Quins són els motius per als quals els generadors síncrons tenen més pèrdues que els motors d'inducció?
Raons per les quals les pèrdues dels generadors síncrons són més grans que les de les màquines d'inducció
Tant els generadors síncrons com les màquines d'inducció tenen diverses pèrdues durant la seva operació, però les pèrdues en els generadors síncrons són típicament més grans. Això és principalment degut a diferències en la seva estructura i principis d'operació. Aquí hi ha algunes de les raons principals:
1. Pèrdues d'excitació
Generador Síncron: Els generadors síncrons necessiten un sistema d'excitació extern per produir el camp magnètic, el que porta a pèrdues addicionals. El sistema d'excitació sol incloure un excitador, un rectificador i bobines d'excitació, tots consumint energia elèctrica.
Màquina d'Inducció: Les màquines d'inducció generen el seu camp magnètic a través de la corrent alternada en les bobines de l'estator, eliminant la necessitat d'un sistema d'excitació extern i evitant així les pèrdues d'excitació.
2. Pèrdues del nucli
Generador Síncron: Els generadors síncrons solen tenir pèrdues més grans del nucli perquè operen amb camps magnètics més forts i a freqüències més altes. Les pèrdues del nucli inclouen pèrdues per histeresis i pèrdues per corrents d'eclissa.
Màquina d'Inducció: Les màquines d'inducció tenen pèrdues més baixes del nucli perquè operen amb camps magnètics més febles i a freqüències més baixes.
3. Pèrdues de cobre
Generador Síncron: Els generadors síncrons tenen bobines d'estator i rotor més llargues amb una resistència més alta, el que porta a pèrdues més grans de cobre. Addicionalment, les bobines d'excitació també contribueixen a les pèrdues de cobre.
Màquina d'Inducció: Les màquines d'inducció tenen bobines d'estator i rotor més curtes amb una resistència més baixa, resultant en pèrdues més baixes de cobre.
4. Pèrdues mecàniques
Generador Síncron: Els generadors síncrons sovint es fan servir en grans centrals elèctriques i operen a velocitats més altes, el que porta a pèrdues mecàniques més grans degudes a rodaments i ventilació.
Màquina d'Inducció: Les màquines d'inducció solen operar a velocitats més baixes, resultant en pèrdues mecàniques més baixes.
5. Pèrdues de commutació
Generador Síncron: Durant la seva operació, els generadors síncrons tenen una mica d'aire més gran entre el rotor i l'estator, el que porta a una distribució desigual del camp magnètic i pèrdues addicionals.
Màquina d'Inducció: Les màquines d'inducció tenen una mica d'aire més petita, resultant en un camp magnètic més uniforme i pèrdues de commutació més baixes.
6. Pèrdues del sistema de refrigeració
Generador Síncron: Els grans generadors síncrons sovint necessiten sistemes de refrigeració complexos per dissipar el calor, i aquests sistemes mateixos consumeixen energia, incrementant les pèrdues totals.
Màquina d'Inducció: Les màquines d'inducció tenen sistemes de refrigeració més simples, resultant en pèrdues més baixes.
7. Pèrdues harmòniques
Generador Síncron: Els generadors síncrons poden produir harmònics durant la seva operació degut a variacions en el sistema d'excitació i la càrrega, portant a pèrdues addicionals.
Màquina d'Inducció: Les màquines d'inducció tenen pèrdues harmòniques més baixes perquè operen amb fonts de corrent alternada estàndard.
Resum
Les raons principals per les quals els generadors síncrons tenen pèrdues més grans que les màquines d'inducció inclouen:
Pèrdues d'excitació: Els generadors síncrons necessiten un sistema d'excitació extern, mentre que les màquines d'inducció no ho necessiten.
Pèrdues del nucli: Els generadors síncrons operen amb camps magnètics més forts, resultant en pèrdues més grans del nucli.
Pèrdues de cobre: Els generadors síncrons tenen bobines més llargues amb una resistència més alta, portant a pèrdues més grans de cobre.
Pèrdues mecàniques: Els generadors síncrons operen a velocitats més altes, resultant en pèrdues mecàniques més grans.
Pèrdues de commutació: Els generadors síncrons tenen una mica d'aire més gran, portant a pèrdues de commutació més grans.
Pèrdues del sistema de refrigeració: Els generadors síncrons necessiten sistemes de refrigeració complexos, resultant en pèrdues més grans.
Pèrdues harmòniques: Els generadors síncrons poden produir harmònics, portant a pèrdues addicionals.
Aquests factors col·lectivament contribueixen a les pèrdues totals més grans dels generadors síncrons en comparació amb les màquines d'inducció. Quan es selecciona el tipus adequat de motor per a una aplicació determinada, s'han de considerar diversos factors, incloent-hi l'eficiència, el cost, la manteniment i l'entorn d'operació.
