¿Qué es un generador síncrono de imanes permanentes?
Un generador síncrono de imanes permanentes (PMSG) es un generador eléctrico que utiliza imanes permanentes en lugar de bobinas de cables eléctricos para producir campos magnéticos. Los imanes que mantienen sus campos magnéticos durante largos períodos en condiciones variables se denominan imanes permanentes. Los generadores eléctricos estándar requieren bobinados de motor llamados bobinas de excitación para crear el campo magnético utilizado para producir corriente eléctrica. Reemplazar las bobinas con imanes permanentes elimina la potencia requerida para hacer funcionar las bobinas, reduce el tamaño del motor y permite que se genere energía a diferentes velocidades.
Los generadores eléctricos de bobina estándar alimentados por vapor o agua normalmente funcionan a una velocidad constante para producir electricidad con un voltaje y frecuencia constantes. En la generación de energía hidráulica o hidroeléctrica, los niveles variables de agua en presas y lagos de suministro pueden dificultar el mantenimiento del flujo adecuado al generador. Un generador síncrono de imán permanente puede funcionar a una amplia variedad de velocidades, lo que permite un mejor funcionamiento con niveles de agua estacionales. Tampoco necesitan cajas de cambios de control de velocidad.
Los PMSG de baja velocidad han resultado en el desarrollo de generadores eólicos eficientes. La naturaleza variable del viento crea problemas para los generadores eléctricos estándar que necesitan funcionar en condiciones estables. Los generadores de imanes permanentes pueden funcionar a diferentes velocidades, tienen un peso reducido al funcionar como una unidad de transmisión directa sin engranajes y son muy duraderos.
Estos sistemas se han incorporado a la tecnología híbrida automotriz. Un automóvil híbrido utiliza bancos de baterías para alimentar uno o más accionamientos eléctricos. El accionamiento eléctrico puede usar un generador síncrono de imán permanente que funcionará como motor o generador. La energía de la batería enviada al PMSG puede ayudar a mover el automóvil actuando como un motor, y cuando el vehículo se desacelera, el generador ayuda a recargar las baterías.
Un buen mercado para los sistemas PMSG es la cogeneración de electricidad. La generación de gas natural o carbón produce una gran cantidad de gases de combustión. La generación a combustible generalmente tiene una eficiencia de alrededor del 30 por ciento. Los gases de combustión pueden alimentarse a una turbina de alta velocidad conectada a un generador síncrono. La producción de electricidad a partir del flujo de gas residual puede aumentar la eficiencia de generación total a alrededor del 70 por ciento.
Los imanes permanentes generalmente no están hechos de hierro, lo que puede perder fuerza magnética con el tiempo. Un tipo de imán llamado imán de tierras raras se puede formar en las formas necesarias para caber dentro de un PMSG. Los imanes de tierras raras pueden estar hechos de combinaciones de samario / cobalto o neodimio / hierro / boro. Estos imanes se denominan tierras raras porque el samario y el neodimio se enumeran en la sección de tierras raras de la tabla periódica, una tabla de todos los elementos naturales y sintéticos conocidos.