Generadores Sincronos (página 2)

Generador
Síncrono en carga

Cuando suministra corriente a una carga, dicha corriente
produce un campo magnético giratorio al circular por los
devanados del estator. Este campo produce un par opuesto al de
giro de la máquina, que es necesario contrarrestar
mediante la aportación exterior de potencia
mecánica.

El flujo total de la máquina se verá
disminuido o aumentado dependiendo que la carga sea inductiva o
capacitiva

A este efecto creado por el campo del estator se le
conoce con el nombre de "reacción de inducido"

Para una misma tensión de salida el generador
puede ceder o absorber potencia reactiva dependiendo de que la
carga sea inductiva o capacitiva

Para conseguirlo basta modificar el valor de la E
(modificando el campo de excitación)

C. Construcción de Generadores
Síncronos

En la maquinas síncronas los devanados de campo
están en el rotor, por lo que los términos
devanados del rotor y devanado de campo se usan indistintamente.
Por otra parte los devanados del inducido se encuentran en el
estator, por lo que los términos devanados del estator y
devanados del inducido se usan indistintamente.

El rotor de un generador síncrono es en esencia
un electroimán grande. Los rotores se pueden construir con
sus polos salientes o no salientes

Partes de un
Generador Síncrono

Estator: Parte fija del generador

Carcasa: La carcasa del estator es una estructura
soldada, originalmente proyectada y fabricada en dos partes. La
carcasa sostiene internamente el núcleo del estator con el
devanado y externamente los cambiadores de calor
aire–agua.

Núcleo del estator: La parte activa del estator
es formada de láminas segmentadas de acero y silicio de
0,5mm de espesor y con bajo factor de pérdidas. Cada
segmento, formado por las ranuras, la corona del anillo
magnético y asientos de las cuñas que interconectan
el núcleo à la carcasa, es estampado, rebabado y
cubierto con una fina camada de barniz eléctricamente
aislante y resistente a altas temperaturas y
presiones.

Devanado del estator: El devanado estatórico,
tipo imbricado, es formado por tres fases en conexión
estrella con neutro aterrado a través de transformador de
distribución con resistencia secundaria.

Rotor: parte giratoria

Polos: Constituidos del núcleo o cuerpo del polo
y de la bobina polar, son montados en la periferia del anillo
magnético del rotor a través de las ranuras de
engaste.

Radiador (Cambiador de calor aire –
agua).

El calor generado por las pérdidas del generador
es removido, en la su mayor parte, a través de los
cambiadores de calor aire-agua. El generador tiene 6 cambiadores
de calor aire-agua instalados en el diámetro externo de la
carcasa, por donde pasa el aire de ventilación en circuito
cerrado. El circuito de enfriamiento es formado por la
tubería principal de entrada y salida de agua, y por la
tubería de distribución de agua en los cambiadores
de calor y coleta o retorno del agua por la tubería
principal de salida de agua. El circuito de agua de enfriamiento
es abierto, después del pasaje por los cambiadores de
calor el agua de enfriamiento es eliminada en el nivel Aguas
Abajo. Los cambiadores de calor son montados en el
diámetro externo de la carcasa del estator. Cada cambiador
de calor está provisto de una válvula para
eliminación de aire que pueda quedar dentro del
cambiador.

El cambiador de calor es compuesto, en líneas
generales, de dos cámaras de agua acopladas al cuerpo
formado por un conjunto de tubos con aletas de
enfriamiento.

Cruceta Superior.

La cruceta superior es una estructura formada por la
parte central, donde está instalado el cojinete de
guía superior, y por los brazos acoplados a la parte
central. La cruceta superior es apoyada axialmente a
través de los brazos sobre la carcasa del estator y
radialmente en el hormigón.

Cojinete de guía superior.

El cojinete de guía superior del generador tiene
los segmentos de guía, formados de chapa de acero con un
revestimiento de metal blanco en la superficie de resbalamiento
contra el anillo rotativo del cojinete. El holgura de los
segmentos es ajustado de acuerdo con los planos, por el ajuste de
las cuñas de apoyo radial de los segmentos. Este apoyo de
los segmentos permite los pequeños movimientos en balance
debido el giro del eje, sin alterar la holgura.

Cojinete combinado de empuje y guía
inferior

El cojinete combinado del generador situase abajo del
rotor y es formado por las zapatas del cojinete de empuje y las
zapatas del cojinete de guía (auto-bombeo)
inferior.

Simulaciones y
gráficas

Anillos colectores

Está formado por dos anillos colectores de
acero

Escobillas o carbones

Cada anillo consta de 9 escobillas

D. Tabla der velovidades de un Genrador
Sincrono

Conclusiones

• Un generador síncrono es un dispositivo que
  convierte potencia mecánica de un motor primario en
  potencia eléctrica de ca con un voltaje y frecuencias
  específicos

• El termino síncrono se refiere al hecho de la
  frecuencia eléctrica de la maquina esta confinada, o
  sincronizada con, la tasa mecánica de rotación
  del eje.

• Los generadores síncronos se utilizan para
  producir la mayor parte de la potencia eléctrica que
  se utiliza en todo el mundo.

• La velocidad del eje depende de la frecuencia de
  alimentación y el número de polos.

• Controlando la alimentación del rotor, la
  máquina puede operar absorbiendo o inyectando
  reactivos a la red (reactor o condensador síncrono,
  respectivamente). Esto se podría usar para mejorar el
  factor de potencia del sistema eléctrico.

• La habilidad de un generador síncrono para
  producir potencia eléctrica esta limitada
  principalmente por el calentamiento dentro de la
  maquina.

Referencias

• [1] Hay Williams, Enginnering Electromagnetism
  5a
  EdiciónMcGraw Hill, Nueva York

• [2] Stephen Chapman, Maquinas Electricas,4
  edición, Mac Graw Hill ,México

• [3] JESUS FRAILE MORA; Máquinas
  Eléctricas;5 Edición , Mac Graw Hill
  ,México

• [4] Alexander, Charles K Fundamentos de

  CircuitosElectricos,3a edición Mc Graw
  Hill

• [5] H.HUSBCHER, Electrotecnia Curso Elemental
  ,2ª edición

• [6] 
  Marco Mesias Estudiante de ElectrónicaArgentina
  Tema: Generador síncrono.

Autor:

L. Marín

P. Chasijuan

Universidad Politécnica
Salesiana

Maquinas Eléctricas II

Cuenca, Ecuador