Tipos de sistemas de excitacion de generadores electricos

TIPOS DE SISTEMAS DE EXCITACIÓN

Los sistemas de excitación han tomado muchas formas a través de los años de su
evolución. En términos generales, dependiendo de la fuente de poder usada en la excitación
se pueden clasificar en tres categorías :

Corriente continua (SCE DC)
Corriente Alterna (SCE AC)
Estática

1 Excitación de Corriente Continua.

La excitación de este tipoutiliza generadores DC como fuentes de excitación de
poder para proveer la corriente al rotor de la máquina síncrona. El excitador puede ser
impulsado por un motor o, aprovechando la energía primaria, por el mismo eje del
generador. Puede ser excitada por si misma o excitada en forma separada.
Los SCE DC representan los primeros sistemas, desde los años 20 a 60. Estos
pierden importancia amediados de los 60 cuando aparecieron fuertemente los de excitación
AC. Por ello en la actualidad los SCE DC están desapareciendo gradualmente, debido a la
antigüedad de algunos están siendo reemplazados por excitación AC o estáticos. En algunos
casos los reguladores de voltaje son reemplazados por modernos dispositivos electrónicos.
Muchos de los SCE DC están aún en servicio, y requieren demodelos de estabilidad en
estudio. La Figura Nº2 muestra la representación de un SCE DC típico. Este cuenta con un
conmutador el cual abastece de corriente continua al campo del generador principal. El
excitador es controlado por un amplidyne.
[pic]
Figura Nº2

El Amplidyne es una máquina DC de construcción especial quetiene un conjunto de
escobillas separadas en 90º eléctricos, uno sobre su eje directo (d) y otro sobre su eje de
cuadratura. El control del campo de giro es localizado sobre el eje d. Una carga de
compensación de giro en serie con el eje d produce un flujo igual y opuesto al de la
corriente de armadura del eje d.

2 Excitación de Sistemas de Corriente Alterna

La excitación de esta categoríautiliza alternadores (maquinas AC) como fuentes
para la excitación del generador de poder. Generalmente, el excitador esta montado sobre el
mismo eje de la turbina del generador. La salida AC del excitador es rectificada por
rectificadores controlados o no controlados, la que produce la corriente continua necesaria
para el campo del generador. Los rectificadores pueden ser estacionarios orotacionales. Los
primeros sistemas de excitación AC usaron una combinación de amplificadores magnéticos
y rotacionales como reguladores. Hoy en día se usan dispositivos electrónicos. A
continuación una descripción de las diferentes formas de excitación AC.

2.1 Sistemas de Rectificación Estacionarios

En este esquema la etapa de rectificación se realiza fuera del generador medianterectificadores estacionarios. Aquí, la salida DC alimenta al campo principal del generador a
través de anillos deslizantes (slip ring). En la Figura Nº3 se muestra un diagrama unilineal
del control de campo del alternador con rectificador para la excitación del sistema.
[pic]
Figura Nº3

La Figura 3 representa el SCE ALTERREX deGE. Este alternador excitador (AC
exciter), el cual a su vez es un generador sincrónico, esta impulsado por el eje del generador
principal. El excitador opera en la modalidad autoexcitado, esto es, su campo se obtiene através de un rectificador con tiristores que toma la energía en bornes del propio excitador.
De esta forma, lo rectificadores tienen control sobre la excitación del alternadorexcitador,
el cual modifica el voltaje en bornes y, en consecuencia, cambia el voltaje continuo de
alimentación del campo del generador principal. Notar que los diodos no tienen posibilidad
de control, sólo rectifican la señal de entrada. Otra alternativa es usar un excitador dirigido
como fuente para excitador de campo del poder.

Cuando se usa rectificadores controlados, el regulador...