principios de generacion de c.a
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U2 Suministro de Energía Eléctrica
Principios de Generación de C.A.
Electricidad IndustrialIng. Juan Humberto Saldaña rea
El principio de operación de los generadores depende de la interacción de campos magnéticos.
Un imán, puede ser permanente o temporal. Si una pieza de hierro o acero se magnetiza y retiene el
magnetismo, se le conoce como imán permanente. El imán temporal mas conocido es el de herradura y de
barra; cada uno de estos tiene un polo norte y un polo sur magnéticos.
Principio de Funcionamiento
Cuando una corriente circula a través de una bobina, se crea un campo magnético con un polo norte y un sur, como si se tratara de un imán permanente.
Sin embargo, cuando la corriente se interrumpe, desaparece el campo magnético.
Principios de Electromagnetismo
Regla de la mano derecha para una bobina.
Principios de Electromagnetismo
Cuando la sección de un conductor se hace pasar a través de un campo magnético, se dice que se induce un voltaje y se crea la electricidad en el conductor o alambre.
La inducción electromagnética
Si se tiene un flujo magnético que eslabona a una espira y además, varia con el tiempo, entonces, se induce un voltaje entre terminales.
El valor del voltaje inducido, es proporcional al índice de cambio del flujo magnético.
E = N ΔØ / Δt
E = Voltaje Inducido en Voltios.N = Numero de espiras de la Bobina.ΔØ =Cambio del Flujo dentro de la espira o bobina (weber). Δt =Cambio de intervalo durante el cual el flujo cambia(S).
La ley de Inducción Electromagnética de Faraday.
En algunos motores y generadores, los conductores o bobinas se mueven con respecto al flujo constante.
El movimiento rotativo, produce un cambio en el eslabonamiento de flujo de las bobinas y, en consecuencia, un voltaje inducido de acuerdo con la ley de faraday.
E = B L VE = Voltaje inducido medido en (Voltios).B = Densidad de Flujo medida en (Tesla).L = Longitud activa de los conductores en el campo magnético
(Metros).V = Velocidad relativa del conductor (m/s).
Voltaje inducido en un conductor
Los generadores sincrónicos o alternadores son máquinas sincrónicas utilizadas para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de C.A.
Generadores Sincronicos.
Principio de funcionamiento
En el generador sincrónico debe alimentarse el devanado del rotor con corriente continua, la cual produce un campo magnético giratorio dentro del generador el cual, a su vez, induce un sistema trifásico de voltajes en los arrollamientos del estator.
En grandes generadores, se emplean excitatrices sin escobillas para suministrar la corriente de campo de la maquina.
La excitatriz sin escobillas es un pequeño generador de C.A. con su circuito de campo montado sobre el estator y con la armadura montada sobre el eje del rotor
Construcción del generador síncrono
Circuito de excitatriz sin escobillas
Grupo de generación síncrona
Su función es proveer de un voltaje en C.D. para energizar el campo de la excitatriz.
Control de la excitación de campo
Diodos rectificadores
Conexiones de los generadores
Conexiones de los generadores
Conexiones de los generadores
Conexiones de los generadores
Conexiones de los generadores
Conexiones de los generadores
Conexiones de los generadores
La frecuencia eléctrica producida está fijada o sincronizada con la velocidad mecánica de rotación del generador.
Fe = Nm X P 120
Fe = Frecuencia eléctrica, en HZNm = Velocidad mecánica del campo magnético, en RPM
(velocidad del rotor de las maquinas eléctricas).
Velocidad de rotación del generador síncrono
Potencia en generadores síncronos
La velocidad a la cual gira el flujo del estator se le llama velocidad síncrona y depende entonces del número de polos del generador y de la frecuencia.
Ns = (f X 60) / No de pares de polos. Ns = (f X 120) / Polos (RPM).
Ns = Velocidad rotacional sincronía en RPM F = Frecuencia de alimentación en HZ o C/sP = Numero de polos del motor.
Velocidad síncrona de un generador
VR = Vsc – Vpc X 100 % Vpc
Caso Inductivo: VR = 480V-410V X100% = 1.7% 410V
Caso Resistivo: VR= 480V-468V X100% = 2.6% 468VCaso capacitivo: VR=480V-535V X100% = -10.3%
535V
Regulación de voltaje del Generador.
Los datos de placa de un generador dan una información importante acerca de la maquina, se dan entre otras cosas la siguiente información:
Potencia o capacidad del motor. Detalles de generación. Detalles de la conexión del motor. Tamaño y tipo de carcaza. Velocidad del generador RPM. Elevación de temperatura admisible. Ciclo de trabajo para el generador. Numero de polos. Voltaje de excitación.
Datos de placa de un generador
Manual Eléctrico conductores monterrey capitulo 3 motores de Inducción.
El ABC de las maquinas eléctricas II. Motores de corriente, Alterna Enríquez Harper, editorial Limusa, capitulo 1 conceptos generales de los motores de Corriente Alterna.
Maquinas eléctricas Stephen J.chapman capitulo 8 Generadores síncronos.
Bibliografía.