Maquina sincrona como generador

Maquina sincrona como generador

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Definición: El generador síncrono o alternador es una máquina eléctrica que convierte la potencia mecánica de un motor primario en potencia eléctrica alterna a una tensión y frecuencia determinadas. El motor síncrono funciona siempre a una velocidad constante denominada velocidad síncrona.

El generador síncrono funciona según el principio de las leyes de Faraday de inducción electromagnética. La inducción electromagnética establece que la fuerza electromotriz inducida en la bobina de la armadura si está girando en el campo magnético uniforme. El EMF también se generará si el campo gira y el conductor se queda inmóvil. Así, el movimiento relativo entre el conductor y el campo induce la FEM en el conductor. La forma de onda de la tensión inducida es siempre una curva sinusoidal.

El rotor y el estator son la parte giratoria y la parte estacionaria del generador síncrono. Son los componentes generadores de potencia del generador síncrono. El rotor tiene el polo de campo y el estator está formado por el conductor del inducido. El movimiento relativo entre el rotor y el estator induce la tensión entre los conductores.

Generador síncrono de tensión en bornes

Este artículo puede ser demasiado técnico para que lo entienda la mayoría de los lectores. Por favor, ayude a mejorarlo para que sea comprensible para los no expertos, sin eliminar los detalles técnicos. (Junio de 2018) (Aprende cómo y cuándo eliminar este mensaje de plantilla)

Un generador síncrono de imanes permanentes es un generador en el que el campo de excitación lo proporciona un imán permanente en lugar de una bobina. El término síncrono se refiere aquí al hecho de que el rotor y el campo magnético giran con la misma velocidad, porque el campo magnético se genera a través de un mecanismo de imán permanente montado en el eje y la corriente se induce en la armadura estacionaria.

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Los generadores síncronos son la fuente mayoritaria de energía eléctrica comercial. Suelen utilizarse para convertir la potencia mecánica de turbinas de vapor, turbinas de gas, motores alternativos y turbinas hidráulicas en energía eléctrica para la red. Algunos diseños de turbinas eólicas también utilizan este tipo de generador.

Se denominan generadores síncronos porque f, la frecuencia de la tensión inducida en el estator (conductores del inducido) medida convencionalmente en hercios, es directamente proporcional a las RPM, la velocidad de rotación del rotor que suele expresarse en revoluciones por minuto (o velocidad angular). Si los devanados del rotor están dispuestos de tal manera que producen el efecto de más de dos polos magnéticos, cada revolución física del rotor da lugar a más polos magnéticos que pasan por los devanados del inducido. Cada paso de un polo norte y sur corresponde a un “ciclo” completo de oscilación de un campo magnético. Por lo tanto, la constante de proporcionalidad es

Diferencia entre generador síncrono y motor síncrono

El diagrama de la izquierda de la animación muestra una sección transversal simplificada del estator, con 9 bobinas. La ubicación del pico de la densidad de flujo mangético fundamental del rotor se muestra con una flecha fasorial. El gráfico superior derecho muestra la variación sinusoidal de la densidad de flujo alrededor del entrehierro, y el gráfico inferior izquierdo muestra las tensiones inducidas en cada bobina. Pulsando el botón “Tensión”, se anima la variación de la densidad de flujo y las tensiones con el tiempo. Ahora, supongamos que dejamos fluir corriente. Se supone que la corriente en cada bobina va por detrás de la tensión. El diagrama de abajo a la derecha muestra las tensiones de cada bobina en función del tiempo, mientras que el diagrama de la izquierda muestra el flujo de corriente en cada bobina (el rojo indica que sale de la página y el azul que entra). También podemos trazar la ubicación del pico de corriente como una flecha fasorial. Ahora, el flujo de corriente producirá otro campo magnético en el entrehierro. El campo del estator se retrasará 90 grados respecto a la posición de los picos de corriente del estator. Esto se muestra como un fasor rojo oscuro y se representa en la parte superior derecha. El campo magnético neto combinado, el campo del estator más el campo del rotor, se muestra en verde, como fasor y en la parte superior derecha.

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Generador síncrono frente a asíncrono

El caballo de batalla para la generación de electricidad es la máquina síncrona. La mayor parte de la energía eléctrica se produce mediante generadores síncronos trifásicos. Son comunes los generadores síncronos con potencias de varios cientos de MVA; las máquinas más grandes tienen potencias de hasta 1.500 MVA. En condiciones estacionarias, funcionan a una velocidad fijada por la frecuencia del sistema eléctrico, por lo que se denominan máquinas síncronas. Como generadores, las máquinas síncronas funcionan en paralelo en las grandes centrales eléctricas. En estos casos, es habitual que tengan una potencia nominal de 600 MVA.

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En una central eléctrica, el eje de la turbina de vapor está montado en el eje del generador síncrono. Es en el generador donde tiene lugar la conversión de energía mecánica en energía eléctrica. Las dos partes básicas de la máquina síncrona son el rotor y el inducido o estator. El rotor de hierro está equipado con un bobinado excitado por corriente continua, que actúa como un electroimán. Cuando el rotor gira y el devanado del rotor se excita, se crea un campo magnético giratorio en el entrehierro entre el rotor y el inducido. El inducido tiene un devanado trifásico en el que el campo magnético giratorio genera una FEM variable en el tiempo.