El principio de funcionamiento de los alternadores es exactamente el mismo que hemos estudiado hasta el momento, con una pequeña diferencia. Para producir el campo imantado, hay que aportar una corriente de excitación (Ie) en corriente continua. Esta corriente produce el campo imantado para lograr la corriente inducida (Ii) que va a ser corriente alterna.
Estructura:
Diagrama de funcionamiento del alternador
Siendo máquinas síncronas que se conectan a la red deben trabajar a una frecuencia determinada. En el caso de Europa y ciertas zonas de América Latina se trabaja a cincuenta Hz, al paso que en los E.U. utilizan sesenta Hz. En aplicaciones singulares como en el caso de la aeronáutica, se emplean frecuencias más elevadas, del orden de los cuatrocientos Hz.
Los generadores de corriente alterna o bien alternadores son máquinas que convierten energía mecánica, que reciben por el rotor, en energía eléctrica en forma de corriente alterna. La mayor parte de alternadores son máquinas de corriente alterna síncrona, que son las que viran a la velocidad de sincronismo, que está relacionada con el nombre de polos que tiene la máquina y la frecuencia de la fuerza electromotriz. Esta relación hace que el motor gire a exactamente la misma velocidad que le impone el estátor a través del campo imantado.
Donde f es la frecuencia a la que esta conectada la máquina y P es el numero de pares de polos.
Los alternadores están acoplados a una máquina motriz que les produce la energía mecánica en forma de rotación. Conforme la máquina motriz tenemos 3 tipos:
Los alternadores precisan una fuente de corriente continua para nutrir los electroimanes (deanados) que forman el sistema inductor. De ahí que, dentro del rotor se incorpora la excitatriz.
Caída de tensión en los bobinajes inducidos: La resistividad que nos presentan los conductores hace que tengamos una caída de tensión.
Efecto de reacción en el inducido: El género de reacción que vamos a tener en el inducido va a depender de la carga conectada:
Resistiva: Tenemos un acreciento en la caída de tensión interna y una minoración de la tensión en los bornes de salida.
Inductiva: Aparece una caída de tensión esencial en los bornes de salida.
Capacitiva: Reduce la caída de tensión interna y eleva pero el valor de la tensión de salida en los bornes de salida.
Efecto de dispersión del flujo magnético: Hay líneas de fuerza que no pasan por el inducido, se pierden o bien llegan al siguiente polo. Cuanto más alta sea la corriente del inducido, más pérdidas por dispersión nos hallamos. (nos han ayudado el equipo de electricistas Madrid y fontaneros Madrid a redactar lo anterior)
La excitatriz es la máquina encargada de proveer la corriente de excitación a las bobinas del estátor, parte donde se produce el campo imantado. Conforme la manera de generar el flujo imantado inductor podemos charlar de:
Estructura:
- Rotor: Parte móvil que vira en el estátor El rotor contiene el sistema inductor y los anillos de rozamiento, a través de los que se nutre el sistema inductor. Dependiendo de la velocidad de la máquina hay 2 formas edificantes.
- Rotor de polos salidos o bien rueda polar: Empleado para turbinas hidráulicas o bien motores térmicos, para sistemas de baja velocidad.
- Rotor de polos lisos: Usado para turbinas de vapor y gas, estos conjuntos son llamados turboalternadores. Pueden virar a tres mil, mil quinientos o bien mil r.p.m. en función de los polos que tenga.
- Estátor: Parte fija exterior de la máquina. El estátor está formado por una carcasa metálica que sirve de soporte. En su interior hallamos el núcleo del inducido, con forma de corona y ranuras longitudinales, donde se alojan los conductores del enrollamiento inducido.
Diagrama de funcionamiento del alternador
Siendo máquinas síncronas que se conectan a la red deben trabajar a una frecuencia determinada. En el caso de Europa y ciertas zonas de América Latina se trabaja a cincuenta Hz, al paso que en los E.U. utilizan sesenta Hz. En aplicaciones singulares como en el caso de la aeronáutica, se emplean frecuencias más elevadas, del orden de los cuatrocientos Hz.
Los generadores de corriente alterna o bien alternadores son máquinas que convierten energía mecánica, que reciben por el rotor, en energía eléctrica en forma de corriente alterna. La mayor parte de alternadores son máquinas de corriente alterna síncrona, que son las que viran a la velocidad de sincronismo, que está relacionada con el nombre de polos que tiene la máquina y la frecuencia de la fuerza electromotriz. Esta relación hace que el motor gire a exactamente la misma velocidad que le impone el estátor a través del campo imantado.
Donde f es la frecuencia a la que esta conectada la máquina y P es el numero de pares de polos.
Los alternadores están acoplados a una máquina motriz que les produce la energía mecánica en forma de rotación. Conforme la máquina motriz tenemos 3 tipos:
- Máquinas de vapor: Se acopla de manera directa al alternador. Producen una velocidad de giro baja y precisan un volante de inercia para producir una rotación uniforme.
- Motores de combustión interna: Se acoplan de forma directa y las peculiaridades son afines al caso precedente.
- Turbinas hidráulicas: La velocidad de funcionamiento tiene un rango amplísimo. Estos alternadores están diseñados para marchar bien hasta el doble de su velocidad de régimen.
Los alternadores precisan una fuente de corriente continua para nutrir los electroimanes (deanados) que forman el sistema inductor. De ahí que, dentro del rotor se incorpora la excitatriz.
Caída de tensión en los bobinajes inducidos: La resistividad que nos presentan los conductores hace que tengamos una caída de tensión.
Efecto de reacción en el inducido: El género de reacción que vamos a tener en el inducido va a depender de la carga conectada:
Resistiva: Tenemos un acreciento en la caída de tensión interna y una minoración de la tensión en los bornes de salida.
Inductiva: Aparece una caída de tensión esencial en los bornes de salida.
Capacitiva: Reduce la caída de tensión interna y eleva pero el valor de la tensión de salida en los bornes de salida.
Efecto de dispersión del flujo magnético: Hay líneas de fuerza que no pasan por el inducido, se pierden o bien llegan al siguiente polo. Cuanto más alta sea la corriente del inducido, más pérdidas por dispersión nos hallamos. (nos han ayudado el equipo de electricistas Madrid y fontaneros Madrid a redactar lo anterior)
La excitatriz es la máquina encargada de proveer la corriente de excitación a las bobinas del estátor, parte donde se produce el campo imantado. Conforme la manera de generar el flujo imantado inductor podemos charlar de:
- Excitación independiente. La corriente eléctrica procede de una fuente exterior.
- Excitación serie. La corriente de excitación se consigue conectando las bobinas inductoras en serie con el inducido. Toda la corriente inducida a las bobinas del rotor pasa por las bobinas del estátor.
- Excitación shunt o bien derivación. La corriente de excitación se consigue conectando las bobinas del estátor paralelamente con el inducido. Solo pasa por las bobinas del estátor parte de la corriente inducida.
- Excitación compound. En un caso así las bobinas del estátor están conectadas tanto en serie como paralelamente con el inducido.