Componentes de un generador de corriente alterna
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Componentes de un generador de corriente alterna Componentes de un generador de corriente alterna Document Transcript

  • Componentes de un Generador de Corriente AlternaLos principales componentes de un generador de corrientealterna son los que se muestran a continuación: 1. Estator. 2. Rotor. 3. Sistema de enfriamiento. 4. Excitatriz. 5. Conmutador.ESTATORLos elementos mas importantes del estator de un generador decorriente alterna, son las siguientes: • Componentes mecánicas. • Sistema de conexión en estrella. • Sistema de conexión en delta.Componentes mecánicas. Las componentes mecánicas de ungenerador son las siguientes: • La carcaza. • El núcleo. • Las bobinas. • La caja de terminales.Sistema de conexión en estrella. Los devanados del estator deun generador de C.A. están conectados generalmente enestrella, en la siguiente figura T1, T2, T3 representan lasterminales de linea (al sistema) T4, T5, T6 son lasterminales que unidas forman el neutro. Sistema de conexióndelta. La conexión delta se hace conectando las terminales 1
  • a 6, 2 a 4 y 3 a 5, las terminales de linea se conectan a 1,2 y 3, con esta conexión se tiene con relación a la conexiónestrella, un voltaje menor, pero en cambio se incrementa lacorriente de linea. EL ROTORPara producir el campo magnético sobre el rotor se utilizanpolos que consisten de paquetes de laminaciones de fierromagnético (para reducir las llamadas corrientes circulantes)con conductores de cobre arrollados alrededor del hierro,estos polos están excitados por una corriente directa. Lospolos del rotor se arreglan por pares localizados o separados180º. Desde el punto de vista constructivo, los rotores seconstruyen del tipo polos salientes (baja velocidad) o rotorcilíndrico (alta velocidad). En el rotor seencuentran alojadas las bobinas del devanado de campo queinducen el voltaje en el devanado de armadura, en donde seencuentran las bobinas que determinan si el generador esmonofásico o trifásico.Voltaje de salida monofásico. un generador que tiene unvoltaje de salida monofásico, se lo denomina generadormonofásico. Este voltaje de salida se obtiene con un conjunto
  • de bobinas de armadura en el estator, si se trata de ungenerador monofásico de dos polos; entonces, se dice queestos polos son Norte y Sur con conductores que son parte delos conductores de armadura continuos y que llenan lasranuras del estator.Las ranuras están separadas mecánicamente y eléctricamentepor 180º, de modo que cuando el flujo proveniente del polonorte intercepta el lado A(1) del conductor, el flujo queretoma al polo sur intercepta al lado A(2) del conducto,obteniéndose como resultado la generación de un pico devoltaje entre A(1) y A(2). Cuando los polos norte y sur estánperpendiculares con respecto al plano de los conductores A(1)y A(2), no hay lineas de fuerzas que intercepten losconductores y, entonces la diferencia de voltaje entre A(1) yA(2) es cero. Cuando el rotor completa una revolución (360º)se dice que ha completado un ciclo.
  • Fuente: El libro práctico de los generadores, transformadoresy motores eléctricos - Gilberto Harper EnriquezPublicado por Ayudante de Santa en 15:12 2 comentarios: Enlaces a esta entradaEl Voltaje InducidoComo cada espira de la bobina de la armadura se mueve de unaparte del campo a otra, eslabona un numero diferente de
  • lineas de flujo, en este cambio en los eslabonamientos deflujo que induce un voltaje en el conductor, el voltaje masgrande se induce en el instante que este cambio es el mayor,esto es, el instante en el que el conductor corta el campo enangulo recto.En la medida que el rotor gira a una velocidad constante, seinduce una onda senoidal de voltaje, el valor de este voltajedepende de la velocidad del rotor, a mayor rapidez el voltajees mayor.El valor del voltaje depende tambien de la intensidad delcampo magnetico, a mayor intensidad de campo, mayor voltajeinducido. Para ungenerador trifasico, se deben tener tres bobinas de armaduraque estan desplazadas entre si 120º, a cada una de lasbobinas o grupos de bobinas se los denomina Fase, de maneraque se designan tres fases como: Fase A, Fase B y Fase C.
  • La magnitud delvoltaje en cada fase se calcula como: Emax = Bm lwr (volts)DondeBm: densidad de flujo maximo producido por el campo delrotor, expresado en tesla.l: longitud de ambos lados de bobina en el campo magnetico m.W: velocidad angular del rotor (= 2Π x frecuencia rad/seg)r: radio de la armadura en m.Las ondas de voltaje obtenidas para cada fase se dan por los
  • cambios en los eslabonamientos de flujo magnatico, cuando elcampo esta directamente opuesto a la bobina se da el maximocambio en los eslabonamientos de flujo y, el maximo voltajeinducido se da en ese instante.
  • Fuente: El libro práctico de los generadores, transformadoresy motores eléctricos - Gilberto Harper EnriquezPublicado por Ayudante de Santa en 15:15 Sin comentarios: Enlaces a esta entradaRegla de la Mano Derecha para GeneradoresPara determinar la polaridad de un generador, se debenconocer primero dos direcciones: 1. La direccion (norte a sur) del campo magnetico. 2. La direccion en al cual el conductor se esta moviendo y como corta al campo.Siempre se pueden determinar direcciones por medio del uso dela regla de la mano derecha para generadores. El dedo pulgarapunta hacia arriba, el indice hacia la izquierda y el dedomedio hacia el cuerpo.El dedo indice indica la direccion del flujo magnetico, eldedo pulgar apunta a la direccion en que se mueve elconductor y el dedo medio indica la direccion del flujo decorriente.
  • La operacion basica de un generador de corriente alternaconsiste en una espira de alambra que se encuentra libre paragirar en un campo magnetico, como se ha indicado antes, a laespira de alambre se le llama armadura y al campo magneticose le llama el campo, la armadura se gira por un elemento quese denomina primomotor, que dependiendo de la fuente primariade energia, aplicacion y uso, puede estar accionado por agua,vapor turbinas de viento o motores a gasolina o diesel.La espira de la armadura se conecta a anillos rozantes, que atraves de las escobillas se conectan por conductores alexterior, en la medida que la armadura gira, se genera unvoltaje que se conecta al exterior para alimentar un circuitoal cual se conectan las cargas. Los generadores de corrientealterna se conocen tambien como alternadores.
  • De la figuraanterior, cuando la armadura de un generador de corrientealterna hace una rotacion completa a traves del campomagnetico, sucede lo siguiente: • Cuando la armadura alcanza la posicion 2, la espira (armadura) se mueve en forma perpendicular al campo magnetico, por lo tanto, corta el maximo numeros de lineas por segundo. • Cuando gira la armadura y pasa la posicion 2, el voltaje cae cuando ya no esta perpendicular al campo magnetico. • Al alcanzar la armadura la posicion 3, su movimiento es otra vez paralelo al campo y el voltaje de salida vuelve a cero. • Cuando la armadura gira de la posicion 3 a la 4, el voltaje vuelve a alcanzar el valor maximo. • Cuando la armadura completa su rotacion y pasa a al posicion 4, el voltaje cae a cero otra vez.El voltaje generado se aplica a la carga externa alimentada atraves de un transformador o tableros como se muestra en la
  • figura:Fuente: El libro práctico de los generadores, transformadoresy motores eléctricos - Gilberto Harper EnriquezPublicado por Ayudante de Santa en 14:39 Sin comentarios: Enlaces a esta entradaLa Forma Como Trabajan los GeneradoresPara estudiar la forma en como convierten los generadores laenergia mecanica en energia electrica, se puede usar lasiguiente figura, que representa un generador elemental, endonde el campo magnetico principal viene de un par de imanespermanentes. observese que la cara del polo norte seencuentre enfrente de la cara del polo sur, la forma curvadade los polos produce el campo mas intenso. La bobina de laarmadura esta devanada sobre el rotor, cada extremo de estabobina esta fijo a su propia banda metalica, estas bandas sellaman anillos rozantes y es donde aparece el voltaje
  • generado. Paracolectar el voltaje generado, se debe tener una trayectoriaelectrica de los anillos rozantes a las terminales delgenerador, esto se hace con pequeñas piezas metalicas o decarbon llamadas Escobillas que se encuentran fuertementefijas a los anillos rozantes por medio de resortes, en lamedida que la bobina gira, los conductores cortan el campomagnetico, esto produce el voltaje inducido en la bobina.Fuente: El Libro Práctico de los Generadores, Transformadoresy Motores Electricos - Gilberto Harper EnriquezPublicado por Ayudante de Santa en 18:53 Sin comentarios: Enlaces a esta entradaForma de la f.e.m. InducidaCuando el electroimán está en la posición horizontal de lafigura, se produce el corte máximo de líneas de fuerza;cuando alcanza la posición vertical, ninguna línea de. fuerzacortará al conductor; en posiciones intermedias las líneasson cortadas oblícuamente, por lo que el valor de la f.e.m.inducida disminuirá con respecto al valor correspondiente ala posición horizontal y seguirá disminuyendo hasta anularseen la posición vertical del inductor. Al sobrepasar laposición vertical, la f.e.m. comienza a producirse otra vezpero en sentido contrario, porque el sentido deldesplazamiento del campo con respecto al conductor seinvierte. En esta forma la fe.m. irá aumentando su valorhasta llegar a la posición horizontal en que alcanza el valormáximo, y desde donde empieza a disminuir de nuevo, llega ala posición vertical invertida, se produce una nuevainversión del sentido de la corriente y así sucesivamente.
  • Una fe.m. de tales características es precisamente laalternada, por lo que la corriente inducida en la espiratendrá tal carácter. Como la espira está fija, sus bornesterminales sirven para recoger la corriente sininconvenientes puesto que no hay contactos rozantes.Fuente: Tratado de Electricidad - Ing. Francisco SingerPublicado por Ayudante de Santa en 18:36 Sin comentarios: Enlaces a esta entradaDevanados y Campos en el GeneradorEn la siguiente figura se muestran cuatro tipos degeneradores. Para generar electricidad se debe empezar con uncampo magnético principal, entonces este campo se debe cortar
  • por un conductor, el campo principal se puede producir por unimán permanente que puede ser parte del estator, tal cual lomuestra la figura A, o bien puede ser el rotor como semuestra en la figura B. el campo principal puede ser un campoelectromagnético en lugar de un imán permanente, la bobinaque lo produce se llama EL DEVANADO DE CAMPO, o simplementeel campo.El campo se puede devanar sobre el estator, como se muestraen la figura C, o sobre el rotor como lo muestra la figura D.Los conductores en los que se induce la electricidad, formanel devanado de la armadura. En los generadores de corrientedirecta, el devanado de armadura esta sobre el rotor o partegiratoria; sin embargo, en los generadores de corrientealterna para ciertas aplicaciones, el devanado de armaduraesta en la parte estacionaria (estator).Fuente: El Libro Práctico de los Generadores, Transformadoresy Motores Electricos - Gilberto Harper EnriquezPublicado por Ayudante de Santa en 18:32 Sin comentarios: Enlaces a esta entradaGenerador de Corriente Alternada¿Que es un Generador?Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de manteneruna diferencia de potencial eléctrico entre dos de suspuntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadoreseléctricos son máquinas destinadas a transformar la energíamecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la
  • acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricosdispuestos sobre una armadura (denominada también estator).Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre losconductores y el campo, se generara una fuerza electromotriz(F.E.M.).Se clasifican fundamentalmente en: • Primarios: Convierten en energia eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente. • Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente.Principio de FuncionamientoEl funcionamiento del generador de corriente alterna, se basaen el principio general de inducción de voltaje en unconductor en movimiento cuando atraviesa un campo magnetico.Este generador consta de dos partes fundamentales, elinductor, que es el que crea el campo magnético y el inducidoque es el conductor el cual es atravesado por las líneas defuerza de dicho campo. Figura 1.- Disposición de elementos en un generador simpleAsí, en el generador mostrado en la Figura 1, el inductorestá constituido por el rotor R, dotado de cuatro piezasmagnéticas, las que para simplificar son imanes permanentes,cuya polaridad se indica, y el inducido o estator con bobinasde alambre arrolladas en las zapatas polares .Las cuatro bobinas a-b, c-d, e-f y g-h, arrolladas sobrepiezas de una aleación ferromagneticas (zapatas polares) semagnetizan bajo la acción de los imanes del inductor. Dadoque el inductor está girando, el campo magnético que actúa
  • sobre las cuatro zapatas cambia de sentido cuando el rotorgira 90º (se cambia de polo N a polo S), y su intensidad pasade un máximo, cuando están las piezas enfrentadas como en lafigura, a un mínimo cuando los polos N y S estánequidistantes de las piezas de hierro.Son estas variaciones de sentido y de intensidad del campomagnético las que inducirán en las cuatro bobinas unadiferencia de potencial (voltaje) que cambia de valor y depolaridad siguiendo el ritmo del campo.La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre losterminales A-B se obtiene multiplicando el número de vueltaspor segundo del inductor por el número de pares de polos delinducido ( en nuestro caso 2), y el voltaje generadodependerá de la fuerza de los imanes (intensidad del campo),la cantidad de vueltas de almbre de las bobinas y de lavelocidad de rotación.Para una mejor explicacion del funcionamiento les dejo estelink en el cual podran observar una aplicacion java que nosmostrara el funcionamiento de un generador de corrienteelemental.