No caso de uma usina, qual é a diferença entre um gerador síncrono e um gerador assíncrono? qual é o preferido e por quê?

Um gerador síncrono opera a uma velocidade fixa determinada pela frequência desejada e pelo número de polos, de modo que a frequência é estável. Ele usa a força do campo para controlar a tensão. A frequência determinará a velocidade em que qualquer carga, como motores de indução, será executada. É usado onde a estabilidade da frequência é importante. É o gerador CA mais comum para distribuição de energia.

O gerador assíncrono é acionado em velocidades variáveis. É mais comum usar uma fonte de alimentação CC como em um veículo. Ele gera AC, mas é convertido em DC. A voltagem varia com a velocidade, mas isso pode ser compensado variando a corrente do campo. É usado onde a frequência não é importante.

O gerador síncrono é conectado à rede elétrica e precisa ser executado exatamente à velocidade síncrona para corresponder à frequência da rede.

O gerador assíncrono também está conectado à rede elétrica, mas não é necessário que ele funcione exatamente à velocidade síncrona. Referindo-se ao gerador de indução como um gerador assíncrono, ele pode funcionar a qualquer velocidade acima da velocidade síncrona, mas não abaixo da velocidade síncrona.

Somente geradores síncronos são preferidos em uma usina.

O gerador assíncrono (gerador de indução) sofre dos seguintes inconvenientes:

(1) Se funcionar em velocidade síncrona, não fornecerá energia.

(2) Se funcionar abaixo da velocidade síncrona, ele se comporta como um motor.

(3) Consome corrente de magnetização atrasada do barramento.

(4) Em não pode funcionar isoladamente como máquina autônoma.

Um gerador síncrono é projetado para ser bloqueado para uma frequência de rotação específica, a fim de gerar eletricidade.

Um gerador assíncrono ou de indução é projetado para poder gerar eletricidade a qualquer frequência de rotação.

Na maioria das usinas de energia tradicionais - hidrelétrica, carvão térmico, energia nuclear, gás térmico - são geradores síncronos. Eles são mais simples e, porque produzem energia na frequência da rede, exigem menos serviços auxiliares eletrônicos para limpar a energia. Como corolário incidental e sem preço, grandes turbinas e geradores síncronos fornecem controle de frequência devido à inércia dos próprios geradores. Os geradores síncronos requerem uma entrada de energia muito estável para operar, falham rapidamente caso a entrada de energia mude de forma significativa e inesperada e não possa fornecer metade ou quarto de energia com entradas mais baixas. Essa última inflexibilidade é gerenciável, não um prejuízo específico, pois a maioria das estações de geração de energia possui vários geradores e pode desativar subconjuntos deles para fornecer graus variáveis ​​de energia. Os geradores síncronos normalmente requerem entradas de energia significativas para se atualizar, seja com água "desperdiçada" ou através da rotação com eletricidade de outras fontes. Esse período de aceleração e os incrementos relativamente grandes de geração que eles podem produzir os tornam inflexíveis o suficiente para serem adequados predominantemente para a energia de carga de base e inadequados para o pico de energia. Muitos geradores de gás são pequenos o suficiente para serem rápidos o suficiente para fornecer energia de pico.

Todos os aerogeradores de escala utilitária usam geração assíncrona, após um desvio relativamente breve dos EUA nas tentativas de construir aerogeradores síncronos na década de 1970. A geração assíncrona permite que as turbinas gerem eletricidade em uma ampla variedade de condições de vento. Para turbinas eólicas, isso se torna um recurso de gerenciamento de energia através dos controles SCADA de inclinação das pás, permitindo que elas sejam usadas como energia de reserva instantânea como um serviço auxiliar, algo que está sendo usado em algumas jurisdições atualmente. Os geradores assíncronos não fornecem controle de frequência pronto para uso, mas todos os parques eólicos modernos significativos agora vêm com eletrônicos eletrônicos de regulação de gerenciamento de freqüência e tensão, que lhes permitem fornecer eletricidade muito estável às redes às quais estão conectados. Esses eletrônicos também podem ser usados ​​para fornecer serviços auxiliares de controle de frequência com uma redução de 1% a 2% na energia, se esses serviços auxiliares tiverem um preço. Os geradores assíncronos também encontrariam vantagem em precificar o controle de frequência que eles fornecem como corolário gratuito ao seu projeto, e existem mercados emergentes e existentes para esses serviços auxiliares.

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