Generadores síncronos

1.
DEFINICIÓN:

• El Generador Síncrono, o también
  llamado Alternador, es un tipo de máquina
  eléctrica rotativa capaz de transformar energía
  mecánica (en forma de rotación) en
  energía eléctrica.

• Son los encargados de generar la mayor parte de la
  energía eléctrica consumida en la red, y su
  respuesta dinámica resulta determinante para la
  estabilidad del sistema después de una
  perturbación. Por ello, para simular la respuesta
  dinámica de un sistema eléctrico es
  imprescindible modelar adecuadamente los generadores
  síncronos.

• Es capaz de convertir energía mecánica
  en eléctrica cuando opera como generador y
  energía eléctrica en mecánica cuando
  operada como motor.

• Los GS funcionan bajo el principio de que en un
  conductor sometido a un campo magnético variable crea
  una tensión eléctrica inducida cuya polaridad
  depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo
  atraviesa.

• La razón por la que se llama generador
  síncrono es la igualdad entre la frecuencia
  eléctrica como la frecuencia angular es decir el
  generador girara a la velocidad del campo magnético a
  esta igualdad de frecuencias se le denomina
  sincronismo.

• Esta máquina funciona alimentando al rotor o
  circuito de campo por medio de una batería es decir
  por este devanado fluirá CC. mientras q en el estator
  o circuito de armadura la corriente es alterna CA.

• Cuando un generador síncrono está
  sometido a carga, la tensión inducida sufre cambios
  por lo que se deberá utilizar equipos auxiliares que
  garanticen una óptima operación del
  mismo.

2. PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO:

El principio de funcionamiento de un G.S se basa en la
ley de Faraday. Para crear tensión inducida en el circuito
de armadura (estator), debemos crear un campo magnético en
el rotor o circuito de campo, esto lo lograremos alimentado el
rotor con una batería, este campo magnético
inducirá una tensión en el devanado de armadura por
lo que tendremos una corriente alterna fluyendo a través
de el.

Al operar como generador, la es suministrada a la máquina por la
aplicación de un torque y por la
rotación del eje de la misma, una fuente de energía
mecánica puede ser, por ejemplo, una turbina
hidráulica, a gas o a vapor. Una vez estando el
generador conectado a la red eléctrica, su rotación
es dictada por la frecuencia de la red, pues la frecuencia de la
tensión
trifásica depende directamente de la velocidad de la
máquina.

Para que la máquina síncrona sea capaz de
efectivamente convertir energía mecánica aplicada a
su eje, es necesario que el enrollamiento de
campo localizado
en el rotor de la
máquina sea alimentado por una fuente de tensión
continua de
forma que al girar el campo
magnético generado por los polos del rotor tengan un
movimiento relativo a los conductores de los
enrollamientos del estator.

Debido a ese movimiento relativo entre el campo
magnético de los polos del rotor, la intensidad del
campo magnético que atraviesa los enrollamientos del
estator irá a variar el tiempo, y así tendremos por
la ley de
Faraday una inducción de tensiones en las terminales
de los enrollamientos del estator.

Debido a distribución y disposición
espacial del conjunto de enrollamientos del estator, las
tensiones inducidas en sus terminales serán alternas
senoidales trifásicas.

La corriente eléctrica utilizada para alimentar
el campo es denominada corriente de excitación. Cuando el
generador está funcionando aisladamente de un sistema
eléctrico (o sea, está en una isla de potencia), la
excitación del campo irá a controlar la
tensión eléctrica generada. Cuando el generador
está conectado a un sistema eléctrico que posee
diversos generadores interligados, la excitación del campo
irá a controlar la potencia reactiva generada.