informe

5.1. CONTRUCCION DE GENERADORES SINCRÓNICOS
En un generador sincrónico se aplica una corriente dc al devanado del rotor, la cual produce un campo magnético. Entonces el rotor del generador gira mediante un motor primario y produce un campo magnético rotacional dentro de la máquina. Este campo magnético rotacional induce un grupo trifásico de voltajes en los devanados del estator del generador.Dos términos muy utilizados para describir los devanados de una máquina son devanados de campo y devanados de armadura. En general, el término “devanados de campo” se aplica a los devanados que producen el campo magnético principal en la máquina, y el término “devanados de armadura” se aplica a los devanados donde se induce el voltaje principal. En las máquinas sincrónicas, los devanados de campoestán sobre el rotor, de modo que los términos “devanados de rotor” y “devanados de campo” se utilizan indistintamente. De igual manera se emplean los términos “devanados estatóricos” y “devanados de armadura”.
En esencia, el rotor de un generador sincrónico es un gran electroimán. Los polos magnéticos del rotor pueden ser construidos salientes o no salientes. El término saliente significa“proyectado hacia fuera” o “prominente”; un polo saliente es un polo magnético que se proyecta hacia fuera de la superficie del rotor. Por otro lado, un polo no saliente es un polo magnético construido al mismo nivel de la superficie del rotor. La figura 5-1 muestra un rotor de polos no salientes y la figura 5-2 muestra un rotor de polos salientes. Los rotores de polos no salientes se utilizan en rotoresde 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 una corriente dc al circuito de campo del rotor. Puesto que el rotor está girando, se requiere un arregloespecial para entregar potencia dc a sus devanados de campo. Existen dos formas comunes de suministrar esta potencia dc:
1. Suministrar la potencia dc desde una fuente dc externa al rotor por medio de anillos rozantes y escobillas.
2. Suministrar la potencia dc desde una fuente dc especial montada directamente en el eje del generador sincrónico.
Los anillos rozantes son anillos metálicos quecircundan el eje de la máquina pero se encuentran aislados de él. Un extremo del devanado del rotor dc está unido a cada uno de los dos anillos rozantes colocados sobre el eje de la máquina sincrónica, y una escobilla estacionaria se desliza sobre cada anillorozante. Una “escobilla” es un bloque de un compuesto de carbón grafitado que conduce la electricidad libremente y tiene muy baja fricción parano desgastarse con el anillo rozante. Si se conecta el extremo positivo de una fuente de voltaje dc a una escobilla y el extremo negativo a la otra, se aplicará igual voltaje dc al devanado de campo en todo momento, sin tener en cuenta la posición angular o la velocidad del rotor.
Los anillos rozantes y las escobillas crean algunos problemas cuando se utilizan para suministrar potencia dc a losdevanados de campo de la máquina sincrónica pues exigen más mantenimiento en la máquina ya que se deben revisar con regularidad las escobillas debido a su desgaste. Además, la caída de tensión en las escobillas puede causar pérdidas significativas de potencia en las máquinas que tienen grandes corrientes de campo. A pesar de estos problemas, los anillos rozantes y las escobillas se utilizan entodas las máquinas sincrónicas pequeñas ya que ningún otro método de suministro de la corriente de campo dc es adecuado por el costo.
En generadores y motores grandes, se utilizan excitadores (o excitatrices) sin escobillas para suministrar la corriente de campo dc a la máquina. Un excitador sin escobillas es un generador ac pequeño cuyo circuito de campo está montado en el estator y su circuito...