¿Cómo se eliminan los armónicos del voltaje generado por el alternador?

<p style=”text-align: justify;”>En esta publicación, discutiremos cómo eliminar o suprimir los armónicos de la forma de onda fem de un alternador. En un alternador, la fuente primaria de armónicos en la forma de onda fem se debe a la forma de onda de campo no sinusoidal. Si la forma de onda del campo hubiera sido sinusoidal, entonces no habría armónicos en la fem generada de un alternador.

Por lo tanto, primero se intenta hacer que la forma de onda del campo sea sinusoidal tanto como sea posible y se adoptan los medios para reducir o suprimir los armónicos. La forma de onda de campo de un alternador se puede hacer sinusoidal mediante los siguientes métodos:

  • El entrehierro pequeño en el centro del polo y el entrehierro grande en el extremo del polo en una máquina síncrona de polo saliente hacen que el flujo de campo sea sinusoidal.
  • Sesgar las caras de los polos si es posible.
  • En el turboalternador o máquina síncrona de polos cilíndricos, el entrehierro es uniforme y, por lo tanto, el devanado de campo se distribuye en ranuras de tal manera que la forma de onda de campo es sinusoidal. La siguiente figura muestra el rotor de un alternador.

Habiendo adoptado todos los métodos mencionados anteriormente, la forma de onda archivada a lo largo de la periferia del entrehierro todavía no es puramente sinusoidal sino que tiene la parte superior plana. Como resultado, siempre se genera una fem armónica en el alternador. Sin embargo, estos armónicos pueden eliminarse/suprimirse mediante los siguientes métodos:

  • La distribución del devanado del inducido a lo largo de la periferia del entrehierro tiende a hacer que la forma de onda de fem generada sea sinusoidal.
  • Con bobina de cuerda, se pueden eliminar los armónicos. Si ξ es el ángulo de cuerda para la onda de flujo fundamental, entonces para los armónicos espaciales enésimos, el ángulo de cuerda se convierte en nξ eléctrico. Por lo tanto, el factor de tono para los armónicos n-ésimos,

Kp= Cos(nξ/2)

Si queremos eliminar el quinto armónico entonces, ξ = 36° como

Kp = Coseno(180/2)

= 0

Por lo tanto, la fem generada mi = KpKdπfNphØ

Donde Kp = Factor de tono

Kd = Factor de Distribución de Devanado

f = Frecuencia

Nph = Número de vueltas por fase

Ø =Flujo

Un ángulo de cuerda de 30° es más útil en un alternador ya que proporciona los siguientes factores de paso,

0,966 para fundamental, 0,707 para 3º armónico, 0,259 para 5º y 7º armónico y 0,7,7 para 9º armónico.

Tenga en cuenta que los armónicos triples se eliminan de la fem de línea generada por la conexión en estrella, aunque los armónicos 5 y 7 de magnitud reducida están presentes en la fem de línea.

  • Al sesgar el diente de la ranura del armazón/los armónicos de la ranura se eliminan.

Por lo tanto, utilizando las formas mencionadas anteriormente, se reducen los armónicos en la fem generada de un generador síncrono.

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