La base básica para instalaciones que generan electricidad con electromagnetas fue desarrollada por el experimentador británico y el físico Michael Faraday en 1831, que luego construyó el disco Faraday, que es uno de los primeros generadores. Después de eso, los generadores eléctricos se mejoraron constantemente dentro de una y media. Alternadores asíncronos y síncronos, una y tres fases, sin control del inversor y con él. ¿Cuál es la diferencia entre todos estos tipos?
Generadores síncronos
En un alternador síncrono, la electricidad está hecha con la coincidencia de la frecuencia de rotación del estator y el rotor. La fuerza electromotriz o la EMF se crea cuando el campo formado por los polos magnéticos del rotor cruza el devanado inicial. En un generador de este tipo, el rotor es un imán permanente o un electromagnet que tiene varios polos múltiples dos. Un rotor de dos polos, que tiene una velocidad de rotación de 3000 rpm, se instala en los generadores de respaldo, y en los generadores principales que producen electricidad alrededor del reloj, el rotor gira con una frecuencia de 1500 rpm.
Después de iniciar el generador síncrono, el rotor forma un campo magnético bastante débil, pero gradualmente aumenta la cantidad de sus revoluciones y aumenta la EMF. En la salida, la estabilidad del voltaje se controla utilizando la unidad de ajuste automático (AVR), que cambia el campo magnético durante el flujo de voltaje en el rotor del devanado de excitación. Cuando se pueden producir generadores síncronos, la "reacción de anclaje" puede ocurrir, es decir, cuando se activa la carga inductiva, el generador está disminuyendo y la tensión cae. Y en el caso, cuando se suministra la carga capacitiva, por el contrario, el generador es apropiado y la tensión crece.
La ventaja de los generadores síncronos es el voltaje estable en la salida, pero su desventaja es la tendencia a sobrecargas, que son posibles cuando las cargas crecen y exceden el nivel válido, es decir, la corriente en el devanado giratorio está excesivamente incrementado por el AVR unidad.
El generador síncrono es capaz de producir brevemente sobre la emisión de tal corriente que puede exceder el valor nominal varias veces. Dado que algunos aparatos eléctricos que incluyen motores eléctricos, compresores, bombas y otros, se requiere una corriente de arranque aumentada, y tienen una carga aumentada en la red, la mejor fuente de las fuentes principales y de respaldo serán solo alternadores.
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Generadores asíncronos
Rotación del rotor en tales generadores un poco por delante del campo magnético de la facturación, que es creado por el estator. Dichos generadores eléctricos incluyen rotores con dos tipos de devanado, cortocircuitado y fase. En un generador asíncrono, el principio de operación es exactamente el mismo que en su análogo síncrono: el estator crea un campo magnético en el devanado auxiliar, que luego se transmite por el rotor y se forma en el devanado del estator de la EMF. Pero la diferencia radica en el hecho de que la frecuencia con la que gira el campo magnético no se modifica, es decir, su ajuste no es válido. Es por eso que la frecuencia de la corriente eléctrica, que se produce por un alternador y el voltaje, tiene una conexión directa con las revoluciones del rotor, que a su vez dependen del funcionamiento estable del motor de accionamiento del generador eléctrico.
Los alternadores asíncronos tienen una alta protección de las acciones desde el exterior y son bastante pequeñas, sensibles a los cortocircuitos, de modo que son excelentes para las máquinas de soldadura. Estos generadores también son adecuados para sustituir dispositivos que tienen una carga OHMIC (activa), que se transforman por casi toda la electricidad suministrada por ellos, para trabajar: computadoras, lámparas de iluminación, utensilios de cocina, calentadores, etc.
La carga alta reactiva (partida), que se produce cuando se enciende, por ejemplo, el equipo de bombeo, dura aproximadamente un segundo, pero el generador eléctrico debe soportarlo. Y esto es lo que: asumimos que necesita mover un carrito pesado, que se instala en la superficie horizontal. Para poder mover el carrito, es necesario hacer mucho más esfuerzo, lo que se necesita para mantener su movimiento. Es la misma situación la que ocurre cuando el compresor del refrigerador se lanzó o se dividen, los motores eléctricos y las bombas, por lo tanto, solo el generador eléctrico síncrono puede hacer frente a él.
Las cargas reactivas en la cuadrícula de potencia central se compensan con choques o condensadores, además de usar una sección transversal especialmente mayor de los cables y transformadores eléctricos.
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El alternador asíncrono tiene un inconveniente significativo, desde no ser capaz de soportar mayores cargas. Pero, a pesar de esto, es más fácil diseñar y más barato que el analógico síncrono. Además, los generadores eléctricos asíncronos tienen un diseño cerrado, que puede proporcionarles una buena protección contra la humedad y la contaminación externa.
Generador trifásico y monofásico.
Algunas personas están convencidas de que un generador de electricidad monofásico es peor que trifásico. La lógica de aquellos que no entienden la electricidad es fácil de entender: una fase es menor que tres, por lo tanto, peor. De hecho, elija entre la fuente de alimentación de tres y monofásicos debe basarse en las necesidades de los usuarios finales.No se necesita un generador eléctrico que tiene tres fases para alimentar a tres grupos de consumidores monofásicos, y para alimentar dispositivos trifásicos.
Sucede que el diseño de la entrada trifásica en la casa se realiza en grupos monofásicos, pero es ventajoso que no los inquilinos, sino los electricistas, porque para esto necesitas una protección muy costosa del sistema de energía y su instalación. es muy caro. Casi todos los electrodomésticos modernos son monofásicos, y trifásicos eran modelos antiguos de motores eléctricos y estufas eléctricas.
Los motores eléctricos trifásicos tienen una desventaja significativa, con la potencia del alternador, por ejemplo, 10 kW, la potencia de cada fase será de 3.3 kW. Entre las fases, el compensado máximo posible de la carga de potencia puede no exceder el 25% del nominal, que es 1/3 de la potencia total del generador. Sobre la base de esto, un generador monofásico que tiene una potencia de 4,5 kW será más potente que un generador trifásico por 10 kW.
Generador del inversor
El alternador del inversor tiene una unidad de control electrónico que puede garantizar la producción de electricidad de excelente calidad, con una falta de caídas de voltaje. Los alternadores del inversor son excelentes para la nutrición de tales consumidores que solo necesitan en voltaje nominal.
Se establece un sistema de control de inversor para un alternador sincrónico y actúa en tres pasos: produce voltaje con una frecuencia de 20 Hz; Luego forma una corriente permanente de 12 V; Además, la corriente continua se convierte en una variable nominal que tiene una frecuencia de 50 Hz.
Los generadores de inversores se dividen en tres tipos de voltaje de salida pulsado:
- Para los modelos más baratos, se caracteriza un impulso rectangular. Tales modelos solo pueden alimentar herramientas de energía de construcción. Este tipo de inversores casi no se venden, ya que tiene baja popularidad y oportunidades muy limitadas.
- Los generadores de la zona de precios promedio pueden proporcionar un impulso trapezoidal. Esto les permite alimentar aparatos eléctricos para el hogar bastante complejos, como el refrigerador. Pero para la tecnología más sensible, dicho voltaje de calidad a menudo es insuficiente.
- Con un impulso sinusoidal, se crean las mejores condiciones para el trabajo de cualquier dispositivo, desde lo más simple hasta lo más difícil. El voltaje sinusoidal tiene características estables y cumple con precisión con todos los parámetros de electricidad, que es suministrada por redes eléctricas centrales. El costo de tales inversores es mucho más alto que el de otros dos tipos.
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Ventajas de los generadores del inversor:
- Mucho menor peso y tamaños, en comparación con los generadores simples de la misma potencia;
- Menos ruido durante la operación, que se logra debido al hecho de que la velocidad del rotor cambia;
- Muy pequeño consumo de combustible, que se logra mediante control electrónico del proceso de generación de electricidad. El generador produce una cantidad de energía que se requiere actualmente a todos los consumidores, y su desempeño disminuye o aumenta con la disminución o aumento apropiado en el número de consumidores;
- Dado que se basan en un alternador síncrono, los inversores pueden suministrar brevemente equipos intensivos en energía de alta velocidad. Además, en algunos modelos de generadores inversores, hay una función de "modo de sobrecarga", en la cual el inversor puede producir energía en un 50% más que el nominal. Pero este modo puede actuar aproximadamente 20-30 minutos;
- Buen trabajo en el fracaso - aproximadamente 3 mil horas.
Desventajas:
- La operación máxima continua es de 8 horas;
- tener un costo más alto en comparación con los análogos no inversores de la misma potencia;
- La unidad de control electrónico es bastante sensible, y su reparación es bastante cara;
- La potencia máxima en los generadores de este tipo es de 7.2 kW, y no hay modelos que tengan más poder.
conclusiones
Todos los tipos de generadores anteriores, excepto el inversor, pueden usarse no solo en modelos de consumo de energía de baja potencia, sino también en sistemas generadores grandes que producen megavatios de electricidad.