Qué es un alternador: construcción, funcionamiento y sus aplicaciones

En 1832, los alternadores fueron creados por Hippolyta Pixii (1808-1835), el inventor francés. Algunas de las empresas de fabricación 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 Bengaluru . , Air Sensors Auto Electronics Private Limited en Nueva Delhi, Ajanta Switchgerars Private Limited en Pune, Alok Electricals Private Limited en Uttar Pradesh, Ambica Elevator Private Limited en Gujarat, Amico Engineers Private Limited en Calcuta, Anand and Co.electronics Private Limited en Bengala Occidental , Anand Technocrats Private Limited en Maharashtra.


¿Qué es un alternador?

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

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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 suelen ser accionados por rotor y estator.

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La palabra estator se basa en la parada y la palabra rotor se basa en la rotación. La construcción del estator de un alternador es igual a la construcción del estator de un motor de inducción. Así, la construcción del motor de inducción y la construcción del motor síncrono son iguales. Entonces, el estator es la parte estacionaria del rotor y el rotor es el componente que gira dentro del estator. El rotor se asienta sobre el eje del estator y la serie de electroimanes dispuestos en un cilindro hace girar el rotor y crea un campo magnético. Hay dos tipos de rotores, se muestran en la siguiente figura.

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Rotor de polo saliente

El significado de 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 se utilizará una fuente de alimentación de CC. Cuando pasamos corriente a través de este campo, se crean los polos N y S de los devanados. Los rotores que sobresalen están desequilibrados, por lo que las velocidades son limitadas. Este tipo de rotor se utiliza en centrales hidroeléctricas y centrales diésel. El rotor de polo saliente utilizado para máquinas de baja velocidad alrededor de 120 a 400 rpm.

Rotor cilíndrico

El rotor cilíndrico también se conoce como rotor no sobresaliente o rotor redondo y este rotor se usa para máquinas de alta velocidad alrededor de 1500 a 3000 rpm y el ejemplo es una planta de energía térmica. Este rotor está hecho de un cilindro radial de acero que tiene varias muescas y en estas muescas se coloca el inductor y estos inductores siempre están conectados en serie. Sus ventajas son mecánicamente fuerte, distribución de flujo uniforme, operación de alta velocidad y bajo nivel de ruido.

Un motor de CA viene en muchas formas y tamaños, pero no podemos tener CA sin un rotor y un estator. El rotor está hecho de hierro fundido y el estator está hecho de acero al silicio. Los precios del rotor y del 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 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 se mueve 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 el flujo y, por lo tanto, no se induce corriente. Por lo tanto, la forma de onda generada en esta posición es de cero grados.

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Si la bobina rectangular gira en el sentido de las agujas del reloj sobre un eje a y b, el lado conductor A y B quedan frente al polo sur y C y D frente al polo norte, como se muestra en la figura (b). Ahora podemos decir que el movimiento del conductor es perpendicular a las líneas de flujo desde el polo N hasta el polo S y el conductor intersecta el flujo magnético. En esta posición, la tasa de interrupción del 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 90 en el sentido de las agujas del reloj, la bobina rectangular llega a la posición vertical. Ahora la posición del conductor y la línea de flujo magnético son paralelas entre sí como se muestra en la figura (c). En esta figura, el conductor no corta ningún 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 el segundo medio ciclo, el conductor sigue girando en el sentido de las agujas del reloj durante otros 90. Así que aquí la bobina rectangular llega a una posición horizontal tal que los conductores A y B vienen frente al polo norte, C y D vienen frente al polo sur como se muestra en la figura (d). Nuevamente, la corriente fluirá a través del conductor que actualmente se induce en el conductor A y B del punto B al A y en el conductor C y D del punto D al C, por lo que la forma de onda se produce en la dirección opuesta y alcanza la tasa máxima. Luego la dirección de la corriente indicada por A, D, C y B como se muestra en la figura (d). Si la bobina rectangular vuelve a girar en otros 90 luego, el carrete alcanza la misma posición desde la que comenzó la rotación. Por lo tanto, la corriente volverá a caer a cero.

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En el ciclo completo, la corriente en el conductor alcanza el máximo y se reduce a cero y en sentido contrario el conductor alcanza el máximo y vuelve a cero. Este ciclo se repite una y otra vez, debido a esta repetición del ciclo, se inducirá corriente en el conductor continuamente.

forma de onda de un ciclo completo
forma de onda de un ciclo completo

Es el proceso de producir la corriente y el EMF de una sola fase. Ahora para producir 3 fases las bobinas se colocan en el desplazamiento de 120 cada. Entonces, el proceso de producción de corriente es el mismo que el de una sola fase, pero la única diferencia es que el desplazamiento entre las tres fases es 120. Este es el principio de funcionamiento de un alternador.

Las características

Las características de un alternador son

  1. Corriente de salida con velocidad del alternador: La salida de corriente se reduce o disminuye cuando se reduce o disminuye la velocidad del alternador.
  2. 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 temperatura del alternador: Cuando la temperatura de un alternador aumenta, el la corriente de salida se reducirá o disminuirá.

Aplicaciones

Las aplicaciones de un alternador son

  • Coches
  • Plantas de generación de energía eléctrica
  • aplicaciones marinas
  • Unidades múltiples diésel eléctricas
  • Transmisión de radiofrecuencia

Ventajas

Las ventajas de un alternador son

  • Barato
  • Bajo peso
  • Bajo mantenimiento
  • La construcción es sencilla.
  • Robusto
  • Mas Compacto

Desventajas

Las desventajas de un alternador son

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

Así que esta es una descripción general de un alternador que incluye construcción, operación, ventajas y aplicaciones. Aquí hay una pregunta para usted ¿cuál es la capacidad de un alternador en los automóviles?

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