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¿Qué es un generador síncrono de imán permanente?

Un generador síncrono de imán permanente (PMSG) es un generador eléctrico que usa imanes permanentes en lugar de bobinas de alambre eléctricos para producir campos magnéticos. Los imanes que mantienen sus campos magnéticos durante largos períodos en condiciones variables son llamados imanes permanentes. Generadores eléctricos estándar requieren devanados del motor llamados bobinas de excitación para crear el campo magnético utilizado para producir corriente eléctrica. Sustitución de las bobinas con imanes permanentes elimina la potencia necesaria para ejecutar las bobinas, se reduce el tamaño del motor, y permite que la energía que se genere a diferentes velocidades.

Generadores eléctricos de bobina estándar alimentado por vapor o agua normalmente operan a una velocidad constante para producir energía eléctrica con un voltaje y frecuencia constante. En los niveles de agua variable alimentado por agua o la generación hidroeléctrica, en presas y lagos de suministro puede hacer que el flujo adecuado al generador difícil de mantener. Un generador síncrono de imán permanente puede operar a una amplia variedad de velocidades, lo que permite un mejor funcionamiento con niveles de agua estacionales. También no necesitan reductores de velocidad que controla.

PMSGs de baja velocidad se han traducido en el desarrollo de aerogeneradores eficientes. La naturaleza variable de viento crea problemas para los generadores eléctricos estándar que necesitan para funcionar en condiciones estables. Generadores de imanes permanentes pueden operar a velocidades diferentes, han reducido el peso operando como una unidad de accionamiento directo sin engranajes, y son muy duraderas.

Estos sistemas se han incorporado en la tecnología híbrida de la automoción. Un automóvil híbrido utiliza bancos de baterías para alimentar una o más unidades eléctricas. El accionamiento eléctrico puede utilizar un generador síncrono de imán permanente que operará como un motor o un generador. Energía de la batería enviado a la PMSG puede ayudar a mover el automóvil, actuando como un motor, y cuando el vehículo se ralentiza el generador ayuda a recargar las baterías.

Un buen mercado para sistemas de PMSG está en la electricidad de cogeneración. El gas natural o la generación de carbón produce una gran cantidad de gases de combustión. Generación de combustible que queman típicamente tiene eficiencias de alrededor de 30 por ciento. Los gases de combustión pueden ser alimentados a una turbina de alta velocidad conectado a un generador síncrono. La producción de electricidad a partir de la corriente de gas residual puede aumentar la eficiencia de generación total de alrededor de 70 por ciento.

Los imanes permanentes por lo general no son de hierro, que puede perder fuerza magnética en el tiempo. Un tipo de imán llamado un imán de tierra rara se puede formar en las formas necesarias para caber dentro de un PMSG. Imanes de tierras raras se pueden hacer de samario / cobalto, o combinaciones de neodimio / hierro / boro. Estos imanes se conocen como las tierras raras porque samario y neodimio se enumeran en la sección de tierras raras de la tabla periódica, una tabla de todos los elementos naturales y sintéticos conocidos.