Si tengo algo como un generador eólico que genera corriente alterna, pero a frecuencia variable, ¿qué dispositivo(s) necesitaría para convertir esa frecuencia variable en una frecuencia constante de 60hz, de modo que la energía pueda utilizarse para la medición neta?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Como han señalado varias personas AC->DC-> AC es la forma más fácil y sería la más normal.
Pero
Cicloconvertidor - Sistema de tecnología antigua - algo para pensar para los más informados técnicamente.
Sin embargo, si la frecuencia de la CA de su aerogenerador es siempre alta en relación con la CA, puede obtener un resultado moderadamente bueno utilizando lo que se conoce como un cicloconvertidor.
Se trata de una opción que no he oído utilizar en el mercado doméstico de WT y que suele asociarse a las altas potencias o a la tecnología Olde PERO
un cicloconvertidor podría implementarse muy fácilmente a buen precio en el rango de tamaño de 100 vatios a 30 KW con una electrónica moderna.
Se dice en varios lugares de la web que Honda utiliza cicloconvertidores en algunas de sus unidades de motor generador portátil. Esto no es seguro, pero puede ser cierto, ya que esto les permitiría utilizar altas frecuencias con la consiguiente reducción del tamaño de los imanes y también permitiría un grado de estabilización de la frecuencia. Me había dado cuenta del tamaño tan pequeño de sus unidades wrt niveles de potencia y me preguntaba qué magia habían trabajado.
Un cicloconvertidor toma las formas de onda disponibles y las compara con una forma de onda de salida deseada de referencia. A continuación, extrae la energía de la forma de onda que más se aproxima a la requerida.
Obviamente, se produce una distorsión de la forma de onda, pero si las frecuencias relativas son altas y se dispone de varias fases, un filtrado de salida bastante modesto puede producir un resultado aceptable en muchos casos.
Una de las ventajas es que la eficiencia puede ser muy alta, ya que la "mejor" fase del alternador simplemente se conmuta a la salida en cualquier momento y las pérdidas son principalmente pérdidas de disipación del interruptor (normalmente MOSFET) más pérdidas de conmutación. Las pérdidas de conmutación son modestas, ya que incluso con una frecuencia de entrada a salida de 10:1, la tasa de conmutación es sólo de unos pocos kHz. (Múltiples conmutaciones por ciclo de salida significa que la tasa de conmutación es > N x fout)
El diagrama siguiente muestra el funcionamiento básico con entrada de 3 fases y salida de 1 fase. Una de las principales ventajas es que, dado que la entrada y la salida flotan una respecto a la otra, se puede invertir instantáneamente la polaridad de la entrada respecto a la salida, si así se requiere. Esto aumenta significativamente el número de segmentos de forma de onda para elegir y, por lo tanto, la pureza espectral disponible para una determinada disposición de entrada:salida.
Hay que elegir entre varias fases de entrada, cuantas más mejor. Como las WT suelen tener una salida trifásica y pueden tener más, este método puede ser una buena opción para los requisitos. (El número disponible se incrementa efectivamente por la inversión de la polaridad - ver más abajo).
Comentario técnico: no es relevante para el autor de la pregunta:
Esto es muy B.O.T.E. pero parece estar bien - La frecuencia de entrada variable se maneja fácilmente con algún efecto en la pureza espectral. Mientras la tasa de cambio de la frecuencia sea pequeña comparada con la frecuencia, esto no sería un problema importante. Por ejemplo, en el diagrama anterior, la fase fin_3 es aproximadamente 3 x la fase Fout_1. El periodo de tiempo más corto entre conmutaciones es aproximadamente el 10% de fin. El más largo es aproximadamente el 25% de Fin. Si fout = 50 Hz entonces el periodo de tiempo del segmento más largo ~~= 1/(50 x 3 x 10 ) = < 1 mS. WT prop a digamos 3000 RPM = 50 RPS = 20 mS por revolución = 20 veces el segmento más largo . La inercia de la pala tiene que ser tal que la velocidad de la pala no cambie mucho en, por ejemplo, 1 revolución. Si la tasa de rotación del WT se duplicara en 1 segundo (wow) entonces la velocidad cambiaría en ~= 2%/revolución = OK.
Tenga en cuenta que lo anterior se refiere a la frecuencia, pero no a los cambios de tensión. En muchos casos se prefiere un sistema AC-DC-AC debido a la libertad que da para alterar tanto la frecuencia como la tensión.
Wikipedia - Cicloconvertidores
[Libro, 1972, MIT press Teoría y diseño de los cicloconvertidores
Papel de unas 20 páginas UoTK, Knoxville. Alrededor del año 2000 Tutorial del cicloconvertidor
user7346
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fearphage
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Además de las soluciones estándar de rectificador + inversor, y de los cicloconvertidores, también existe el menos conocido convertidor matricial (estos tienen una matriz de interruptores para conectar cualquier entrada a cualquier salida), que, al igual que el rectificador + inversor, utiliza la electrónica de potencia para convertir de una entrada de CA a otra, pero sin un enlace de CC en el medio.
Swanand
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Convierte la salida de tu generador eólico de CA a CC. A continuación, introduzca la CC en un inversor GRID-TIE.
Puedes comprar un inversor conectado a la red en casi cualquier lugar que suministre paneles solares y generadores eólicos.
Otra fuente barata de inversores conectados a la red es eBay. Compré varias unidades de 250 vatios por menos de 80 dólares. También los hay de mayor tamaño, pero decidí dividir mi sistema grande en varios más pequeños. De esta forma, un solo fallo no provocaría el fallo de todo el sistema.
De: https://en.wikipedia.org/wiki/Grid-tie_inverter
"Un inversor de conexión a red (GTI) o inversor síncrono es un tipo especial de inversor de potencia que convierte la electricidad de corriente continua (DC) en corriente alterna (AC) y la inyecta en una red eléctrica existente. Los GTI suelen utilizarse para convertir la corriente continua producida por muchas fuentes de energía renovables, como los paneles solares o los pequeños aerogeneradores, en la corriente alterna que se utiliza para alimentar los hogares y las empresas."
N.B: "Nota al SYSOP" eliminada, estos mensajes deben ir a Meta Electrónica no en las respuestas.
