Generadores de corriente alterna

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GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA

Los alternadores son la fuente mas importante de energía eléctrica, los alternadores generan un voltaje de c.a. cuya frecuencia depende totalmente de la velocidad de rotación. el valor del voltaje del generador depende de la velocidad, de la excitación y del factor de potencia de la carga.

Si se mantiene constante la velocidad de un alternador y se aumentala excitación de campo de c.d., el flujo magnético y, por lo tanto, el voltaje de salida, aumentara en proporción directa a la excitación. no obstante, con incrementos progresivos en la corriente de campo de c.d. el flujo alcanzara finalmente un valor lo suficientemente alto para saturar el hierro del alternador.
La saturación del hierro significa que, para un incremento dado de la corriente decampo de c.d., se tendrá un incremento menor en el flujo, para conocer el grado de saturación se puede medir el voltaje generado, ya que este también se relaciona directamente con la intensidad del flujo magnético.

Los alternadores trifásicos constan de 3 fases las cuales están espaciadas mecánicamente a intervalos idénticos unas de otras en el estator y por lo tanto, los voltajes respectivosgenerados no están en fase, sino que están desfasados entre si 120º eléctricos.
Cuando un alternador que trabaja produciendo su voltaje nominal de salida se somete repentinamente a un corto circuito, habrá momentáneamente corrientes de gran intensidad, sin embargo, al subsistir el corto circuito, las corrientes intensas disminuirán rápidamente a valores seguros.

El voltaje de salida de unalternador depende básicamente del flujo total que se tenga en el entrehierro , cuando esta en vacío, este flujo se establece y determina exclusivamente mediante la excitación de campo de c.d., sin embargo, cuando se tiene carga, el flujo en el entrehierro queda determinado por los Amper-vueltas del rotor y los Amper – vueltas del estator, estos últimos pueden sumarse u oponerse a la fmm (fuerza magnetomotriz ) del rotor, dependiendo del factor de potencia de la carga.

Los factores de potencia adelantados magnetizan el rotor mientras que los atrasados lo desmagnetizan, puesto que la fuerza magnetomotriz del estator tiene un efecto tan importante en el flujo magnético, la regulación de voltaje de los alternadores es bastante mala y la corriente de campo de c.d. se debe regular continuamentepara mantener un voltaje constante en condiciones de carga variable.

Si una fase de un alternador trifásico tiene una carga grande, su voltaje se reducirá debido a las perdidas por “Ir” e “Ixl” en el devanado del estator, esta caída de voltaje no se puede compensar modificando la corriente de campo de c.d. debido a que los voltajes de las otras 2 fases también varían por consiguiente, esesencial que los alternadores trifásicos no tengan cargas que estén desbalanceadas.

Como los alternadores no tienen colector, no es necesario que el inducido sea el órgano giratorio, la gran mayoría tienen un inducido estacionario y dentro de el giran los polos. esta construcción tiene 2 ventajas: un inducido giratorio requiere 2 o mas anillos rozantes que llevan la corriente al circuito exterior,anillos que deben estar mas o menos al descubierto y son difícil de aislar, particularmente a altos voltajes que son a los que actualmente se generan.
Un inducido estacionario no necesita en cambio anillos deslizantes y el aislamiento de sus conductores puede ser continuo desde el mismo inducido hasta las barras colectoras, es mas difícil aislar los conductores en el inducido giratorio que en elestacionario debido a la fuerza centrifuga y a la vibración que resulta de la rotación.

Cuando el campo es el órgano giratorio, la corriente de excitación se debe llevar a los arrollamientos por medio de anillos rozantes, salvo en casos excepcionales la tensión de excitación es de 125 volts en las maquinas de poca potencia y de 250 volts en las mayores, la potencia consumida en la excitación...
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