Generador

EL GENERADOR
Indice : 1.0 Principio de generación 2.0 Construcción del generador 3.0 Equipos auxiliares del generador 3.1 El generador de imanes permanentes 3.2 El regulador de voltaje 3.3 El excitador

4.0 Protecciones del generador
4.1 Protecciones del rotor

4.2 Protecciones del estator
5.0 Mantenimiento preventivo del generador

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1.0 Principio de generación: Si unconductor se mueve en dirección adecuada dentro de un campo magnético, en el se inducirá un voltaje. Esto se ilustra en la siguiente figura:

El voltaje inducido en el condutor está dado por la ecuación:

eind  vxB.l
Donde: v = Velocidad del conductor B = Densidad de flujo magnetico l = Longitud del conductor dentro del campo magnetico

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Voltaje inducido en una bobina La figuramuestra un campo magnetico giratorio que se mueve en el interior de una bobina estacionaria.

La ecuación del voltaje inducido en un conductor es

eind  vxB.l

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Voltaje inducido en una bobina cont. Sin embargo, esta ecuación es para el caso de un conductor que se mueve en un campo magnético estacionario. En este caso el conductor es estacionario y el campo magnetico semueve, por lo tanto la ecuación no se podría aplicar directamente. Pero si se toma el campo magnetico como marco de referencia, este se puede considerar estacionario y parecera que los conductores son los que se mueven y entonces si puede aplicarse la ecuación. Así, la ecuación proporcionará el voltaje correcto de la bobina si nosotros nos situamos en el campo magnetico y miramos pasar los lados de labobina.

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Voltaje inducido en una bobina cont. La siguiente figura muestra el vector de campo magnético y las velocidades desde el punto de vista de un campo magnético estacionario y un conductor en movimiento. El voltaje inducido en cada lado de la bobina será: Segmento ab. El ángulo entre v y B es 180°q, y la cantidad v x B esta en la misma dirección de l, de tal manera que:eba  (vxB).l  vBlsen(180  q )
Dirigida hacia el interior de la pagina De acuerdo a la identidad trigonometrica

sen(180  q )  senq

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Voltaje inducido en una bobina cont. Se tiene:

eba  vBlsenq
Segmento bc. Aquí el voltaje es cero puesto que el vector vxB es perpendicular a l Segmento cd. Ahora el ángulo entre v y B es q, y el vector v x B está en la misma dirección del, por tanto

edc  (vxB).l  vBlsenq
Dirigida hacia afuera de la pagina

Segmento da. Aquí el voltaje es cero puesto que el vector vxB es perpendicular a l

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Voltaje inducido en una bobina cont. Entonces, el voltaje total en la bobina de una espira, esta dado por

eind  2vBlsenq
Puesto que q wet, la ecuación se puede escribir como

eind  2vBlsenwet

Puesto que lavelocidad de los extremos de los conductores está dada por v=rwm , y el área transversal de una espira es 2rl, la ecuación se puede escribir como:

eind  2(rwm ) Blsenwet  (2rl) Bwm senwet eind  ABw m senwet

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Voltaje inducido en una bobina cont. El flujo máximo que pasa a través de la bobina se puede expresar como fAB y para un estator de dos polos se tiene que wm = we = w,por lo tanto, el voltaje inducido se puede expresar como

eind  fw senwt
La ecuación anterior corresponde al voltaje inducido en una bobina sencilla de una sola espira. Para una bobina de Nc espiras, el voltaje inducido será:

eind  Ncfw senwt

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2.0 Construcción del generador sincrónico Los generadores sincrónicos o alternadores son máquinas utilizadas para convertir potenciamecánica en potencia eléctrica de corriente alterna. En el generador sincrónico debe alimentarse el devanado del rotor con corriente continua, la cual produce un campo magnético giratorio dentro del generador el cual, a su vez, induce un sitema trifasico de voltajes en los arrollamientos del estator. Esencialmente, el rotor del generador es un gran electroimán. Constructivamente, los polos...