Principios de Funcionamiento de Generadores Eléctricos

Generadores: Son convertidores rotativos que transforman energía mecánica en eléctrica.

Principios Fundamentales

Ley de Faraday:

Si un conductor se mueve dentro de un campo magnético atravesando los flujos magnéticos, se establece entre sus terminales una Fuerza Electromotriz (FEM) inducida.

Ley de Lenz:

La FEM inducida se opone al efecto que la provoca.

Factores que Influyen en la FEM Inducida

De qué depende el valor de la FEM inducida en un generador en funcionamiento?

Se rige por la Fórmula de Neumann:

e = v * l * B * senα

• e: FEM inducida
• v: Velocidad del conductor
• l: Longitud del conductor
• B: Densidad del flujo magnético
• α: Ángulo entre la velocidad de la espira y el flujo magnético

Característica Tensión-Corriente en Generadores Autoexcitados Shunt

Cuando se conecta una carga en los terminales de un generador CC Shunt, girando a una velocidad constante, tendrá una tensión inicial (Uo). La corriente también aumentará hasta cierto punto, después la tensión comenzará a disminuir cuanto más carga se conecte a los terminales, debido a tres factores:

1. Caída de tensión en la resistencia de armadura.
2. Tensión por reacción de la armadura.
3. Debido al efecto de los dos primeros, se tendrá una caída de tensión en los terminales y, consecuentemente, la disminución de la corriente de excitación (Iexc) acompañada por un flujo de los campos principales.

Funcionamiento de Generadores CC de Excitación Serie

¿Puede un generador CC de excitación serie funcionar sin carga?

No, porque este tipo de generador funciona y depende directamente de la corriente o carga de la armadura.

Reacción de Armadura en Generadores CC

¿Cuándo se produce la reacción de armadura en los generadores CC y cuáles son sus efectos?

Se produce cuando el generador es conectado a una carga. El campo magnético generado por la armadura puede tener un efecto desmagnetizante que reduce el campo magnético resultante y, por ende, la FEM generada por el motor. Otro efecto es el flashover producido por la deformación del campo magnético.

Máquina Primaria y Línea Neutra

¿Qué es la máquina primaria para un generador?

Es la máquina que comparte su eje con el generador. Ejemplo: una turbina.

¿Qué es la línea neutra?

El flujo que atraviesa una dada espira es máximo cuando esta se encuentra en un plano perpendicular al campo y en esta posición no hay tensión inducida en la espira. Esta posición recibe el nombre de línea neutra.

Clasificación de los Generadores Síncronos

Los generadores síncronos se pueden clasificar según diferentes criterios:

Movimientos Relativos:

• Polos fijos
• Polos girantes

Posición:

• Eje horizontal (alta velocidad)
• Eje vertical (baja velocidad)
• Posición sombrilla (velocidad intermedia)

Forma de Excitación de Campos:

• Estática
• Brushless
• Rotativa
• Autorregulado

Cantidad de Fases:

• Trifásico
• Monofásico