Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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¿Qué es un alternador?
Un alternador se define como una máquina que convierte energía mecánica en energía eléctrica en forma de corriente alterna (a un voltaje y frecuencia específicos). Los alternadores también se conocen como generadores síncronos.
¿Dónde se usa un alternador?
Los alternadores producen la energía para los sistemas eléctricos de los vehículos modernos. Anteriormente, se utilizaban en su lugar generadores de CC o dínamos. Pero después del desarrollo del alternador, reemplazaron las dínamos de CC, ya que los alternadores son más robustos y ligeros.
Dado que el sistema eléctrico de los vehículos de motor requiere corriente continua y no corriente alterna, se utiliza un alternador junto con un rectificador de diodo para convertir la corriente de CA a CC.
A pesar de esta necesidad de convertir la corriente de CA a CC, todavía se usa un alternador ya que carece de la complicada conmutación presente en un generador de CC.
Este tipo particular de generador utilizado en el vehículo se conoce como alternador automotriz (aprenda cómo se construye un alternador ).
Otro uso de los alternadores es en locomotoras diesel-eléctricas. El motor de esta locomotora no es más que un alternador, impulsado por un motor diesel.
La corriente alterna producida por este generador se convierte en CC mediante rectificadores de diodos de silicio integrados para alimentar todos los motores de tracción de CC. Estos motores de tracción de CC accionan la rueda de la locomotora.
También utilizamos esta máquina en marina similar a una locomotora diesel-eléctrica. Diseñamos especialmente el generador síncrono utilizado en marina y marina con las adaptaciones adecuadas al entorno de agua salada.
El nivel de salida típico de un alternador marino es de aproximadamente 12 o 24 voltios. En las ovejas marinas grandes, se utilizan más de una unidad para proporcionar energía masiva.
En este sistema marino, la energía producida por el alternador primero se rectifica y luego se utiliza para cargar la batería de arranque del motor y la batería de suministro auxiliar del marino.
Uno de los usos principales de los alternadores es la producción de energía CA a granel con fines comerciales. En las centrales térmicas, en las centrales hidráulicas, incluso en las centrales nucleares, los alternadores solo convierten la energía mecánica en energía eléctrica para suministrar al sistema eléctrico.
Tipos de alternadores
Los alternadores o generadores síncronos se pueden clasificar de muchas formas dependiendo de sus aplicaciones y diseños.
Los cinco tipos diferentes de alternadores incluyen:
- Alternadores automotrices : utilizados en automóviles modernos.
- Alternadores de locomotoras diésel-eléctricas : se utilizan en unidades múltiples diésel-eléctricas.
- Alternadores marinos : utilizados en aplicaciones marinas.
- Alternadores sin escobillas– utilizado en plantas de generación de energía eléctrica como principal fuente de energía.
- Alternadores de radio : se utilizan para la transmisión de radiofrecuencia de banda baja.
Podemos categorizar estos generadores de CA (alternadores) de muchas maneras, pero las dos categorías principales según su diseño son:
- Tipo de polo saliente
- Tipo cilíndrico liso
Tipo de polo saliente
Lo usamos como alternador de baja y media velocidad. Tiene un gran número de polos salientes cuyos núcleos están atornillados o acoplados a una pesada rueda magnética de hierro fundido o acero de buena calidad magnética.
Estos generadores se caracterizan por sus grandes diámetros y sus cortas longitudes axiales. Estos generadores parecen una gran rueda. Estos se utilizan principalmente para turbinas de baja velocidad, como en centrales eléctricas Hydel.
Tipo cilíndrico liso
Lo usamos para un alternador impulsado por turbina de vapor. El rotor de este generador gira a una velocidad muy alta. El rotor consiste en un cilindro de acero forjado sólido liso que tiene cierto número de ranuras fresadas a intervalos a lo largo de la periferia exterior para acomodar bobinas de campo.
Estos rotores están diseñados principalmente para turbogeneradores de 2 polos o 4 polos que funcionan a 36000 rpm o 1800 rpm respectivamente.
Historia del alternador
Michael Faraday e Hippolyte Pixii dieron el primer concepto de alternador . Michael Faraday diseñó una vuelta de conductor rectangular giratoria dentro de un campo magnético para producir corriente alterna en el circuito estático externo.
Después de eso, en el año de 1886, JEH Gordon, diseñó y produjo el primer prototipo de un modelo útil. Después de eso, Lord Kelvin y Sebastian Ferranti diseñaron un modelo de generador síncrono de 100 a 300 Hz.
Nikola Tesla en 1891, diseñó un generador de 15 kHz comercialmente útil. Después de este año, entraron en escena los alternadores polifásicos que pueden entregar corrientes a múltiples fases.
