Quan es fan servir els motors d'inducció com a generadors?

Un motor asíncrono es pot utilitzar com a generador, un mode d'operació conegut com a generador asíncron. El motor pot canviar al mode de generador en condicions específiques, principalment per a escenaris d'aplicació especials. Aquí teniu les principals situacions i condicions en què un motor asíncron es pot utilitzar com a generador:

1. Operació a velocitat supersincrònica

Condicions:

Velocitat superior a la velocitat sincrònica: Quan la velocitat del rotor del motor asíncron supera la velocitat sincrònica, pot funcionar com a generador. La velocitat sincrònica es determina per la freqüència de l'alimentació i el nombre de pols del motor. ns = 120f/p

On:

ns és la velocitat sincrònica (RPM).

f és la freqüència de l'alimentació (Hz).p és el nombre de parells de pols del motor.

Principi:

Quan la velocitat del rotor supera la velocitat sincrònica, la direcció en què els conductors del rotor tallen el camp magnètic del estator s'inverteix, causant que la corrent induïda al rotor també s'inverteixi. Això genera un camp magnètic al rotor que s'oposa al camp magnètic del estator, creant un torque electromagnètic que converteix el motor d'absorbir energia elèctrica a generar energia elèctrica.

2. Impulsat per un motor primari extern

Condicions:

Motor primari extern: Un motor primari extern (com una turbina hidràulica, una turbina eòlica o un motor dièsel) ha de fer girar el rotor a una velocitat que superi la velocitat sincrònica.

Aplicacions:

• Generació d'energia eòlica: Les turbinas eòliques impulsen els generadors asínchrons per convertir l'energia eòlica en energia elèctrica.

• Generació d'energia hidràulica: Les turbinas hidràuliques impulsen els generadors asínchrons per convertir l'energia hidràulica en energia elèctrica.

• Generació d'energia dièsel: Els motors dièsels impulsen els generadors asínchrons per utilitzar-los en petites centrals elèctriques o subministraments d'energia d'emergència.

3. Operació connectada a la xarxa

Condicions:

Paral·lela a la xarxa: Els generadors asínchrons solen necessitar estar connectats a la xarxa per rebre la corrent d'excitació necessària. Els generadors asínchrons no poden proporcionar la corrent d'excitació requerida per si sols i han de obtenir-la de la xarxa o d'una altra font d'energia.

Principi:

Quan un generador asíncron està connectat a la xarxa, la corrent d'excitació proporcionada per la xarxa permet al rotor produir un camp magnètic, generant així energia elèctrica. La connexió a la xarxa millora la stabilitat i fiabilitat del sistema.

4. Operació autònoma

Condicions:

Operació autoexcitada: En alguns casos, els generadors asínchrons poden funcionar en mode autoexcitat, utilitzant la magnetització residual i condensadors paral·lels per aconseguir l'autoexcitació. Aquest mètode és adequat per a sistemes de generació d'energia autònoms i de petita escala.

Principi:

En la operació autoexcitada, el generador asíncron necessita un camp magnètic inicial (habitualment proporcionat per la magnetització residual) i condensadors paral·lels per proporcionar la potència reactiva necessària per mantenir l'operació del generador.

5. Generació a velocitat variable

Condicions:

Motor primari de velocitat variable: Els generadors asínchrons es poden utilitzar directament per a la generació a velocitat variable en un cert rang, sense la necessitat de còdols complexos o sistemes de control.

Aplicacions:

• Generació d'energia eòlica: Quan les velocitats del vent varien, la velocitat de rotació de la turbina eòlica canvia, i els generadors asínchrons poden adaptar-se a aquests canvis per aconseguir la generació a velocitat variable.

• Generació d'energia hidràulica: Quan els caudals d'aigua varien, la velocitat de rotació de la turbina hidràulica canvia, i els generadors asínchrons poden adaptar-se a aquests canvis per aconseguir la generació a velocitat variable.

Avantatges

• Estructura simple: Els generadors asínchrons no necessiten sistemes d'excitació complexos, fent-los simples en estructura i fàcils de mantenir.

• Connexió fàcil a la xarxa: Els generadors asínchrons són fàcils de connectar a la xarxa i són simples de controlar.

• Econòmics: Els generadors asínchrons són econòmics i adequats per a sistemes de generació d'energia de petita i mitjana escala.

Desavantatges

• Necessita corrent d'excitació: Els generadors asínchrons necessiten rebre la corrent d'excitació de la xarxa o d'una altra font d'energia i no poden funcionar de manera independent.

• Factor de potència: Els generadors asínchrons solen necessitar condensadors paral·lels per millorar el factor de potència; en cas contrari, poden afectar l'eficiència del subministrament d'energia.

Resum

Un motor asíncron es pot utilitzar com a generador en condicions específiques, principalment per a aplicacions com la generació d'energia eòlica, hidràulica i dièsel. Fent funcionar el motor a velocitats supersincròniques i impulsat per un motor primari extern, el motor asíncron pot canviar al mode de generador, convertint l'energia mecànica en energia elèctrica.