PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento del generador de corriente alterna, se basa en el principio general de inducción de

voltaje en un conductor en movimiento cuando atraviesa un campo magnético. Este generador consta

de dos partes fundamentales, el inductor, que es el que crea el campo magnético y el inducido que es

el conductor el cual es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo. Los mismos funcionan

colocando una espira dentro de un campo magnético y se la hace girar, sus dos lados cortarán las

líneas de fuerzas del campo, induciéndose una fem, esta verificada en los extremos del conductor que

forma la espira. La fem inducida es de carácter alternado. Cerrando el circuito esta fem da origen a

una corriente eléctrica, también alternada. Si conectamos una lámpara al generador veremos que por

el filamento de la bombilla circula una corriente que hace que se ponga incandescente, y emite tanta

más luz cuanto mayor sea la velocidad con que gira la espira en el campo magnético.

El inductor está constituido por el rotor R, dotado de cuatro piezas magnéticas, las que para simplificar

son imanes permanentes, cuya polaridad se indica, y el inducido o estator con bobinas de alambre

arrolladas en las zapatas polares.

Las cuatro bobinas a-b, c-d, e-f y g-h, arrolladas sobre piezas de una aleación ferromagnética, se

magnetizan bajo la acción de los imanes del inductor. Dado que el inductor está girando, el campo

magnético que actúa sobre las cuatro zapatas cambia de sentido cuando el rotor gira 90º (se cambia

de polo N a polo S), y su intensidad pasa de un máximo, cuando están las piezas enfrentadas, a un

mínimo cuando los polos N y S están equidistantes de las piezas de hierro.

Son estas variaciones de sentido y de intensidad del campo magnético las que inducirán en las cuatro

bobinas una diferencia de potencial (voltaje) que cambia de valor y de polaridad siguiendo el ritmo del

campo.

La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales A-B se obtiene multiplicando el

número de vueltas por segundo del inductor por el número de pares de polos del inducido (en este

caso 2), y el voltaje generado dependerá de la fuerza de los imanes (intensidad del campo), la

cantidad de vueltas de alambre de las bobinas y de la velocidad de rotación.

La corriente que se genera mediante los alternadores descriptos, aumenta hasta un pico, cae hasta

cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias veces por segundo, dependiendo

de la frecuencia para la que esté diseñada la máquina. Este tipo de corriente se conoce como corriente

alterna monofásica. Sin embargo, si la armadura la componen dos bobinas, montadas a 90º una de

otra, y con conexiones externas separadas, se producirán dos ondas de corriente, una de las cuales

estará en su máximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna

bifásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá corriente en forma

de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica.

Siendo lo mismo girar la espira o a los campos, será mejor girar aquella parte que conduzca menor

corriente porque los contactos deslizantes deberán dejar paso a corrientes más pequeñas. Esto se

hace con los alternadores y motores reversibles.

Como la fem es proporcional a las variaciones del flujo magnético y al número de espiras estos

alternadores suelen llevar una bobina con muchas espiras.

La ley de Faraday se utiliza para obtener la fem y la ley de Lenz para determinar el sentido de la

corriente inducida.

Generación de corriente alterna – Electrónica y Electrotecnia

Enviado por German Fredes

Partes: 1, 2

1.2. Corriente alterna 3. Principio de inducción 4. Principio de generación de corriente alterna 5. Sentido de las Líneas de Fuerza 6. Revoluciones en los generadores

Introducción

En la actualidad la mayoría de los artefactos que tenemos en nuestros hogares y los que vemos en la calle utilizan energía eléctrica; ya sea un televisor, un reloj, un celular, o un automóvil, etc. Aunque algunos de estos utilizan la energía de una pila o una batería para funcionar, por lo general estas se recargan con corriente alterna rectificada. En el caso de un celular se recarga a través de una fuente compuesta por un transformador reductor y un puente de diodos que se conectan a la línea de tensión domiciliaría, y en el caso de un automóvil este recarga su batería a través de un generador de corriente alterna que en la salida de tensión tiene un puente de diodo que se encarga de transformar la corriente alterna en corriente continua.

Los generadores de corriente alterna ya sea un alternador de un automóvil, un grupo electrógeno, o los grandes generadores de las planta hidroeléctricas, transforman la energía mecánica en energía eléctrica.

Corriente alterna

Se denomina así a la corriente eléctrica en la que su magnitud y dirección varían respondiendo a un determinado ciclo. La forma de onda de la corriente alterna utilizada en tendidos eléctricos domiciliarlos es la onda senoidal, puesto que es de fácil generación.

Principio de inducción

Entre los polos de un imán se genera un campo magnético produciendo unas líneas de fuerzas que parten desde el polo norte y se dirigen hacia el polo sur.

Si se logra poner los polos enfrentados y mover un conductor cortando las líneas de fuerza, se producirá una diferencia de potencial entre los extremos de este. Si dejamos fijo el conductor o lo movemos paralelamente a las líneas de fuerza la diferencia de potencial desaparece. Si se conectan dichos extremos a un circuito, se producirá una circulación de corriente eléctrica a través del mismo. La circulación de corriente cambia su sentido de acuerdo a la dirección de desplazamiento del conductor dentro del campo magnético.

Principio de generación de corriente alterna

El fenómeno de inducción electromagnética fue descubierto por faraday en el año 1830, llegando a demostrar que "cuando un conductor se mueve dentro de un campo magnético cortando líneas de fuerza, se engendra en el una fuerza electromotriz, que es directamente proporcional al flujo cortado, e inversamente proporcional al tiempo empleado en hacerlo.

Teniendo un imán permanente como inductor estático y un rotor con una espira como inducido tendremos un generador elemental.

Al recibir movimiento, la espira cortará las líneas de fuerza y se producirá una fuerza electromotriz.

Sentido de las Líneas de Fuerza

A medida que la espira va girando esta va cortando, las líneas d fuerza, de un ángulo y posición distinta generando una variación en la tensión y produciendo el cambio en el sentido de circulación de la corriente.

En la figura A la espira se mueve paralela a las líneas de fuerza sin generar voltaje en sus extremos.

A medida que la espira avanza esta se va desplazando formando ángulos, generando paulatinamente una tensión en sus extremos; hasta que llega al posición que se ve en la figura B, en donde la espira se mueve perpendicular a las líneas de fuerza cortando a estas "más efectivamente" generando un pico de tensión.

A medida que el rotor sigue girando este vuelve a una posición nula en donde la espira se encuentra paralela a las líneas de fuerza, sin generar tensión.

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Los electrones, con carga negativa tienden a moverse hacia átomos con carga positiva. A esos electrones se los estimula para que produzcan electricidad.

Si comparamos la corriente electrica con una corriente hidraúlica que se mueve mediante el impulso de una bomba en un mismo sentido, tenemos corriente continua. ejemplo : Una pila o una batería.

Si esa corriente de agua, ahora la impulsamos con un pistón, se va a mover en un sentido y en el otro. Se llama corriente alterna y describe una sinusoide.

 

Esa cooriente alterna se consigue con un generador. a esos electrones se los estimula con un imán.Al girar también describe una sinusoide.

Si en lugar de un conductor tenemos tres conductores, desplazados un tercio cada uno, conseguimos corriente trifásica.

Gracias a la corriente alterna, la electricidad puede transportarse a lo largo y a lo ancho del país, ya que si bajamos el voltaje  sin disminuir la potencia la podemos transportar con conductores de menor sección.

El Voltaje se puede alterar mediante transformadores. una bobina arrollada incide magneticamente sobre otra bobina en el mismo transformador.

Valores de distribución de corriente eléctrica

La electricidad se debe distribuir equitativamente. Se distribuye un polo vivo por unidad de vivienda.

Al llegar a cada vivienda, puede distribuirse en forma aerea o subterránea.

 

Ya sea que la distribución es aerea o subterránea todas tienen los mismos componentes

 

Medisor

 

Tablero principal

 

Unifilar de tableros

Tableros seccionales o secundarios

 

aqui vemos como son las llaves de protección.

tenemos que conocer la simbología para comenzar a plantear el proyecto

 

En caso de hacer una reforma, tendremos además d las bocas nuevas, bocas existentes.

Los conductores se colocan dentro de cañerías. estas pueden ser metálicas o plásticas.

Página relacionada. Conductores eléctricos: http://www.indelqui.com.ar/

Ubicación de conductores

Las cajas, que se utilizan para las bocas de techo, de pared, tomacorrientes, interruptores y cajas de pase, puden ser metálicas o plásticas.

 

 

Para comenzar el proyecto hay que dibujar el mobiliario y las puertas.

Ahora veamos la simbología de los tomacorrientes

Los tomas deben tener protección a tierra.

Para que usamos los tomas y sus limitaciones reglamentarias

Tomas de uso General  para enchufar artefàctos domèsticos.

TUG 15 bocas- 20 Amperes. 2.200 VA por circuito

Tomas de uso especial: Para exterior, Para motores, artefàctos de Aiere Acondicionado.

TUE 12 bocas- 32 Amperes. 3.300 Va por circuito.

Se llaman llaves de combinación las que se utilizan en pasillos y escaleras. con ellas podemos prender desde un interruptor y apagar desde otro punto.

Tipos de Bocas y sus limitaciones reglamentarias

Para comenzar a calcular la instalación es imprescindible conocer el grado de elctrificación. Así sabremos la cantidad de circuitos necesarios.

 

Para locales y oficinas, los valores cambian. Se debe recurrir a libros actualizados o consultar el Reglamento porque pueden variar estos datos.

 

 

También hay que averiguar los puntos mínimos de utilización, para viviendas y para locales u oficinas. esos datos nos dirán la cantidad de bocas, tomas, etc. por ambiente.

En el proyecto ubicamos Bocas, bocas de techo, tomacorrientes e interruptores.

Continuamos en la teórica 2.

 

publicado por: Mirta Fenandez ver página del autor

 

Ver también:

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Los generadores eléctricos1.

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Detalle de un

generador eléctrico

Un generador es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía

mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de los

dos elementos principales que lo componen: la parte móvil llamada rotor, y

la parte estática que se denomina estátor.

Cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una de las dos

partes genera un flujo magnético (actúa como  inductor) para que el otro

lo transforme en electricidad (actúa como inducido).

Los generadores eléctricos se diferencian según el tipo de corriente que

producen. Así, nos encontramos con dos grandres grupos de máquinas

eléctricas rotativas: los alternadores y las dinamos.

Los alternadores generan electricidad en corriente alterna. El elemento

inductor es el rotor y el inducido el estátor. Un ejemplo son los generadores

de las centrales eléctricas, las cuales transforman la energia mecánica en

eléctrica alterna.

Las dinamos generan electricidad en corriente continua. El elemento

inductor es el estátor y el inducido el rotor. Un ejemplo lo encotraríamos en

la luz que tiene una bicicleta, la cual funciona a través del pedaleo.

Aprende más sobre los generadores eléctricos

Máquinas eléctricas rotativas: los   generadores. Principio de funcionamiento de un generador eléctrico: Ley de Faraday. Generador de corriente alterna: el alternador. Generador de corriente continua: la dinamo. Ventajas del alternador respecto a   la dinamo.   Preguntas sobre generadores eléctricos.

Máquinas eléctricas rotativas: los generadoresLlamamos máquinas eléctricas a los dispositivos capaces de

transformar energía eléctrica en cualquier otra forma de energía. Las

máquinas eléctricas se pueden dividir en:

Máquinas eléctricas rotativas, que están compuestas de partes

giratorias, como las dinamos, alternadores y motores.

Máquinas eléctricas estáticas, que no disponen de partes móviles,

como los transformadores.

Vamos a fijarnos en el grupo de las máquinas rotativas, que lo constituyen

los motores y los generadores. Las máquinas eléctricas rotativas son

reversibles, yq que pueden trabajar de dos maneras diferentes:

Como motor eléctrico: Convierte la energía eléctrica en mecánica.

Como generador eléctrico: Convierte la energía mecánica en

eléctrica.

Detalle del rotor y del estátor de un generador

Las máquinas eléctricas se pueden dividir en rotativas y estáticas. En este

caso vamos a fijarnos en el grupo de las máquinas rotativas que lo

constituyen los motores y los generadores.

Todas las máquinas rotativas están formada por una parte fija

llamada estátor, tiene forma cilíndrica, y otra móvil llamada rotor.   El

rotor se monta en un eje que descansa en dos rodamientos o cojinetes. El

espacio de aire que separa el estátor del rotor, necesario para que pueda

girar la máquina se denomina entrehierro.

Normalmente tanto en el estátor como en el rotor existen devanados

hechos con conductores de cobre por los que circulan corrientes

suministradas o cedidas a un circuito exterior que constituye el sistema

eléctrico. Uno de los devanados crea un flujo en el entrehierro y se

denomina inductor. El otro devanado recibe el flujo del primero y se

denomina inducido. De igual manera, se podria situar el inductor en el

estátor y el inducido en el rotor o viceversa.

Pérdidas y eficiencia de las máquinas eléctricas rotativas

Como cualquier máquina, la potencia de salida que ofrecen las máquinas

eléctricas rotativas es menor que la potencia de alimentación que se les

suministra, potencia suministrada. La diferencia entre la potencia de salida

y la suministrada son las pérdidas:

La potencia de salida de un generador eléctrico es la potencia eléctrica que

entrega, la potencia útil. La potencia suministrada o  total es la potencia

mecánica de entrada: la potencia mecánica que absorbe la máquina para

poder generar electricidad.  

 Dentro de una máquina eléctrica rotativa, las pérdidas más significativas

son:

Pérdidas mecánicas: Causadas por el rozamiento entre las piezas

móviles y por la ventilación o refrigeración interior de los devanados.

Pérdidas eléctricas o pérdidas en el cobre: Se producen en el

circuito eléctrico y en sus conexiones y son debidas al efecto Joule.

Pérdidas magnéticas o pérdidas en el hierro: Dependen de las

variaciones que se producen en los campos magnéticos y de la

frecuencia.

Así mismo, el cociente entre la potencia de salida (también llamada

potencia útil) y la potencia suministrada (también llamada potencia total o

absorbida) es la eficiencia. Esta eficiencia se expresa en tanto por

ciento(%):

Por lo tanto, la eficiencia de una máquina eléctrica determina la cantidad de

trabajo útil que puede producir, a partir de la energia total que consume.

Principio de funcionamiento de un generador eléctrico: Ley de Faraday

Representación del experimento que realizó Faraday

El principio de funcionamiento de los generadores se basa en el fenómeno

de inducción electromagnética.

 La Ley de Faraday. Esta ley nos dice que el voltaje inducido en un

circuito es directamente proporcional al cambio del flujo magnético

en un conductor o espira. Esto quiere decir que si tenemos uncampo

magnético generando un flujo magnético, necesitamos una espira por

donde circule una corriente para conseguir que se genera la f.e.m. (fuerza

electromotriz).

Este descubrimiento, realizado en el año 1830 por Michael Faraday,

permitió un año después la creación del disco de Faraday. El disco de

Faraday consiste en un imán en forma de U, con un disco de cobre de doce

pulgadas de diámetro y 1/5 de pulgas de espesor en medio colocado sobre

un eje, que está girando, dentro de un potente electroimán. Al colocar una

banda conductora rozando el exterior del disco y otra banda sobre el eje,

comprobó con un galvanómetro que se producía electricidad mediante

imanes permanentes.  Fue el comienzo de las modernas dinamos  Es decir,

generadores eléctricos que funcionan por medio de un campo magnético.

Era muy poco eficiente y no tenía ningún uso como fuente de energía

práctica, pero demostró la posibilidad de generar electricidad usando

magnetismo y abrió la puerta a los conmutadores, dinamos de corriente

continua y finalmente a los alternadores de corriente.

Como se observa en el capítulo de electromagnetismo,

cuando dentro de un campo magnético tenemos una

espira por donde circula una corriente eléctrica

aparecen un par de fuerzas que provocan que la

espira gire alrededor de su eje. De esta misma manera, si dentro de un

campo magnético introducimos una espira y la hacemos girar

provocaremos lacorriente inducida. Esta corriente inducida es la

responsable de la f.e.m. y será variable en función de la posición de la

espira y el campo magnético.  

La cantidad de corriente inducida o f.e.m. dependerá de la cantidad de flujo

magnético (también llamado líneas) que la espira pueda cortar, cuanto

mayor sea el número, mayor variación de flujo generara y por lo

tanto mayorfuerza electromotriz..

Se observa los dos casos más extremos, cuando la espira está situada a 0º o 180º y no

corta líneas, y cuando está a 90º y 270º y las corta todas

Al hacer girar la espira dentro del imán conseguiremos una tensión que

variará en función del tiempo. Esta tensión tendrá una forma alterna,

puesto que de 180º a 360º los polos estarán invertidos y el valor de

la tensión será negativo.

El principio de funcionamiento del alternador y de la dinamo se basa en que

el alternador mantiene la corriente alternamientras la dinamo convierte la

corriente alterna en corriente continua.

Señales de salida de un

alternador, en corriente alterna, y de una dinamo en corriente continuo

Generador de corriente alterna: el alternadorLos generadores de corriente alterna o alternadores son máquinas que

transforman energía mecánica, que reciben por el rotor, en energía

eléctrica en forma de corriente alterna. La mayoría de alternadores son

máquinas de corriente alterna síncrona, que son las que giran  a

la velocidad de sincronismo, que está relacionada con el nombre de

polos que tiene la máquina y la frecuencia de la fuerza electromotriz. Esta

relación hace que el motor gire a la misma velocidad que le impone el

estátor a través del campo magnético. Esta relación viene dada por la

expresión:

Donde f es la frecuencia a la cual esta conectada la máquina y P es el

numero de pares de polos.

Modelización del funcionamiento de un generador

 Su estructura es la siguiente:

Estátor: Parte fija exterior de la máquina. El estátor está formado por

una carcasa metálica que sirve de soporte. En su interior encontramos el

núcleo del inducido, con forma de corona y ranuras longitudinales, donde

se alojan los conductores del enrollamiento inducido. Rotor: Parte móvil que gira dentro del estátor El rotor contiene el sistema

inductor y los anillos de rozamiento, mediante los cuales se alimenta el sistema inductor. En función de la velocidad de la máquina hay dos formas

constructivas.o Rotor de polos salidos o rueda polar: Utilizado para turbinas

hidráulicas o motores térmicos, para sistemas de baja velocidad.o Rotor de polos lisos: Utilizado para turbinas de vapor y gas, estos

grupos son llamados turboalternadores. Pueden girar a 3000, 1500 o

1000 r.p.m. en función de los polos que tenga.

El alternador es una máquina eléctrica rotativa síncrona que necesita

de una corriente de excitación en el bobinaje inductor para generar el

campo eléctrico y funcionar. Por lo tanto su diagrama de funcionamiento es

el siguiente:

Diagrama de funcionamiento del alternador

Al ser máquinas síncronas que se conectan a la red han de trabajar a una

frecuencia determinada. En el caso de Europa y algunas zonas de

Latinoamérica se trabaja a 50 Hz, mientras que en los Estados Unidos usan

60 Hz. En aplicaciones especiales como en el caso de la aeronáutica, se

utilizan frecuencias más elevadas, del orden de los 400 Hz.

El principio de funcionamiento de los alternadores es el mismo que hemos

estudiado hasta ahora, con una pequeña diferencia. Para generar el campo

magnético, hay que aportar una corriente de excitación (Ie) en corriente

continua. Esta corriente genera el campo magnético para conseguir

la corriente inducida (Ii) que será corriente alterna.

Los alternadores están acoplados a una máquina motriz que les genera la

energía mecánica en forma de rotación. Según la máquina motriz tenemos

tres tipos:

Máquinas de vapor: Se acopla directamente al alternador. Generan

una velocidad de giro baja y necesitan un volante de inercia para

generar una rotación uniforme.

Motores de combustión interna: Se acoplan directamente y las

características son similares al caso anterior.

Turbinas hidráulicas: La velocidad de funcionamiento tiene un rango

muy amplio. Estos alternadores están diseñados para funcionar bien

hasta el doble de su velocidad de régimen.Excitatriz de los alternadores

Los alternadores necesitan una fuente de corriente continua para

alimentar los electroimanes (deanados) que forman el sistema

inductor. Por eso, en el interior del rotor se incorpora la excitatriz.

La excitatriz es la máquina encargada de suministrar la corriente de

excitación a las bobinas del estátor, parte donde se genera el campo

magnético. Según la forma de producir el flujo magnético inductor podemos

hablar de:

Excitación independiente. La corriente eléctrica proviene de una

fuente exterior.

Excitación serie. La corriente de excitación se obtiene conectando las

bobinas inductoras en serie con el inducido. Toda la corriente inducida a

las bobinas del rotor pasa por las bobinas del estátor.

Excitación shunt o derivación. La corriente de excitación se obtiene

conectando las bobinas del estátor en paralelo con el inducido. Solo pasa

por las bobinas del estátor una parte de la corriente inducida.

Excitación compound. En este caso las bobinas del estátor están

conectadas tanto en serie como en paralelo con el inducido. 

Efectos del funcionamiento de un alternador

Cuando un alternador funciona conectado a un circuito exterior se crean

corrientes inducidas que nos generan los siguientes efectos:

Caída de tensión en los bobinajes inducidos: La resistividad que nos

presentan los conductores hace que tengamos una caída de tensión.

Efecto de reacción en el inducido: El tipo de reacción que tendremos en el inducido dependerá de la carga conectada:

o Resistiva: Tenemos un incremento en la caída de tensión interna y

una disminución de la tensión en los bornes de salida.o Inductiva: Aparece una caída de tensión importante en los bornes de

salida.o Capacitiva: Disminuye la caída de tensión interna y eleva mas el

valor de la tensión de salida en los bornes de salida.

Efecto de dispersión del flujo magnético: Hay líneas de fuerza que

no pasan por el inducido, se pierden o llegan al siguiente polo. Cuanto

más alta sea la corriente del inducido, más pérdidas por dispersión nos

encontramos.Generador de corriente continua: la dinamoEl generador de corriente continua, también llamado dinamo, es una

máquina eléctrica rotativa a la cual le suministramos energía mecánica y la

transforma en energía eléctrica en corriente continua. En la actualidad se

utilizan muy poco, ya que la producción y transporte de energía eléctrica es

en forma de corriente alterna.

Una de las características de las dinamos es que son máquinas reversibles:

se pueden  utilizar tanto como generador o como motor.  El motor es la

principal aplicación industrial de la dinamo, ya que tiene facilidad a la hora

de regular su velocidad de giro en el rotor.

Las principales partes de esta máquina son:

Estátor

El estátor es la parte fija exterior de la dinamo. El estátor contiene el

sistema inductor destinado a producir el campo magnético. Está formado

por:

Polos inductores: Diseñados para repartir uniformemente el campo

magnético. Distinguimos en ellos el núcleo y la expansión polar. El

número de polos ha de ser par, en caso de máquinas grandes se han de

utilizar polos auxiliares.

Devanado inductor: Son las bobinas de excitación de los polos

principales, colocadas alrededor del núcleo. Están hechos con

conductores de cobre o de aluminio recubiertos por un barniz aislante.

Culata: La culata sirve para cerrar el circuito magnético y sujertar los

polos. Esta construida con material ferromagnético.

Rotor

El rotor es la Parte móvil que gira dentro del estátor. El rotor al estar

sometido a variación de flujo crea la fuerza electromotriz inducida, por lo

tanto contiene el sistema inducido. Está formado por:

Núcleo del inducido: Cilindro construido para reducir las pérdidas

magnéticas. Dispone de ranuras longitudinales donde se colocan las

espiras del enrollamiento del inducido.

Devanado inducido: Formado por espiras que se distribuyen

uniformemente por las ranuras del núcleo. Se conecta al circuito exterior

de la máquina por medio del colector y las escobillas.

Colector: Cilindro solidario al eje de la máquina formado por segmentos

de cobre o láminas aisladas eléctricamente entre ellas. En cada lámina

se conecta una bobina. Es el encargado de realizar la conversión de

corriente alterna a corriente continua.

Escobillas: Son piezas de carbón-grafito o metálicas, que están en

contacto con el colector. Hacen la conmutación de la corriente inducida y

la transportan en forma de corriente continua hacia el exterior.

Cojinetes: Sirven de soporte y permiten el giro del eje de la máquina.

Entrehierro

El entrehierro e s el espacio de aire comprendido entre el rotor y el estátor.

Suele ser normalmente de entre 1 y 3 milímetros. El entehierro es

imprescindible para evitar rozamientos entre la parte fija y la parte móvil.

Detalle de la espira de una dinamo con los colectores delgas

La conmutación en las dinamos

La conmutación es la operación de transformación de una señal alterna a

una señal continua y también se conoce como rectificación de señal. Las

dinamos hacen esta conmutación porque tienen que suministrar corriente

continua.

Esta conmutación en las dinamos se realiza a través del colector de delgas. 

Los anillos del  colector están cortados debido a que por fuera de la espira

la corriente siempre tiene que ir en el mismo sentido. 

A la hora de realizar esta conmutación existen diferentes problemas.

Cuando el generador funciona con una carga conectada en sus bornes, nos

encontramos con una caída de tensión interna y una reacción en el

inducido.

El inducido creará un flujo magnético que se opone al generado por el

imán. A este efecto se le da el nombre defuerza contraelectromotriz,

que desplazará el plano neutro.

Para solucionar este problema se pueden realizar diversas mejoras como:

Desplazamiento de las escobillas: Este método cambia las escobillas

a su nueva posición corrigiendo el desvío del plano, el problema es que

el motor puede trabajar desde el 0% de su carga total al 100%, por lo

que el plano puede cambiar.

Polos de conmutación o auxiliares: la función de estos polos

auxiliares es la de compensar el flujo producido por las bobinas inducidas

y compensarlo. Es una solución muy útil y económica.

Bobinas de compensación: Cuando los generadores son de gran

potencia, los polos de conmutación no son suficientes, en este caso

usamos bobinas de compensación.Ventajas del alternador respecto a la dinamoEl alternador tiene varias ventajas que hacen que sea un tipo de máquina

más utilizada, ya no solo el hecho de que produce electricidad en corriente

alterna, que es como se consume, si no por otras ventajas del tipo

utilización.

Las ventajas del alternador respecto a la dinamo son las siguientes: 

En el alternador eléctrico se puede obtener mayor gama de velocidad de

giro. La velocidad de giro puede ir desde 500 a 7.000 rpm. La dinamo a

altas rpm sufre el el colector y las escobillas elevado desgaste y subida

de temperaturas.

El conjunto rotor y estátor en el alternador es muy compacto. 

Los alternadores poseen un solo elemento como regulador de tensión.

Los alternadores eléctricos son más ligeros: pueden llegar a ser entre un

40 y un 45% menos pesados que las dinamos, y de un 25 a un 35% más

pequeños.

El alternador trabaja en ambos sentidos de giro sin necesidad de

modificación. 

La vida útil del alternador es superior a la de la dinamo. Esto es debido a

que el alternador eléctrico es más robusto y compacto, por la ausencia

del colector en el inducido, y soporta mejor las altas temperaturas. Preguntas sobre generadores eléctricos¿Qué tipos de generadores eléctricos existen?

¿Para qué sirven cada una de las partes de un generador eléctrico?

¿Cómo funciona el circuito de excitación del generador?

¿A qué velocidad gira un generador? Conócenos ¿Qué es Endesa Educa? Actualidad Oferta de actividades Aparición en medios Recursos Conceptos Básicos Generación Transporte El sector eléctrico Consumo Otros sitios de Endesa Educa Blog Foros Endesa Educa Energía 1. Otros sitios del grupo

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Generación de corriente alterna – Electrónica y Electrotecnia (página 2)

Enviado por German Fredes

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Cuando la espira pasa la posición de la figura C; formando ángulos esta se vuelve y a generar tensión, pero en este caso con una polaridad inversa a la anterior. Hasta llegar a la posición de la figura D donde se vuelve a producir el pico de tensión por estar la espira perpendicular a las líneas de fuerza.

Luego de esto la espira sigue su transcurso, llegando nuevamente a la posición A.

La representación grafica de la tensión obtenida es una sinusoidal.

En este ultimo caso, le campo inductor (imán permanente) permanece fijo, si se realiza la operación inversa, es decir, movemos el campo inductor, y mantenemos estático al inducido, tendremos el mismo efecto en un giro de 360º. En este caso obtendremos como en el caso anterior, una sinusoide.

Este ultimo por lo generales el más utilizado, aunque con algunas variantes.

En el caso del estator, se le agregan dos bobinas más donde cada una se encarga de generar una onda sinusoidal desfasada 120º una de las otras.

Esto permite generar tensión trifasica.

En este caso también se debe tener en cuenta la conexión que van a tener entre si. Estas pueden ser triangulo o estrella.

En el caso del rotor se le agregan, en algunos casos, mayor cantidad de par de polos permitiendo generar mayor cantidad de ondas por vuelta, facilitando la generación de una frecuencia determinada con distintas revoluciones.

Por ejemplo: para la generación de 50 ciclos por segundo se puede utilizar varias RPM (revoluciones por minito)

50 Hz

2 polos 1 par 3000 RPM

4 polos 2 par 1500 RPM

8 polos 4 par 750 RPM

16 polos 8 par 375 RPM

Además con respecto al inductor también se suele utilizan una inducción por excitación. Esto se logra cambiando el imán permanente por una bobina arrollada a un núcleo de hierro con varias caras externas que hacen las veces de polos. Esto

permite, entre otras cosas, controlar la tensión de salida. Que se hace por medio de una caja reguladora.

Revoluciones en los generadores

Las revoluciones a las que va a estar sometido un generador inciden en dos aspectos básicos, la tensión y la frecuencia que va a generar el mismo.

Faraday dijo que la tensión que engendra un generador es directamente proporcional al flujo cortado, e inversamente proporcional al tiempo empleado en hacerlo. Esto quiere decir que si el campo inductor aumenta la tensión generada también aumentara y si el tiempo en dar una vuelta el rotor (ya sea inductor o inducido) disminuye el voltaje aumentara.

En el caso de un alternador de un automóvil, las revoluciones en que gira el rotor varían por girar a la par del motor del mismo. Para que la tensión de salida se mantenga en 14.2V, que es la tensión ideal de carga, se utiliza la ley de Faraday. Cuando las revoluciones en el alternador aumentan generando mayor tensión de salida la caja reguladora, que controla el campo magnético generado por el rotor inductor, le aplica menos voltaje para que las líneas de fuerza se debiliten y la tensión de salida disminuya. En el caso contrario, en el cual las revoluciones disminuyan, la tensión de salida es aumentada por efecto de la caja reguladora que en este caso aumenta la tensión en el inductor.

Con respecto a la frecuencia esta varía según las revoluciones y las cantidades de polos del inductor. Si las RPM y/o las cantidades de polos aumentan la frecuencia aumenta.

En el caso de las revoluciones estás cambian el tiempo en que se genera la onda, si las RPM aumentan, el tiempo que tarda en generar la onda disminuye y la frecuencia aumenta. En el caso de la cantidad de polos esto hace cambiar la cantidad de ondas que se generan por vuelta, generando una onda completa por par de polos por vuelta.

Para calcular la frecuencia se debe dividir la cantidad de par de polos por el tiempo en que tarda dar una vuelta el rotor. Para calcular esto ultimo se debe dividir 60seg. por las RPM.

 

 

 

Autor:

Germán Fredes

Profesor: Héctor Lopez

2º 3º turno Noche

Escuela de Educación Técnica Nº1

"Juan XXIII" de Marcos paz"

Año 2008

Partes: 1, 2