Un alternador se define como una máquina que convierte la energía mecánica en energía eléctrica en forma de corriente alterna (a un voltaje y frecuencia específicos). Los alternadores también se conocen como generadores síncronos.
Uso del alternador
La energía para el sistema eléctrico de un vehículo moderno se produce a partir de un alternador. En días anteriores, usamos Generadores de corriente continua o dínamos para este propósito, pero después del desarrollo del alternador, reemplazamos los dínamos DC por un alternador más robusto y ligero. Aunque el sistema eléctrico de los vehículos de motor requiere corriente continua, todavía un alternador junto con un rectificador de diodos en lugar de un generador de CC es una mejor opción ya que la complicada conmutación está ausente en el alternador. Este tipo particular de generador utilizado en el vehículo se conoce como alternador automotor (aprenda cómo un el alternador está construido).
Otro uso de alternadores está en una locomotora diesel-eléctrica. El motor de esta locomotora no es más que un alternador, impulsado por un motor diesel. La corriente alterna producida por este generador es convertida a DC por rectificadores de diodos de silicio integrados para alimentar todos los motores de tracción DC. Estos motores de tracción de CC impulsan la rueda de la locomotora.
También usamos esta máquina en la marina de manera similar a una locomotora diesel-eléctrica. Diseñamos especialmente el generador síncrono utilizado en la marina y la armada con las adaptaciones adecuadas al entorno de agua salada. El nivel de salida típico de un alternador marino es de unos 12 o 24 voltios. En las grandes ovejas marinas, se utiliza más de una unidad para proporcionar una gran cantidad de energía. En este sistema marino, la energía producida por el alternador se rectifica primero y luego se utiliza para cargar el motor de arranque batería y la batería de suministro auxiliar de la marina.
Uno de los principales usos de los alternadores es la producción de energía de corriente alterna a granel para fines comerciales. En las centrales térmicas, en las centrales de hidrocarburos, incluso en las centrales nucleares, los alternadores sólo convierten la energía mecánica en energía eléctrica para alimentar el sistema de energía.
Tipos de Alternadores
Alternadores o generadores síncronos pueden clasificarse de muchas maneras dependiendo de sus aplicaciones y diseños.
El cinco tipos diferentes de alternadores incluyen:
- Alternadores de automóviles utilizado en los automóviles modernos.
- Alternadores de locomotoras diesel-eléctricas utilizado en unidades múltiples eléctricas diesel.
- Alternadores marinos utilizado en aplicaciones marinas.
- Alternadores sin escobillas usado en la energía eléctrica… plantas de generación como la principal fuente de energía.
- Alternadores de radio utilizado para la transmisión de radiofrecuencia de banda baja.
Podemos categorizar estos generadores de CA (alternadores) de muchas maneras, pero las dos categorías principales dependiendo de 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 con sus núcleos atornillados o encajados en 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. Se utilizan principalmente para turbinas de baja velocidad, como en las centrales eléctricas de hidrocarburos.
Tipo cilíndrico liso
Lo usamos para un alternador impulsado por una turbina de vapor. El rotor de este generador gira a una velocidad muy alta. El rotor consiste en un cilindro liso y sólido de acero forjado que tiene cierto número de ranuras fresadas a intervalos a lo largo de la periferia exterior para acomodar las bobinas de campo.
Estos rotores están diseñados en su mayoría para 2 o 4 polos turbo generador que funcionan a 36000 rpm o 1800 rpm respectivamente.
Historia del Alternador
Michael Faraday e Hipólito Pixii dieron el primer concepto de alternador. Michael Faraday diseñó un giro rectangular giratorio de director dentro de un campo magnético para producir la alternancia actual en el circuito estático externo. Después, en el año 1886, J.E.H. Gordon, diseñó y produjo el primer prototipo de 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, aparecieron los alternadores polifásicos que pueden entregar corrientes a múltiples fases.
