Zelfaandrijvende generatoren:een onmisbare gids voor de elektronica-industrie

Met het Do It Yourself (DIY's)-tijdperk, wie zou het niet erg vinden om een ​​zelfaangedreven generator op te zetten om op hun werk of thuis te draaien? Behalve dat het eenvoudig te gebruiken en te bouwen is, is een zelfaangedreven generator ook efficiënt vanwege zijn schone energiebron. Bovendien is de hele installatie gratis en kan deze continu werken.

We bedoelen dat er geen diesel nodig is om schoon te rijden. Daarom vormt het bijna geen risico's voor de mens. Aan de andere kant stoot de reguliere elektriciteitsproductie door benzine verontreinigende stoffen uit die vaak gevaarlijk zijn voor de mensheid. Als we kijken naar schone energiebronnen, nemen we ook nano-energie mee. Nano-energie is niet alleen qua output-energie bijna vergelijkbaar, maar zorgt ook voor de veiligheid van de energieomgeving in het huisvestingssysteem. Er is meer aan de hand als het gaat om de generator en elektronische energie. Als je geïnteresseerd bent in uitgebreide kennis, ga dan door met lezen.

1. Wat zijn zelfaandrijvende generatoren?

Zelfaandrijvende generatoren zijn elektrische apparaten die werken door een consistent elektrisch uitgangsvermogen te produceren. Vaak overtreft de grootte van de productie van uitgangsvermogen de ingangsvoeding. Dan werkt het, in tegenstelling tot andere generatoren, volgens het principe van het aansluiten van een elektromotor en dynamo om automatisch een elektrische stroom te produceren. Dit doet hij zonder brandstof te verbruiken.

(onderdelen van een elektromotor).

2. Hoe zelfaandrijvende generatoren werken

Drie cruciale dingen vatten samen hoe de zelfaandrijvende generator werkt. Ze bevatten; de elektromotor, dynamo en het werkingsprincipe (zoals vermeld in de definitie).

Hieronder staan ​​de praktische stappen waarmee de generator werkt;

• Ten eerste ontvangt een borstelloze motor batterijvoeding en stroom van een elektronische snelheidsregelaar (ESC). Meestal draait de motor ongeveer 3000 en 5000 tpm op weerstand.
• Vervolgens zal de borstelloze motor de AC-motor aandrijven om zowel DC- als AC-stroom te genereren.
• Om de borstelloze motor van stroom te voorzien, ondergaat de gelijkstroomuitgang een rectificatie en gaat daarna door een condensatorbatterij. De stap helpt ook bij het stoppen van de spanningsstoringen die gewoonlijk optreden bij de AC-motor en de snelheidsafwijkingen van de borstelloze motor.

AC-motor en generator).

• Ten vierde regelt het besturingssysteem van de generator de AC- en DC-ingangsspanning en de belasting van het elektriciteitsnet.
• Het LCD-scherm toont dan het batterijpercentage, de gebruiksduur en het voltage. De knoppen hier stellen het voltage en de looptijd in volgens uw instructies.
• Je kunt ook een automatische schakelaar gebruiken om de spanning van je recente batterij te wijzigen in een condensatorbatterij. Vervolgens laad je de batterij die op dat moment niet in gebruik is weer op.
• Ten slotte helpt een Arduino-bord bij het controleren van de temperatuur van de borstelloze motor.

3. Hoe maak je een zelfaandrijvende generator

Over het algemeen werken verschillende delen van een generator om een ​​gezond effect te produceren dat helpt om de machines te laten werken. Sommigen van hen omvatten:

Rotor

Het maakt deel uit van de elektromotor die helpt bij het bewegen. Meestal doet het dit door zijn stroomvoerende geleiders te gebruiken om te interageren met de stator, waardoor uiteindelijk mechanische energie wordt geproduceerd.

een DC-motorrotor).

Lager

Het biedt mechanische ondersteuning aan de rotor om tijdens rotatie op een specifieke as te blijven. Aan de andere kant krijgt het lager een stabiele ondersteuning van het motorhuis dat het stevig op zijn plaats houdt.

Een foto van lagers).

Zelfaandrijvende generatoren–stator

Het heeft een van de twee componenten - een permanente of een opwindmagneet. Dientengevolge behouden de component(en) een stationaire toestand. Bovendien heeft de kern lamellen die dunne metalen platen zijn.

Een dynamo starter).

Zelfvoorzienende generatoren – luchtspleet

Het is de ruimte tussen de stator en de rotor. De luchtspleet moet te allen tijde klein zijn. Omdat grotere luchtspleten een negatieve invloed hebben op de prestaties van de motor.

Zelfaandrijvende generatoren – wikkelingen

Verwijst naar draden die qua uiterlijk als spoel rond een magnetische kern van ijzer zijn gewikkeld - de opstelling van de wikkelingen helpt bij het vormen van magnetische polen voor het doorlaten van elektrische stromen.

(wikkelingen in een machine)

Zelfaandrijvende generatoren – commutator

Het laatste onderdeel, een commutator, vormt een cruciaal onderdeel van de generator. Zonder dit zal de motor niet draaien. Het werkt door de omkeringen van stromen tot stand te brengen en vervolgens de stroom naar de machine optimaal toe te passen. Technisch gezien is het een mechanisme dat resulteert in een schakelingang van AC- en DC-machines. Verder hebben de gelijkstroom- en wisselstroommachines sleepringsegmenten met isolatie van elkaar. En niet te vergeten de as van de elektromotor.

De stappen voor het maken van de zelfaandrijvende generator zijn als volgt:

• Ten eerste gebruik je een poelie die de elektrische rotor en de dynamo verbindt en zo bijdraagt ​​aan de mechanische energiestroom van de elektromotor naar de generator.

Zelfvoorzienende generatoren–Opmerking

een rotor zou minder watt moeten hebben. Hoe minder watt, hoe groter de kans dat er meer uitgangsvermogen wordt gegenereerd voor extern gebruik. Hogere watt verbruikt het uitgangsvermogen van de generator, vandaar een laag vermogen voor externe hulpprogramma's.

• Verbind vervolgens de elektrische rotor met een batterij via een vermogensregelaar. De reden hiervoor is om te helpen bij het regelen van de snelheidsmotor. Je kunt zelfs de regelaar gebruiken die een knop in een plafondventilator draait.
• Als de batterij op zijn plaats zit, kun je de generator opstarten. Hierdoor kan het systeem de initiële energie ontvangen voor een geleidelijke energieopbouw in de generator.
• Ten vierde maak je een terugverbinding vanaf de uitgang van de elektrische generator. Het zorgt voor terugproductie vanwege de elektromotor via de regelaar (voor snelheidsregeling van de elektromotor).
• Later, wanneer het systeem volledig van stroom wordt voorzien, kunt u het aanvankelijke startvermogen verwijderen zodat de generator zelf blijft draaien. Daarom resulteert het eindproduct in een elektrische generator die vermogen produceert voor een elektromotor terwijl een uitgangsvermogen wordt gegenereerd voor gebruik.

Samenvatting:

Het totale geproduceerde vermogen - Vermogen gebruikt door rotor =netto-output

4. Andere gerelateerde projecten

Op een van zijn talrijke technologische inputs introduceerde Sir Howard Johnson een methode waarbij de elektriciteitsrekening werd verlaagd door slechts een minimale hoeveelheid spanning door een systeem te laten lopen. Vervolgens kan men de spanning verhogen door gebruik te maken van de aangesloten dynamo's.

Praktisch gesproken, als u een spanning van slechts 10 V door een systeem laat lopen, kunt u tot 14000 V genereren. Op hun beurt zijn er minder elektriciteitsrekeningen voor een gemakkelijke opbouw.

5. Relatie tussen nano-energie en zelfaangedreven generator

In de loop der jaren is er behoefte geweest om problemen met niet-duurzame stroomvoorzieningen uit te bannen. Het is door het vinden van verschillende stroombronnen als vervanging of het innoveren van batterijen. Technologen hebben dit gedaan door nanogeneratoren te gebruiken om nano-energie op te wekken. Dit doen ze door de energieomgeving te vullen met energie uit de omgeving. Ze kunnen bijvoorbeeld gebruik maken van temperatuurgradiënten of zonnestraling.

Vervolgens zullen ze de omgevings- en chemische energie omzetten in elektrische energie via effecten, met name de foto-elektrische, piëzo-elektrische en tribo-elektrische effecten. Daarna passen ze de nano-energie toe in draagbare elektronica, waardoor ze zelfvoorzienend worden.

De nanogeneratoren stoten energie uit als een zelfaangedreven generatoromgeving, die veilig is voor mensen omdat ze geen brandstof gebruiken. Ook kan de experimentele opstelling in nano-energie de uitgangsenergie direct gebruiken (net als een zelfaangedreven generator) of indirect via enkele tussenstappen.

6. Zelfaangedreven gasdetectie met nanogeneratoren

In deze sectie gaan we dieper in op nanogeneratoren en hun belang in zelfaangedreven elektronica.

Zelfaangedreven detectienetwerken zullen zich de komende jaren in technologische industrieën wereldwijd ontwikkelen. Daarom moet het zelfaangedreven systeem duurzaam zijn, draadloze verbindingen hebben en multifunctioneel zijn. De drie zijn functies in actieve apparaten zoals draagbare elektronica met laag vermogen, zelfaangedreven elektronica en zelfaangedreven actieve sensoren.

Daarom is er voor grootschalige nano-energieproductie de ontwikkeling van zelfaangedreven sensoren die afhankelijk zijn van omgevingsenergie. Met andere woorden, de energiebronnen zullen zijn door middel van oogsttechnologieën waarbij energie-eenheden worden gebruikt, bijvoorbeeld de zonnecel. Technologen gebruiken de zonnecel dan naast een specifiek nanodevice. Dit alles moet met name worden uitgevoerd zonder externe stroombronnen of batterijen, waardoor de reikwijdte van de zelfaangedreven nanosystemen wordt uitgebreid.

gebruik van zonne-energie.

De oorsprong van nanogeneratoren

Naarmate de tijd verstreek, had de experimentele opstelling van het nanosysteem echter een aantal uitdagingen. Zo was zonne-energie onvoorspelbaar en was er ook behoefte aan zware elektromagnetische generatoren. Bovendien vertoonden de draagbare thermo-elektrische apparaten die bestonden een vermindering van de thermo-elektrische conversievaardigheid. Het is vanwege het parasitaire warmteverlies in polymeersubstraten met hoge thermische impedantie. Ook was er slecht thermisch contact als gevolg van starre verbindingen.

Daarom introduceerden de uitdagingen Zhong Lin Wang en zijn team in het jaar 2006 een piëzo-elektrische nanogenerator (PENG). PENG functioneert om biomechanische energie uit de omgeving om te zetten in elektrische energie met behulp van piëzo-elektrische zinkoxide-nanodraden (ZnO NW's).

Later in 2012 zal Z.L. Wang's team introduceerde een andere generator, de tribo-elektrische nanogenerator (TENG). Een tribo-elektrische generator combineert elektrostatische geleiding met tribo-elektrificatie om een ​​hogere energie-output te verkrijgen. Dan maakt het gemakkelijker gebruik van beschikbare materialen. PENG en tribo-elektrische nanogeneratoren zijn thermo-elektrische generatoren die geen extra voeding gebruiken.

De afgelopen jaren heeft Wang de Maxwell-vergelijking gebruikt om de fundamentele theorie van nanogeneratoren (NG's) uit te leggen. Daarbij kunnen NG's mechanische energie omzetten in elektriciteit. Maar nogmaals, bij het analyseren van de uitgangssignalen kun je ook wat informatie over de ingang opvragen.

Over het algemeen is er een verbetering en vooruitgang geboekt bij het potentieel gebruik van op aardgas gebaseerde zelfaangedreven gasdetectiesystemen. Vandaar de noodzaak om de piëzo-elektrische of tribo-elektrische eigenschappen constant te koppelen vanwege hun gasdetectiekarakteristiek.

PENG-gebaseerd zelfaangedreven gasdetectiesysteem

Z.L. Wang en het team gebruikten een geleidende atoomkrachtmicroscooppunt om over verticaal piëzo-elektrisch zinkoxide (ZnO) NW te scannen om nano-energie om te zetten in elektrische energie.

ZnO mist centrale symmetrie in wurtzietstructuren en vertoont daarom piëzo-elektrische eigenschappen. Bovendien heeft het een uitstekende gasdetectie-eigenschap en een grote excitonbindingsenergie. Daarom kan ZnO op veel gebieden worden toegepast, vooral bij het creëren van een nieuwe generatie van het zelfaangedreven detectiesysteem.

Xinyu Xue en zijn collega's werkten aan een apparaat met twee hoofdcomponenten;

Ten eerste is er een titanium folie die fungeert als zowel de geleidende elektrode (verzamelt ingangs- en uitgangsspanningssignalen van de ZnO NW's) en substraat voor de ZnO NW-arrays. Dan is er een flexibele aluminiumfolie geplaatst boven de ZnO NW-arrays.

Basisprincipe van TENG

De tribo-elektrische eigenschappen die de werking ervan sturen, omvatten het contact tussen een elektrostatische inductie en tribo-elektrische oplading die vervolgens chemische bindingen uitzendt in het proces. Dan is er de overdracht van ladingen tussen de interfaces om het elektrochemische potentieel in evenwicht te brengen om tribo-elektrische outputladingen te produceren.

Tot nu toe zijn tribo-elektrische nanogeneratoren toepasbaar bij het bouwen van zelfaangedreven draagbare toepassingen, zoals zelfaangedreven draagbare elektronica, ultragevoelige sensoren, micro-elektromechanische apparaten en zelfaangedreven slimme sensoren.

draagbare elektronica.

In het behuizingssysteem kan een draagbare thermo-elektrische generator energie van het menselijk lichaam oogsten door middel van warmte-energie, trillingsenergie en mechanische energie. Daarna zetten technologen de energie van het lichaam om in elektriciteit.

7. Functies van zelfaandrijvende generatoren

Vaak zie je generatoren een hoge vlucht nemen in technische sectoren, zoals in werktuigmachines. Met de elektromotor in een zelfaangedreven generator krijgt hij extra ondersteuning op het gebied van stroom van gelijkrichters, batterijen of gelijk- en wisselstroom.

8. Veelgestelde vragen over zelfaandrijvende generatoren

Wat zijn de voorzorgsmaatregelen die ik moet nemen voordat ik een zelfaandrijvende generator maak?

Wanneer u misschien voor de eerste keer opstart, heeft u mogelijk een externe stroombron nodig voor het geval u enige verliezen ondervindt. Als u bijvoorbeeld 2 kW in uw experimentele motor plaatst, genereert u ongeveer 1,8 kW als uitgangsenergie. Vaak verlies je kracht tijdens wrijving, elektrische weerstand en wind. En dat is waar de externe bron binnenkomt, om ongeveer 0,4 kW te verdoezelen.

Wat is het verschil tussen DC- en AC-generatoren?

Een DC-generator genereert een stevige bron van gelijkstroom (DC) elektriciteit wanneer deze begint rond te draaien terwijl hij werkt. Het maakt gebruik van een commutator om de productie van de gelijkstroom te verzekeren. Integendeel, een AC-generator werkt om een ​​wisselstroom (AC) te produceren in plaats van een gelijkstroom. Met andere woorden, het is een DC-generator minus een commutator. Bovendien hebt u mogelijk diodes of gelijkrichtercircuits nodig om een ​​AC naar een DC om te zetten.

Hoe stimuleer je een zelfaandrijvende generator?

In normale omstandigheden werken de AC- en DC-machines als generatoren of motoren volgens de vereiste. Maar met dit type generator krijg je opwinding van de batterijen.

Conclusie

Al met al was het opwekken van stroom nog nooit zo eenvoudig. Hoewel we bijna geen kosten (behalve de opstartmiddelen) gebruiken voor efficiënte stroomproductie, zijn we er zeker van dat de zelfaandrijvende generator de stroomuitdagingen zal veranderen. Het enige dat de meeste wetenschappers en technologen misschien moeten doen, is deze gouden kans benadrukken.

Als u meer wilt weten, kunt u contact met ons opnemen.