Desde la perspectiva del desarrollo de generadores síncronos de CA, el sistema de excitación se ha convertido en uno de los componentes clave. La calidad del sistema de excitación afecta directamente al rendimiento y la calidad operativa del generador síncrono. El excitador de CA es un generador síncrono de CA de armadura giratoria. Sin embargo, debido a sus características de funcionamiento y a la particularidad de la carga, difiere de un generador síncrono de CA convencional. Es fundamental tener en cuenta esta particularidad durante el diseño.
Diseño del circuito magnético del excitador de CA: La tensión de salida del excitador de CA varía significativamente con la carga y la temperatura de funcionamiento del generador principal. En consecuencia, su fuerza electromotriz inducida también cambia significativamente. Esta es la característica de carga del excitador de CA. Para cumplir con los requisitos de excitación nominales del generador principal, el diseño del circuito magnético del excitador de CA debe basarse en el potencial de fase nominal correspondiente. Es decir, la densidad de flujo magnético en el punto de funcionamiento nominal del excitador de CA debe ser muy baja. Por lo tanto, la tasa de utilización de sus materiales magnéticos es extremadamente baja. El volumen de un excitador de CA de la misma capacidad es mayor que el de un generador síncrono convencional, y su peso también es mayor.
Según los requisitos de la norma JBP T33201122000 «Condiciones técnicas para generadores síncronos trifásicos sin escobillas de pequeño tamaño», la máquina de excitación de CA debe ser capaz de proporcionar la corriente de excitación necesaria para que el motor de arranque soporte el 150 % de la corriente nominal en estado caliente sin reducir el valor de la tensión. Por lo tanto, la corriente de excitación requerida por el generador en este punto de funcionamiento puede considerarse como el punto de carga nominal del excitador, y debe reservarse un cierto margen de respuesta transitoria de acuerdo con las condiciones de carga existentes.
Para mejorar las características dinámicas de los generadores sin escobillas, es recomendable seleccionar una relación de cortocircuito lo más pequeña posible (aproximadamente de 0,13 a 0,15) para aumentar la sensibilidad de la corriente de excitación y reducir la constante de tiempo. Una relación de cortocircuito menor permite diseñar el excitador de forma más económica, con un menor volumen y peso.
Seleccione una frecuencia más alta para reducir la constante de tiempo del excitador. Para aumentar la frecuencia del excitador, se debe incrementar el número de pares de polos. Un aumento en el número de pares de polos reduce el número de espiras por polo del devanado de excitación, disminuyendo así su constante de tiempo.
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Fecha de publicación: 15 de diciembre de 2025