Qué es un alternador: construcción, funcionamiento y sus aplicaciones

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En 1832, Hippolyta Pixii (1808-1835), el inventor francés, crea los alternadores. Algunas de las empresas fabricantes de alternadores en India son Abrasive Engineers Private Limited en Delhi, Accurion Scientific Instruments Private Limited en Bangalore, Aditya Techno Private Limited en Nueva Delhi, Agni Natural Energy India Private Limited en Bangalore, Agragami Natures Electrical Generating System Private Limited en Bangalore , Air Sensors Auto Electronics Private Limited en Nueva Delhi, Ajanta Switchgerars Private Limited en Pune, Alok Eléctricos Private Limited en Uttar Pradesh, Ambica Elevator Private Limited en Gujarat, Amico Engineers Private Limited en Kolkata, Anand and Co.electronics Private Limited en Bengala Occidental, Anand Technocrats Private Limited en Maharashtra.

¿Qué es el alternador?

Un alternador se define como una máquina o generador que produce suministro de CA (corriente alterna) y convierte la energía mecánica en energía eléctrica, por lo que también se le llama generador de CA o generador síncrono. Existen diferentes tipos de alternadores basados ​​en aplicaciones y diseño. El alternador de tipo marino, el alternador de tipo automotriz, el alternador de tipo locomotora diesel-eléctrica, el alternador de tipo sin escobillas y los alternadores de radio son los tipos de alternadores basados ​​en las aplicaciones. El tipo de polo saliente y cilíndrico rotor type son los tipos de alternadores basados ​​en el diseño.




Alternador

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Construcción de un alternador

Los componentes principales de un alternador o generador síncrono son el rotor y el estator. La principal diferencia entre el rotor y el estator es que el rotor es una parte giratoria y el estator no es un componente giratorio, lo que significa que es una parte estacionaria. Los motores generalmente funcionan con rotor y estator.



alternador-o-generador-síncrono

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La palabra del estator basada en la estacionaria y la palabra del rotor basada en la rotación. La construcción del estator de un alternador es igual a la construcción del estator de un motor de inducción. Por lo tanto, la construcción del motor de inducción y la construcción del motor síncrono son iguales. Por lo tanto, el estator es la parte estacionaria del rotor y el rotor es el componente que gira dentro del estator. El rotor está ubicado en el eje del estator y la serie de electroimanes dispuestos en un cilindro hacen que el rotor gire y cree un campo magnético. Hay dos tipos de rotores que se muestran en la siguiente figura.

tipos-de-rotores

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Rotor de polo saliente

El significado del saliente se proyecta hacia afuera, lo que significa que los polos del rotor se proyectan hacia afuera desde el centro del rotor. Hay un devanado de campo en el rotor y para este devanado de campo utilizará suministro de CC. Cuando pasamos la corriente a través de este campo se crean polos N y S devanados. Los rotores salientes están desequilibrados, por lo que las velocidades están restringidas. Este tipo de rotor se utiliza en centrales hidroeléctricas y centrales diésel. El rotor de polos salientes se utiliza para máquinas de baja velocidad de aproximadamente 120-400 rpm.

Rotor cilíndrico

El rotor cilíndrico también se conoce como rotor no saliente o rotor redondo y este rotor se utiliza para máquinas de alta velocidad de aproximadamente 1500-3000 rpm y el ejemplo de esto es una planta de energía térmica. Este rotor está formado por un cilindro radial de acero que tiene el número de ranuras y en estas ranuras se coloca el devanado de campo y estos devanados de campo siempre están conectados en serie. Las ventajas de esto son mecánicamente robustas, la distribución del flujo es uniforme, funciona a alta velocidad y produce poco ruido.


Un motor de CA viene en muchas formas y tamaños, pero no podemos tener un CA sin rotor y estator. El rotor está hecho de hierro fundido y el estator está hecho de acero al silicio. Los precios del rotor y el estator dependen de la calidad.

Principio de funcionamiento del alternador

Todos los alternadores funcionan según el principio de inducción electromagnética. Según esta ley, para producir la electricidad necesitamos un conductor, un campo magnético y energía mecánica. Cada máquina que gira y reproduce corriente alterna. Para comprender el principio de funcionamiento del alternador, considere dos polos magnéticos opuestos norte y sur, y el flujo viaja entre estos dos polos magnéticos. En la figura (a) se coloca una bobina rectangular entre los polos magnéticos norte y sur. La posición de la bobina es tal que la bobina es paralela al flujo, por lo que no se corta flujo y, por lo tanto, no se induce corriente. De modo que la forma de onda generada en esa posición sea cero grados.

rotación-de-bobina-rectangular-entre-dos-polos-magnéticos

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Si la bobina rectangular gira en el sentido de las agujas del reloj en un eje ayb, el lado del conductor A y B se encuentra frente al polo sur y C y D se encuentran frente al polo norte como se muestra en la figura (b). Entonces, ahora podemos decir que el movimiento del conductor es perpendicular a las líneas de flujo desde el polo N al S y el conductor corta el flujo magnético. En esta posición, la tasa de corte de flujo por parte del conductor es máxima porque el conductor y el flujo son perpendiculares entre sí y, por lo tanto, la corriente se induce en el conductor y esta corriente estará en la posición máxima.

El conductor gira una vez más a 900en el sentido de las agujas del reloj, la bobina rectangular se coloca en posición vertical. Ahora, la posición del conductor y la línea de flujo magnético es paralela entre sí, como se muestra en la figura (c). En esta figura, el conductor no corta flujo y, por lo tanto, no se induce corriente. En esta posición, la forma de onda se reduce a cero grados porque el flujo no corta.

En la segunda mitad del ciclo, el conductor continúa girando en el sentido de las agujas del reloj durante otros 900. Entonces, aquí la bobina rectangular llega a una posición horizontal de tal manera que el conductor A y B se encuentran frente al polo norte, C y D se encuentran frente al polo sur como se muestra en la figura (d). Nuevamente, la corriente fluirá a través del conductor que actualmente está inducido en el conductor A y B es del punto B a A y en el conductor C y D es del punto D al C, por lo que la forma de onda se produce en dirección opuesta y alcanza el máximo. valor. Luego, la dirección de la corriente indicada como A, D, C y B, como se muestra en la figura (d). Si la bobina rectangular vuelve a girar en otros 900entonces la bobina alcanza la misma posición desde donde se inicia la rotación. Por lo tanto, la corriente volverá a caer a cero.

En el ciclo completo, la corriente en el conductor alcanza el máximo y se reduce a cero y en la dirección opuesta, el conductor alcanza el máximo y nuevamente llega a cero. Este ciclo se repite una y otra vez, debido a esta repetición del ciclo la corriente será inducida en el conductor continuamente.

forma de onda de un ciclo completo

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Este es el proceso de producir la corriente y los campos electromagnéticos de una sola fase. Ahora para producir 3 fases, las bobinas se colocan en el desplazamiento de 1200cada. Entonces, el proceso de producción de la corriente es el mismo que el monofásico, pero solo la diferencia es que el desplazamiento entre tres fases es 1200. Este es el principio de funcionamiento de un alternador.

Caracteristicas

Las características de un alternador son

  1. Corriente de salida con velocidad del alternador: La salida de la corriente se redujo o disminuyó cuando la velocidad del alternador se redujo o disminuyó.
  2. La eficiencia con la velocidad del alternador: La eficiencia de un alternador se reduce cuando el alternador funciona a baja velocidad.
  3. Caída de corriente con aumento de la temperatura del alternador: Cuando la temperatura de un alternador aumenta, la corriente de salida se reducirá o disminuirá.

Aplicaciones

Las aplicaciones de un alternador son

  • Automóviles
  • Plantas generadoras de energía eléctrica
  • Aplicaciones marinas
  • Unidades múltiples eléctricas diesel
  • Transmisión por radiofrecuencia

Ventajas

Las ventajas de un alternador son

  • Barato
  • Bajo peso
  • Bajo mantenimiento
  • La construcción es simple
  • Robusto
  • Mas Compacto

Desventajas

Las desventajas de un alternador son

  • Los alternadores necesitan transformadores
  • Los alternadores se sobrecalentarán si la corriente es alta

Por lo tanto, se trata de una descripción general de un alternador que incluye construcción, trabajo, ventajas y aplicaciones. Aquí tienes una pregunta: ¿cuál es la capacidad de un alternador en los automóviles?