Un generatore è un dispositivo che converte l'energia meccanica rotazionale in corrente elettrica. I generatori asincroni utilizzano i principi dei motori a induzione per convertire l'energia cinetica da magneti mobili e bobine, che sono collegati da avvolgimenti di filo di rame su un nucleo di ferro, in tensione elettrica e quindi corrente alternata per elettrodomestici o scopi industriali.
Un sistema di generazione di corrente alternata asincrono comprende tipicamente tre componenti principali: un rotore (una parte rotante), uno statore (insieme stazionario di conduttori) con circuiti magnetici montati attorno ad esso in modo da essere stazionario rispetto al suo asse di rotazione; i campi elettromagnetici creati in quelle regioni causano correnti nei fili che si avvolgono attorno ad essi quando passano attraverso queste aree a causa del loro cambiamento di movimento-direzionalità imposto.
In questo post parleremo di:
- Come funziona un generatore di induzione?
- Qual è la differenza tra generatore sincrono e ad induzione?
- Quali sono gli svantaggi del generatore di induzione?
- Un generatore a induzione è un generatore ad avviamento automatico?
- Perché una macchina a induzione viene raramente utilizzata come generatore?
- In quali condizioni una macchina a induzione può essere utilizzata come generatore?
- Perché un motore a induzione non può funzionare a velocità sincrona?
Come funziona un generatore di induzione?
La potenza di un generatore a induzione è generata dalla differenza di velocità di rotazione tra il suo rotore e lo statore. Durante il normale funzionamento, i campi rotanti del motore ruotano a una velocità maggiore rispetto alle bobine corrispondenti per creare elettricità. Questo genera flussi magnetici con polarità opposte che quindi creano correnti che producono più rotazione su entrambi i lati: un lato genera corrente elettrica mentre un altro aumenta la coppia di avviamento fino a raggiungere velocità sincrone in cui ci sarà potenza sufficiente per la piena generazione di uscita senza alcun input energia necessaria!
Qual è la differenza tra generatore sincrono e ad induzione?
I generatori sincroni producono una tensione sincronizzata con la velocità del rotore. I generatori a induzione, d'altra parte, prendono energia reattiva dalla rete elettrica locale per eccitare i loro campi e generare elettricità, quindi sono molto più sensibili ai cambiamenti nella frequenza di ingresso rispetto ai generatori sincroni!
Quali sono gli svantaggi del generatore di induzione?
I generatori a induzione non sono generalmente utilizzati nei sistemi di alimentazione perché presentano alcuni svantaggi. Ad esempio, non è adatto per un funzionamento separato e isolato; il generatore consuma invece di fornire KVAR magnetizzante che lascia più lavoro a generatori sincroni e condensatori; e infine l'induzione non può contribuire a mantenere i livelli di tensione del sistema come altri tipi di unità di generazione.
Un generatore a induzione è un generatore ad avviamento automatico?
I generatori a induzione non sono auto-avviatori. Possono alimentare le proprie rotazioni solo quando agiscono come generatori. Quando la macchina è in funzione in questo ruolo, prende potenza reattiva dalla linea CA e restituisce energia attiva al filo sotto tensione!
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Perché una macchina a induzione viene raramente utilizzata come generatore?
Una macchina a induzione non viene utilizzata come generatore a causa della disponibilità di generatori e alternatori sincroni. Gli SG sono in grado di produrre sia potenza reattiva che potenza attiva, mentre gli IG generano solo potenza attiva consumando energia reattiva. Ciò significa che un IG dovrebbe essere dimensionato più grande di quanto richiesto per il suo output al fine di gestire i suoi requisiti di input che possono diventare proibitivi a causa dei loro bassi livelli di efficienza.
In quali condizioni una macchina a induzione può essere utilizzata come generatore?
I motori a induzione possono produrre energia come generatori quando la velocità di un motore primo è a velocità sincrone ma non al di sopra di essa. Un principio di base per generare elettricità con un motore a induzione ha una frequenza di risonanza e per generare quella frequenza è necessario più di una semplice macchina a induzione. Quando si utilizza questo generatore in modo efficiente, l'accoppiamento deve essere eseguito tra i due pezzi, entrambi avranno il loro campo elettromagnetico rotazionale sincronizzato in modo che si muovano insieme come un'unità.
In quali condizioni un motore a induzione funziona come generatore? Come accennato in precedenza, se non è collegato alcun carico esterno, la corrente scorre liberamente attraverso qualsiasi circuito che abbia solo un'impedenza autoinduttiva, il che significa che la tensione ai capi inizia ad accumularsi fino a quando le tensioni dei terminali superano il doppio della tensione di linea dalla sorgente
Perché un motore a induzione non può funzionare a velocità sincrona?
Non è possibile che un motore a induzione funzioni a velocità sincrona perché il carico su di esso deve essere sempre applicato. Anche senza carichi, ci sarebbero comunque perdite di rame e attrito dell'aria dall'esecuzione di una macchina così potente. Con questi in mente, lo slittamento del motore non può mai raggiungere lo zero
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Sono Joost Nusselder, il fondatore di Tools Doctor, marketer di contenuti e papà. Adoro provare nuove apparecchiature e, insieme al mio team, dal 2016 creo articoli di blog approfonditi per aiutare i lettori fedeli con strumenti e suggerimenti per la creazione.
