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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO TURBOMAQUINAS GENERADORES SINCRONOS 0 Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad AlimentariaUNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÌA ELÈCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÌA ELÈCTRICA CURSO: TURBOMAQUINAS. TEMA: GENERADORES SINCRONOS PROFESOR: ING.Mario A. García Pérez ALUMNOS CÒDIGO FLORES ALVAREZ ALEJANDRO 1023120103 CRISOSTOMO MARTINEZ ALONSO 1023110132 FECHA DE REALIZACION: 15/06/2013 al 22/06/2013 FECHA DE ENTREGA: 26/06/2013

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indispensable para maquinas generadoras

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO TURBOMAQUINAS

GENERADORES SINCRONOS 0

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÌA ELÈCTRICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÌA ELÈCTRICA

CURSO: TURBOMAQUINAS.

TEMA: GENERADORES SINCRONOS

PROFESOR: ING.Mario A. García Pérez

ALUMNOS CÒDIGO

FLORES ALVAREZ ALEJANDRO 1023120103

CRISOSTOMO MARTINEZ ALONSO 1023110132

FECHA DE REALIZACION: 15/06/2013 al 22/06/2013

FECHA DE ENTREGA: 26/06/2013

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GENERADORES SINCRONOS 1

PRESENTACIÓN

El desarrollo de este trabajo está orientado a que el alumno se forme como un buen

estudiante demostrando habilidad no solo en la resolución de un problema sino también

teniendo claro el concepto, términos y/o significado de lo que se va hacer en el presente

curso de TURBOMAQUINAS; en este trabajo abordaremos el tema GENERADORES

SINCRONOS veremos su principio de funcionamiento, partes y componentes y tipos de

generadores.

Un estudiante universitario debe estar en permanente búsqueda del perfeccionamiento en

su formación académica, profesional y social; ser un apasionado por el conocimiento,

buscar constantemente la excelencia y su independencia intelectual. El estudiante

entonces será el principal responsable de su aprendizaje.

El presente trabajo está dirigido en especial a los alumnos de la UNAC y a toda las

personas que tienen el deseo de aprender y superarse cada día más nutriéndose de

conocimiento, aquí le mostraremos resumidamente los conceptos fundamentales del tema

de GENERADORES SINCRONOS que debemos de tener claro para poder complementar

el cursos de TURBOMAQUINAS.

Dedicatoria

Este informe se lo dedicamos a todas las generaciones de nuestra facultad de, ingeniería eléctrica y

electrónica, que pasaron por los laureles de la misma, en especial por los maestros quienes nos

imparten sus conocimientos; que gracias a muchos o pocos de ellos, hoy en día nos forjamos un

porvenir venidero de grandes éxitos, son ellos el pilar fundamental en nuestra formación como

profesionales que de aquí a unos pasos lo seremos. Solo esperamos que estas acciones se sigan

practicando para nuestro propio bienestar y el de futuras generaciones.

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GENERADORES SINCRONOS 2

INDICE PAG.

1.- RESUMEN O INTRODUCCIÓN 3

2.- OBJETIVOS 4

3.- MARCO TEÓRICO 5

3.1.-DEFINICION 5

¿Por qué se llama generador síncrono? 5

3.2.-PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 6-7

3.3.-PARTES DE UN GENERADOR SINCRONO 7

a) Rotor o Campo del Generador Síncrono 7

b) Estator o Armadura 8

c) Regulador de Tensión (Avr) 9

d).-Regulador de Velocidad (Ras) 9-10

3.4.-PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO 10-11

3.5.-TIPO DE DISEÑO 12

- Generador síncrono con polos salientes en el estator 12

- Generador síncrono con polos salientes en el rotor 13

- Generador síncrono sin escobillas 13-14

3.6.-DISPOSICIÓN DEL GENERADOR RESPECTO A LA TURBINA 14-15

4.- CUESTIONARIO 15-17

1.- ¿POR QUE UTILIZAMOS 60 Hz Y NO 50 Hz? ¿PORQUE ALGUNOS PAISES USAN

60 Hz Y OTROS 50 Hz? ¿DA LO MISMO?

2.- ¿QUE PASA SI A UN ELECTRODOMESTICO DISEÑADO PARA 60 Hz SE LE

CONECTA UNA CORRIENTE DE 50 Hz?

3.- ¿QUE LE SUCEDE A UN GENERADOR CUANDO SU EJE SE SOBREACELERA?

HISTERESIS

5.- CONCLUSIONES 18

6.- BIBLIOGRAFÍA 19

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1.- RESUMEN O INTRODUCCIÓN

Los generadores sincrónicos o alternadores son máquinas sincrónicas que se usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de C.A.

El principio de funcionamiento y la constitución de las máquinas síncronas, trata de conseguir un acoplamiento magnético entre los campos del rotor y el estator. Normalmente (aunque también pueden encontrarse máquinas en las que no es esto así), en el rotor se sitúa un campo magnético fijo. En las máquinas de pequeña potencia ese campo magnético fijo se puede conseguir utilizando un simple imán permanente, pero para máquinas de mayor potencia no es suficiente con el imán permanente y se recurre a electroimanes. Se necesita pues, una fuente de corriente continua que pueda ser introducida en el rotor. La solución más utilizada consiste en disponer en el eje de anillos rozantes a través de los que inyectar en el inductor la corriente continua necesaria para generar un potente campo magnético.

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GENERADORES SINCRONOS 4

2.- OBJETIVOS

Concientizar y transmitir el conocimiento a todos los alumnos que tienen el deseo

de desarrollarse completamente como futuros ingenieros electricistas.

Conocer los diferentes tipos de generadores síncronos que existen en el mercado

y los más versátiles e utilizados en el ámbito de generación eléctrica.

Estudiar sus partes principales de un generador síncrono y cuál es su principio de

funcionamiento.

Resolver algunas preguntas más comunes que existen explicando con fundamento

teórico.

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GENERADORES SINCRONOS 5

3.- MARCO TEÓRICO

3.1.-DEFINICION

El generador síncrono o también llamado Alternador es un tipo de máquina eléctrica

rotativa capaz de transformar energía mecánica (en forma de rotación) en energía

eléctrica. Su principio de funcionamiento consiste en la excitación de flujo en el rotor.

El generador síncrono está compuesto principalmente de una parte móvil o rotor y de una

parte fija o estator.

Son los encargados de generar la mayor parte de la energía eléctrica consumida en la

red, y su respuesta dinámica resulta determinante para la estabilidad del sistema después

de una perturbación. Por ello, para simular la respuesta dinámica de un sistema eléctrico

es imprescindible modelar adecuadamente los generadores síncronos.

Es capaz de convertir energía mecánica en eléctrica cuando opera como generador y

energía eléctrica en mecánica cuando operada como motor.

¿Por qué se llama generador síncrono?

La razón por la que se llama generador síncrono es la igualdad entre la frecuencia

eléctrica como la frecuencia angular es decir el generador girara a la velocidad del campo

magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo.

Esta máquina funciona alimentando al rotor o circuito de campo por medio de una batería

es decir por este devanado fluirá CC. Mientras q en el estator o circuito de armadura la

corriente es alterna CA.

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GENERADORES SINCRONOS 6

Cuando un generador síncrono está sometido a carga, la tensión inducida sufre cambios

por lo que se deberá utilizar equipos auxiliares que garanticen una óptima operación del

mismo.

3.2.-PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los GS funcionan bajo el principio de que en un conductor sometido a un campo

magnético variable crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido

del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.

El principio de funcionamiento de un G.S se basa en la ley de Faraday. Para crear tensión

inducida en el circuito de armadura (estator), debemos crear un campo magnético en el

rotor o circuito de campo, esto lo lograremos alimentado el rotor con una batería, este

campo magnético inducirá una tensión en el devanado de armadura por lo que tendremos

una corriente alterna fluyendo a través de él.

Al operar como generador, la es suministrada a la máquina por la aplicación de un torque

y por la rotación del eje de la misma, una fuente de energía mecánica puede ser, por

ejemplo, una turbina hidráulica, a gas o a vapor. Una vez estando el generador conectado

a la red eléctrica, su rotación es dictada por la frecuencia de la red, pues la frecuencia de

la tensión trifásica depende directamente de la velocidad de la máquina.

Para que la máquina síncrona sea capaz de efectivamente convertir energía mecánica

aplicada a su eje, es necesario que el enrollamiento de campo localizado en el rotor de la

máquina sea alimentado por una fuente de tensión continua de forma que al girar el

campo magnético generado por los polos del rotor tengan un movimiento relativo a los

conductores de los enrollamientos del estator.

Debido a ese movimiento relativo entre el campo magnético de los polos del rotor, la

intensidad del campo magnético que atraviesa los enrollamientos del estator irá a variar el

tiempo, y así tendremos por la ley de Faraday una inducción de tensiones en las

terminales de los enrollamientos del estator.

Debido a distribución y disposición espacial del conjunto de enrollamientos del estator, las

tensiones inducidas en sus terminales serán alternas senoidales trifásicas.

La corriente eléctrica utilizada para alimentar el campo es denominada corriente de

excitación. Cuando el generador está funcionando aisladamente de un sistema eléctrico

(o sea, está en una isla de potencia), la excitación del campo irá a controlar la tensión

eléctrica generada. Cuando el generador está conectado a un sistema eléctrico que posee

diversos generadores interligados, la excitación del campo irá a controlar la potencia

reactiva generada.

El rotor gira recibiendo un empuje externo desde (normalmente) una turbina. Este rotor

tiene acoplada una fuente de "corriente continua" de excitación independiente variable

que genera un flujo constante, pero que al estar acoplado al rotor, crea un campo

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GENERADORES SINCRONOS 7

magnético giratorio (por el teorema de Ferraris) que genera un sistema trifásico de fuerzas

electromotrices en los devanados estatóricos.

3.3.-PARTES DE UN GENERADOR SINCRONO

De manera fundamental, el alternador está compuesto por las siguientes partes:

a) Rotor o Campo del Generador Síncrono:

Es la parte de la máquina que realiza el movimiento rotatorio, constituido de un material

envuelto en un enrollamiento llamado de "enrollamiento de campo", que tiene como

función producir un campo magnético constante así como en el caso del generador de

corriente continua para interactuar con el campo producido por el enrollamiento del

estator.

La tensión aplicada en ese enrollamiento es continua y la intensidad de la corriente

soportada por ese enrollamiento es mucho más pequeño que el enrollamiento del estator,

además de eso el rotor puede contener dos o más enrollamientos, siempre en número par

y todos conectados en serie siendo que cada enrollamiento será responsable por la

producción de uno de los polos del electroimán.

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GENERADORES SINCRONOS 8

b) Estator o Armadura:

Parte fija de la máquina, montada envuelta del rotor de forma que el mismo pueda girar en

su interior, también constituido de un material ferromagnético envuelto en un conjunto de

enrollamientos distribuidos al largo de su circunferencia. Los enrollamientos del estator

son alimentados por un sistema de tensiones alternadas trifásicas.

Por el estator circula toda la energía eléctrica generada, siendo que tanto la tensión en

cuanto a corriente eléctrica que circulan son bastante elevadas en relación al campo, que

tiene como función sólo producir un campo magnético para "excitar" la máquina de forma

que fuera posible la inducción de tensiones en las terminales de los enrollamientos del

estator.

La máquina síncrona está compuesta básicamente de una parte activa fija que se conoce

como inducido o ESTATOR y de una parte giratoria coaxial que se conoce como inductor

o ROTOR. El espacio comprendido entre el rotor y el estator, es conocido como

entrehierro.Esta máquina tiene la particularidad de poder operar ya sea como generador o

como motor.

Su operación como alternador se realiza cuando se aplica un voltaje de c-c en el campo

de excitación del rotor y a su vez éste es movido o desplazado por una fuente externa,

que da lugar a tener un campo magnético giratorio que atraviesa o corta los conductores

del estator, induciéndose con esto un voltaje entre terminales del generador.

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c) Regulador de Tensión (Avr):

El regulador automático de voltaje, proporciona una extinción al rotor, el rotor debe tener

un campo magnético constante en cuanto a la dirección de sus líneas magnéticas (no en

cuanto a intensidad del campo) y este se logra excitándolo con corriente directa (alterna

rectificada) la corriente alterna generada por el generador, debe ser de una frecuencia

constante 60hz; y para eso el rotor siempre gira a la misma velocidad independientemente

de que carga esté produciendo (se mide en megawatts) no en voltaje, como los

requerimientos de carga (consumo de la energía producida) son variables, la generación

de megawatts es variable a frecuencia y voltaje constante, si no tienes un regulador

automático de voltaje (llamado AVR en inglés) esto no se puede lograr.

d).-Regulador de Velocidad (Ras):

No hemos de confundir estos dispositivos con los reguladores de tensión de los

alternadores, pues si bien actúan al unísono sobre el grupo, como elementos reguladores

que son, sus funciones, aunque relacionadas, están perfectamente delimitadas.

Según lo manifestado hasta el momento, deducimos que todo regulador de velocidad es

el mecanismo, de distinta índole, destinado a conseguir, en cualquier circunstancia, el

equilibrio de los trabajos motor y resistente presentes en una turbina, manteniendo,

sensiblemente constante, la velocidad de sincronismo del grupo ante todas las cargas

solicitadas, protegiéndole, además, contra velocidades excesivas que pudieran surgir.

Como dato significativo diremos que si dispusiésemos de un motor Diésel sobre el cual no

actuase ningún regulador de velocidad, se fragmentaría en pedazos, en el instante que

quedase bruscamente sin carga.

Es elevado el número de las distintas marcas y tipos de reguladores automáticos

instalados en las centrales hidráulicas, por destacadas casas constructoras,

especializadas en la fabricación y montaje de los mismos.

Tengamos presente que determinadas industrias, para el funcionamiento de sus

complicadas instalaciones, requieren un suministro de energía eléctrica con unos valores

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muy exactos de la frecuencia y de la tensión. Por lo tanto, los reguladores deben de

responder a unas exigencias de sensibilidad, estabilidad y seguridad muy precisas.

El rotor gira concéntricamente en el eje del generador a una velocidad sincrónica de 1500

revoluciones por minuto (RPM) para 50 Hz (1800 RPM para 60 Hz).

3.4.-PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El principio de funcionamiento de un G.S se basa en la ley de Faraday. Para crear tensión

inducida en el circuito de armadura (estator), debemos crear un campo magnético en el

rotor o circuito de campo, esto lo lograremos alimentado el rotor con una batería, este

campo magnético inducirá una tensión en el devanado de armadura por lo que tendremos

una corriente alterna fluyendo a través de él.

Al operar como generador, la es suministrada a la máquina por la aplicación de un torque

y por la rotación del eje de la misma, una fuente de energía mecánica puede ser, por

ejemplo, una turbina hidráulica, a gas o a vapor. Una vez estando el generador conectado

a la red eléctrica, su rotación es dictada por la frecuencia de la red, pues la frecuencia de

la tensión trifásica depende directamente de la velocidad de la máquina.

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Para que la máquina síncrona sea capaz de efectivamente convertir energía mecánica

aplicada a su eje, es necesario que el enrollamiento de campo localizado en el rotor de la

máquina sea alimentado por una fuente de tensión continua de forma que al girar el

campo magnético generado por los polos del rotor tengan un movimiento relativo a los

conductores de los enrollamientos del estator.

Debido a ese movimiento relativo entre el campo magnético de los polos del rotor, la

intensidad del campo magnético que atraviesa los enrollamientos del estator irá a variar el

tiempo, y así tendremos por la ley de Faraday una inducción de tensiones en las

terminales de los enrollamientos del estator.

Debido a distribución y disposición espacial del conjunto de enrollamientos del estator, las

tensiones inducidas en sus terminales serán alternas sinodales trifásicas.

La corriente eléctrica utilizada para alimentar el campo es denominada corriente de

excitación. Cuando el generador está funcionando aisladamente de un sistema eléctrico

(o sea, está en una isla de potencia), la excitación del campo irá a controlar la tensión

eléctrica generada. Cuando el generador está conectado a un sistema eléctrico que posee

diversos generadores interligados, la excitación del campo irá a controlar la potencia

reactiva generada.

Son los encargados de generar la mayor parte de la energía eléctrica consumida en la

red, y su respuesta dinámica resulta determinante para la estabilidad del sistema después

de una perturbación. Por ello, para simular la respuesta dinámica de un sistema eléctrico

es imprescindible modelar adecuadamente los generadores síncronos.

Es capaz de convertir energía mecánica en eléctrica cuando opera como generador y

energía eléctrica en mecánica cuando operada como motor.

Los GS funcionan bajo el principio de que en un conductor sometido a un campo

magnético variable crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido

del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.

La razón por la que se llama generador síncrono es la igualdad entre la frecuencia

eléctrica como la frecuencia angular es decir el generador girara a la velocidad del campo

magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo.

Esta máquina funciona alimentando al rotor o circuito de campo por medio de una batería

es decir por este devanado fluirá CC mientras q en el estator o circuito de armadura la

corriente es alterna CA.

Cuando un generador síncrono está sometido a carga, la tensión inducida sufre cambios

por lo que se deberá utilizar equipos auxiliares que garanticen una óptima operación del

mismo.

La principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos, se encuentra

en su sistema de alimentación en continua para la fuente de excitación situada en el rotor.

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Excitación Independiente: Excitatriz independiente de continua que alimenta el

rotor a través de un juego de anillos rozantes y escobillas.

Excitatriz principal y excitatriz piloto: la máquina principal de continua tiene

como bobinado de campo otra máquina de excitación independiente, accionada

por el mismo eje.

Electrónica de potencia: directamente, desde la salida trifásica del generador, se

rectifica la señal mediante un rectificador controlado, y desde el mismo se alimenta

directamente en continua el rotor mediante un juego de contactores (anillos y

escobillas). El arranque se efectúa utilizando una fuente auxiliar (batería) hasta

conseguir arrancar.

Sin escobillas, o diodos giratorios: la fuente de continua es un rectificador no

controlado situado en el mismo rotor (dentro del mismo) alimentado en alterna por

un generador situado también en el mismo eje y cuyo bobinado de campo es

excitado desde un rectificador controlado que rectifica la señal generada por el giro

de unos imanes permanentes situados en el mismo rotor (que constituyen la

excitatriz piloto de alterna).

3.5.-TIPO DE DISEÑO

A continuación vamos a enumerar cuales son los tipos de diseños que se encuentran en

la construcción de generadores síncronos. Estos son:

De polos salientes en el estator

De polos salientes en el motor

Generador sin escobillas

Ahora vamos a proceder a analizar cada uno de estos, recalcando la utilidad y aplicación

de cada uno de estos diseños.

Generador síncrono con polos salientes en el estator

El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (y

se les llama "paquete"), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el

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GENERADORES SINCRONOS 13

flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los

polos magnéticos.

La particularidad de este tipo de generador es que tiene el inducido en el rotor, esta

configuración es propia de máquinas de baja y media velocidad y potencia, hasta 1000

rpm.

Por tal razón para poder sacar la tensión producida, necesitamos de un sistema de

colector de anillos. El número de anillos a utilizar va a depender directamente del número

de fases con la que nos encontremos trabajando.

Generador síncrono con polos salientes en el rotor

Este generador a diferencia del anterior tiene el inducido en el estator, por tal razón no

necesitamos un mecanismo de colector de anillos para extraer la tensión generada ya que

esta va a encontrarse en la parte externa de la máquina, necesitaríamos únicamente un

par de anillos, con la finalidad de ingresar el voltaje de campo, pero esto es de gran ayuda

ya que el voltaje de campo es considerablemente más pequeño que la tensión generada,

por tal razón este par de anillos van hacer de medidas pequeñas, y así mismo las

escobillas no tendrían un tamaño mayor.

Se utiliza este tipo de generadores, para gran potencia, por la versatilidad que nos brinda.

Generador síncrono sin escobillas

Este tipo de generadores son de mediana potencia, para la excitación podríamos tener un

banco de baterías que sería de respaldo, la excitatriz podría ser un alternador, es decir un

generador síncrono con polos salientes en el estator, luego de esta etapa, sale a una

placa electrónica en donde por medio de dispositivos electrónicos, se envía al circuito de

excitación del generador principal. Para realizar reparaciones en este tipo de

generadores, es necesario saber sobre dispositivos electrónicos, y centrarse en el

controlador.

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GENERADORES SINCRONOS 14

Debido a que no presenta ningún contacto mecánico entre el rotor y el estator estas

máquinas requieren mucho menos mantenimiento.

3.6.-DISPOSICIÓN DEL GENERADOR RESPECTO A LA TURBINA

Los generadores pueden ser de eje horizontal o de eje vertical, independientemente de

cual sea el tipo o configuración de turbina utilizada, pero por regla general los

generadores adoptan la misma configuración que la turbina. La figura muestra una

configuración de turbina Kaplan de eje vertical, de 214 rpm, directamente acoplada a un

generador de 28 polos.

Con frecuencia se utiliza un volante de inercia para suavizar las variaciones de par y

facilitar el control de la turbina. Otro criterio que caracteriza a los generadores es la

disposición de sus cojinetes. Con turbinas Francis de eje horizontal es bastante frecuente

utilizar un generador horizontal con dos cojinetes y montar en voladizo el rotor de la

turbina para evitar que el eje atraviese el tubo de aspiración, lo que aumentaría la pérdida

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GENERADORES SINCRONOS 15

de carga y complicaría su fabricación. En las turbinas Pelton de eje horizontal suele

emplearse la misma configuración, disponiendo también en voladizo el rodete.

Estos generadores, si son pequeños, se refrigeran con aire en circuito abierto, y cuando

son mayores, se refrigeran por agua en circuito cerrado, empleando intercambiadores

agua-aire.

4.- CUESTIONARIO

En 1891, los ingenieros de la empresa Westinghouse, en Pittsburgh, se pusieron de

acuerdo y tomaron la decisión final de considerar a los 60 Hz como la frecuencia del

futuro, y durante ese mismo año, los ingenieros de Allgemeine Elektrizitats Gesellschaft

(AEG) en Berlín seleccionaron los 50 Hz.

Desde la toma de estas decisiones, estas frecuencias pasaron a ser las “frecuencias de

transmisión de la corriente alterna” normalizadas, de hecho esta decisión sigue

afectándonos hoy en día. Aunque esto de la normalización depende de cada país, uno de

los casos más peculiares es el de Japón, cuando una persona viaja de Tokio a Osaka ha

de tener en cuenta que ha pasado de una zona de 50 Hz a otra de 60 Hz.

Con esta pequeña reseña se va a intentar clarificar el por qué los ingenieros de

Westinghouse y AEG no se pusieron de acuerdo en una única frecuencia y por qué

eligieron cada uno un valor diferente.

1.- ¿POR QUE UTILIZAMOS 60 Hz Y NO 50 Hz? ¿PORQUE ALGUNOS PAISES USAN

60 Hz Y OTROS 50 Hz? ¿DA LO MISMO?

Porque la mayoría de las maquinas compradas por el país usan un voltaje entre los 200-

240 V de corriente alterna. Además el Perú sigue las reglas que los de EE.UU. y no de

Europa.

Los 60 Hz son utilizados porque nos conviene nos da energía a largas distancias, además

son más efectivas en la generación y más efectivas en la transmisión. Los 50 Hz son

menos efectivos y no convendría ya que el Perú posee su propia central hidroeléctrica y

sería un costo más grande y problemas aún mayores.

El porqué de 50 Hz en Europa y de 60 Hz en EE.UU. vino debido única y exclusivamente

determinado de la posición de preponderancia de AEG en Europa y de GE en EE.UU.,

cuyos ingenieros se decantaron en su momento por una u otra.

Realmente, la determinación de la frecuencia más conveniente vino debida a la necesidad

de ir superando los problemas tecnológicos que iban apareciendo en la expansión de la

energía eléctrica por todo el mundo. Así, en los primeros años la energía eléctrica se

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GENERADORES SINCRONOS 16

utilizaba casi exclusivamente para la iluminación pública, hoteles, bancos y casas de

personas más bien pudientes y para evitar los efectos estroboscópicos las frecuencias

utilizadas eran altas.

**Cuando se introdujo la energía eléctrica dentro de los procesos fabriles y el consumo de

la energía debía de ir destinado, no solo a iluminación, sino a potencia se redujo la

frecuencia de ésta hasta los valores actuales**.

2.- ¿QUE PASA SI A UN ELECTRODOMESTICO DISEÑADO PARA 60 Hz SE LE CONECTA UNA

CORRIENTE DE 50 Hz?

Lo único que pasará es que el motor girara más rápido y esto podría sobrecalentar el

equipo y lo podría malograr. Si tuviera algún componente electrónico este se quemaría de

manera inmediata ya que los componentes electrónicos se limitan mucho a factores o a

parámetros y pues si estoy se sobrecargan, sobrecalientan o se sobre tensionan son muy

propensos a sufrir daños.

Normalmente la frecuencia solo afecta a aquellas cosas que van con alterna, como

motores en los que aumenta un poco la velocidad, pero los que son alimentadores de

aparatos electrónicos no suele afectar, ya que la salida es por CC (corriente continua).

En general, los problemas se pueden presentar solo con aparatos que tengan motor, y

que éste trabaje directamente con tensión de red: Lavadora, lavavajillas, batidora,

máquina de afeitar... Y el giradiscos, a no ser que sea un modelo que trabaje con CC.

Respecto a esto, hemos de comentar que los giradiscos cuyo motor es de CA. Se

pueden "apañar" cambiando la polea del eje del motor: Los fabricantes las vendían como

accesorio en caso de tener que funcionar a 60 Hz., pero vaya usted a buscar un juego de

poleas de 60 Hz para el motor del giradiscos "tal" hoy en día... Respecto a los

electrodomésticos pues de funcionar funcionarán, pero irán a una velocidad distinta de la

habitual.

Los televisores también pueden dar problemas, pero los más antiguos. Hace ya tiempo

que casi todos son multinorma, y se adaptan solitos a los sistemas NTSC, PAL, SECAM o

el que sea. En consecuencia, eso incluye también el barrido de imagen que, como todos

sabemos, depende de la frecuencia de la red eléctrica.

3.- ¿QUE LE SUCEDE A UN GENERADOR CUANDO SU EJE SE SOBREACELERA?

HISTERESIS

En electricidad, el ciclo de histéresis se da cuando un metal está sometido a un campo

magnético variable. Una vez que se le retira el campo magnético el metal sigue cargado,

por lo que al hacer un ciclo de carga y descarga se producen perdidas.

Lo explicaremos como la oposición que presenta un mecanismo a un cambio de estado,

que una vez que se ha producido, cambia de sentido y se opone a volver al estado

anterior.

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GENERADORES SINCRONOS 17

Como ejm: Accionamos despacio un interruptor de luz. Al principio vamos apretando y no

cambia de posición (la luz no se enciende), pero llegado cierto punto, el interruptor

bascula de golpe (se enciende la luz) y aunque volvamos despacito atrás, no se apaga.

Tenemos que soltarlo más para que se apague.

La diferencia entre estos dos puntos (encenderse y apagarse) es la histéresis mecánica

del interruptor. Este efecto se utiliza para dejar bien definidos el encendido y el apagado,

porque si no existiera, habría una posición indiferente en la que el efecto (encender la luz)

oscilaría entre una y otra posición (parpadearía la luz).

**Si el eje de un generador se sobre acelera lo que puede ocasionar es el desgaste del

motor, del bobinado entre otras partes del generador que a la vez va aumentando la

frecuencia, en la cual si observamos el fenómeno de histéresis dependiendo del material y

del tipo de diseño y fabricación del generador puede volver a su normalidad o de lo

contrario perdería su eficiencia.**

Malograría el generador ya que este necesita una velocidad angular contante para su

funcionamiento.

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GENERADORES SINCRONOS 18

5.-. CONCLUSIONES

El diseño de polos salientes en el estator, tiene la condición que cuenta con el

inducido en el rotor, es decir en la parte que se mueve, de aquí que es necesario

la utilización de anillos, y estos van a depender del número de fases.

El diseño de polos salientes en el estator, es utilizada para generadores de gran

potencia, el inducido se encuentra en el estator, y no necesitamos sacar la tensión

generada, únicamente ingresar un voltaje mínimo para la excitación del campo.

El generador síncrono consta de una igualdad entre la frecuencia eléctrica y la

frecuencia angular, es decir, el generador girara a la velocidad del campo

magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo.

El diseño del generador sin escobillas es mucho más complejo que los anteriores,

ya que la salida de este va a dirigirse hacia una placa electrónica, en la cual van a

encontrarse diferentes tipos de dispositivos, y este comandar el circuito de

excitación

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO TURBOMAQUINAS

GENERADORES SINCRONOS 19

6.- BIBLIOGRAFIA

Máquinas Eléctricas Stephen Chapman Editorial Mc Graw Hill3ra edición

Guía de Laboratorio de Máquinas Eléctricas IIIUNAC – FIEE Ing. Huber Murillo

Año 2010

Diapositivas de Clase de Máquinas Eléctricas IIIUNAC – FIEE Ing. Huber Murillo

Año 2010

Wikipedia/consulta empresa ABB /generadores síncronos

PDF- Ing Mario Guillermo Macri.

PDF- La máquina síncrona / Universidad de Oviedo / Dpto. de Ingeniería Eléctrica,

Electrónica de Computadores y Sistemas.

PDF- Cesar Chilet León.