Generador sincrono

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EL GENERADOR SÍNCRONO
Los generadores síncronos o alternadores son máquinas sincrónicas que se usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de corriente alterna.

El generador síncrono consiste en un electroimán girando, llamado rotor cilíndrico generalmente, al lado de una bobina, estator conectado en estrella el cual por efecto de la rotación del rotor va a inducir tensióntrifásica en el estator, para esto tiene que haber una velocidad relativa entre el rotor (también llamado campo) y el estator (o armadura).

Si en un generador síncrono se aplica al embobinado del rotor una corriente continua, se producirá un campo magnético en el rotor. Entonces el rotor del generador se impulsará por medio de un motor primario, lo cual producirá un campo magnético rotatoriodentro de la máquina. Este campo magnético rotatorio inducirá un sistema trifásico de voltajes dentro del embobinado del estator del generador.

Descripción
Se construyen de tres formas diferentes;
A) de inducido rotante, los polos excitados con corriente continua están fijos en el estator, y el rotor, con devanado mono o trifásico, tiene las salidas de corriente a través de anillos rozantes.- Selo utiliza solo para pequeñas potencias, como ser grupos electrógenos portátiles, porque al ser la salida de corriente a través de elementos móviles no es posible manejar grandes potencias. Otra aplicación: Excitatrices sin escobillas.
B) de inducido fijo y rueda polar giratoria. Los polos son alimentados por corriente continua a través de dos anillos rozantes, giran accionados por un motortérmico o hidráulico.- El inducido, estático, sede de las corrientes alternas, entrega energía directamente al consumo. -Es la máquina más común en las usinas hidráulicas.
C) de inducido fijo igual que en el caso anterior, y el rotor es ranurado exteriormente, donde se alojan las bobinas que alimentadas por c.c. a través de dos anillos, generan los polos.- También se los denomina "turbo alternadores".-El rotor es generalmente de 2 o 4 polos. Se los destina para grandes potencias y velocidades. Generalmente son accionados por turbinas a gas o vapor.

EL rotor

El rotor de un generador síncrono es un gran electroimán y los polos de éste pueden ser construidos de forma saliente o no saliente, dependiendo del tipo de aplicación donde se requiere.

Los rotores de polos no salientes (Lisos) seutilizan en rotores de dos y cuatro polos, mientras que los rotores de polos salientes se utilizan en rotores de cuatro o más polos. Puesto que el rotor está sujeto a campos magnéticos variables, se construye con láminas delgadas agrupadas para reducir las pérdidas por corrientes parásitas.

Se debe suministrar un corriente c-d al circuito de campo del rotor. Puesto que el rotor esta girando, serequiere un arreglo especial para entregar potencia c-d a sus devanados de campo.

Existen dos maneras comunes de suministrar potencia de corriente directa al devanado de campo y son:

a).- Suministrando potencia de c-d desde una fuente externa hacia el rotor por medio de escobillas y anillos rozantes.

b).- Suministrando potencia de c-d desde una fuente especial montada directamente en eleje del generador síncrono.

Aspecto exterior de un rotor con polos salientes

Aspecto general de un rotor liso montado tetrapolar

Esquema de excitación de una máquina sincrónica

ESQUEMA DE UN GENERADOR SÍNCRONO

ESQUEMA DE UN GENERADOR SÍNCRONO CON CIRCUITO EXCITADOR SIN ESCOBILLAS

Velocidad de rotación de un generador sincrónico

Los generadores sincrónicos son por definiciónsincrónicos, lo cual significa que la frecuencia eléctrica producida está entrelazada o sincronizada con la tasa mecánica de rotación del generador. La relación entre la tasa de giro de los campos magnéticos de la máquina y la frecuencia eléctrica del estator se expresa mediante la ecuación.

f = frecuencia eléctrica, n = velocidad del campo magnético, P = número de polos
Puesto que el rotor...
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