Si tengo algo así como un generador de molino de viento que genera corriente alterna, pero a frecuencia variable, ¿qué dispositivo (s) necesitaría para convertir esa frecuencia variable en una frecuencia constante de 60 Hz, de modo que la potencia se pueda utilizar para la medición neta?
Como lo han señalado varias personas, AC-> DC-> AC es la forma más fácil y sería la más normal.
Pero -
Cycloconverter - Olde tech system - algo en lo que pensar para los más informados técnicamente.
Sin embargo, si la frecuencia de CA de su turbina eólica siempre es alta en relación con la CA, puede obtener un resultado moderadamente bueno utilizando lo que se conoce como un cicloconvertidor.
Esta es una opción que no he oído hablar de su uso en el mercado doméstico de WT y que generalmente se asocia con alta potencia o tecnología Olde, PERO
un cicloconvertidor podría implementarse de manera extremadamente fácil a buen costo en el rango de tamaño de 100 vatios - 30 KW con los modernos electrónica.
En varios lugares de la web se afirma que Honda usa cicloconvertidores en algunas de sus unidades generadoras de motores portátiles. Esto no es seguro, pero puede ser cierto, ya que les permitiría usar frecuencias altas con el consiguiente magnetismo de tamaño reducido y también permitiría un grado de estabilización de frecuencia. Me di cuenta del tamaño muy pequeño de sus unidades con niveles de potencia y me pregunté 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. Luego extrae energía de la forma de onda más cercana a la requerida.
Obviamente, la distorsión de la forma de onda ocurre, pero si las frecuencias relativas son altas y hay múltiples fases disponibles, un filtrado de salida bastante modesto puede producir un resultado aceptable en muchos casos.
Una ventaja es que la eficiencia puede ser muy alta, ya que la "mejor" fase del alternador simplemente se cambia a la salida en cualquier momento y las pérdidas son principalmente pérdidas por disipación de conmutación (típicamente MOSFET) más pérdidas por conmutación. Las pérdidas de conmutación son modestas, ya que incluso a una velocidad de conmutación de frecuencia de entrada a salida de 10: 1 es de unos pocos kHz. (Múltiples conmutaciones por ciclo de salida la tasa de conmutación media es> N x fout)
El siguiente diagrama muestra el funcionamiento básico con 3 fases de entrada y 1 fase de salida. Una ventaja importante es que debido a que la entrada y la salida flotan una con respecto a la otra, y la fase de entrada dada puede invertirse instantáneamente en polaridad en relación con la salida si es necesaria. Esto aumenta significativamente el número de segmentos de forma de onda para elegir y, por lo tanto, la pureza espectral disponible para una determinada entrada: disposición de salida.
Se requieren múltiples fases de entrada para elegir: cuanto más, mejor. Como los WT a menudo tienen una salida de 3 fases y pueden tener más, este método puede ser un buen complemento para el requisito. (El número disponible se incrementa efectivamente por la inversión de polaridad - ver abajo).
Comentario técnico - no relevante para el interlocutor:
Esto es MUY BOTE pero parece estar bien: la frecuencia de entrada variable se maneja fácilmente con algún efecto sobre la pureza espectral. Mientras la tasa de cambio de frecuencia sea pequeña en comparación con la frecuencia, este no sería un problema importante. Las inercias típicas del rotor cargado generalmente harían que esto no sea un problema. por ejemplo, en el diagrama anterior, la fase fin_3 es aproximadamente 3 x Fout_1 fase. El período de tiempo más corto entre cambios es aproximadamente el 10% de la aleta. El más largo es aproximadamente un 25% de aleta. Si fout = 50 Hz, entonces el período de tiempo del segmento más largo ~~ = 1 / (50 x 3 x 10) = <1 mS. WT prop a 3000 RPM = 50 RPS = 20 mS por rev = 20 veces el segmento más largo. La inercia de la cuchilla debe ser tal que la velocidad de la cuchilla no cambie mucho durante, por ejemplo, 1 revolución. Si la tasa de rotación WT se duplica en 1 segundo (wow), entonces la velocidad cambiaría en ~ = 2% / revolución = OK.
Tenga en cuenta que lo anterior trata con la frecuencia pero no con los cambios de voltaje. En muchos casos, se preferirá un sistema AC-DC-AC debido a la libertad tye que le da para alterar la frecuencia y el voltaje.
Wikipedia - cicloconvertidores
[Libro, 1972, MIT press La teoría y el diseño de los cicloconvertidores
Unas 20 páginas de papel UoTK, Knoxville. Sobre el tutorial 2000 Cycloconverter
Debe rectificar la alimentación a CC, luego usar un inversor para generar su forma de onda de 60Hz.
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Convierta la salida de su generador de molino de CA a CC. Luego alimente la CC a un inversor GRID-TIE.
Puede comprar un inversor conectado a la red en cualquier lugar que suministre paneles solares y generadores eólicos.
Otra fuente barata de inversores de conexión a red es eBay. Compro varias unidades de 250 vatios por menos de $ 80US. También vienen en tamaños mucho más grandes, pero decidí dividir mi sistema grande en varios sistemas más pequeños. De esa manera, una sola falla no causaría la falla 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 (CC) en corriente alterna (CA) y la alimenta a una red eléctrica existente. Los GTI a menudo se utilizan para convertir corriente continua producido por muchas fuentes de energía renovables, como paneles solares o pequeñas turbinas eólicas, en la corriente alterna utilizada para alimentar hogares y negocios ".
NB: "Nota para SYSOP" eliminada, tales mensajes deben ir a Meta Electronics y no a respuestas.
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Además de las soluciones estándar de rectificador + inversor y cicloconvertidores, también está el convertidor matricial menos conocido (estos tienen una matriz de interruptores para conectar cualquier entrada a cualquier salida), que, como rectificador + inversor, usa electrónica de potencia para convertir una entrada de CA a otra, pero sin un enlace de CC en el medio.
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