Generadores Inverter

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Generador Inverter MHD

Un generador inverter magnetohidrodinámico extrae energía eléctrica directamente de los gases calientes en movimiento a través de un campo magnético, sin el uso de máquinas rotativas electromagnéticas. Los generadores inverter MHD fueron desarrollados originalmente debido a que la salida de un generador de plasma MHD es una llama, y capaz de calentar las calderas de una planta de energía de vapor. El primer diseño práctico fue el AVCO Mk. 25, desarrollado en 1965. El gobierno de EE.UU. financió el desarrollo sustancial, que culminó en una planta de demostración de 25 MW en 1987. En la Unión Soviética desde 1972 hasta finales de los 80, la planta MHD U 25 estuvo en operación comercial regular en el sistema de energía de Moscú con un índice de 25 MW, el mayor índice en plantas MHD en el mundo en ese momento. El generador inverter MHD que funcionaba como cogeneración es en la actualidad menos eficiente que las turbinas de gas de ciclo combinado.

Generador Inverter : Terminología

Las dos partes principales de los generadores inverter o motores inverter pueden ser descritas en términos mecánicos o eléctricos:

Mecánica inverter:

• Rotor: La parte giratoria de una máquina inverter eléctrica.
• Estator:La parte fija de una máquina inverter eléctrica.

Eléctrica inverter:

• Armadura: El componente productor de energía de una máquina eléctrica inverter. En un generador, alternador inverter o dínamo inverter, las bobinas de la armadura generan la corriente eléctrica inverter. La armadura puede estar en el rotor o en el estator.
• Campo:El componente del campo magnético de una máquina eléctrica inverter. El campo magnético del generador inverter puede ser proporcionado por cualquiera de los electroimanes o imanes permanentes montados ya sea en el rotor o el estator.

Debido a que la potencia transferida en el circuito de campo es mucho menor que en el circuito de la armadura, los generadores inverter de corriente alterna casi siempre tienen el devanado de campo en el rotor y el estator como bobina de armadura. Sólo una pequeña cantidad de corriente de campo debe ser transferida al rotor en movimiento, utilizando anillos colectores. Las máquinas de corriente directa necesariamente tienen el colector en el eje de rotación, por lo que el devanado de armadura está en el rotor de la máquina.

Generador Inverter : Excitación

Un generador o un motor inverter que utiliza bobinas de campo en lugar de imanes permanentes requerirá que un flujo de corriente esté presente en las bobinas de campo para que el dispositivo sea capaz de trabajar. Si las bobinas de campo no son alimentadas, el rotor de un generador inverter puede girar sin producir energía eléctrica utilizable, mientras que el rotor de un motor inverter no puede girar en absoluto. Generadores inverter de energía muy grande de estación a menudo utiliza un generador separado más pequeño para excitar las bobinas de campo de los más grandes.

En el caso de una grave interrupción de electricidad generalizada donde se ha producido un aislamiento de las centrales, las estaciones pueden necesitar realizar un inicio o arranque negro para excitar los campos de su generador inverter más grande, a fin de restablecer el servicio al cliente.

Generador Inverter : Circuito Equivalente

El teorema de máxima potencia establece que la potencia máxima puede ser obtenida por el generador inverter, haciendo la resistencia de la carga igual a la de los generadores inverter. Esto es ineficiente ya que la mitad de la energía se desperdicia en la resistencia interna del generador; el generador inverter de energía eléctrica práctico opera con resistencia de carga mucho mayor que la resistencia interna, por lo que la eficiencia es mayor.

Generador Inverter montado en vehículo

Los primeros vehículos de motor hasta aproximadamente la década de 1960 tendían a utilizar generadores inverter de corriente continua con regulador electromecánico. Este ha sido sustituido por alternador con una función de circuito rectificador, que es menos costoso y más ligero para una producción equivalente. Los alternadores automotrices alimentan los sistemas eléctricos en el vehículo y recargan la batería después del arranque. La potencia de salida nominal estará típicamente en el rango de 50-100 A con 12 V, dependiendo de la carga eléctrica diseñada dentro del vehículo. Algunos vehículos tienen ahora dirección asistida y aire acondicionado alimentados eléctricamente, lo que supone una carga muy alta en el sistema eléctrico. Los grandes vehículos comerciales son más propensos a utilizar 24 V para dar suficiente potencia en el motor de arranque, por ejemplo en un motor inverter de gran tamaño. Los alternadores de vehículos no utilizan imanes permanentes y por lo general son sólo 50-60% eficientes en un amplio rango de velocidad. Los alternadores de motocicletas suelen utilizar estatores de imanes permanentes hechos con imanes de tierras raras, ya que pueden ser más pequeños y más ligeros que otros tipos.

Algún generador más pequeños comúnmente encontrado alimenta luces de bicicleta. Estos tienden a ser alternadores de imanes permanentes de 0,5 amperios, suministrando de 3 - 6 W a 6 V o 12 V. Siendo accionados por el piloto, la eficiencia es un lujo, por lo que estos pueden incorporar imanes de tierras raras, y están diseñados y fabricados con gran precisión. Sin embargo, la eficiencia máxima es de sólo alrededor del 80% en el mejor de este generador inverter - el 60% es más típico - en parte debido a la fricción de rodamiento en la interfaz neumático/generadores inverter producto de una mala alineación, el pequeño tamaño del generador, teniendo pérdidas y diseño barato. El uso de imanes permanentes significa que la eficiencia cae aún más a altas velocidades porque la intensidad del campo magnético no puede ser controlada de ninguna manera.

Los yates de vela pueden utilizar generador inverter alimentado por agua o viento para cargar las baterías. Una pequeña hélice, aerogenerador o rodete está conectado a un alternador de baja potencia y rectificador para suministrar corrientes de hasta 12 A a velocidades típicas de navegación.

Motor - Generador Inverter

Motores - generadores inverter es la combinación de un generador eléctrico y un motor (motor primario) montados juntos para formar una sola pieza de equipo autónomo. Los motores utilizados suelen ser los motores de émbolo, pero también se pueden utilizar turbinas a gas. Están disponibles muchas versiones diferentes - que van desde los equipos portátiles muy pequeños alimentados por gasolina a instalaciones de turbinas de gran tamaño.

Generador Inverter Eléctrico alimentado por fuerza humana

Un generador inverter también puede ser impulsado por la fuerza muscular humana (por ejemplo, en el equipo de campo de una estación de radio).

El generador inverter de corriente directa alimentado por fuerza humana está disponible comercialmente, y ha sido el proyecto de algunos aficionados al bricolaje. Normalmente funciona por medio de la energía a pedal, un entrenador de bicicletas convertido o una bomba de pie, ese generador se puede utilizar prácticamente para cargar las baterías, y en algunos casos se ha diseñado con un inversor integral. El adulto promedio podría generar cerca de 125-200 vatios en generadores inverter alimentado por pedal. Los receptores de radio portátil con una manivela se hacen para reducir los requerimientos de compra de baterías (radio de cuerda).