Generador Sincrono

El generador síncrono es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica (en forma de rotación) en energía eléctrica. Su principio de funcionamiento consiste en la excitación de flujo en el rotor.

El generador síncrono está compuesto principalmente de una parte móvil o rotor y de una parte fija o estator.

El rotor gira recibiendo un empuje externo desde (normalmente) una turbina. Este rotor tiene acoplada una fuente de "corriente continua" de excitación independiente variable que genera un flujo constante, pero que al estar acoplado al rotor, crea un campo magnético giratorio (por el teorema de Ferraris) que genera un sistema trifásico de fuerzas electromotrices en los devanados estatóricos.

Las maquinas síncronas son llamadas así a causa de la relación exacta que se da entre las frecuencias de la corriente alterna de sus inducidos con la velocidad de su eje y que está dada por la fórmula:

N=(60*F)/(#p)

Donde

N= Velocidad angular del eje (RPM)

F= Frecuencia de la C.A. del inducido (Hz)

P= Numero de polos del inducido.

Los generadores síncronos se clasifican por su construcción en: campo giratorio y armadura giratoria, por su tipo de excitación en autoexcitados y excitación separada, y por su tipo de rotor en: polos salientes; para velocidades iguales o menores de 1800 RPM y polos lisos; para velocidades iguales a 3600 RPM. [1]

Los generadores síncronos autoexcitados ya no requieren de escobillas y los de excitación separada requieren de escobillas y en lugar del conmutador utilizan anillos rosantes.

Se debe suministrarse alimentación de c.c. al circuito de campo del rotor. Como éste está en movimiento (el rotor), es necesario adoptar construcciones especiales con el fin de suministrar energía al campo. La solución común es el uso de "anillos deslizantes y escobillas". Los anillos deslizantes son aros que rodean el eje de la máquina, pero aislados del mismo eje. Cada extremo (f y -f) del arrollamiento de la bobina de campo está conectado a un anillo y sobre cada anillo hace contacto una escobilla (fig 1.7 c). Si a las escobillas se les conecta una fuente, en todo momento quedará aplicado el mismo voltaje al devanado de campo, sin importar velocidad o posición angular . [3]

Si añadimos los devanados "b" y "c" al estator, con las separaciones adecuadas, podemos obtener una máquina trifásica. La figura 1.10 ilustra una de ellas. Cada fase debe estar separada por 120ºe. La expresión de voltaje inducido para "a" y "-a" es la misma. Obtengamos una expresión para "b-b" y "c-c".

Normalmente toda máquina puede funcionar como motor o como generador, siendo la principal diferencia que las máquinas que se van a emplear como motores van provistos de devanados amortiguadores en las caras polares del inductor para el arranque, y para compensar las oscilaciones de la fuente de C.A, mientras que en los generadores no tiene sentido su uso. Cuando en el estator de un generador se dispone del arrollamiento inducido formador por tres parejas de bobinas independientes (o un numero de bobinas múltiplo de tres, conectadas en tres grupos independientes de modo que las tensiones producidas sean iguales y los angulos de desfase de las tensiones generadas entres si 120°), la maquina recibe el nombre de generador síncrono trifásico (alternadortrifasico).

El rotor de la maquina está compuesto por un conjunto de arrollamientos que forman el inductor y que , al ser alimentado por una corriente continua, dan origen a un flujo de valor constante pero giratorio al ser impulsado o (arrastrado) el rotor por un motor primo

Se suele unir, generalmente, los tres conductores de cada arrollamiento o fase a un punto, que se denomina neutro, dado que normalmente, se conecta tierra y por tanto, está a su mismo potencial. Este tipo de conexión se le conoce como estrella, en la que existen cuatro conductores a tres de los cuales se les denomina conductores de línea y al cuarto conductor viene a hacer conductor neutro. Otro método para conectar los arrollamiento de la maquina trifásica es conectarlos en serie cerrada con el terminal de salida de una fase al de entrada de la fase siguiente.

Este montaje se le denomina triangulo y da origen a tres conductores activos, que también reciben el nombre de conductores de línea, sin posibilidad de que exista punto

...