Generador sincrono trifasico

| Universidad de Chile Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería EléctricaEL3003 – Laboratorio de Ingeniería Eléctrica |

Informe Laboratorio
Generador Sincrónico Trifásico

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Contenido

1. Introducción 1
2. Marco Teórico 2
2.1 Fundamentos del Generador Sincrónico Trifásico 2
2.2 Conexión de un generadorsincrónico trifásico a una carga equilibrada. Medición de Potencia. 4
2.3 Aplicaciones del generador sincrónico trifásico. 5
2.3.1 Generalidades 5
2.3.2 Tipos de centrales eléctricas que utilizan generador sincrónico 5
3. Montaje 8
3.1 Características de magnetización del alternador (prueba al vacio) 14
3.2 Prueba con carga del alternador en régimen óhmico y capacitivo 17
4. Análisis 204.1 Análisis relativo a la magnetización del alternador sin carga 20
4.2 Análisis con carga resistiva y resistiva-capacitiva 23
5. Conclusiones 26
6. Bibliografía 27

1. -------------------------------------------------
Introducción

Un generador sincrónico trifásico es un dispositivo que transforma energía mecánica en energía eléctrica, entregando tres voltajes sinusoidales de igualintensidad pero desfasados en 120°. Este dispositivo tiene una gran importancia en la generación de energía eléctrica actual, ya que se aprovechan movimientos mecánicos provocados por la naturaleza, entre ellos el agua, aire o vapores (generación hidroeléctrica, eólica o térmica) y luego se transmite la energía mediante una línea trifásica, siendo ésta la forma más eficiente de hacer esto. Sinestos generadores, no tendríamos el sistema eléctrico que conocemos actualmente. Un generador es una maquina cuya función es generar energía eléctrica a través de energía mecánica. La característica principal del generador sincrónico es que la velocidad del rotor es la misma del campo magnético rotatorio.

El objetivo de este trabajo es estudiar el comportamiento y las características de ungenerador sincrónico trifásico simple. Se generará movimiento mediante un motor, que irá ligado al generador para que éste produzca corriente. Se medirá la magnetización del generador usando reóstatos, y luego se observará el comportamiento cuando se conectan cargas resistivas y resistivo-capacitivas.

También se estudiarán los principios básicos de funcionamiento del generador sincrónico paraentender el porqué su relevancia en la utilización de éstos en las centrales eólicas, hidroeléctricas y térmicas.

2. -------------------------------------------------
Marco Teórico

2.1 Fundamentos del Generador Sincrónico Trifásico

El principio de funcionamiento del generador sincrónico, y de la mayoría de los generadores, consiste en una bobina plana girando sobre su propio eje, en uncampo magnético fijo e invariable en el tiempo, tal como lo muestra la figura 2.1, donde se induce un voltaje alterno en los extremos de la bobina, dada por la ley de Faraday.
El voltaje inducido es de la forma V=kBωsen(ωt)
Donde k es una constante que depende de las características de la máquina, B es la densidad de flujo magnético y ω es la velocidad angular de la bobina.

Figura 2.1 –Esquema de bobina plana sometida a un campo magnético
En el generador sincrónico la velocidad ω de la bobina es igual a la frecuencia eléctrica del voltaje alterno, siendo ω la velocidad de sincronismo.
En la práctica conviene tener el enrollado en el estator y el campo magnético (producido por un electroimán) girando a velocidad constante en el rotor, como lo muestra la figura 2.2, donde secumplen las mismas relaciones anteriormente señaladas.

Figura 2.2- Generador sincrónico monofásico
El generador sincrónico trifásico se comporta de la misma forma que el generador monofásico, pero su diferencia radica en que ya no se encuentra un sólo enrollado en el estator, si no que se encuentran tres enrollados, separados geométricamente en 120º, induciendo tres voltajes de igual magnitud...