¿La autoexcitación del alternador requiere rectificación?
Ned Ruggeri
Estoy aprendiendo sobre la autoexcitación en alternadores.
Tengo entendido que hay magnetismo residual en el rotor. A medida que gira, genera una corriente en un estator que luego se alimenta a las bobinas de campo (giratorias) para aumentar la fuerza del campo magnético y, por lo tanto, el voltaje de salida.
Si la corriente alimentada a las bobinas de campo fuera constante, (creo) estaríamos listos. La corriente constante a través de las bobinas de campo generaría un flujo magnético constante relativo a la posición/orientación de las bobinas. Dado que las bobinas de campo están girando, el campo magnético gira en relación con el estator. Esto induce una corriente en el estator.
Sin embargo, si la salida del estator debido al magnetismo residual se alimenta a las bobinas de campo (como durante la acumulación), ¿no se alimentarán las bobinas de campo con corriente alterna ? ¿No implicará esto que las bobinas de campo generan un campo magnético que alterna con respecto a la posición/orientación de las bobinas? ¿No implicará eso que el campo magnético "pulsa" pero no "gira" en relación con el estator?
Si he identificado correctamente este "problema", ¿es la solución alguna forma de conversión AC->DC?
Respuestas (3)
kevin blanco
Todos los alternadores simples con rotores bobinados (como los de los automóviles). Rectifique la salida del estator para proporcionar la corriente de campo.
La disposición exacta puede variar, pero a continuación se muestra una disposición común.
La salida de CA del rotor se rectifica para alimentar las bobinas de campo a través de anillos deslizantes. Un regulador reduce la corriente al devanado de campo cuando la batería alcanza el voltaje de regulación previsto.
En el arranque, el magnetismo residual ayuda a iniciar el proceso de producción de energía.
Hay un par de puntos interesantes.
Hay un rectificador de alta corriente separado para suministrar energía a la batería y al vehículo. Esto evita que la energía de la batería se use innecesariamente para impulsar el campo cuando el alternador está parado.
La corriente a través de la lámpara del tablero ayuda en el proceso de puesta en marcha ya que proporciona una pequeña cantidad de corriente a través del campo para agregar al magnetismo residual. Si la lámpara del tablero falla, es posible que sea necesario acelerar el motor mucho más de lo normal para iniciar la autoexcitación.
usuario80875
Si he identificado correctamente este "problema", ¿es la solución alguna forma de conversión AC->DC?
Las máquinas del tipo descrito requieren un rotor de imán permanente o CC suministrada a la bobina de campo del rotor. Durante los aproximadamente 130 años que se han utilizado los "alternadores" o "generadores síncronos", se han desarrollado muchos esquemas de excitación. Dado que es deseable una frecuencia de salida constante, el voltaje de excitación de CC variable generalmente se usa para regular el voltaje de salida.
Durante muchas décadas, se suministró CC al rotor a través de escobillas y anillos colectores. Durante no tantas décadas, se han utilizado sistemas de excitación sin escobillas. Se han utilizado rectificadores electromecánicos, de tubo de vacío y semiconductores. Un generador de "excitador" de CC montado en el eje del alternador era una fuente popular. Hay muchos libros de texto que describen los diseños de las máquinas.
vu2nan
¿Requiere rectificación la autoexcitación del alternador?
Sí.
Los alternadores de automóviles, por ejemplo, tienen un solo devanado de campo axial, con mitades de polos de garra en cada extremo que proporcionan los polos norte y sur alternos.
Crédito de imagen - ResearchGate
Crédito de la imagen - Mpoweruk.com
La salida del alternador se rectifica y alimenta al devanado de campo a través de un regulador de "encendido-apagado" que cambia la corriente de excitación entre 2 puntos de ajuste (por ejemplo, 13,8 y 14,2 V para un sistema de 12 V).
La batería proporciona la excitación inicial a través de la bombilla indicadora de "carga".
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