¿Por qué se utilizan alternadores para generar CC?

Para los automóviles, puede estar seguro de que los alternadores, incluido el rectificador, son menos costosos de fabricar. Tienen anillos deslizantes para que la excitación se pueda controlar para regular el voltaje de salida con el cambio de velocidad y carga. La eficiencia es probablemente comparable a la de un generador de CC con un conmutador, pero es probable que los fabricantes de automóviles solo pensaran en el costo de fabricación cuando cambiaron los generadores con conmutador hace unos 50 años.

Hay menos generadores de CC más grandes que los generadores de automóviles, pero algunos se fabrican específicamente para su uso con turbinas eólicas. Algunos de ellos tienen imanes permanentes y no tienen anillos colectores. Algunos de ellos tienen convertidores AC-DC-AC para tener tanto el almacenamiento de energía de la batería como la salida de CA. Se dice que son competitivos con otros tipos de sistemas generadores en términos de eficiencia. También son atractivos porque pueden funcionar a velocidades más bajas, lo que elimina la necesidad de una caja de cambios que aumente la velocidad.

Los motores de automóviles RC pueden ser motores de CC de imán permanente con conmutadores o motores de CC sin escobillas. Los motores sin escobillas se pueden usar como generadores de CA y la salida se puede rectificar para proporcionar CC. El voltaje de salida es proporcional a la velocidad en ambos casos, por lo que ambos necesitan reguladores electrónicos para proporcionar CC constante. Los motores de CC sin escobillas son probablemente un poco más eficientes. Sospecho que son de mayor calidad porque son parte de un sistema más costoso que incluye el controlador de velocidad electrónico que se requiere para usarlos.

Las escobillas y los conmutadores que realmente necesitan cambiar la corriente a menudo serán mucho más propensos al desgaste que los conjuntos de anillos deslizantes que no necesitan realizar ninguna función de conmutación. Este exceso de desgaste se debe a que es difícil hacer una superficie lisa con múltiples contactos separados (sin que el espacio entre los contactos sea más alto o más bajo que los contactos que los rodean) y porque cambiar los contactos bajo carga los somete a una tensión adicional; mientras que un motor o generador con muchos devanados ejercerá esfuerzos de conmutación menores en el conmutador que uno con menos, un anillo deslizante sin conmutación no producirá ninguno.

Los sistemas de frenado regenerativo suelen incluir el uso de motores de accionamiento de CC, ya que el acoplamiento magnético es más fuerte que el de los alternadores de CA. Por supuesto, los sistemas de frenado por corrientes de Foucault usan un disco sólido, como en los tranvías y trenes, pero la energía disipada en las ruedas como calor al frenar no puede capturarse fácilmente como energía eléctrica para cargar una batería, a menos que se reconsideren los sistemas de escobillas. y los conmutadores se emplean utilizando materiales modernos.