Generador Sincrono

RESUMEN:

En el presente ensayo se trata de dar a conocer con detalle todo lo relacionado con el principio de funcionamiento, diseño y construcción de los generadores síncronos, sus ventajas y desventajas de los mismos, cuidados que se debe tener, aplicaciones etc.

En especial en este ensayo se hace un estudio profundo de los principales generadores síncronos como son el generador de polos salientes en el estator, el generador de polos salientes en el rotor, generador de polos lisos y el generador sin escobillas, sus formas, su construcción, cualidades de cada diseño etc.

PALABRAS CLAVE: polos, rotor, estator, síncrono.

INTRODUCCIÓN

Las maquinas de corriente alterna en especial los generadores cumple un gran papel en la vida diaria de toda la humanidad tienen un amplio rango de aplicaciones industriales, este tipos de maquinas son las más usadas por las múltiples ventajas, aplicaciones y beneficios

La energía eléctrica puede ser transportada y convertida en otras formas de energía en forma limpia y económica. La máquina sincrónica es hoy por hoy, el convertidor utilizado más ampliamente para realizar esta tarea.

MAQUINAS SINCRONAS

Las maquinas síncronas son maquinas de gran utilidad ya que estas maquinas pueden cumplir 3 diferentes funciones:

a) Generadores o alternadores (es el tipo que estudiaremos en este ensayo)

b) Motores

c) Condensador rotativo o compensador síncrono

Comenzare este ensayo recordando que es un generador síncrono

Como se ah mencionado varias veces en clase un Generador Síncrono, es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica. Pero su nombre de síncrona se debe a la igualdad entre la frecuencia eléctrica como la frecuencia angular es decir el generador girara a la velocidad del campo magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo

Pueden ser monofasicas o trifásicas, especialmente en aplicaciones de potencia

Los generadores síncronos funcionan bajo el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.

Esta máquina funciona alimentando al rotor o circuito de campo por medio de una batería es decir por este devanado fluirá CC. Mientras que en el estator o circuito de armadura la corriente es alterna CA.

Cuando un generador síncrono está sometido a carga, la tensión inducida sufre cambios por lo que se deberá utilizar equipos auxiliares que garanticen una óptima operación del mismo

• Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de un generador síncrono al igual que todos los generadores se basa en la ley de Faraday. Para crear tensión inducida en el circuito de armadura (estator), debemos crear un campo magnético en el rotor o circuito de campo, esto lo lograremos alimentado el rotor con una batería o cualquier fuente de tensión continua, este campo magnético inducirá una tensión en el devanado de armadura por lo que tendremos una corriente alterna fluyendo a través de el.

Al operar como generador, la es suministrada a la máquina por la aplicación de un torque y por la rotación del eje de la misma, una fuente de energía mecánica puede ser, por ejemplo, una turbina hidráulica, a gas o a vapor. Una vez estando el generador conectado a la red eléctrica, su rotación es dictada por la frecuencia de la red, pues la frecuencia de la tensión trifásica depende directamente de la velocidad de la máquina.

Para que la máquina síncrona sea capaz de efectivamente convertir energía mecánica aplicada a su eje, es necesario que el enrollamiento de campo localizado en el rotor de la máquina sea alimentado por una fuente de tensión continua de forma que al girar el campo magnético generado por los polos del rotor tengan un movimiento relativo a los conductores de los enrollamientos del estator.

Debido a ese movimiento relativo entre el campo magnético de los polos del rotor, la intensidad del campo magnético que atraviesa los enrollamientos del estator irá a variar el tiempo, y así tendremos por la ley de Faraday una inducción de tensiones en las terminales de los enrollamientos del estator.

Debido a distribución y disposición espacial del conjunto de enrollamientos del estator, las tensiones inducidas en sus terminales serán alternas senoidales trifásicas.

La corriente eléctrica utilizada para alimentar el campo es denominada corriente de excitación. Cuando el generador está funcionando aisladamente de un sistema eléctrico (o sea, está en una isla de potencia), la excitación del campo irá a controlar la tensión eléctrica generada. Cuando el generador está conectado a un sistema eléctrico que posee diversos generadores interligados, la excitación del campo irá a controlar la potencia reactiva generada.

• Partes de un generador síncrono

A continuación se detalla las partes fundamentales que componen un generador síncrono, posteriormente se detallara las partes según el tipo de generador síncrono que sea, pero esta sección se mencionan los componentes fundamentales

Rotor o Campo del Generador Síncrono:

Es la parte de la máquina que realiza el movimiento rotatorio, constituido de un material envuelto en un enrollamiento llamado de "enrollamiento de campo", que tiene como función producir un campo magnético constante así como en el caso del generador de corriente continua para interactuar con el campo producido por el enrollamiento del estator.

La tensión aplicada en ese enrollamiento es continua y la intensidad de la corriente soportada por ese enrollamiento es mucho más pequeño que el enrollamiento del estator, además de eso el rotor puede contener dos o más enrollamientos, siempre en número par y todos conectados en serie siendo que cada enrollamiento será responsable por la producción de uno de los polos del electroimán.

Estator o Armadura:

Parte fija de la máquina, montada envuelta del rotor de forma que el mismo pueda girar en su interior, también constituido de un material ferromagnético envuelto en un conjunto de enrollamientos distribuidos al largo de su circunferencia. Los enrollamientos del estator son alimentados por un sistema de tensiones alternadas trifásicas.

Por el estator circula toda la energía eléctrica generada, siendo que tanto la tensión en cuanto a corriente eléctrica que circulan son bastante elevadas en relación al campo, que tiene como función sólo producir un campo magnético para "excitar"

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