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7/21/2019 motores
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GENERACIÓN ASÍNCRONA
El generador asíncrono de rotor en cortocircuito fue la primera máquina utilizada en los
aerogeneradores diseñados para la generación de energía eléctrica a gran escala, debido
a su robustez y reducido peso y coste por kilovatio. En estos primeros sistemas, el
generador se conectaba directamente a la red, por lo que la velocidad de giro era
prácticamente fia. !"artínez, #$$%&
'os primeros sistemas de generación eólica iban equipados con generadores asíncronos
de rotor bobinado debido a que, en este tipo de máquinas, la variación de velocidad
puede realizarse procesando (nicamente la energía intercambiada con el devanado
rotatorio, mientras que el devanado estatórico se puede conectar directamente a la red.
)e este modo, las etapas de potencia son más sencillas y tienen un coste muc*o más
reducido. !"artínez, #$$%&
En la figura + se presenta un esquema de principio de este robusto generador asíncrono
o de inducción que está compuesto por un bobinado trifásico inductor conectado a la red
eléctrica y ubicado en el n(cleo magnético del estator, y de un sencillo bobinado de
inducción, cortocircuitado, y ubicado en el rotor de la máquina. !ardón, #$$-&
Figura 1. enerador asíncrono
'a característica de velocidad de este generador, presenta un ligero deslizamiento develocidad proporcional al par electromagnético transmitido, *ace que presente algunas
ventaas en su utilización en aerogeneradores, como son/
0 1o presenta un sistema de sincronismo en el arranque.
0 Establece un acoplamiento amortiguado entre el sistema aerodinámico, la
transmisión mecánica y la red eléctrica.
0 2iene una respuesta rápida y estable frente a sobrecargas transitorias y fortuitas
provocadas.
GENERACIÓN SÍNCRONA
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enerador eléctrico síncrono accionado directamente por una turbina eólica que gira a
velocidad variable. e los diferencia por el tipo de e3citación/
0 íncronos con e3citación con electroimanes.
0 íncronos con e3citación con imanes permanentes.
Generador síncrono con excitación convenciona !GSEC"
e trata de un generador síncrono formado por un rotor o inductor cuyos arrollamientos
se alimentan por corriente continua procedente de un rectificador y por un estator donde
se genera la corriente eléctrica que posteriormente se e3porta a la red.
'os E4 se emplean con rotores eólicos de velocidad variable con control activo para
variación del ángulo de pala !pitc*&. 5ueden acoplarse directamente al ee del rotor
eólico sin caa multiplicadora o bien a través de una caa multiplicadora.
'a caa multiplicadora permite accionar el rotor del generador síncrono a mayor
velocidad que si el acoplamiento con el rotor eólico fuese directo, por lo que puede
reducirse el n(mero de polos del estator y en consecuencia el tamaño y coste del
generador eléctrico. !'ópez, #$+#&
Generador síncrono con i#anes $er#anentes !GSI%"
on similares al caso anterior, aunque se diferencian en que la e3citación !rotor& está
formada por imanes fios y no por electroimanes. En este caso ni la regulación ni el
control de reactiva puede realizarse a través de e3citación.
e trata de un generador síncrono sin escobillas con regulación pitc* y con un
convertidor para la totalidad de la potencia del generador. 'a máquina trabaa a
velocidad variable y el control se lo realiza por cambio de frecuencia por el convertidor.
El 65 tiene un mayor coste, en especial por los imanes fios que son de materiales con
aleaciones de tierras raras. En cambio, tiene ventaa de menor mantenimiento, y
menores perdidas por la ausencia de circuito de e3citación en el rotor del generador, al
ser sustituidos los electroimanes por imanes fios. !'ópez, #$+#&
CO&%ARACIÓN EN'RE GENERACIÓN SÍNCRONA ( ASÍNCRONA
GENERACIÓN SÍNCRONA)enta*as +esventa*as
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)isponen de un bobinado de e3citación
donde se puede, ya no solo aportar la
potencia reactiva de magnetización de la
máquina, sino que incluso se puede
regular el nivel de la reactiva aportada por
ella misma al sistema.
e establece un acoplamiento
absolutamente rígido entre el sistema
aerodinámico, ya la transmisión mecánica
y la red eléctrica, lo que e3igiría
introducir en el sistema de transmisión
sistemas de acoplamiento elástico e
incluso amortiguadores viscosos.
'a constitución de esta máquina *ace que
presente un rendimiento sensiblemente
mayor al del generador asíncrono, y en
casos que se precise, requiere dimensiones
menores, en especial en máquinas de alto
par y baa velocidad.
'a elevada contante de tiempo que,
obligatoriamente, tiene el bobinado de
e3citación, *ace que este sistema tenga
una respuesta lenta y oscilante frente a
sobrecargas transitorias y fortuitas
provocadas.
GENERACIÓN ASÍNCRONA)enta*as +esventa*as
Establece un acoplamiento amortiguado
entre el sistema aerodinámico, la
transmisión mecánica y la red eléctrica.
1o dispone de un bobinado que permita ni
producir ni controlar la potencia reactiva.
2iene una respuesta rápida y estable frente
a sobrecargas transitorias y fortuitas
provocadas.
Esta potencia requerida por la máquina, la
absorbe de la propia red eléctrica a la que
está conectada.
'as características constructivas de este
generador, *acen que sea una máquina
muy robusta y e3enta prácticamente de
mantenimiento.
E3ige mantener un factor de potencia
determinado, pró3imo a la unidad,
independientemente de la energía
producida. 5ara solucionar este problema
estos generadores precisan un costoso
sistema adicional de aporte y control de
reactiva, compuesto por baterías
regulables de condensadores.
'a cone3ión necesariamente de
cortocircuito en el rotor, *ace que este
sistema admita trabaar a dos velocidades
distintas del ee, en dependencia de la
velocidad del viento.