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