Generadores Síncronos y Asíncronos

ÍNDICE:

1. GENERADOR SÍNCRONO (múltipolo).

2. GENERADOR ASÍNCRONO.

INTRODUCCIÓN.

El generador convierte la energía mecánica producida por el rotor en energía eléctrica. Suelen utilizarse generadores asíncronos de jaula de ardilla, junto con baterías de condensadores para mejorar su factor de potencia, aunque también pueden utilizarse generadores síncronos y asíncronos de rotor bobinado. La conexión a la red puede ser directa o indirecta, dependiendo si la turbina trabaja a velocidad constante o variable. Trabajando conectado de forma indirecta a la red conseguimos aprovechar los picos de velocidad del viento, pero el generador produce energía de frecuencia variable por lo que se necesitan equipos de adecuación para volcar la energía en la red. En la forma directa de conexión, la propia red limita la velocidad de giro del generador, por lo que no aprovecha los picos de mayor energía del viento.

• • 1. GENERADOR SINCRONO (multipolo).

El motor Síncrono es poco convencional y puede ser utilizado en grandes industrias para corrección de factor de potencia, en este caso, las velocidades del rotor y del estator tienden a igualarse, de ahí el nombre de Síncrono.

Figura 1: Generador Síncrono.

Ventajas y desventajas:

- Control optimizado.

- No usa multiplicadora.

- Bajo deslizamiento.

- Reducción de tensión.

• • 2. GENERADOR ASINCRONO.

Un motor asíncrono es un motor convencional y se utiliza el término asíncrono, por que teóricamente la velocidad del rotor nunca puede alcanzar a la velocidad del estator (Desplazamiento).

Figura 2: Generador Asíncrono.

El motor de jaula de ardilla consta de un rotor constituido por una serie de conductores metálicos (normalmente de aluminio) dispuestos paralelamente unos a otros, y cortocircuitados en sus extremos por unos anillos metálicos, esto es lo que forma la llamada jaula de ardilla por su similitud gráfica con una jaula de ardilla. Esta 'jaula' se rellena de material, normalmente chapa apilada. De esta manera, se consigue un sistema n-fásico de conductores (siendo n el número de conductores) situado en el interior del campo magnético giratorio creado por el estator, con lo cual se tiene un sistema físico muy eficaz, simple, y muy robusto (básicamente, no requiere mantenimiento).

El motor de rotor bobinado tiene un rotor constituido, en vez de por una jaula, por una serie de conductores bobinados sobre él en una serie de ranuras situadas sobre su superficie. De esta forma se tiene un bobinado en el interior del campo magnético del estator, del mismo número de polos (ha de ser construido con mucho cuidado), y en movimiento. Este rotor es mucho más complicado de fabricar y mantener que el de jaula de ardilla, pero permite el acceso al mismo desde el exterior a través de unos anillos que son los que cortocircuitan los bobinados. Esto tiene ventajas, como la posibilidad de utilizar un reóstato de arranque que permite modificar la velocidad y el par de arranque, así como el reducir la corriente de arranque.

En cualquiera de los dos casos, el campo magnético giratorio producido por las bobinas inductoras del estator genera unas corrientes inducidas en el rotor, que son las que producen el movimiento.

1) Asíncrono (jaula de ardilla).

Figura 3: Generador Asíncrono de jaula de ardilla.

Ventajas y desventajas:

- Más sencillo de fabricación.

- Menor versatilidad.

- Necesita una sincronización suave a red (tiristores).

- No regula el factor de potencia, necesita etapas de condensadores.

2) Asíncrono con rotor bobinado.

Figura 4: Generador Asíncrono de rotor bobinado.

Ventajas y desventajas:

- Permite inyectar y extraer energía del rotor.

- Al inyectar diferentes frecuencias al rotor se consigue poder generar a velocidades muy diferentes de la de sincronismo.

- Generador de velocidad variable (de 900 a 1500 r.p.m.).

- Al permitir la extracción de energía del rotor, se consigue generar hasta un 10% de la energía producida.

- Requiere sincronización a red antes de generar.