​Conversión de las Frecuencias de un Generador para suministrar energía a 60Hz y 50Hz.

La frecuencia de salida de un generador es uno de los parámetros importantes que determinan la calificación del generador. La salida eléctrica del generador debe mantenerse a una frecuencia fija, 50Hz o 60Hz, para que coincida con la salida de una red eléctrica estándar o con el índice de frecuencia de sus aparatos. La frecuencia es típicamente 60Hz en los EE.UU. y 50Hz en Europa. También puede que usted consiga diferentes secciones aisladas de una misma red, que operan a frecuencias diferentes. Entonces se convierte en algo esencial variar la frecuencia de salida del generador para que coincida con la de los aparatos que se alimentan o con la de la red a la que está conectado el generador.

(1) Cambio de la velocidad del motor para variar la frecuencia de salida. Los generadores de hoy en día consisten de un motor conectado directamente a un alternador para producir electricidad. Una de las formas más comunes de cambiar la frecuencia de salida de un generador es cambiar la velocidad de rotación del motor.

Los dos factores están relacionados según la siguiente fórmula –

Frecuencia del Generados (f) = Número de revoluciones por minuto del motor (N) * Número de polos magnéticos (P) / 120

Por el contrario, P = 120 * f / N

Según las fórmulas anteriores, un generador de 2 polos que produce una frecuencia de salida de 60Hz tiene una velocidad del motor de 3.600 rpm. Para cambiar la frecuencia de salida a 50 Hz para la misma configuración del generador, la velocidad del motor debe reducirse a 3.000 rpm. Del mismo modo, para un generador de 4 polos, una velocidad del motor de 1.800 rpm produce una salida de 60Hz. Reduciendo la velocidad del motor a 1.500 rpm produce una salida de 50Hz.

En el caso de generadores pequeños o residenciales, usted puede modificar los ajustes de rpm del motor, haciendo algunos cambios en el panel de control de su unidad. Siga los pasos que se indican a continuación para alterar la frecuencia de su generador de 60Hz a 50Hz:

(a) Encienda el motor del generador y ajuste el medidor de frecuencia en su panel de control a 50Hz.

(b) Revise el voltímetro AC o potenciómetro, cualquiera que sea el caso, y lea la salida de voltaje del generador. La tensión de salida disminuye a medida que se reduce la frecuencia y puede que sea inferior al valor deseado.

(c) Ajuste el voltímetro AC o potenciómetro en el panel de control hasta que usted obtenga la tensión de salida deseada a 50 Hz.

(d) Haciendo modificaciones similares en el panel de control, usted puede aumentar la frecuencia de 50Hz a 60Hz.

(e) Si el panel de control no muestra la frecuencia, usted tendrá que conectar primero un dispositivo que mida la frecuencia mientras que el generador está en funcionamiento y luego cambiar las rpm del motor.

Las unidades de control del generador realizan un seguimiento y control de su unidad en tiempo real. Las funciones integradas de protección apagan automáticamente el generador en el caso de exceso de revoluciones del motor o muy baja frecuencia de salida. Para obtener información adicional acerca de la funcionalidad de un generador por favor lea el siguiente artículo, Cómo funcionan los generadores.

(2) Convertidores de Frecuencia

Si usted utiliza un generador de velocidad fija, se puede conectar un convertidor de frecuencia a su unidad. Un convertidor de frecuencia es una combinación de un rectificador y un inversor. El rectificador utiliza la corriente alterna (AC) de salida del generador para producir corriente continua (DC). El inversor convierte entonces la corriente DC para producir una salida AC de la frecuencia deseada. Cualquier cambio en el voltaje es incidental al propósito de la unidad y también depende de la aplicación para la que se utiliza el convertidor de frecuencia.

Tradicionalmente, los convertidores de frecuencia, tales como los convertidores rotativos y conjuntos motor-generador, estaban hechos de componentes electromecánicos. Con la llegada de la electrónica de estado sólido, estos se construyen ahora como unidades completamente electrónicas.

Además de alterar la frecuencia de salida, estas unidades también se utilizan para controlar la torsión y la velocidad de motores de corriente alterna. Los convertidores de frecuencia también encuentran aplicación en la industria aeroespacial, para realizar la conversión de 50Hz o 60Hz a una salida de 400Hz que se utiliza en la unidad de potencia terrestre de los aviones. Estos sistemas también se utilizan para controlar la velocidad de ventiladores y bombas y otras cargas de torsión variable que operan a una velocidad variable.

(3) Grupos electrógenos electrónicos de velocidad variable

Hay una clase especial de generadores conocidos como grupos electrógenos electrónicos de velocidad variable en los que variando la velocidad del motor cambia la velocidad del alternador para producir automáticamente una salida de frecuencia variable. Un inversor de frecuencia se utiliza entonces para rectificar la salida variable del generador para que coincida con la frecuencia de salida requerida de 50Hz o 60Hz. El uso de este dispositivo elimina la necesidad de un variador de velocidad y de un transformador. La desventaja de esta tecnología es que el componente electrónico, además de ser caro, no es adecuado para ser usado en los entornos difíciles en los que un generador opera normalmente.

Es importante tener en cuenta que estos son diferentes de los grupos electrógenos de velocidad variable que tienen transmisión continuamente variable (CVT), que permite que las rpm del motor sean cambiadas, pero mantiene una velocidad constante del alternador. Esto no altera la frecuencia de salida, pero permite que el generador cambie la potencia de salida del generador para hacer frente a requisitos de carga variables.

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  • Kaylynn
    Responder

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