Principio de funcionamiento del alternador síncrono monofásico
Los generadores síncronos son motores de CA, y sus devanados del estator son los mismos que los de los generadores asíncronos. La velocidad de rotación de su rotor es la misma que la velocidad del campo magnético giratorio generado por el devanado del estator, por lo que se denomina generador síncrono. Debido a esto, la corriente del generador síncrono adelanta la tensión en fase, es decir, el generador síncrono es una carga capacitiva. Por esta razón, los generadores síncronos se utilizan a menudo para mejorar el factor de potencia del sistema de suministro de energía.
Existen aproximadamente dos tipos de generadores síncronos en estructura:
1. El rotor se excita con corriente continua.
El rotor de este generador se muestra en la figura. 1, como se puede ver en la figura, su rotor está hecho de un tipo de polo manifiesto. Las bobinas de campo magnético instaladas en el núcleo del polo magnético están conectadas en serie y conectadas con polaridades opuestas alternas, y hay dos cables conectados al encendido. los dos anillos colectores en el eje. La bobina de campo es excitada por un pequeño generador de CC o una batería. En la mayoría de los generadores síncronos, el generador de CC está montado en el eje del generador para suministrar la corriente de excitación de la bobina del polo del rotor.
Dado que este generador síncrono no puede arrancar automáticamente, se instala un devanado de jaula de ardilla en el rotor para arrancar el generador. El devanado de jaula de ardilla se coloca alrededor del rotor y su estructura es similar a la de un generador asíncrono.
Cuando se conecta una fuente de alimentación de CA trifásica al devanado del estator, se genera un campo magnético giratorio en el generador. El devanado de jaula de ardilla corta las líneas de fuerza magnéticas para generar una corriente inducida, provocando así. el generador gire. Después de que el generador gira, su velocidad aumenta lentamente a una velocidad ligeramente inferior a la del campo magnético giratorio. En este momento, la bobina del campo magnético del rotor se excita con corriente continua, lo que provoca que se formen ciertos polos magnéticos en el rotor. para rastrear los polos magnéticos giratorios en el estator, de modo que aumente la velocidad del rotor del generador hasta que gire sincrónicamente con el campo magnético giratorio.
2. Motores síncronos cuyos rotores no necesitan excitación
Los generadores síncronos cuyos rotores no necesitan excitación pueden utilizarse en fuentes de alimentación monofásicas o en fuentes de alimentación multifásicas. En este tipo de generador, hay un devanado de estator similar al estator de un generador de fase dividida o un generador multifásico. También tiene un rotor de jaula de ardilla, y la superficie del rotor está cortada en un plano, por lo que. Es un rotor de polos manifiestos y los polos magnéticos del rotor están hechos de un tipo de acero magnetizado que conserva su magnetismo con el tiempo. El devanado de jaula de ardilla se utiliza para generar el par de arranque. Cuando el generador gira a una cierta velocidad, el polo dominante del rotor se sincroniza con la frecuencia actual de la bobina del estator. La polaridad del polo dominante es inducida por el estator, por lo que su número debe ser igual al número de polos del estator. Cuando el generador gira a su velocidad esperada, el devanado de jaula de ardilla pierde su efecto y la rotación se mantiene. El rotor. Los polos magnéticos siguen a los polos magnéticos del estator para sincronizarlos. Este tipo de generador es actualmente un tipo común de generador que soporta grupos electrógenos.