avec l'ère du Do It Yourself (DIY), qui ne verrait pas d'inconvénient à installer un générateur auto-alimenté pour fonctionner sur son lieu de travail ou à la maison ? En plus d'être facile à utiliser et à construire, un générateur auto-alimenté est efficace en raison de sa source d'énergie propre. De plus, toute la configuration est gratuite et peut fonctionner en continu.

Nous voulons dire qu'il n'a pas besoin de diesel pour fonctionner proprement. Il ne présente donc aucun risque pour l'homme. D'autre part, la production régulière d'électricité par le pétrole émet des polluants souvent dangereux pour l'humanité. Lorsque nous envisageons des sources d'énergie propres, nous incluons également la nanoénergie. En plus d'être presque similaire en termes d'énergie de sortie, la nanoénergie assure également la sécurité de l'environnement énergétique dans le système de logement. Il y a plus quand il s'agit du générateur et de l'énergie électronique. Si vous êtes intéressé par des connaissances approfondies, veuillez poursuivre la lecture.

1. Que sont les générateurs auto-alimentés ?

Les générateurs auto-alimentés sont des appareils électriques qui fonctionnent en produisant une puissance de sortie électrique constante. Souvent, l'ampleur de la production d'énergie de sortie remplace l'alimentation d'entrée. Ensuite, contrairement aux autres générateurs, il fonctionne selon le principe de la connexion d'un moteur électrique et d'un alternateur pour produire automatiquement un courant électrique. Il le fait sans utiliser de carburant.

(pièces d'un moteur électrique).

2. Comment fonctionnent les générateurs auto-alimentés

Trois éléments cruciaux résument le fonctionnement du générateur auto-alimenté. Ils comprennent; le moteur électrique, l'alternateur et le principe de fonctionnement (comme mentionné dans la définition).

Vous trouverez ci-dessous les étapes pratiques par lesquelles le générateur fonctionne ;

• Tout d'abord, un moteur sans balais reçoit l'alimentation de la batterie et l'alimentation d'un contrôleur de vitesse électronique (ESC). Généralement, le moteur tourne à environ 3000 et 5000 tr / min en traînée.
• Ensuite, le moteur sans balais entraînera le moteur AC pour générer à la fois des formes d'alimentation DC et AC.
• Pour alimenter le moteur sans balais, la sortie d'alimentation CC subit une rectification et passe ensuite à travers une batterie de condensateurs. En outre, l'étape aide à arrêter les infréquences de tension qui apparaissent généralement à partir du moteur à courant alternatif et les infréquences de vitesse du moteur sans balais.

moteur et générateur à courant alternatif).

• Quatrièmement, le système de contrôle du générateur contrôlera la tension d'entrée AC et DC et la charge du réseau électrique.
• L'écran LCD affichera alors le pourcentage de la batterie, la durée de fonctionnement et la tension. Les boutons ici définissent la tension et la durée de fonctionnement selon vos instructions.
• Vous pouvez également utiliser un interrupteur automatique pour changer la tension de votre batterie récente à une batterie à condensateur. Ensuite, vous rechargez la batterie non utilisée pour le moment.
• Enfin, une carte Arduino aidera à vérifier la température du moteur brushless.

3. Comment fabriquer un générateur auto-alimenté

Généralement, différentes parties d'un générateur fonctionnent pour produire un effet sain qui aide à faire fonctionner les machines. Certains d'entre eux incluent :

Rotor

Il fait partie du moteur électrique qui aide au mouvement. Généralement, il le fait en utilisant ses conducteurs porteurs de courant pour interagir avec le stator, produisant éventuellement de l'énergie mécanique.

un rotor de moteur à courant continu).

Relèvement

Il fournit un support mécanique au rotor pour rester sur un axe spécifique pendant la rotation. Là encore, le roulement reçoit un support stable du carter du moteur qui le maintient en place de manière stable.

Une photo de roulements).

Générateurs auto-alimentés – Stator

Il a l'un des deux composants - un aimant permanent ou un aimant bobiné. Par conséquent, le ou les composants conservent un état stationnaire. De plus, le noyau a des tôles qui sont de fines feuilles de métal.

Un alterno-démarreur).

Générateurs auto-alimentés – Air Gap

C'est l'espace entre le stator et le rotor. À tout moment, l'espace d'entrefer doit être petit. Étant donné que des entrefers plus importants ont un impact négatif sur les performances du moteur.

Générateurs auto-alimentés – Bobinages

Fait référence aux fils qui, dans les apparences de bobines, s'enroulent autour d'un noyau magnétique constitué de fer - la disposition des enroulements aide à former des pôles magnétiques pour le passage des courants électriques.

(bobinages dans une machine)

Générateurs auto-alimentés – Commutateur

Le dernier composant, un commutateur, constitue une partie cruciale du générateur. Sans cela, le moteur ne fonctionnera pas. Il fonctionne en provoquant les inversions de courants puis en appliquant la puissance à la machine de manière optimale. Techniquement, c'est un mécanisme qui se traduit par une entrée de commutation des machines AC et DC. De plus, les machines à courant continu et à courant alternatif ont des segments de bagues collectrices isolés les uns des autres. Sans oublier l'arbre du moteur électrique.

Les étapes de fabrication du générateur auto-alimenté sont les suivantes :

• Tout d'abord, vous utiliserez une poulie qui relie le rotor électrique et l'alternateur, contribuant ainsi au flux d'énergie mécanique du moteur électrique au générateur.

Générateurs auto-alimentés–Remarque

un rotor devrait avoir moins de watts. Plus les watts sont faibles, plus les chances de générer plus de puissance de sortie pour un usage externe sont élevées. Des watts plus élevés consomment la puissance de sortie du générateur, d'où une faible puissance pour les services publics externes.

• Ensuite, connectez le rotor électrique à une batterie via un régulateur de puissance. La raison en est d'aider à la régulation de la vitesse du moteur. Vous pouvez même utiliser le régulateur qui tourne sur un bouton dans un ventilateur de plafond.
• Avec la batterie en place, vous pourrez démarrer le générateur. Il permet au système de recevoir l'énergie initiale pour une accumulation progressive d'énergie dans le générateur.
• Quatrièmement, vous établirez une connexion arrière à partir de la sortie du générateur électrique. Il permet une contre production du fait du moteur électrique via le régulateur (pour la régulation de la vitesse du moteur électrique).
• Plus tard, lorsque le système est entièrement alimenté, vous pouvez supprimer la puissance de démarrage initiale pour que le générateur continue à fonctionner de lui-même. Par conséquent, le produit final se traduit par un générateur électrique produisant de l'énergie pour un moteur électrique tout en générant une puissance de sortie pour l'utilisation.

Résumé :

La puissance totale produite - Puissance utilisée par le rotor =Sortie nette

4. Autres projets connexes

Sur l'une de ses nombreuses contributions technologiques, Sir Howard Johnson a introduit une méthode consistant à réduire les factures d'électricité en ne faisant passer qu'une quantité minimale de tension à travers un système. Par la suite, on peut augmenter la tension en utilisant les alternateurs connectés.

En pratique, si vous faites passer une tension aussi basse que 10V à travers un système, vous pouvez générer jusqu'à 14000V. À son tour, il y a moins de factures d'électricité pour une construction facile.

5. Relation entre la nanoénergie et le générateur auto-alimenté

Au fil des ans, il a été nécessaire d'éradiquer les problèmes liés aux alimentations électriques non durables. Cela a été en trouvant différentes sources d'énergie en remplacement ou en innovant des batteries. Les technologues y sont parvenus en utilisant des nanogénérateurs pour générer de la nanoénergie. Ils le font en remplissant l'environnement énergétique avec de l'énergie récoltée à partir de l'environnement. Par exemple, ils peuvent utiliser des gradients de température ou le rayonnement solaire.

Ensuite, ils convertiront l'énergie ambiante et chimique en énergie électrique grâce à des effets notamment, les effets photoélectriques, piézoélectriques et triboélectriques. Ensuite, ils appliquent la nanoénergie dans l'électronique portable, ce qui les rend auto-alimentés.

Les nanogénérateurs émettent de l'énergie comme un environnement de générateur auto-alimenté, ce qui est sans danger pour les humains car ils n'utilisent pas de carburant. En outre, la configuration expérimentale de la nanoénergie peut utiliser l'énergie de sortie directement (un peu comme un générateur auto-alimenté) ou indirectement via certaines étapes intermédiaires.

6. Détection de gaz auto-alimentée avec des nanogénérateurs

Dans cette section, nous approfondirons les nanogénérateurs et leur importance dans l'électronique auto-alimentée.

Les réseaux de détection auto-alimentés sont amenés à se développer dans les années à venir dans les industries technologiques du monde entier. Par conséquent, le système auto-alimenté doit être durable, disposer de connexions sans fil et être multifonctionnel. Les trois sont des caractéristiques des appareils en cours d'exécution tels que l'électronique portable à faible consommation d'énergie, l'électronique auto-alimentée et les capteurs actifs auto-alimentés.

Par conséquent, pour la production de nano-énergie à grande échelle, il y a eu le développement de capteurs auto-alimentés qui dépendent de l'énergie environnementale. En d'autres termes, les sources d'énergie proviendront de technologies de récolte impliquant des unités d'alimentation, par exemple, la cellule solaire. Les technologues utiliseront ensuite la cellule solaire avec un nanodispositif spécifique. Notamment, tout cela doit être réalisé sans sources d'alimentation externes ni batteries, élargissant ainsi la portée des nano-systèmes auto-alimentés.

utilisant l'énergie solaire.

L'origine des nanogénérateurs

Cependant, au fil du temps, la configuration expérimentale du nanosystème a rencontré quelques difficultés. Par exemple, l'énergie solaire était imprévisible et il y avait aussi un besoin de générateurs électromagnétiques lourds. De plus, les appareils thermoélectriques portables qui existaient ont montré une réduction de la capacité de conversion thermoélectrique. Cela est dû à la perte de chaleur parasite dans les substrats polymères à haute impédance thermique. De plus, il y avait un mauvais contact thermique résultant des interconnexions rigides.

Par conséquent, les défis ont poussé Zhong Lin Wang et son équipe à introduire un nanogénérateur piézoélectrique (PENG) en 2006. PENG fonctionne pour convertir l'énergie biomécanique environnementale en énergie électrique à l'aide de nanofils piézoélectriques d'oxyde de zinc (ZnO NW).

Plus tard en 2012, Z.L. L'équipe de Wang a introduit un autre générateur, le nanogénérateur triboélectrique (TENG). Un générateur triboélectrique combine la conduction électrostatique avec la triboélectrification pour produire une production d'énergie plus élevée. Ensuite, il utilise plus facilement les matériaux disponibles. Les nanogénérateurs PENG et triboélectriques sont des générateurs thermoélectriques qui n'utilisent pas d'alimentation supplémentaire.

Ces dernières années, Wang a utilisé l'équation de Maxwell pour expliquer la théorie fondamentale des nanogénérateurs (NG). En cela, les GN peuvent convertir l'énergie mécanique en électricité. Mais encore une fois, lors de l'analyse des signaux de sortie, vous pouvez également récupérer des informations sur l'entrée.

En règle générale, il y a eu une amélioration et des progrès dans l'utilisation potentielle de systèmes de détection de gaz auto-alimentés à base de GN. D'où la nécessité de coupler constamment les propriétés piézoélectriques ou triboélectriques en raison de leur caractéristique de détection de gaz.

Système de détection de gaz auto-alimenté basé sur PENG

Z.L. Wang et l'équipe ont utilisé une pointe de microscope à force atomique conductrice pour balayer l'oxyde de zinc piézoélectrique vertical (ZnO) NW afin de convertir la nanoénergie en énergie électrique.

Le ZnO manque de symétrie centrale dans les structures de wurtzite et présente donc des propriétés piézoélectriques. De plus, il possède une excellente propriété de détection de gaz et une grande énergie de liaison des excitons. Par conséquent, le ZnO peut être appliqué dans de nombreux domaines, en particulier lors de la création d'une nouvelle génération de système de détection auto-alimenté.

Xinyu Xue et ses collègues ont travaillé sur un appareil avec deux composants principaux ;

Tout d'abord, il y a une feuille de titane qui agit à la fois comme électrode conductrice (collectant les signaux de tension d'entrée et de sortie des ZnO NW) et comme substrat pour les réseaux ZnO NW. Ensuite, il y a une feuille d'aluminium flexible placé au-dessus des réseaux ZnO NW.

Principe de base du TENG

Les propriétés triboélectriques qui régissent son fonctionnement impliquent le contact entre une induction électrostatique et une charge triboélectrique émettant alors des liaisons chimiques dans le processus. Ensuite, il y a le transfert de charges entre les interfaces pour équilibrer le potentiel électrochimique afin de produire des charges de sortie triboélectriques.

Jusqu'à présent, les nanogénérateurs triboélectriques sont applicables dans la construction d'applications portables auto-alimentées, telles que l'électronique portable auto-alimentée, les capteurs ultrasensibles, les dispositifs microélectromécaniques et les capteurs intelligents auto-alimentés.

électronique portable.

Dans le système de logement, un générateur thermoélectrique portable peut récolter l'énergie du corps humain par le biais de l'énergie thermique, de l'énergie vibratoire et de l'énergie mécanique. Ensuite, les technologues transforment l'énergie du corps en électricité.

7. Fonctions des générateurs auto-alimentés

Souvent, vous trouverez des générateurs en plein essor dans les secteurs de l'ingénierie tels que les machines-outils. Avec le moteur électrique dans un générateur auto-alimenté, il bénéficiera d'un soutien supplémentaire en termes de puissance provenant de redresseurs, de batteries ou de courants continus et alternatifs.

8. FAQ pour les générateurs auto-alimentés

Quelles sont les précautions à prendre avant de fabriquer un groupe électrogène autonome ?

Lors du premier démarrage, vous devrez peut-être disposer d'une source d'alimentation externe au cas où vous rencontreriez des pertes. Par exemple, si vous configurez 2 kW dans votre moteur expérimental, vous générerez environ 1,8 kW comme énergie de sortie. Souvent, vous perdrez de la puissance pendant le frottement, la résistance électrique et la dérive. Et c'est là qu'intervient la source externe, pour couvrir environ 0,4 kW.

Quelle est la différence entre les générateurs CC et CA ?

Un générateur CC génère une source solide d'électricité à courant continu (CC) lorsqu'il commence à tourner pendant qu'il fonctionne. Il utilise un commutateur pour assurer la production du courant continu. Au contraire, un générateur de courant alternatif fonctionne pour produire un courant alternatif (AC) au lieu d'un courant continu. En d'autres termes, il s'agit d'un générateur de courant continu moins un commutateur. De plus, vous aurez peut-être besoin de diodes ou de circuits redresseurs pour convertir un courant alternatif en courant continu.

Comment exciter un générateur auto-alimenté ?

Dans des circonstances normales, les machines AC et DC fonctionnent comme des générateurs ou des moteurs selon l'exigence. Mais avec ce type de générateur, vous obtiendrez une excitation des batteries.

Conclusion

Dans l'ensemble, la production d'électricité n'a jamais été aussi simple. Tout en n'utilisant presque aucun coût (autre que les ressources de démarrage) pour une production d'énergie efficace, nous sommes convaincus que le générateur auto-alimenté renversera les défis énergétiques. Surtout, tout ce que la plupart des scientifiques et des technologues peuvent avoir à faire est de souligner cette opportunité en or.

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