INTRODUCCIÓNEl generador síncrono es el principal generador de la energía eléctrica que se utiliza en todo el mundo. La máquina síncrona se puede hacer funcionar como motor y como generador, por lo tanto la construcción del generador sincrónico es la misma que la del motor síncrono. Una de las características principales del generador síncrono, es que su rotor o parte rotatoria se construyen de dos formas: rotores de polos salientes y rotores de polos lisos o cilíndricos. Los primeros se usan por lo general en centrales hidroeléctricas y los segundos en centrales térmicas impulsados por turbinas de vapor. Otra parte importante de la máquina es el estator también conocido como armadura, representa la parte fija de la máquina y está formado por las laminaciones de acero de alta permeabilidad magnética. Tanto el rotor como el estator representan las partes principales del generador sincrónico. Su principio de funcionamiento se basa en la ley de inducción electromagnética Faraday. En este caso se aplica una excitación de corriente directa a las terminales del devanado del rotor con el propósito de producir un campo magnético. Posteriormente el rotor del generador se hace girar mediante un motor primario dando como resultado la producción de un campo magnético rotatorio en la máquina, a su vez este campo magnético induce en el devanado del estator voltaje de salida, cumpliéndose de esta forma la ley de Faraday. por ejemplo. la razón por la que se llama generador síncrono es la igualdad entre la frecuencia eléctrica como la frecuencia angular es decir el generador girara a la velocidad del campo magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo. procesos de producción y accesorios. Los generadores se construyen de diferentes modos para satisfacer diferentes cargas y necesidades del cliente. el principio de funcionamiento de un generador síncrono se basa en la ley de Faraday. Una vez estando el generador conectado a la red eléctrica. es necesario que el enrollamiento de campo localizado en el rotor de la máquina sea alimentado por una fuente de tensión continua de forma que al girar el campo magnético generado 2 . Las necesidades del proceso a realizar determinaran cambios en los tipos de conexión. a gas o a vapor. Para crear tensión inducida en el (estator). este campo magnético inducirá una tensión en el devanado de armadura por lo que tendremos una corriente alterna fluyendo a través de él. pues la frecuencia de la tensión trifásica depende directamente de la velocidad de la máquina. su rotación es dictada por la frecuencia de la red. esto lo lograremos alimentado el rotor con una batería. Constan fundamentalmente del rotor y el estator. una fuente de energía mecánica puede ser. la es suministrada a la máquina por la aplicación de un torque y por la rotación del eje de la misma. A estos también se los conoce como Máquinas Síncronas. una turbina hidráulica. ambos con devanados. GENERADOR SINCRONO El generador síncrono o también llamado alternadores es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica. debemos crear un campo magnético en el rotor o circuito de campo. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El generador síncrono está compuesto principalmente de una parte móvil o rotor y de una parte fija o estator. Para que la máquina síncrona sea capaz de efectivamente convertir energía mecánica aplicada a su eje. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO COMO GENERADOR Al operar como generador. por los polos del rotor tengan un movimiento relativo a los conductores de los enrollamientos del estator. La interacción entre los campos creados por ambas corrientes mantiene el giro del rotor a la velocidad de sincronismo. Cuando el generador está funcionando aisladamente de un sistema eléctrico. la excitación del campo irá a controlar la tensión eléctrica generada. La corriente eléctrica utilizada para alimentar el campo es denominada corriente de excitación. 3 . pues la máquina sincrónica no tiene par de arranque. la excitación del campo irá a controlar la potencia reactiva generada. y así tendremos por la ley de Faraday una inducción de tensiones en las terminales de los enrollamientos del estator. la intensidad del campo magnético que atraviesa los enrollamientos del estator irá a variar el tiempo. y se alimentan el devanado rotórico (Devanado de campo) con Corriente continua y el devanado estatórico (devanado inducido) con corriente alterna. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO COMO MOTOR En este caso se lleva la máquina sincrónica a la velocidad de sincronismo. las tensiones inducidas en sus terminales serán alternas senoidales trifásicas. Debido a ese movimiento relativo entre el campo magnético de los polos del rotor. Debido a distribución y disposición espacial del conjunto de enrollamientos del estator. Cuando el generador está conectado a un sistema eléctrico que posee diversos generadores interligados. desde la salida trifásica del generador. al aumentar el consumo sobre el generador. llamados de tensión e intensidad. Excitatriz principal y excitatriz piloto: la máquina principal de continua tiene como bobinado de campo otra máquina de excitación independiente. 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 corriente de salida del estator. El transformador convierte la tensión de salida a una más baja (30V aprox). Electrónica de potencia: directamente. que se conectan en paralelo y en serie a los bornes de salida del estator. Excitación Independiente: excitatriz independiente de continua que alimenta el rotor a través de un juego de anillos rozantes y escobillas. DISEÑO Y CONSTRUCCION DE GENERADORES SINCRONOS TIPOS DE CONSTRUCCION La principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos. 4 . El transformador. El arranque se efectúa utilizando una fuente auxiliar (batería) hasta conseguir arrancar. accionada por el mismo eje. Sin escobillas. y desde el mismo se alimenta directamente en continua el rotor mediante un juego de contactores (anillos y escobillas). aumenta el flujo del transformador y por lo tanto aumenta la excitación del generador. Es un sistema con autorregulación intrínseca. se encuentra en su sistema de alimentación en continua para la fuente de excitación situada en el rotor. 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 excitado desde 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). ya que al tener el bobinado serie. que se rectifica y aplica al rotor por medio de escobillas y anillos deslizantes. se rectifica la señal mediante un rectificador controlado. posee dos devanados primarios. de tipo especial. 1. La particularidad de este tipo de generador es que tiene el inducido en el rotor. esta configuración es propia de máquinas de baja y media velocidad y potencia. necesitamos de un sistema de colector de anillos. la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos.TIPOS DE DISEÑOS A continuación vamos a enumerar cuales son los tipos de diseños que se encuentran en la construcción de generadores síncronos. El número de anillos a utilizar va a depender directamente del número de fases con la que nos encontremos trabajando. Por tal razón para poder sacar la tensión producida.. 5 . que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el flujo magnético con facilidad. hasta 1000 rpm. Estos son: • De polos salientes en el estator • De polos salientes en el motor • Generador sin escobillas Ahora vamos a proceder a analizar cada uno de estos.Generador con polos en el estator. GENERADOR SINCRONO CON POLOS SALIENTES EN EL ESTATOR El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (y se les llama "paquete"). Fig. recalcando la utilidad y aplicación de cada uno de estos diseños. Generador con polos en el rotor GENERADOR SINCRONO SIN ESCOBILLAS Fig. para gran potencia. 3. la excitatriz podría ser un alternador que analizamos en el diseño uno. por tal razón este par de anillos van hacer de medidas pequeñas. con la finalidad de ingresar el voltaje de campo. Generador sin escobillas Este tipo de generadores son de mediana potencia. por tal razón no necesitamos un mecanismo de colector de anillos para extraer la tensión generada ya que esta va a encontrarse en la parte externa de la máquina. por la versatilidad que nos brinda. y así mismo las escobillas no tendrían un tamaño mayor. GENERADOR SINCRONO CON POLOS SALIENTES EN EL ROTOR Este generador a diferencia del anterior tiene el inducido en el estator. es decir un 6 . Fig.. para la excitación podríamos tener un banco de baterías que sería de respaldo. pero esto es de gran ayuda ya que el voltaje de campo es considerablemente más pequeño que la tensión generada. 2. necesitaríamos únicamente un par de anillos. Se utiliza este tipo de generadores. se envía al circuito de excitación del generador principal. formando un conjunto sólido y robusto que es la base estructura de la máquina. Los polos del campo son magnetizados a través de la corriente CC proveniente del rotor de la excitatriz o directamente por anillos colectores y escobillas. sale a una placa electrónica en donde por medio de dispositivos electrónicos. alojando también el paquete de chapas y devanados del estator. con ranuras para alojar el devanado del estator. de manera de soportar esfuerzos mecánicos provenientes de eventuales cortocircuitos y vibración. En funcionamiento. que son las partes activas girantes del motor sincrónico. Rotor: El rotor puede ser construido con polos lisos.generador síncrono con polos salientes en el estator. La carcasa está construida en chapas y perfiles de acero soldado. los devanados de campo y la jaula de arranque para polos lisos y salientes laminados. los polos se alinean magnéticamente por el entrehierro y giran en sincronismo con el campo giratorio del estator. capacitando el motor para satisfacer las más severas solicitudes. dependiendo de las características constructivas del motor. que opera con alimentación de potencia en corriente alterna para generar el campo magnético giratorio. 7 . La punta de eje normalmente es cilíndrica o bridada. Estator: Constituido por un paquete laminado de chapas de acero silicio de alta calidad. El rotor completo está formado por la estructura que compone o suporta los polos. Pueden ser construidas en los tipos horizontal y vertical y con grado de protección de acuerdo con las necesidades del ambiente. y centrarse en el controlador. así como de su aplicación. Este tipo de construcción proporciona excelente rigidez estructural. luego de esta etapa. Los ejes son fabricados en acero forjado y mecanizados según las especificaciones. es necesario saber sobre dispositivos electrónicos. Para realizar reparaciones en este tipo de generadores. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS Carcasa: Su función principal es la de apoyar y proteger el motor. salientes laminados o sólidos. Cojinetes: En función de la aplicación. dependiendo de la rotación y de los esfuerzos axiales y radiales a los que son sometidos. Cojinetes de Rodamiento: Estos cojinetes están normalmente constituidos por rodamiento de esferas o de rodillos cilíndricos. Cojinetes de Deslizamiento: Los cojinetes de deslizamiento pueden tener lubricación natural (autolubricables) o lubricación forzada (lubricación externa). los motores sincrónicos pueden ser suministrados con cojinetes de rodamiento o cojinetes de deslizamiento. 8 . en algunas aplicaciones pueden ser utilizados rodamientos especiales. Los cojinetes de rodamientos pueden ser lubricados con aceite o grasa.
Report "Principio de Funcionamiento y Construccion Del Generador Sincrono"