U T C IV INGENIERÍA INDUSTRIAL MÁQUINAS ELÉCTRICASPERIODO OCT. 2014-FEB.2015 TRABAJO DE COLABORATIVO TERCER PARCIAL

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI.

UNIDAD ACADÉMICA CIENCIAS DE LA

INGENIERÍA Y APLICADAS.

CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL

NIVEL: CUARTO

PERIODO ACADÉMICO: OCTUBRE-FEBRERO 2014-2015

ASIGNATURA: MÁQUINAS ELÉCTRICAS

TIPO DE TRABAJO: TRABAJO COLABORATIVO

FECHA DE PRESENTACIÓN: JUEVES 25 DE FEBRERO DE 2015

GRUPO N: 1

Autores: CHICAIZA HERRERA JORGE DARIO

GUALPA TOAPANTA SEGUNDO ALONSO

PULLOPAXI LLAMBA JAIRO JESUS

REINOSO TAPIA ERIKA LUCERO

VERGARA PACHECO LUIS ANIBAL

Febrero, 2015

TEMA: GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA

U T C IV INGENIERÍA INDUSTRIAL MÁQUINAS ELÉCTRICASPERIODO OCT. 2014-FEB.2015 TRABAJO DE COLABORATIVO TERCER PARCIAL

GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de

potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes.

Los generadores de corriente alterna son dispositivos que se encargan de

convertir la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple

consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme.

Figura 1. Generador de corriente alterna.

Fuente1.

http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-

basicos/v.-funcionamento-basico-de-generadores

PARTES DEL GENERADOR ELECTRICO

El movimiento de rotación de las espiras. Es producido por el movimiento de

una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o

por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la

energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el

segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica

al quemar carbón u otro combustible fósil.

Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia

con el tiempo se produce una fem (fuerza electromotriz). Los extremos de la

espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la

U T C IV INGENIERÍA INDUSTRIAL MÁQUINAS ELÉCTRICASPERIODO OCT. 2014-FEB.2015 TRABAJO DE COLABORATIVO TERCER PARCIAL

figura. Las conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas

estacionarias en contacto con los anillos.

Figura 2. Extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira.

Fuente 2.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/generador/generador.htm

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.

U T C IV INGENIERÍA INDUSTRIAL MÁQUINAS ELÉCTRICASPERIODO OCT. 2014-FEB.2015 TRABAJO DE COLABORATIVO TERCER PARCIAL

Figura 2. Disposición de elementos en un generador simple

Fuente 2.

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

U T C IV INGENIERÍA INDUSTRIAL MÁQUINAS ELÉCTRICASPERIODO OCT. 2014-FEB.2015 TRABAJO DE COLABORATIVO TERCER PARCIAL

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.

Generadores de corriente alterna

Un generador simple sin conmutador producirá una corriente eléctrica que cambia

de sentido a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es

ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los

generadores eléctricos son de este tipo. Los generadores de corriente alterna de

baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos, para mejorar su eficiencia y para

lograr con más facilidad la frecuencia deseada.

Los alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a

menudo máquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un

generador de corriente alterna es igual a la mitad del producto del número de

polos por el número de revoluciones por segundo de la armadura.

U T C IV INGENIERÍA INDUSTRIAL MÁQUINAS ELÉCTRICASPERIODO OCT. 2014-FEB.2015 TRABAJO DE COLABORATIVO TERCER PARCIAL

Fuente3. Generadores de corriente alterna

Fuente3. http://www.monografias.com/trabajos82/corrientes-alternas-y-corrientes-

continuas/corrientes-alternas-y-corrientes-continuas.shtml#ixzz3SE6LMJpD

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 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 energía mecánica en eléctrica

alterna.