Principio de funcionamiento del generador síncrono
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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.
Los generadores síncronos son la fuente mayoritaria de energía eléctrica comercial. Se suelen utilizar para convertir la potencia mecánica de las turbinas de vapor, las turbinas de gas, los motores alternativos y las 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 de la armadura) que se mide convencionalmente en hercios, es directamente proporcional a las RPM, la velocidad de rotación del rotor que suele indicarse 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, entonces 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 un polo sur corresponde a un “ciclo” completo de una oscilación del campo magnético. Por lo tanto, la constante de proporcionalidad es
Aplicación del generador síncrono
Definición: El generador síncrono o alternador es una máquina eléctrica que convierte la potencia mecánica de un motor primario en una potencia eléctrica de corriente 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 la 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. La fuerza electromagnética 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 energía del generador síncrono. El rotor tiene el polo de campo y el estator está formado por el conductor de la armadura. El movimiento relativo entre el rotor y el estator induce la tensión entre los conductores.
Generador síncrono wikipedia
Los generadores síncronos trifásicos se utilizan en casi todas las centrales eléctricas comerciales; el tipo menos común es el generador de inducción. Los generadores convierten la energía mecánica proporcionada por el motor principal (turbina de vapor, turbina de gas, turbina de agua, etc.) en energía eléctrica.
La excitación se refiere a la corriente continua (CC) suministrada a los devanados del rotor para controlar la intensidad de su campo magnético. La corriente de excitación (corriente continua) se suministra utilizando medios de excitación con escobillas o sin escobillas; la mayoría de los generadores modernos utilizan la excitación sin escobillas, ya que requiere menos mantenimiento que su homólogo con escobillas.
El estator está fabricado en acero laminado. Tiene ranuras fresadas a lo largo de toda su longitud que están llenas de bobinas conductoras de cobre. Cada ranura del devanado está provista de una cuña para evitar que los devanados de cobre se desplacen debido a las fuerzas centrífugas creadas durante el funcionamiento. La corriente alterna se induce en los devanados del estator cuando los campos magnéticos del rotor se cruzan con los devanados.
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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 del rotor fundamental 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 individuales de las bobinas que se inducen. Pulsando el botón “Voltage”, se anima la variación de la densidad de flujo y las tensiones con el tiempo. Ahora, supongamos que dejamos fluir la corriente. Se supone que la corriente en cada bobina va por detrás de la tensión. El diagrama de abajo a la derecha muestra los voltajes individuales de las bobinas con el tiempo, mientras que el diagrama de la izquierda muestra ahora el flujo de corriente en cada bobina (el rojo está fuera de la página, el azul dentro de la página). 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 con respecto a los picos de corriente del estator. El campo del estator se retrasa 90 grados respecto a la posición de las corrientes de pico del estator, lo que se muestra como un fasor de color 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, tanto en forma de fasor como en la parte superior derecha.