Que son os xeradores DC autoexcitados

Que son os xeradores DC autoexcitados?

Xerador DC autoexcitado

Un xerador DC moderno cunha bobina excitadora é un xerador autoexcitado, que comeza coa corrente inicial na bobina excitadora. Cando o xerador está apagado, xérase unha forza magnética pequena no ferro do rotor, que induce unha forza electromotriz no armadura e, polo tanto, xera unha corrente nas bobinas de campo. Inicialmente, o campo magnético débil produce unha corrente pequena na bobina, pero para manter a autoexcitación, o fluxo magnético adicional aumenta a forza electromotriz no rotor, polo que a tensión se incrementa constantemente ata que a máquina estea completamente cargada.

Mecanismo de funcionamento

Reténse unha cantidade pequena de magnetismo no ferro do rotor. Este campo magnético residual nos polos principais induce unha forza electromotriz na bobina do estator, que xera unha corrente inicial nas bobinas de campo.

A corrente pequena que circula pola bobina refórzase o campo magnético. Como resultado, a saída de tensión e a corrente de campo aumentan. Este ciclo continúa ata que a forza electromotriz no armadura supere a caída de tensión aos dous extremos da bobina excitadora. No entanto, despois de alcanzar un nivel determinado, os polos de campo saturanse, momento no que se alcanza o equilibrio eléctrico, a forza electromotriz do armadura non aumenta máis e a corrente non aumenta. A resistencia da bobina de excitação ten un valor fixo, no que se pode realizar a autoexcitación. Este valor de resistencia pode variar segundo os parámetros eléctricos do xerador.

Tipo de xerador DC

Os xeradores DC divídense principalmente en enrolamentos en serie, en paralelo e composto, cada tipo con diferentes disposicións de espiras e características de regulación de tensión.

Xeradores de Enrolamento en Serie

Nas xeradores de enrolamento en serie, as bobinas de campo e armadura están conectadas en serie, permitindo que a corrente circule tanto polo circuito externo como polas bobinas. A bobina de campo ten baixa resistencia e consiste en poucas voltas de cable grosso, o que aumenta a corrente á medida que diminúe a resistencia da carga.

Como resultado, o campo magnético e a tensión de saída aumentan no circuito. Neste tipo de xerador, a tensión de saída varía directamente coa corrente de carga, o que non é necesario en moitas aplicacións. Por esta razón, este tipo de xeradores raramente se utilizan.

Xeradores de Enrolamento en Paralelo DC

Nos xeradores de enrolamento en paralelo, a bobina de campo está conectada en paralelo ao armadura, mantendo unha tensión constante a través do circuito. A bobina de campo ten moitas voltas para lograr unha alta resistencia, limitando a corrente que pasa por ela e dirixindo o resto á carga.

Nos xeradores de enrolamento en paralelo, xa que están conectados en paralelo, as correntes nas ramas paralelas son independentes entre si. Polo tanto, a tensión de saída é case constante e, se varía, varía inversamente coa corrente de carga. Isto é debido á caída de tensión á medida que aumenta a resistencia do armadura. 

Xerador de Enrolamento Composto

O xerador de enrolamento composto é unha versión avanzada dos xeradores de enrolamento en serie e en paralelo. O principio de funcionamento do xerador combina os dous tipos para superar as desvantaxes de ambos. Ten ambos os tipos de enrolamento: campo en serie e campo en paralelo. Con base na súa conexión, os xeradores de enrolamento composto dividense en dous tipos: xerador composto de cortocircuito e xerador composto de longo circuito.

 Xerador Composto de Longo Circuito

Aquí, a bobina de campo en paralelo está conectada en paralelo só ao armadura, como se mostra na figura. A bobina en serie está entón conectada en serie.

 Xerador Composto de Cortocircuito

Aquí, a bobina de campo en paralelo está conectada en paralelo só ao armadura, como se mostra na figura. A bobina en serie está entón conectada en serie.

Ventajas do Xerador DC Composto

No xerador composto, a tensión do armadura diminúe automaticamente cando aumenta a corrente de carga, debido ao que o campo magnético producido pola bobina en paralelo diminúe. Pero o mesmo aumento na corrente de carga que circula pola bobina en serie causa un aumento no campo magnético. Así, a diminución do campo magnético na bobina en paralelo compensase co aumento do campo magnético na bobina en serie. De esta maneira, a tensión de saída permanece constante, como se mostra na figura.

 Xerador DC Composto Comutativo e Diferencial

Como o xerador de enrolamento composto ten ambos os campos, en paralelo e en serie, a súa combinación fai unha gran diferenza. Cando o campo en serie axuda ao campo en paralelo, o seu impacto é maior e dise que está compostamente comutado. Por outro lado, se o campo en serie opónse ao campo en paralelo, o seu impacto é menor e dise que é un xerador composto diferencial.