Turbomaquinas

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA

INDICE

CONCEPTO 2

GENERADORES SINCRONOS 3

TIPOS DE GENERADORES 4

A) Generador de corriente alterna: el alternador 4

B) Generador de corriente continua: la dinamo 7

FUNCIONAMIENTO Y PRINCIPIOS DEL GENERADOR 10

DISPOSICIÓN DE GENERADORES 14

CUESTIONARIO 19

CONCLUSIONES 23

BIBLIOGRAFIA 23

Página TURBOMAQUINAS


GENERADORES ELECTRICOSI. CONCEPTO

A medida que el hombre aprendió acerca de la electricidad, por medio de la observación fue capaz de identificar los principios para generarla.

Un generador eléctrico es un aparato capaz de mantener una diferencia de cargas eléctricas entre dos puntos (es decir, voltaje), transformando otras formas de energía en energía mecánica y posteriormente en una corriente alterna de electricidad(aunque esta corriente alterna puede ser convertida a corriente directa con una rectificación).

Los generadores eléctricos son aparatos que convierten la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica, a su vez, se produce a partir de la energía química o nuclear con varios tipos de combustible, o se obtiene a partir de fuentes renovables como el viento o los saltos de agua. Las turbinas de vapor, los motores de combustión interna, las turbinas de combustión de gas, los motores eléctricos, las turbinas de agua y de viento son los métodos comunes que proporcionan energía mecánica para este tipo de dispositivos. Hay generadores eléctricos de todo tipo de tamaños, desde muy pequeños de unos pocos vatios de potencia de salida hasta centrales eléctricas de gran potencia que proporcionan gigavatios de potencia.

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 estator. 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).


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II. GENERADORES SINCRONOS

Los generadores sincrónicos o alternadores son máquinas sincrónicas que se usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de corriente alterna. Los generadores sincrónicos son además el principal responsable de la generación de energía eléctrica a partir de fuentes de en

CONCEPTO. Véase, Véaseergía primaria. La figura 1 describe un generador sincrónico simple. Figura 1

Generador Síncrono, o también llamado Alternador, es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica (en forma de rotación) en eléctrica. A estos también se los conoce también como maquinas síncronas, 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 frecuencia se le denomina sincronismo. El generador síncrono es uno de los elementos más importantes de un sistema de potencia, ya que éste se encarga de generar la energía eléctrica que será transmitida a grandes distancias para ser posteriormente utilizada por los usuarios.

Los generadores síncronos 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. 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.

Esta máquina funciona alimentando al rotor o circuito de campo por medio de una batería es decir por este devanado fluirá CC. mientras que 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.

III. TIPOS DE GENERADORES

Los generadores eléctricos se diferencian según el tipo de corriente que producen. Así, nos encontramos con dos grandes 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 estator. Un ejemplo son los generadores de las centrales eléctricas, las cuales transforman la energía mecánica en eléctrica alterna.

Las dinamos: generan electricidad en corriente continua. El elemento inductor es el estator y el inducido el rotor. Un ejemplo lo encontraríamos en la luz que tiene una bicicleta, la cual funciona a través del pedaleo.

A) Generador de corriente alterna: el alternador

Los 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 estator a través del campo magnético. Esta relación viene dada por la expresión:

Donde f es la frecuencia a la cual está conectada la máquina y P es el número de pares de polos.


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Modelización del funcionamiento de un generador

A.1) ESTRUCTURA:

Estator: Parte fija exterior de la máquina. El estator 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 estator 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.

Rotor de polos salidos o rueda polar: Utilizado para turbinas hidráulicas o motores térmicos, para sistemas de baja velocidad.

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 y Perú usan 60 Hz. En aplicaciones especiales como en el caso de la aeronáutica, se utilizan frecuencias más elevadas, del orden de los 400 Hz.



A.2) FUNCIONAMIENTO:

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 (devanados) 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 estator, 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 estator.

Excitación shunt o derivación. La corriente de excitación se obtiene conectando las bobinas del estator en paralelo con el inducido. Solo pasa por las bobinas del estator una parte de la corriente inducida.

Excitación compound. En este caso las bobinas del estator 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:

Resistiva: Tenemos un incremento en la caída de tensión interna y una disminución de la tensión en los bornes de salida.

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

Capacitiva: Disminuye la caída de tensión interna y eleva más 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. Cuanta más alta sea la corriente del inducido, más pérdidas por dispersión nos encontramos.

Generador Alternador

B) Generador de corriente continua: la dinamo

El 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.

B.1) ESTRUCTURA:

Estator: es la parte fija exterior de la dinamo. El estator 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 sujetar los polos. Está construida con material ferromagnético.

Rotor: es la Parte móvil que gira dentro del estator. 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.


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Entrehierro: El entrehierro e s el espacio de aire comprendido entre el rotor y el estator. Suele ser normalmente de entre 1 y 3 milímetros. El entrehierro es imprescindible para evitar rozamientos entre la parte fija y la parte móvil.

Detalle de la espira de una dinamo con los colectores delgas

B.2) FUNCIONAMIENTO:

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 de fuerza contraelectromotriz, que desplazará el plano neutro.


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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.

Generador Dinamo

IV. FUNCIONAMIENTO Y PRINCIPIOS DEL GENERADOR

En un generador eléctrico se utiliza el principio de “inducción electromagnética” descubierto por Michael Faraday en 1831, y que establece que si un conductor eléctrico es movido a través de un campo magnético, se inducirá una corriente eléctrica que fluirá a través del conductor.




Debido a que una de los elementos fundamentales de la materia es precisamente la carga electromagnética compuesta de un campo magnético y un campo eléctricoasociado al movimiento de las partículas. Un generador utiliza bosones del campo magnético para energizar cinéticamente electrones y provocar una interacción con otros electrones, que tiene como consecuencia la generación de la corriente eléctrica y un voltaje.

Al manipular una fuerza electromagnética se puede inducir el desplazamiento o movimiento de electrones, y como consecuencia se producirá una corriente eléctrica.


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Desde un punto de vista eléctrico, los componentes de un generador son un campo magnético, y un objeto que rota en las inmediaciones de dicho campo magnético, y que conduce la electricidad “generada” hacia un circuito.

Los componentes de un generador desde el punto de vista mecánico son:

Estator, que es una armadura metálica en reposo recubierta por alambres de cobre que forman un circuito.

Rotor, que es un eje que rota dentro del estator impulsado por una turbina. Este rotor en su parte más externa tiene un electroimán alimentado por una corriente eléctrica

pequeña.


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Al girar el rotor a grandes velocidades gracias a una energía mecánica externa proveniente de una turbina, se producen corrientes en los hilos de cobre del estator. Las turbinas aprovechan las fuentes de energía externa, transformándolas en energía mecánica, que a su vez es la que se utiliza para transformarla en energía eléctrica.

Un generador que gira a 1000 rotaciones por minuto puede producir una corriente de 1 ampere, el número de electrones moviéndose (1 Amp es igual a 6.24 x 10 18electrones moviéndose por un alambre por segundo), con un voltaje de 6 voltios.

Todas las plantas de energía tienen turbinas y generadores. Algunas turbinas son alimentadas por viento, agua, vapor proveniente de la Tierra o de la combustión de biomasa, energías fósiles y otras formas de energía.


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La electricidad producida por un generador cuando fluye a través de los cables de transmisión que unen las plantas de energía hacia los hogares, industria y escuelas. Para generar esta energía a gran escala, se instalan centrales eléctricas con plantas eléctricas complejas.

V. DISPOSICIÓN DE GENERADORES

En esta Parte observaremos algunas disposiciones del cómo es que se instala una turbina junto a un generador.


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Disposición general de las turbinas y generadores

Principalestiposdeturbinashidráulicas

En los grupos accionados por turbinas Pelton, con disposición de eje horizontal, el rodete se monta corrientemente en la extremidad del árbol del generador, y solamente para grandes potencias se pueden prever 2 rodetes montados respectivamente en cada extremidad. El grupo se apoya así sobre dos soportes solamente y su longitud es reducida. Las excitatrices principal y auxiliar se montan, entonces, acopladas a uno de los rodetes de la turbina por intermedio de un árbol auxiliar y acoplamiento elástico.En los grupos accionados por turbinas Francis, el rodete va montado en el extremo del eje del



alternador, lo cual exige que una de los cojinetes del generador soporte el empuje axial de la turbina. El generador lleva entonces un cojinete que resista en la presión axial.Cuando se trata de grandes potencias se adopta generalmente el alternador con eje vertical tanto para las turbinas Pelton como para turbinas Francis o Kaplan. Corresponden a este caso las construcciones mostradas a continuación (Figuras 1,2, 3, 4, 5, 6, 7).

Figura 1. Disposición de los soportes de los generadores síncronos de eje vertical. 3 soportes de guía y soporte de suspensión en la traviesa superior.

Figura 2.. Disposición de los soportes de los generadores síncronos de eje vertical. 2 soportes de guía y soporte de suspensión en la traviesa superior.



Figura 3. Disposición de los soportes de los generadores síncronos de eje vertical. 3 soportes de guía y soporte de suspensión en la traviesa inferior.

Figura 4 Disposición de los soportes de los generadores síncronos de eje vertical. 2 soportes de guía y soporte de suspensión en la traviesa inferior.



Figura 5. Disposición de los soportes de los generadores síncronos de eje vertical. 3 soportes de guía y soporte de suspensión en la tapa de la turbina.

Figura 6. Disposición de los soportes de los generadores síncronos de eje vertical. 2 soportes de guía y soporte de suspensión en la tapa de la turbina.



Figura 7. Posibilidades de empotramiento de un generador síncrono de eje vertical. A)Generador empotrado, b) generador no empotrado.

VI. CUESTIONARIO

1) ¿Por qué algunos países usan 50Hz y otros 60Hz? ¿Tienen alguna ventaja?

Para poder responder correctamente esta pregunta, es necesario conocer la historia del cómo se originaron estas frecuencias.Aunque en la actualidad pueda parecer que siempre ha existido una única frecuencia para el transporte de la energía eléctrica, en cada una de las dos principales zonas de influencia: 50 Hz para Europa y 60 Hz para Estados Unidos, Perú, esto no ha sido así. Todas estas decisiones fueron mucho más arbitrarias de lo que en principio deberían ser y dependieron mucho de los intereses de las empresas predominantes en la época.

Europa y la mayor parte de otros países en el mundo usan un voltaje que es el doble que el de EE.UU. Está entre 220 y 240 voltios, mientras que en Japón y en la mayor parte del continente americano el voltaje está entre 100 y 127 voltios.



El sistema de generación de electricidad de corriente alterna fue inventado en el siglo diecinueve por Nicola Tesla. Después de cuidadosos cálculos y muchas pruebas, averiguó que 60 Hz (Hertz, ciclos por segundo) era la mejor frecuencia para la corriente alterna. Por su parte prefirió 240 voltios, mientras que Thomas Edison, cuya corriente continua, era de 110 voltios. Quizás Edison tenía un punto útil en el factor de seguridad del voltaje inferior, pero la corriente continua no podía proporcionar la potencia necesaria con una larga distancia mientras que la corriente alterna si podía.

Cuando la empresa alemana AEG construyó al primer generador europeo, sus ingenieros decidieron fijar la frecuencia en 50 Hz, porque el número 60 no encajó la secuencia de unidad métrica estándar (1,2,5). En aquel tiempo, AEG tenía el monopolio y extendió al resto del continente su frecuencia. En Gran Bretaña, diferentes frecuencias proliferaron, y sólo después de la segunda Guerra Mundial el estándar de 50 ciclos

Mientras unos opinan que:

- Los 50 Hz son el 20 % menos eficaz en la generación, además el 10-15 % menos eficiente en la transmisión, se requieren hasta un 30 % más de cable y materiales magnéticos en la construcción de transformador.

- Los Motores eléctricos son mucho menos eficientes en la frecuencia inferior, y también deben ser construidos más robustos para paliar las pérdidas eléctricas y el calor suplementario generado. Hoy, sólo un puñado de países (Perú, Ecuador, Guyana, Filipinas y Corea del Sur) siguen el consejo de Tesla y usa la frecuencia de 60 Hz juntos con un voltaje de 220-240 V.

- Algunas bombillas, como las incandescentes y sobretodo las bombillas LED que no dispongan de un buen circuito de rectificación de la corriente eléctrica (bombillas LED de baja calidad por ejemplo) tendrán un menor parpadeo y por tanto se verán más naturales a 60Hz que a 50Hz. Lo ideal en este aspecto sería que la corriente funcionara a 100Hz o más, pues de esa forma la percepción de parpadeo se vería casi completamente eliminada.

- Los transformadores de corriente alterna (utilizados en las subestaciones) son más eficaces trabajando con corrientes de 60Hz que con corrientes de 50Hz. A igualdad de potencia, el tamaño necesario del transformador es inversamente proporcional a la frecuencia de la corriente eléctrica que lo atraviesa. Por tanto, aquí lo ideal serían frecuencias mucho más altas para disminuir los costes y volumen de los transformadores.



- Los circuitos rectificadores que transforman la corriente alterna en continua trabajan mejor a 60Hz que a 50Hz, ya que el condensador necesario para filtrar la corriente pulsante obtenida mediante el circuito rectificador (que puede ser un sencillo puente de diodos) es mayor cuanto menor sea la frecuencia de la corriente.

Otra gran mayoría menciona al respecto que:

- No existe ningún motivo técnico por el que una frecuencia sea mejor que otra. La diferencia más destacada es que: Los generadores giran a 3000 rpm para una frecuencia de 50 Hz mientras que para una frecuencia de 60Hz la velocidad de giro del alternador es de 3600rpm

- Esta diferencia es insignificante, por lo que en definitiva la frecuencia utilizada es más una cuestión de tradición y en parte también de honor en la que cada zona geográfica trata de “imponer” su frecuencia.

- Aunque también es cierto que no resulta económicamente rentable cambiar todo el sistema eléctrico de una zona por no conseguir ninguna ventaja.

Y en nuestra opinión podemos decir que:

- Todo es cuestión de diseño, ya que un motor o un generador eléctrico o hasta una pelton depende directamente, en su funcionamiento y rendimiento, de los parámetros que se optaron para su diseño. Como la tensión nominal, el caudal, la altura y de manera especial, en este caso, de la frecuencia. Si un instrumento o aparato fue diseñado para 60Hz, con esa frecuencia dará su rendimiento al máximo y si fue diseñada para una frecuencia de 50Hz de la misma manera.

- En todo caso podemos decir que la corriente alterna que hoy día usamos parece ser que en las próximas décadas se va a ir sustituyendo por corriente continua de alto voltaje, pues con la tecnología moderna es posible e incluso conveniente transportar energía eléctrica a grandes distancias usando la continua en vez de la alterna. Una de las ventajas es la menor pérdida de energía y por tanto una mayor eficiencia.

2) ¿El material con el que se fabrican los conductores depende de la frecuencia? ¿Verdad o mito?

Es cierto, el material a usar depende tanto de las frecuencias a trabajar como también de la tensión y la corriente, por lo siguiente:

Las corrientes de Foucault, o corrientes parásitas o "Eddy Currents", son corrientes que circulan en el interior de conductores como consecuencia de campos magnéticos variables con el tiempo en los mismos. La potencia Joule disipada en los mismos como consecuencia de este efecto varía aproximadamente como el cuadrado de la



frecuencia del campo aplicado. Este efecto se usa por ejemplo en los llamados hornos de inducción, de gran utilidad en la industria que funcionan a altas frecuencias (f ≈ 400 kHz) y con grandes corrientes. También conocido como el efecto peculiar.Si se usa cualquier material, sin tener en cuenta la frecuencia podría quemarse o desgastarse muy rápido.

3) ¿Si aún electrodoméstico diseñado para 50hz se le conecta a una red de 60hz que ocurre? ¿Y viceversa?

Los aparatos que simplemente calientan algo, hornillos, planchas e incluso las bombillas funcionan igual. También los aparatos de pequeña potencia como cargadores de celulares, etc.

No obstante los aparatos que incluyen transformadores eléctricos diseñados para 50 Hz funcionan perfectamente a una frecuencia superior. Es más trabajarán más descansados. Por el contrario, al revés los diseñados para 60 Hz conectados a 50 Hz se recalentarán y acabarán por quemarse. Esto incluye también aparatos que llevan motores asincrónicos que aparte de que verán variada su velocidad porque depende de la frecuencia, se recalentaran y posiblemente se quemarán con el paso de 60 a 50, como por ejemplo un refrigerador, pero no al revés.

En la actualidad existen muchos aparatos que admiten ambas frecuencias y lo que es más difícil de conseguir un margen amplio de tensiones que abarca desde menos de 110 Voltios a más de 220 V. Se llaman Universales y equipan aparatos de relativo bajo consumo: Ordenadores portátiles, sintonizadores de TDT, reproductores de DVD, cargadores para teléfonos móviles, etc.

4) ¿Qué sucede con el generador expuesto al embalamiento de la turbina?

Disposición del generador respecto a la turbina. Los generadores pueden ser de eje horizontal o de eje vertical, independientemente de cual sea el tipo o configuración de turbina utilizada, pero por regla general los generadores adoptan la misma configuración que la turbina. La figura muestra una configuración de turbina Kaplan de eje vertical, de 214 rpm, directamente acoplada a un generador de 28 polos.Con frecuencia se utiliza un volante de inercia para suavizar las variaciones de par y facilitar el control de la turbina.

Figura . Generador de eje vertical conectado directamente a una turbina Kaplan



Otro criterio que caracteriza a los generadores es la disposición de sus cojinetes. Con turbinas Francis de eje horizontal es bastante frecuente utilizar un generador horizontal con dos cojinetes y montar en voladizo el rotor de la turbina para evitar que el eje atraviese el tubo de aspiración, lo que aumentaría la pérdida de carga y complicaría su fabricación. En las turbinas Pelton de eje horizontal suele emplearse la misma configuración, disponiendo también en voladizo el rodete.Estos generadores, si son pequeños, se refrigeran con aire en circuito abierto, y cuando son mayores, se refrigeran por agua en circuito cerrado, empleando intercambiadores agua-aire

Es la velocidad alcanzada por el grupo turbina-generador después de un rechazo de carga, si por alguna razón el mecanismo de parada falla y la unidad no se detiene o si la rata de parada no es lo suficientemente rápida. Se alcanzan valores entre el 150 y el 350% de la velocidad nominal.

La magnitud de esta velocidad se relaciona con el diseño de la turbina, con la operación de la misma y con los ajustes del regulador de velocidad; variará con la ventilación y la fricción que el rodete de la turbina y el rotor del generador ofrecen como una masa giratoria.Para el caso de las turbinas Kaplan existen dos velocidades de embalamiento denominadas en álabe (on cam) y fuera de álabe (off cam), siendo esta última la más alta, lo cual significa que el ángulo más plano de la posición de los álabes causa la mayor velocidad de embalamiento.

VII. CONCLUSIONES

-Los generadores eléctricos hoy en día, en la actualidad, cumplen un papel fundamental en la humanidad ya que es la fuente principal de generación de energía o de convertidor de energía a energía eléctrica.

-Existen diversas formas para generar la energía mecánica que mueva a los generadores, nuclear, termina, eólica, todo depende de los recursos naturales con los que se cuente en la región, en el caso de Perú muchos comentan y afirma que sería adecuada la instalación de una central nuclear para generar energía eléctrica, pero en nuestro país contamos con grandes caídas y alturas gracias a nuestras cordilleras que deberías de explotarse y aprovecharse más.

VIII. BIBLIOGRAFIA

http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/

file:///C:/Users/User/Downloads/Maquinas%20Sincronicas-sep-2011(UNET).pdf

http://prof.usb.ve/jaller/TrianguloPotier.pdf


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http://www.esha.be/fileadmin/esha_files/documents/publications/GUIDES/GUIDE_SHP/GUIDE_SHP_ES_02.pdf

http://generadoreselectricos.info/funcionamiento/

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http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/magnet/generador.html

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