¿Cómo modifico un generador eléctrico de CC para obtener la misma potencia a una velocidad más baja?

  

¿Aumentar el número de giros en \ $ \ frac {2000} {700} \ $ hacer el truco?

Casi. Eso debería cambiar el back-emf por un factor de K = 20/7, para compensar el cambio en la velocidad. El problema es que incluso si logra rebobinar el motor de manera efectiva, la resistencia y la inductancia de la máquina eléctrica aumentarán en un factor K ² = 8.16: las pérdidas de I2R en el generador aumentarán en un factor de 8 a la misma corriente de carga. Y eso es si logras rebobinar el motor de manera efectiva. Si no puede alcanzar un buen factor de llenado en el rotor, la resistencia será aún mayor. Necesitarás el equipo adecuado para esto; No lo intentaría a mano.

Es una buena regla general que las pérdidas de I2R en motores de imán permanente (ya sean síncronos o con escobillas) sean más bajas en un nivel de potencia mecánica dado cuando los motores están funcionando a velocidades más altas. Al ejecutarlos a velocidades más bajas, los requisitos de torque aumentan y la pérdida de I2R aumenta por este factor al cuadrado.

Entonces, si puede compensar la pérdida de I2R haciendo que la relación de devanado sea aún mayor, por ejemplo. 21/7 o 22/7 (lo que causa aún más pérdida de I2R), y no sobrecalienta el generador, cumplirá su objetivo de potencia de salida.

Esta es la razón por la cual gears & las correas a menudo se utilizan con motores eléctricos a bajas velocidades, en lugar de utilizar el accionamiento directo.

El enfoque alternativo es hacer una máquina eléctrica con más polos: mayor número de polos = mayor frecuencia eléctrica, lo que acerca el punto de operación de la máquina eléctrica a su área de mayor eficiencia. Pero eso es más complicado que solo rebobinar el motor.

Es posible obtener la misma potencia a una velocidad menor sin ningún cambio en el generador eléctrico en sí.

La mayoría de las veces, conectamos los cables de salida de un generador eléctrico a la entrada de un regulador de voltaje , y La salida del regulador de voltaje a nuestra carga.

Si tiene suerte, la carga ni siquiera notará un cambio de 2000 rpm a 700 rpm. La tensión de salida del generador, por supuesto, caerá menos de la mitad de la tensión de salida anterior del generador. Pero el regulador de voltaje (si tienes suerte) compensará eso y manejará el mismo voltaje de salida constante a la carga que siempre tiene. (Dado que el voltaje de salida del generador será más bajo, un regulador de voltaje eficiente extraerá más corriente del generador para suministrar la misma potencia a la carga que siempre tiene).

Por desgracia, hay muchas maneras de no ser afortunado:

• algunos reguladores de voltaje mal diseñados no podrán manejar este voltaje de entrada más bajo a estos niveles de potencia, y los transistores de potencia internos se sobrecalentarán y serán destruidos permanentemente.
• algunos reguladores bien diseñados no están diseñados para este rango de voltaje específico, y simplemente se apagan para evitar daños permanentes.
• La resistencia interna del bobinado de algunos generadores es tan alta que simplemente no es posible extraer la cantidad de potencia deseada a esta velocidad más baja.
• La resistencia interna del devanado de algunos generadores es tan alta que el sistema puede parecer que funciona a veces a esta velocidad menor, pero otras veces se atasca en un latchup limitado por la corriente no deseado a esta velocidad más baja.
• Es posible que algunos motores primarios no puedan rotar el eje del generador a la torsión incrementada que requiere el generador a esta velocidad más baja. Eso haría que el sistema gire aún más lento, posiblemente terminando con un latchup indeseable de muy baja velocidad de torsión muy similar al indeseable latchup de limitación de corriente mencionado anteriormente, o tal vez simplemente deteniéndose.
• Como los generadores son menos eficientes a velocidades más bajas, se calentarán cuando produzcan la misma potencia de salida a una velocidad más baja. Algunos generadores no están clasificados para estas condiciones (una corriente demasiado alta, lo que lleva a un sobrecalentamiento) y eventualmente se dañarán permanentemente. (El menor enfriamiento por aire con auto ventilación a velocidades más bajas lo hace aún peor).
• Dado que los generadores son algo menos eficientes a velocidades más bajas, su motor principal tendrá que suministrar algo más de energía para mantener el sistema en funcionamiento. Algunos motores principales no podrán suministrar esa cantidad de poder un poco mayor.

Debería ser posible averiguar las calificaciones para el motor primario, el generador, el regulador y la carga, tal vez leyendo hoja de datos s. Luego, puede calcular con anticipación si tiene suerte y, de no ser así, exactamente qué cosa (s) necesita reemplazar o modificar para que el sistema funcione.