Nombre del alumno: Sulueta Herrera Edgar Efrain Nombre del académico: DR. Villafuerte Díaz Rubén ema: !enerador Síncrono
"ec#a: $ de Enero del %&'$ (ateria: )rotecciones a sistemas de *otencia Secci+n: ,&'-Electrica
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!ENERD/RES S0N1R/N/S. El !enerador Síncrono2 o también llamado lternador2 lternador2 es un ti*o de m34uina eléctrica rotativa ca*az de transformar energía mec3nica mec3nica 5en 5en forma de rotaci+n6 en energía eléctrica. eléctrica. Son los encargados de generar la ma7or *arte de la energía eléctrica consumida en la red red22 7 su res*uesta din3mica din3mica resulta resulta determinante *ara la estabilidad del sistema sistema des*ués des*ués de una *erturbaci+n. )or ello2 *ara simular la res*uesta din3mica de un sistema eléctrico es im*rescindible modelar adecuadamente los generadores síncronos. Es ca*az de convertir energía mec3nica mec3nica en en eléctrica cuando o*era como generador 7 energía eléctrica en mec3nica cuando o*erada como motor . 8os !S funcionan ba9o el *rinci*io de 4ue en un conductor sometido a un cam*o magnético variable magnético variable crea una tensi+n eléctrica inducida cu7a *olaridad de*ende del sentido del cam*o 7 su valor valor del del flu9o 4ue lo atraviesa. 8a raz+n *or la 4ue se llama generador síncrono es la igualdad igualdad entre entre la frecuencia eléctrica como la frecuencia angular es decir el generador girara a la velocidad velocidad del del cam*o magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo. Esta m34uina funciona alimentando al rotor o circuito de cam*o *or medio de una batería es decir *or este devanado fluir3 11. (ientras 4 en el estator o circuito de armadura la corriente es alterna 1. 1uando un generador síncrono est3 sometido a carga2 la tensi+n inducida sufre cambios *or lo 4ue se deber3 utilizar utili zar e4ui*os auiliares 4ue garanticen una +*tima o*eraci+n del mismo.
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)R0N10)0/ DE "UN10/N(0EN/. El *rinci*io de funcionamiento de un !.S se basa en la le7 de "arada7. )ara crear tensi+n inducida en el circuito de armadura 5estator62 debemos crear un cam*o magnético en el rotor o circuito de cam*o2 esto lo lograremos alimentado el rotor con una batería2 este cam*o magnético inducir3 una tensi+n en el devanado de armadura *or lo 4ue tendremos una corriente alterna flu7endo a través de él. l o*erar como generador2 la es suministrada a la m34uina *or la a*licaci+n de un tor4ue 7 *or la rotaci+n del e9e de la misma2 una fuente de energía mec3nica *uede ser2 *or e9em*lo2 una turbina #idr3ulica2 a gas o a va*or . Una vez estando el generador conectado a la red eléctrica2 su rotaci+n es dictada *or la frecuencia de la red2 *ues la frecuencia de la tensi+n trif3sica de*ende directamente de la velocidad de la m34uina. )ara 4ue la m34uina síncrona sea ca*az de efectivamente convertir energía mec3nica a*licada a su e9e2 es necesario 4ue el enrollamiento de cam*o localizado en el rotor de la m34uina sea alimentado *or una fuente de tensi+n continua de forma 4ue al girar el cam*o magnético generado *or los *olos del rotor tengan un movimiento relativo a los conductores de los enrollamientos del estator. Debido a ese movimiento relativo entre el cam*o magnético de los *olos del rotor2 la intensidad del cam*o magnético 4ue atraviesa los enrollamientos del estator ir3 a variar el tiem*o2 7 así tendremos *or la le7 de "arada7 una inducci+n de tensiones en las terminales de los enrollamientos del estator. Debido a distribuci+n 7 dis*osici+n es*acial del con9unto de enrollamientos del estator2 las tensiones inducidas en sus terminales ser3n alternas senoidales trif3sicas. 8a corriente eléctrica utilizada *ara alimentar el cam*o es denominada corriente de ecitaci+n. 1uando el generador est3 funcionando aisladamente de un sistema eléctrico 5o sea2 est3 en una isla de *otencia62 la ecitaci+n del cam*o ir3 a controlar la tensi+n eléctrica generada. 1uando el generador est3 conectado a un sistema eléctrico 4ue *osee diversos generadores interligados2 la ecitaci+n del cam*o ir3 a controlar la *otencia reactiva generada.
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"/R(U8 DE 8 8E; DE "RD; )RES DE UN !ENERD/R S0N1R/N/. De manera fundamental2 el alternador est3 com*uesto *or las siguientes *artes:
a) Rotor o Campo del Generador Síncrono:
Es la *arte de la m34uina 4ue realiza el movimiento rotatorio2 constituido de un material envuelto en un enrollamiento llamado de mero *ar 7 todos conectados en serie siendo 4ue cada enrollamiento ser3 res*onsable *or la *roducci+n de uno de los *olos del electroim3n.
b) Estator o Armadura:
)arte fi9a de la m34uina2 montada envuelta del rotor de forma 4ue el mismo *ueda girar en su interior2 también constituido de un material ferromagnético envuelto en un con9unto de enrollamientos distribuidos al largo de su circunferencia. 8os enrollamientos del estator son alimentados *or un sistema de tensiones alternadas trif3sicas.
U.V Universidad veracruzana )or el estator circula toda la energía eléctrica generada2 siendo 4ue tanto la tensi+n en cuanto a corriente eléctrica 4ue circulan son bastante elevadas en relaci+n al cam*o2 4ue tiene como funci+n s+lo *roducir un cam*o magnético *ara
c) Regulador de Tensión (Avr):
El regulador autom3tico de volta9e2 *ro*orciona una etinci+n al r otor2 el rotor debe tener un cam*o magnético constante en cuanto a la direcci+n de sus líneas magnéticas 5no en cuanto a intensidad del cam*o6 7 este se logra ecit3ndolo con corriente directa 5alterna rectificada6 la corriente alterna generada *or el generador2 debe ser de una frecuencia constante $&#z? 7 *ara eso el rotor siem*re gira a la misma velocidad inde*endientemente de 4ue carga esté *roduciendo 5se mide en mega@atts6 no en volta9e2 como los re4uerimientos de carga 5consumo de la energía *roducida6 son variables2 la generaci+n de mega@atts es variable a frecuencia 7 volta9e constante2 si no tienes un regulador autom3tico de volta9e 5llamado VR en inglés6 esto no se *uede lograr. d) Regulador de Velocidad (Ras):
No #emos de confundir estos dis*ositivos con los reguladores de tensi+n de los alternadores2 *ues si bien act>an al unísono sobre el gru*o2 como elementos reguladores 4ue son2 sus funciones2 aun4ue relacionadas2 est3n *erfectamente delimitadas. Seg>n lo manifestado #asta el momento2 deducimos 4ue todo regulador de velocidad es el mecanismo2 de distinta índole2 destinado a conseguir2 en cual4uier circunstancia2 el e4uilibrio de los traba9os motor 7 resistente *resentes en una turbina2 manteniendo2 sensiblemente constante2 la velocidad
U.V Universidad veracruzana de sincronismo del gru*o ante todas las cargas solicitadas2 *rotegiéndole2 adem3s2 contra velocidades ecesivas 4ue *udieran surgir. 1omo dato significativo diremos 4ue si dis*usiésemos de un motor Diesel sobre el cual no actuase ning>n regulador de velocidad2 se fragmentaría en *edazos2 en el instante 4ue 4uedase bruscamente sin carga.
10R1U0/ EAU0V8ENE (/N/"S01/ DE UN !ENERD/R S01R/N/. El circuito monof3sico e4uivalente de un !enerador Síncrono viene re*resentado en la siguiente figura :
De este circuito2 solo nos centraremos en el circuito de armadura2 en la cual se tienen tres cantidades 4ue son fundamentales en el com*ortamiento del !S2 las cuales son:
)ara determinar estos valores se realizan *rinci*almente tres *ruebas2 la *rueba resistencia de armadura2 la *rueba de vacío 7 la *rueba de cortocircuito. a) rueba de Resistencia de Armadura:
Esta *rueba consiste en #acer uso de una fuente de corriente continua en cada fase de la armadura2 a*licando el método del Voltio-m*erimétrico2 como se muestra en la figura: De cu7as mediciones se obtiene: *ara
•
conei+n ;.
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•
b) rueba de
*ara conei+n 5.
Vacío:
Esta *rueba consiste2 como dice su nombre2 en colocar el !enerador en vacío2 es decir sin carga alguna en sus bornes2 #aciéndola girar a su velocidad nominal 7 con corriente de cam*o igual a cero. l ir aumentando gradualmente el valor de la corriente de cam*o2 se obtienen diversos valores de siem*re ser3 cero
7 7a 4ue la corriente 4ue circula *or la armadura debido 4ue se encuentra en vacío2 se obtendr3
4ue !racias a ésta *rueba2 con los valores obtenidos2 se *uede formar <8a curva de 1aracterísticas de Vacío< 4ue *ermite encontrar la tensi+n interna generada *or una corriente de cam*o dada.
c) rueba de
U.V Universidad veracruzana Cortocircuito:
"inalmente se tiene la *rueba de cortocircuito2 el cual consiste en llevar nuevamente la corriente de cam*o a cero2 *ara luego cortocircuitar los bornes del generador 7 *roseguir a ir incrementando la corriente de cam*o2 obteniéndose la siguiente gr3fica. Se observa 4ue al contrario de la curva en vacío2 en esta *rueba se obtiene una recta2 esto es debido a 4ue los cam*os magnéticos 4ue se generan al conectar la armadura en cortocircuito2 *r3cticamente se anulan2 *roduciendo un cam*o neto *e4ue=o como se muestra en el diagrama fasorial siguiente? *rovocando 4ue la m34uina no se sature2 obteniendo así la recta de la gr3fica:
)osteriormente2 con los datos de las dos gr3ficas obtenidas2 *ara un valor de corriente de cam*o dada2 se tiene 4ue:
Entonces2 #aciendo uso del valor de la resistencia:
? 7a 4ue
generalmente se *uede asumir 4ue )or >ltimo2 #a7 4ue tener en cuenta 4ue estas ecuaciones son a*licables #asta el *unto de saturaci+n de la curva d vacío2 7a 4ue des*ués2 los valores obtenidos en las ecuaciones son a*roimados. d) !tras ruebas:
U.V Universidad veracruzana 1omo com*lemento2 es dable decir 4ue a los !S se les debe someter a otras *ruebas2 entre las cuales tenemos: Prueba de Aislamiento: (ide el aislamiento entre las bobinas 72 entre las bobinas 7 la carcasa. Prueba de Calentamiento: (ide la tem*eratura de traba9o del generador a *lena carga. •
•
•
Pruebas bajo Carga Resistiva, Inductiva, Capacitiva y Mixta
1R1ER0S01S DE 8/S !ENERD/RES S0N1R/N/S DE BC 1R!. 8a diferencia de funcionamiento en vacío al de carga es 4ue eiste una com*osici+n de flu9os2 debido a las corrientes 4ue circulan en el inducido2 éstas alteran el valor 7 forma de la tensi+n inducida. Un incremento de carga es un incremento en la *otencia real o la reactiva suministrada *or el generador. al incremento de carga aumenta la corriente tomada del generador. Si no cambiamos la resistencia de cam*o2 la corriente de cam*o se mantiene constante2 7 *or tanto2 el flu9o ( también es constante. dem3s2 si el motor *rimario mantuviera su velocidad ( constante2 la magnitud del volta9e interno generado también sería constante.
Su*ongamos un generador síncrono reducido a su mínima e*resi+n: monof3sico2 bi*olar2 una es*ira2 7 en los siguientes estados de carga: a) Carga inductiva pura
En este caso los flu9os a*arecen en sentido contrario. )roduciendo un efecto desmagnetizante2 es decir 4ue los flu9os se restan? 7 adem3s *roduciendo 4ue los *olos inducidos de igual nombre estén enfrentados.
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Su*ongamos 4ue colocamos una carga con una f.d.*. en atraso 7 le adicionamos otra con el mismo f.d.*.? *odemos observar 4ue el valor de aumenta *ero mantiene el mismo 3ngulo de desfase con res*ecto a entonces tenemos un incremento en el valor de
4ue como 7a di9imos
antes2 debe conservar el mismo 3ngulo de desfase con res*ecto a 7 7a 4ue el valor de es constante2 entonces se *roduce una disminuci+n en el valor de
tal como se muestra en el siguiente diagrama fasorial.
b) Carga resistiva
El flu9o *roducido *or los *olos del rotor
7 el *roducido *or las corrientes del
inducido est3n desfasados. !enerando así una distorsi+n del cam*o resultante.
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Si tuviéramos un generador síncrono con una carga resistiva2 le a*licamos otra con el mismo f.d.*. 5f.d.*.'62 7 teniendo en cuenta las mismas restricciones 4ue en el caso anterior2 *odemos observar en el diagrama fasorial 4ue el valor de
decrece ligeramente.
c) Carga capacitiva pura
En este caso los flu9os tienen igual sentido. Dando como consecuencia un efecto magnetizante2 es decir 4ue los flu9os se van a sumar? 7 los *olos inducidos contrarios enfrentados.
Del mismo modo 4ue en los casos anteriores2 si colocamos una carga con f.d.*. en adelanto2 7 le agregamos otra con el mismo f.d.*. notamos 4ue el valor de se incrementa realmente2 es decir se *roduce un aumento de la tensi+n en sus terminales2 tal como vemos en el diagrama fasorial.
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d) Carga R"#
En este caso los flu9os est3n desfasados un 3ngulo 4ue de*ende de la carga del generador? en consecuencia se *roduce un efecto desmagnetizante2 la suma vectorial de los flu9os es menor? 7 los *olos de igual nombre enfrentados2 se rec#azan a*areciendo un momento resistente.
RE!U810/N DE ENS0/N DE UN !ENERD/R S0N1R/N/. Una manera conveniente de com*arar el com*ortamiento de los volta9es de los generadores síncronos es mediante su regulaci+n de volta9e2 4ue viene definida *or la ecuaci+n:
Donde es el volta9e del generado en vacío 7 es el volta9e a *lena carga del generador. Un generador síncrono 4ue o*era con factor de *otencia en atraso tiene una regulaci+n de tensi+n *ositiva mu7 grande? si o*era con f.d.*. unitario2 tiene una regulaci+n *ositiva mu7 *e4ue=a2 7 si o*era a f.d.*. en adelanto tiene2 regulaci+n de volta9e negativo.
/)ER10N EN )R8E8/.
U.V Universidad veracruzana En la actualidad es raro encontrar la eistencia de un alternador >nico 4ue de manera aislada alimente su *ro*ia carga. Esto s+lo se lo *uede encontrar en a*licaciones tales como los generadores de emergencia. 1on ob9eto de aumentar el rendimiento 7 fiabilidad del sistema2 las diferentes centrales est3n conectadas entre sí en *aralelo2 *or medio de líneas de trans*orte 7 distribuci+n. 8a red así constituida re*resenta un generador gigantesco en el 4ue *r3cticamente la tensi+n 7 la frecuencia se mantienen constantes. Esto se debe a 4ue sobre esta gran red2 la introducci+n de un nuevo generador no altera los *ar3metros b3sicos anteriores2 *or re*resentar una *otencia mu7 reducida frente al con9unto total. a) Resumen de Reglas para poner en paralelo a los GS:
ener varios generadores incrementa la confiabilidad del sistema de *otencia2 debido a 4ue la falla de cual4uiera de ellos no causa la *erdida tola de *otencia en la carga ener varios generadores 4ue o*eran en *aralelo *ermite la remoci+n de uno o m3s de ellos *ara cortes de *otencia 7 mantenimientos *reventivos Se utiliza un solo generador 7 este o*era cerca de *lena carga2 entonces ser3 relativamente ineficiente. 1on varias ma4uinas m3s *e4ue=as traba9ando en *aralelo2 es *osible o*erara solo una fracci+n de ellas. 8as 4ue est3n o*erando lo #acen casi a *lena carga 7 *or lo tanto de manera m3s eficiente. 8a figura '$ muestra un generador síncrono !' 4ue suministrar *otencia a una carga con otro generador !% a *unto de conectarse en *aralelo con !' *or medio del cierre del interru*tor S'. Si el interru*tor se cierra de manera arbitraria en cual4uier momento2 es *osible 4ue los generadores se da=en severamente 7 4ue la carga *ierda *otencia. Si los volta9es no son eactamente iguales en cada uno de los generadores 4ue se conectan 9untos2 #abr3 un flu9o de corriente mu7 grande cuando se cierre el interru*tor. )ara evitar este *roblema2 cada una de las tres fases debe tener eactamente la misma magnitud de volta9e 7 3ngulo de fase 4ue el conductor al 4ue se conectara. En otras *alabras2 el volta9e de fase a debe ser eactamente igual al volta9e en la fase a< 7 así en forma sucesiva *ara las fases b-bF 7 c-cF. )ara lograr esto se deben cum*lir las siguientes condiciones de *uesta en *aralelo: • • • •
Deben de ser iguales los voltajes de lnea rms! "os dos generadores deben tener la misma secuencia de #ase! "os $ngulos de #ase de los dos #ases deben de ser iguales! "a #recuencia del generador nuevo, llamado generador en aproximaci%n, debe ser un poco mayor &ue la #recuencia del sistema en operaci%n!
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Estas condiciones de *uesta en *aralelo re4uieren ciertas e*licaciones. 8a condici+n ' es obvia: *ara de dos gru*os de volta9es sean idénticos2 deben tener la misma magnitud de volta9e rms. 8os volta9es en las fases a 7 a< ser3n com*letamente idénticos en todo momento si ambas magnitudes 7 sus 3ngulos son iguales2 lo 4ue e*lica la condici+n.
8a condici+n % asegura 4ue la secuencia en la 4ue el volta9e de fase llegue a su *ico en los dos generadores sea la misma. Si la secuencia de fase es diferente en la figura %a entonces aun cuando un *ar de volta9es 5los de fase a6 estén en fase2 los otros dos *ares de volta9es estar3n desfasados *or '%&G. Si se conectan los generadores de esta manera2 no #abr3 *roblema con la fase a2 *ero fluir3 enormes corrientes en las fases b 7 c2 lo 4ue da=ara ambas ma4uinas. •
•
b) rocedimiento general para conectar generador en paralelo: Primero: utilizando voltímetros se debe a9ustar la corriente de cam*o del
generador en a*roimaci+n #asta 4ue su volta9e en los terminales sea igual al volta9e en línea del sistema en o*eraci+n. 'egundo, la secuencia de fase del generador en a*roimaci+n se debe com*arar con la secuencia de fase del sistema en o*eraci+n. Eisten muc#as forma de com*robar esto una de ellas es conectar alternativamente un *e4ue=o motor de inducci+n a los terminales de cada uno de los dos generadores. Si el motor gira en la misma direcci+n en ambas ocasiones2 entonces2 entonces la secuencia de fase es la misma en ambos
U.V Universidad veracruzana generadores. Si el motor gira en direcciones o*uestas2 entonces las secuencias de fase son diferentes 7 se deben invertir dos de los conductores del generador en a*roimaci+n. /tra manera sim*le es el método de las tres l3m*aras incandescentes2 la o*eraci+n comienza arrancando la ma4uina *or medio del motor *rimario 5turbina2 diesel2 etc.6 teniendo en cuenta 4ue deben *render 7 a*agar al mismo tiem*o las tres l3m*aras esto indica 4ue eiste la misma secuencia de fase2 si *renden 7 a*agan mu7 r3*ido esto es debido a 4ue tiene diferentes frecuencias esto se arregla subiendo la velocidad del *rimario motor2 esto se #ace aumentando el flu9o con el re+stato de cam*o2 si *renden 7 a*agan en desorden esto indica 4ue no tienen la misma frecuencia de fases esto se #ace intercambiando la secuencia de fases del alternador #acia la red.
1URVS DE !ENERD/R
1)10DD
DE UN S0N1R/N/.
8as curvas de ca*acidad son unas curvas de *otencia 4ue nos muestran los límites de calentamiento del rotor 7 del estator2 asumiendo 4ue la tensi+n en bornes se mantiene constante 7 4ue )ara e*licar c+mo se 4ue se obtienen estas curvas2 tenemos el siguiente diagrama fasorial de un generador con ") en atraso 7 a tensi+n nominal.
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En *rimer lugar notese 4ue se #a colocado unos e9es en el etremo de
continuaci+n multi*licamos estos valores *or el factor con la finalidad de cambiar la escala de los e9es a unidades de *otencia2 7 de esta manera obtenemos un nuevo diagrama fasorial.
En este nuevo diagrama #a7 4ue notar 4ue el origen del diagrama fasorial se encuentra en el *unto sobre el diagrama vine dado *or
adem3s 4ue la longitud corres*ondiente a 7 también 4ue la *ro7ecci+n
de es el valor de '! )or >ltimo #a7 4ue se=alar 4ue la curva de ca*acidad2 es un dibu9o de ) vs A2 en la cual el límite del circuito de armadura viene dado *or una circunferencia con centro en el origen 7 con radio <'
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"uncionamiento en ma4uinas El generador síncrono est3 com*uesto *rinci*almente de una *arte m+vil o rotor 7 de una *arte fi9a o estator . En las m34uinas actuales se coloca un elemento interior gir atorio conformado *or es*iras llamado rotor2 7 en el elemento eterno se coloca otro elemento similar2 llamado estator. En el rotor se induce una corriente 4ue genera un 1am*o magnético. l #acer girar el rotor mediante un evento eterno2 se genera un cam*o magnético giratorio2 el cual genera en el estator una diferencia de *otencial 4ue ser3 la 4ue genera la corriente a utilizar.
8a *rinci*al diferencia entre los diferentes ti*os de generadores síncronos2 se encuentra en su sistema de alimentaci+n en continua *ara la fuente de ecitaci+n situada en el rotor. •
E$citación %ndependiente: ecitatriz inde*endiente de corriente
contin>a 4ue alimenta el rotor a través de un 9uego de anillos rodantes 7 escobillas. •
E$citatri& principal ' e$citatri& piloto: la m34uina *rinci*al de continua
tiene como bobinado de cam*o otra m34uina de ecitaci+n inde*endiente2 accionada *or el mismo e9e. •
Electrónica de potencia: directamente2 desde la salida trif3sica del
generador2 se rectifica la se=al mediante un rectificador controlado2 7 desde el mismo se alimenta directamente en continua el rotor mediante un 9uego de contactores 5anillos 7 escobillas6. El arran4ue se efect>a utilizando una fuente auiliar 5batería6 #asta conseguir arrancar.
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Sin escobillas o diodos giratorios: la fuente de continua es un
rectificador no controlado situado en el mismo rotor 5dentro del mismo6 alimentado en alterna *or un generador situado también en el mismo e9e 7 cu7o bobinado de cam*o es ecitado desde un rectificador controlado 4ue rectifica la se=al generada *or el giro de unos imanes *ermanentes situados en el mismo rotor 54ue constitu7en la ecitatriz *iloto de alterna6. •
E$citación esttica o *or transformador de com*ounda9e2 consiste en
4ue el devanado de cam*o del rotor es alimentado desde una fuente de alimentaci+n a transformador 7 rectificadores 4ue toma la tensi+n 7 corriente de salida del estator. El transformador2 de ti*o es*ecial2 *osee dos devanados *rimarios2 llamados de tensi+n e intensidad2 4ue se conectan en *aralelo 7 en serie a los bornes de salida del estator. El transformador convierte la tensi+n de salida a una m3s ba9a 5I&V a*ro62 4ue se rectifica 7 a*lica al rotor *or medio de escobillas 7 anillos deslizantes. Es un sistema con autorregulaci+n intrínseca2 7a 4ue al tener el bobinado serie2 al aumentar el consumo sobre el generador2 aumenta el flu9o del transformador 7 *or lo tanto aumenta la ecitaci+n del generador.
)rinci*ios de un generador trif3sico 5o motor6 odos los generadores trif3sicos utilizan un cam*o magnético giratorio. En el dibu9o de la iz4uierda #emos instalado tres electroimanes alrededor de un círculo. 1ada uno de los tres imanes est3 conectado a su *ro*ia fase en la red eléctrica trif3sica. 1omo *uede ver2 cada electroim3n *roduce alternativamente un *olo norte 7 un *olo sur #acia el centro. 8as letras est3n en negro cuando el magnetismo es fuerte2 7 en gris claro cuando es débil. 8a fluctuaci+n en el magnetismo corres*onde eactamente a la fluctuaci+n en la tensi+n de cada fase. 1uando una de las fases alcanza su m3imo2 la corriente en las otras dos est3 circulando en sentido o*uesto 7 a la mitad de tensi+n. Dado 4ue la duraci+n de la corriente en cada im3n es un tercio de la de un ciclo aislado2 el cam*o magnético dar3 una vuelta com*leta *or ciclo.
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8a agu9a de la br>9ula 5con el *olo norte *intado de ro9o6 seguir3 eactamente el cam*o magnético2 7 com*letar3 una revoluci+n *or ciclo. En una red de J& Hz2 la agu9a com*letar3 J& revoluciones *or segundo2 lo 4ue e4uivale a J& veces $& I&&& r.*.m. 5revoluciones *or minuto6. En el dibu9o de arriba2 #emos construido de #ec#o lo 4ue se llama motor síncrono bi*olar de im3n *ermanente. 8a raz+n *or la 4ue se llama motor síncrono es 4ue el im3n del centro girar3 a una velocidad constante síncrona 5girando eactamente como el ciclo6 con la rotaci+n del cam*o magnético.
8a raz+n *or la 4ue se le llama bi*olar es 4ue tiene un *olo norte 7 un *olo sur. )uede *arecerle tri*olar2 *ero de #ec#o la agu9a de la br>9ula siente l a tracci+n de la suma de los cam*os magnéticos 4ue est3n alrededor de su *ro*io cam*o magnético. )or tanto2 si el im3n de la *arte su*erior es un *olo sur fuerte2 los dos imanes de la *arte inferior e4uivaldr3n a un *olo norte fuerte. Se llama motor de im3n *ermanente debido a 4ue la agu9a de la br>9ula del centro es un im3n *ermanente2 7 no un electroim3n 5se *odría fabricar un motor real sustitu7endo la agu9a de la br>9ula *or un *otente im3n *ermanente2 o un electroim3n 4ue mantenga su magnetismo gracias a una bobina2 arrollada alrededor de un n>cleo de #ierro2 alimentada con corriente continua6. l monta9e con los tres electroimanes se le denomina estator del motor2 *or4ue es la *arte del motor 4ue *ermanece est3tica 5en el mismo lugar6. 8a agu9a de la br>9ula del centro es el llamado rotor2 obviamente *or4ue es la *arte 4ue gira.
U.V Universidad veracruzana Si em*ieza a forzar el im3n *ara 4ue gire 5en lugar de de9ar 4ue la corriente de red lo mueva6 descubrir3 4ue traba9a como generador2 devolviendo corriente alterna a la red 5debería tener un im3n m3s *otente *ara *roducir muc#a electricidad6. 1uanta m3s fuerza 5*ar torsor6 le a*li4ue2 ma7or electricidad *roducir32 aun4ue el generador seguir3 girando a la misma velocidad2 im*uesta *or la frecuencia de la red eléctrica.
)uede desconectar com*letamente el generador de la red 7 construir su *ro*ia red eléctrica trif3sica2 enganc#ando bombillas a tres bobinas arrolladas a electroimanes 5recuerde el *rinci*io de inducci+n eléctricaKmagnética del manual de referencia de este sitio @eb6. Sin embargo2 si desconecta su generador de la red *rinci*al tendr3 4ue accionarlo a una velocidad de giro constante *ara 4ue *roduzca corriente alterna a una frecuencia constante. )or lo tanto2 con este ti*o de generador2 normalmente 4uerr3 usar una conei+n indirecta a red del generador.
En la *r3ctica2 los generadores síncronos de im3n *ermanente no son mu7 usados. Ha7 varias razones *ara 4ue así sea. Una ellas es 4ue los imanes *ermanentes tienden a desmagnetizarse al traba9ar en los *otentes cam*os magnéticos en el interior de un generador. /tra de las razones es 4ue estos *otentes imanes 5fabricados a *artir de tierras raras2 como el neodimio6 son bastante caros2 a *esar de 4ue los *recios #an disminuido >ltimamente.
