¿Cómo modifico un generador eléctrico de CC para obtener la misma potencia a una velocidad más baja?

¿Aumentar el número de vueltas en$\frac{2000}{700}$¿Haz el truco?

Casi. Eso debería cambiar la fuerza contraelectromotriz por un factor de K = 20/7, para compensar el cambio de velocidad. El problema es que incluso si logra rebobinar el motor de manera efectiva, la resistencia y la inductancia de la máquina eléctrica aumentarán en un factor de K ² = 8.16 -- las pérdidas I2R en el generador aumentarán en un factor de 8 a la misma corriente de carga . Y eso si logras rebobinar el motor de manera efectiva. Si no puede alcanzar un buen factor de llenado en el rotor, la resistencia será aún mayor. Necesitarás el equipo adecuado para esto; Yo no lo intentaría a mano.

Es una buena regla general que las pérdidas I2R en motores de imanes permanentes (ya sean síncronos o de CC con escobillas) sean más bajas en un nivel de potencia mecánica determinado cuando los motores funcionan a velocidades más altas. Hacerlos funcionar a velocidades más bajas aumenta los requisitos de par y la pérdida I2R aumenta en este factor al cuadrado.

Entonces, si puede compensar la pérdida de I2R aumentando aún más la relación de devanado, por ejemplo, 21/7 o 22/7 (lo que causa aún más pérdida de I2R), y no sobrecalienta el generador, alcanzará su potencia de salida. objetivo.

Esta es la razón por la que los engranajes y las correas se usan a menudo con motores eléctricos a bajas velocidades, en lugar de utilizar la transmisión directa.

El enfoque alternativo es hacer una máquina eléctrica con más polos: mayor cantidad de polos = mayor frecuencia eléctrica, lo que acerca el punto de operación de la máquina eléctrica a su área de mayor eficiencia. Pero eso es más complicado que simplemente rebobinar el motor.

Es posible obtener la misma potencia a menor velocidad sin cambios en el propio generador eléctrico.

La mayoría de las veces, conectamos los cables de salida de un generador eléctrico a la entrada de un regulador de voltaje y la salida del regulador de voltaje a nuestra carga.

Si tiene suerte, la carga ni siquiera notará un cambio de 2000 rpm a 700 rpm. El voltaje de salida del generador, por supuesto, caerá menos de la mitad del voltaje de salida anterior del generador. Pero el regulador de voltaje (si tiene suerte) compensará eso y conducirá el mismo voltaje de salida constante a la carga que siempre tiene. (Dado que el voltaje de salida del generador será menor, un regulador de voltaje eficiente extraerá más corriente del generador, para poder suministrar a la carga la misma potencia que siempre tiene).

Por desgracia, hay muchas maneras de no tener suerte:

• algunos reguladores de voltaje mal diseñados no podrán manejar este voltaje de entrada más bajo en estos niveles de potencia, y los transistores de potencia internos se sobrecalentarán y se destruirán permanentemente.
• algunos reguladores bien diseñados no están diseñados para este rango de voltaje específico y simplemente se apagan para evitar daños permanentes.
• La resistencia del devanado interno de algunos generadores es tan alta que simplemente no es posible extraer la cantidad deseada de energía a esta velocidad más baja.
• La resistencia del devanado interno de algunos generadores es tan alta que el sistema puede parecer que funciona a veces a esta velocidad más baja, pero otras veces se atasca en un bloqueo de corriente limitada no deseado a esta velocidad más baja.
• Es posible que algunos motores primarios no puedan girar el eje del generador al mayor par que requiere el generador a esta velocidad más baja. Eso haría que el sistema girara aún más lento, posiblemente terminando con un bloqueo limitado de par de velocidad muy baja no deseado muy similar al bloqueo limitado de corriente no deseado mencionado anteriormente, o tal vez simplemente deteniéndose.
• Dado que los generadores son menos eficientes a velocidades más bajas, se calentarán más cuando produzcan la misma potencia de salida a una velocidad más baja. Algunos generadores no están clasificados para estas condiciones (corriente demasiado alta, lo que provoca un sobrecalentamiento) y eventualmente sufrirán daños permanentes. (El menor enfriamiento por aire autoventilado a velocidades más bajas empeora esto aún más).
• Dado que los generadores son algo menos eficientes a velocidades más bajas, su motor principal tendrá que suministrar algo más de energía para mantener el sistema en funcionamiento. Algunos motores primarios no podrán suministrar esa cantidad de energía algo mayor.

Debería ser posible averiguar las clasificaciones del motor principal, el generador, el regulador y la carga, tal vez leyendo las hojas de datos . Luego, puede calcular con anticipación si tiene suerte y, de no ser así, exactamente qué cosas deben reemplazarse o modificarse para que el sistema funcione.