El motor asíncrono como generador: la esencia del proceso, sus pros y sus contras.

En ingeniería eléctrica existe el llamado principio de reversibilidad: cualquier dispositivo que convierte energía eléctrica en mecánica, puede hacer la operación inversa. Se basa en el principio del funcionamiento de los generadores eléctricos, cuya rotación de rotores provoca la aparición de corriente eléctrica en los devanados del estator.

Teóricamente es posible procesar y usar cualquier motor asíncrono como generador, pero para esto, en primer lugar, para comprender el principio físico, y en segundo lugar, para crear las condiciones que aseguren esta transformación.

Campo magnético giratorio: la base del circuito generador de un motor asíncrono

En una máquina eléctrica, inicialmente se crea como un generador, hay dos devanados activos: excitación, ubicado en el ancla, y estator, en el que hay una corriente eléctrica. El principio de su trabajo se basa en el efecto de la inducción electromagnética: el campo magnético giratorio se genera en el devanado, que está bajo su influencia, la corriente eléctrica.

El campo magnético se produce en el devanado de un anclaje a partir del voltaje generalmente suministrado por la batería, pero su rotación la proporciona cualquier dispositivo físico, incluso si tiene su propia fuerza muscular.

DiseñoEl motor con rotor cortocircuitado (esto es el 90 por ciento de todas las máquinas eléctricas ejecutivas) no permite el suministro de voltaje al devanado de una armadura. Por lo tanto, no importa cuánto gire el eje del motor, no habrá suministro de electricidad. Para aquellos que quieren hacer el procesamiento de un generador de motor asíncrono, es necesario crear un campo magnético giratorio por sí mismo.

Creamos condiciones previas para el procesamiento

Los motores de CA se conocen como motores asíncronos. Todo porque el campo magnético de rotación del estator está ligeramente por delante de la velocidad de rotación del rotor, parece que lo jala por sí mismo.

Usando el mismo principio de reversibilidad, llegamos a la conclusión de que, para iniciar la generación de una corriente eléctrica, el campo magnético giratorio del estator debe estar retrasado detrás del rotor o incluso ser opuesto a la dirección. Puede crear un campo magnético giratorio que se retrasa o rotar el rotor de dos maneras.

Para suprimir su carga reactiva . Para hacer esto, en la cadena de suministro de energía del motor eléctrico, funcionando en modo normal (no generando), debe incluir, por ejemplo, una batería de condensador potente. Es capaz de acumular el componente reactivo de la corriente eléctrica, la energía magnética. Esta propiedad ha sido utilizada recientemente por aquellos que desean ahorrar kilovatios-hora.

Para ser exactos, no se producen ahorros reales de energía, simplemente un consumidor engaña al medidor de electricidad un poco legalmente. Carga acumulada de la batería del condensadorestá en antifase con lo que se crea al alimentar la tensión y "desacelerarla". Como resultado, el motor eléctrico comienza a generar corriente y lo envía a la red.

En la práctica, este efecto se utiliza en el transporte por tracción eléctrica. Tan pronto como la locomotora eléctrica, el tranvía o el tranvía bajan la pendiente, se conecta una batería de condensador a la alimentación eléctrica del motor de tracción y se devuelve la energía eléctrica a la red (no creas a los que afirman que el transporte eléctrico de carreteras, él proporciona casi el 25 por ciento de la energía por sí mismo).

Esta forma de generar electricidad no es pura generación. Para transferir el trabajo de un motor asíncrono al modo generador, es necesario utilizar el método de autoexcitación.

La autoexcitación de un motor asíncronoy su transición al modo de generación pueden surgir debido a la presencia de un ancla (rotor) del campo magnético residual. Es muy pequeño, pero puede generar un EMF, cargando un capacitor. Después de que se produce el efecto de autoexcitación, la batería del condensador se carga a partir de la corriente eléctrica producida y el proceso de generación se vuelve continuo.

Secretos de generar un generador a partir de un motor asíncrono

Para convertir un motor eléctrico en un generador, es necesario usar baterías de condensador no polares. Los condensadores electrolíticos no son adecuados para esto. En los motores trifásicos, los condensadores se incluyen en una estrella o triángulo. La conexión "estrella" le permite comenzar a generar a velocidades de rotor más bajas, pero la tensión de salida será ligeramente menorque cuando está conectado por un "triángulo".

También puede crear un generador de motor asíncrono monofásico.Pero para este propósito solo son adecuados aquellos con un rotor en cortocircuito, y para la eliminación gradual, use un capacitor de duplicación de fase.Los motores de colector monofásicos para procesar en un generador no son adecuados.

Calcular en condiciones domésticas el tamaño de la capacitancia requerida de la batería del capacitor no es posible.Por lo tanto, el maestro del hogar debe proceder de una simple razón: el peso total de la batería del condensador debe ser igual o ligeramente superior al peso del motor eléctrico en sí.En la práctica, esto lleva al hecho de que la creación de un generador asíncrono bastante potente es casi imposible, ya que cuanto menor es el número de vueltas nominales del motor, es más importante.

Evaluar el nivel de eficiencia: ¿es rentable?

Como puede ver, hacer que un motor eléctrico genere corriente es posible no solo en invenciones teóricas.Ahora tenemos que averiguar cuánto se están haciendo los esfuerzos para cambiar el género de una máquina eléctrica.

En muchas publicaciones teóricas, la principal ventaja de los generadores asíncronos es su simplicidad.Honestamente, es astucia.El dispositivo del motor no es de ninguna manera más simple que el dispositivo del generador síncrono.Por supuesto, el generador asíncrono no tiene un circuito de excitación eléctrica, pero es reemplazado por una batería de condensador, que en sí misma es un dispositivo técnico complejo.

Pero los capacitores no necesitan ser atendidos, y obtienen energía como para nada - inicialmente del campo magnético residualrotor, y luego - a partir de la corriente eléctrica producida.Esta es la principal y prácticamente la única ventaja de las máquinas generadoras asíncronas: no se pueden atender.Estas fuentes de energía eléctrica se utilizan en centrales eléctricas autónomas domésticas, que funcionan con energía eólica o con agua incidente.

Otra ventaja de tales máquinas eléctricas es que la corriente generada por ellas está casi desprovista de armónicos más altos.Este efecto se llama "clirfactor".Para las personas que están lejos de la teoría de la ingeniería eléctrica, esto se puede explicar de la siguiente manera: cuanto más bajo es el factor administrativo, menos electricidad se consume por calentamiento inútil, campos magnéticos y otras "fealdades" eléctricas.

En los generadores de un motor asíncrono trifásico, el cliffactor suele estar dentro del 2% cuando las máquinas síncronas tradicionales producen un mínimo de 15. Sin embargo, el registro administrativo en las condiciones del hogar cuando diferentes tipos de aparatos eléctricos están conectados a la red (las lavadoras tienen una gran carga inductiva), prácticamente imposible.

Todas las demás propiedades de los generadores asíncronos son negativas.Estos incluyen, por ejemplo, la incapacidad de proporcionar una frecuencia industrial nominal de la corriente producida.Por lo tanto, casi siempre están conectados con dispositivos de rectificación y se utilizan para cargar paquetes de baterías.

Además, tales máquinas eléctricas son muy sensibles a las variaciones de carga.Si en los generadores tradicionales para la excitación, se usa una batería con una gran cantidad de energía eléctrica, entoncesLa propia batería del condensador elimina parte de la energía de la corriente generada.

Si la carga en un generador de fabricación propia de un motor asíncrono excede el valor nominal, entonces no tendrá suficiente electricidad para recargarse y la generación se detendrá. A veces se usan baterías capacitivas, cuyo volumen varía dinámicamente según el tamaño de la carga. Sin embargo, la ventaja de la "simplicidad del esquema" se pierde por completo.

La inestabilidad de la frecuencia de corriente producida, cuyas variaciones son casi siempre aleatorias, no se puede explicar científicamente y, por lo tanto, no se puede tener en cuenta ni compensar, lo que resulta en una pequeña prevalencia de generadores asíncronos en la vida diaria y en la economía.

Funcionamiento del motor asíncrono como generador de video