Excitación de bobina auxiliar (PMG-I)



Roger Rosborough
Asesor de desarrollo del mercado
Caterpillar (NI) Limited
Electric Power Product Group 

Abril de 2015

RESUMEN

Los grupos electrógenos Cat® ensamblados en las instalaciones de Caterpillar en Piracicaba, Brasil, conocidas como Power Systems Brazil (PSB), utilizan alternadores que cuentan con una bobina auxiliar (o devanado auxiliar) e imanes de excitación magnética permanente.

Esto proporciona los beneficios de un alternador equipado con un generador de imanes permanentes (PMG), dentro del mismo recinto físico de un alternador autoexcitado. Esto incluye la capacidad de mantener una corriente de corto circuito de 300 % y no necesitar encender el alternador después de períodos extendidos de inactividad.

DESCRIPCIÓN GENERAL

En cuanto a la excitación de los alternadores sin escobillas, se ha distinguido en el pasado entre alternadores PMG y no PMG. Para los grupos electrógenos Cat producidos por PSB, el alternador estándar cuenta con una bobina auxiliar (o bobinado auxiliar) e imanes en el estátor principal de la excitación. Este sistema de excitación se ha denominado PMG-I (PMG-Iniciado), debido a su rendimiento similar al de un PMG tradicional.

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Figura 1: Alternador PMG-I

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Figura 2: Componentes para el alternador PMG-I

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Figura 2: Esquema de excitación de la bobina auxiliar (PMG-I)

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Figura 4: Diagrama de excitación de PMG tradicional

El bobinado auxiliar es responsable de proporcionar energía independiente al regulador de voltaje bajo todo tipo de cargas. De esta manera, la aplicación de carga, el rechazo y cualquier otra variación no impactará en la entrada de potencia para el regulador de voltaje. El bobinado auxiliar garantiza el 300 % de corriente de corto circuito mantenida durante 10 segundos.

PMG también son responsables de proporcionar los niveles necesarios de voltaje residual que inician la acumulación de voltaje en el arranque. En los grupos electrógenos Cat producidos por PSB, los imanes están incrustados en el estator principal de la excitación y generan, al menos, 100 V, frente a una estimación de hasta 15 V en un alternador no PMG. Esto garantiza que los grupos electrógenos Cat brasileños no necesiten encenderse para crear un campo magnético después de un almacenamiento extendido o períodos de inactividad.

Los beneficios del PMG-I en comparación con los alternadores no PMG incluyen:

• Mejores capacidades de arranque del motor.
• Rendimiento superior bajo cargas con alta distorsión armónica total.
• Mayor rendimiento bajo variaciones de carga.
• Corriente de corto circuito mantenida 300 %.
• Acumulación del voltaje garantizada en el arranque.

Los beneficios de PMG-I comparados con los alternadores PMG tradicional son:
• Cubierta más corta (vea la comparación), que ahorra espacio y costos de instalación.
• Menos componentes para el mantenimiento y para eliminar costos.
• Acceso más fácil al puente de diodos para su control y mantenimiento.

Los siguientes diagramas proporcionan una comparación de un alternador PMG-I (izquierda) y un alternador con PMG tradicional (derecha).

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