Máquinas Industriales

GENERADOR SÍNCRONO

Las máquinas sincrónicas 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 tensión trifásica en el estator, para esto tiene que haberuna 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 rotatorio dentro de la máquina. Este campo magnético rotatorioinducirá un sistema trifásico de voltajes dentro del embobinado del estator del generador.

INTRODUCCIÓN:

El principio de funcionamiento y la constitución de las máquinas síncronas, trata de conseguir un acoplamiento magnético entre los campos del rotor y el estator. Normalmente (aunque también pueden encontrarse máquinas en las que no es esto así), en el rotor se sitúa un campo magnéticofijo. En las máquinas de pequeña potencia ese campo magnético fijo se puede conseguir utilizando un simple imán permanente, pero para máquinas de mayor potencia no es suficiente con el imán permanente y se recurre a electroimanes. Se necesita pues, una fuente de corriente continua que pueda ser introducida en el rotor. La solución más utilizada consiste en disponer en el eje de anillos rozantes através de los que inyectar en el inductor la corriente continua necesaria para generar un potente campo magnético.

ROTOR:
También conocido como inductor, pues es la parte que induce la tensión en el estator. El núcleo del rotor es construido de lámina troquelada de acero al silicio, material de excelentes características magnéticas, con la finalidad de evitar pérdidas por histéresis y corrientesparasitas.
El yugo es una pieza continua con zapata polar, para así eliminar la dispersión del flujo por falsos contactos magnéticos. En la zapata polar se hacen barrenos para alojar el devanado amortiguador en jaula de ardilla, diseñado con el objeto de reducir armónicas en la forma de onda que entrega el generador.
El rotor gira concéntricamente en el eje del generador a una velocidad sincrónicade 1500 revoluciones por minuto (RPM) para 50 Hz (1800 RPM para 60 Hz).

TIPOS CONSTRUCTIVOS:
La principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos, se encuentra en su sistema de alimentación en continua para la fuente de excitación situada en el rotor.
• Excitación Independiente: excitatriz independiente de continua que alimenta el rotor a través de un juego de anillosrozantes y escobillas.
• Excitatriz principal y excitatriz piloto: la máquina principal de continua tiene como bobinado de campo otra máquina de excitación independiente, accionada por el mismo eje.
• Electrónica de potencia: directamente, desde la salida trifásica del generador, se rectifica la señal mediante un rectificador controlado, y desde el mismo se alimenta directamente en continua elrotor mediante un juego de contactores (anillos y escobillas). El arranque se efectúa utilizando una fuente auxiliar (batería) hasta conseguir arrancar.
• Sin escobillas, o diodos giratorios: la fuente de continua es un rectificador no controlado situado en el mismo rotor (dentro del mismo) alimentado en alterna por un generador situado también en el mismo eje y cuyo bobinado de campo es excitadodesde un rectificador controlado que rectifica la señal generada por el giro de unos imanes permanentes situados en el mismo rotor (que constituyen la excitatriz piloto de alterna).
• Excitación estática o por transformador de compoundaje: consiste en que el devanado de campo del rotor es alimentado desde una fuente de alimentación a transformador y rectificadores que toma la tensión y...