Principios Fundamentales de Máquinas Eléctricas y Sistemas de Potencia

El Transformador Eléctrico

El transformador es una máquina eléctrica estática capaz de convertir una corriente alterna de alta tensión y débil intensidad en otra de baja tensión y gran intensidad, o viceversa. Su funcionamiento se rige por la siguiente relación de transformación:

U₁/U₂ = N₁/N₂ = m (relación de transformación)

El Alternador: Generación de Corriente Alterna

El alternador es una máquina eléctrica rotativa síncrona que genera corriente alterna (CA). Para su operación, necesita estar acoplado a un motor primario que impulse la rotación de su rotor. Al rotor se le aplica una corriente de excitación (corriente continua, CC) a través de escobillas, lo que origina la creación de campos magnéticos. Estos campos, al interactuar con el devanado del estator, inducen la generación de corriente alterna.

Velocidad Síncrona

La velocidad síncrona (Ns) es un parámetro fundamental en máquinas síncronas y se calcula mediante la fórmula:

Ns = (60 * f) / p

Donde f es la frecuencia de la corriente alterna y p es el número de pares de polos.

Relé de Potencia Inversa

El relé de potencia inversa es un dispositivo de protección esencial que comprueba la dirección del flujo de potencia entre el generador y el cuadro principal, previniendo situaciones de retroalimentación indeseada.

Acoplamiento en Paralelo de Generadores a Bordo

El acoplamiento en paralelo de dos generadores, especialmente en aplicaciones a bordo, ofrece múltiples ventajas significativas:

• Seguridad y continuidad en el suministro eléctrico.
• Permite la parada de un alternador para revisión o mantenimiento sin interrumpir el servicio.
• Evita el tamaño desproporcionado que tendría una única máquina para cubrir la demanda total.
• Ofrece mayor flexibilidad, permitiendo acoplar generadores en función de la demanda de suministro, lo que resulta en un uso más eficiente de la energía generada.

Condiciones para el Acoplamiento en Paralelo

Para un acoplamiento seguro y eficiente de generadores en paralelo, deben cumplirse estrictamente las siguientes condiciones:

1. El valor eficaz de las tensiones de línea de ambos generadores debe coincidir.
2. Debe haber igualdad de frecuencias entre los generadores.
3. El orden de sucesión de las fases debe ser el mismo en ambos generadores.
4. En el instante preciso de la conexión, las tensiones homólogas de ambos generadores deben estar en fase.

Reparto de Potencia en Generadores en Paralelo

Reparto de Potencia Activa

En la práctica, para repartir la potencia activa entre generadores en paralelo sin alterar la frecuencia del sistema, se actúa sobre las revoluciones por minuto (RPM) de los motores primarios. Se aumenta la RPM del motor primario de un generador y, simultáneamente, se disminuye la del otro.

Reparto de Potencia Reactiva

Para repartir la potencia reactiva sin variar la frecuencia del sistema, se ajusta la corriente de excitación. Se aumenta la corriente de excitación de un generador y, de forma simultánea, se disminuye la del otro.

Motores Equipados con MSIP

Los motores equipados con MSIP presentan las siguientes características destacadas:

• Bajo nivel de ruido mecánico.
• Alta eficiencia general del sistema.
• Equipamiento de bajo peso y volumen.
• Buena capacidad de refrigeración.
• Combinan poco volumen con alta eficiencia.