Alternador-Trifasico.pdf

MÁQUINAS AC LABORATORIO N° 1

EL ALTERNADOR TRIFÁSICO"

“

Cruz Arias Arnol d Huanca Huanca Condori L uis Fredy |

Al um no (os ):

Núñez Roldan Roldan Elv is Yucra Curo Nils Henderson Henderson

Grupo Grup o

:

A

PROFES PROFESOR OR

Semestre

:

IV

J. Flores Flor es

Fecha de entr ega

:

20 02 2017 2017 Hora:

Nota:

14

ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS) H C

M

John Flores IR

A

1.Nuñez Roldan Elvis IR F A IR F A

3.Cruz Arias Luis Arnold

3

SESIÓN N°

EQUIPO DE TRABAJO A M IR F A

5. M

Nombres)

M IR F A

6. M RI F

AÑO

LABORATORIO

4. Yucra Curo Nils Henderson M

2.Huanca Condori Luis Freddy

(Apellidos y

E5

TALLER F

MES

F

AMBIENTE: A

DIA E

El Alternador Trifásico

ALUMNOS

17

A

TAREA:

DOCENTE:

02

M RI F

CARACTERÍSTICAS DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:

OTROS RIESGOS

PASOS DE LA TAREA

1 2 3 4

(ESPECIFICAR PARA CADA PASO)

Indicaciones de Laboratorio

Prestar atención al docente

Verificación y entrega de los materiales

X

Buena manipulación de los materiales para evitar daños y revisarlos adecuadamente.

x

x

x

x

Prestar atención y preguntar al profesor si es que no se ha entendido sobre la actividad de laboratorio. Verificar siempre el plano por si presenta alguna anomalía, es necesario el uso de EPP. Hacer un chequeo general de los cables, para que al momento del encendido no haiga inconvenientes.

X

X

Explicación breve del Laboratorio Armado del Circuito.

5

Energizar nuestro circuito.

x

6

Toma de datos.

X

x

7

Desarmado del circuito y desenergizado

x

x

8

Devolución de materiales y realizar la limpieza adecuada.

x

2016-1 Tema :

MEDIDAS DE CONTROL

x

Ver y comprobar que se está realizando correctamente.

x

x

MÁQUINAS AC

Trabajar con el voltaje adecuado, apagar cuando el profesor lo indique. Ir por áreas sin objetos ni obstáculos. No jugar y obedecer las indicaciones de los almaceneros.

Nro. DD-106 Página 2 / 7 Código

EL ALTERNADOR TRIFÁSICO

Semestre: Grupo

I.

: :

FUNDAMENTO TEÓRICO: Los generadores síncronos son la fuente de más importante de energía eléctrica. El generador síncrono genera un voltaje alterno cuya frecuencia depende totalmente de la velocidad de rotación. El valor de voltaje generado depende de la velocidad, de la excitación del campo de tensión continua, y el factor de potencia de la carga. El devanado de campo se encuentra en el rotor, y se alimenta con tensión continua, El devanado de armadura se encuentra en el estator

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



Semestre: Grupo

I.

: :

FUNDAMENTO TEÓRICO: Los generadores síncronos son la fuente de más importante de energía eléctrica. El generador síncrono genera un voltaje alterno cuya frecuencia depende totalmente de la velocidad de rotación. El valor de voltaje generado depende de la velocidad, de la excitación del campo de tensión continua, y el factor de potencia de la carga. El devanado de campo se encuentra en el rotor, y se alimenta con tensión continua, El devanado de armadura se encuentra en el estator

Las tres fases del generador están espaciadas mecánicamente a intervalos idénticos unas de otras y, por lo tanto, los voltajes respectivos generados no están en fase sino que están desfasados entres sí en 120 grados eléctricos. El voltaje de salida de un generador síncrono depende básicamente del flujo total que se tenga en el entrehierro. Cuando está en vacío, este flujo establece y determina exclusivamente mediante la excitación de campo de tensión continua.

I.

OBJETIVOS 

II.

Observar el funcionamiento del generador síncrono.

EQUIPOS A UTILIZAR         

1 motor DC en derivación. 1 generador síncrono. 4 multímetros. 1 pinza amperimétrica. 2 acople flexible. 1 tacogenerador. 1 interruptor tripolar. 1 reostato de O - 100 0. 3 cargas resistivas (470,1000,1500

)

2016-1 Tema :

MÁQUINAS AC



:

Semestre: Grupo

:

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



Semestre: Grupo

III.

: :

PROCEDIMIENTO

Advertencia: ¡En esta etapa se manejarán voltajes peligrosos! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente esté conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición!. 1. Datos del generador síncrono Tomar los datos del generador síncrono

0.3 KW 400 V 0,45 A Y 60 Hz El devanado de armadura (estator) está indicada en la placa con los bornes

U1-U2,V1-V2,W1-W2 (U1-U2,V1-V2,W1-W2/F1-F2)

El devanado de campo (rotor) está indicada en la placa con los bornes

F1-F2 (U1-U2,V1-V2,w1-W2/F1-F2)

2. Generación de tensión alterna Armar el siguiente circuito. La potencia mecánica será suministrada por un motor en derivación de tensión continua. El número de revoluciones se medirá con el tacogenerador

2016-1

Nro. DD-106 Página 5 / 7

MÁQUINAS AC

Tema :

Código


:

Semestre: Grupo

:

Llene las siguientes tablas, manteniendo c ons tante el número d e revolu cio nes.

TABLA 1 U e xc.

Iexc.

0

0,003

4,21

20

0,098

144,6

40

0,20

247,9

60 80

0,31 0,39

297,1 321,8

100

0,49

336,5

120 140 150

0,59 0,67 0,71

347,5 356,7 359,2

V generado

RPM

1200 Z (40 H )

Hallando número de polos N=

60 F P

1800 =60(60)/P= 3600/1800= 2

Hallando Frecuen cia (2) (1200) / 60 = F F = 40Hz

2016-1


MÁQUINAS AC

Tema :

Código


:

Semestre: Grupo

:

TABLA 2 U e xc.

Iexc.

0 20 40 60 80 100 120

0,001 0,094 0,193 0,286 0,380 0,476 0,569

V generado

RPM

1200 (50 HZ )

5,3 171,8 299,8 363,3 396,4 416,5 430,1

Hallando Frecuencia (2) (1500) / 60 = F F =50Hz

TABLA 3 U e xc.

Iexc.

0

0,006

0,39

20

0,093

203,5

40

0,187

357,3

60 80

0,282 0,381

437,1 472,3

100

0,475

495,8

V generado

RPM

1800 Z (60 H )

Hallando Frecu encia (2) (1800) / 60 = F F =60Hz Graficar el voltaje generado en función de la corriente de excitación, para cada una de las revoluciones (1200,1500 Y 1800 RPM), luego señalar la zona lineal, zona de codo y la zona de saturación.

2016-1 Tema :


MÁQUINAS AC

Código


:

Semestre: Grupo

ZONA DE SATURACIÓN

ZONA DE CODO

ZONA LINEAL

3. Generador con carga resistiva Arme el circuito como se muestra.

Regular la velocidad en la máquina prima hasta obtener 60 Hz y el valor de la corriente de excitación en forma tal que se consiga una tensión generada entre líneas de 320 Vac.

:

2016-1


MÁQUINAS AC

Tema :

Código


:

Semestre: Grupo

:

Tabla 4 N = 1800 RPM U L -L = 320 V R/fase (Ω)

1500

1235

1000

750

470

Icarga (A)

0,102

0,135

0,161

0,202

0,266

Vgenerado (V) S (VA)

304,1

286,1

288,0

269,8

222,1

53,7

66,89

80,33

94,39

102,32

S = V.I.√3

Gráfica de la potencia y voltaje en función de la corriente. 350

300

250

200

150

100

50

0 100

120

140

160

180

200

220

V generado (V)

S (VA)

Lineal (V generado (V))

Lineal (S (VA))

240

260

280 I(mA)

2016-1


MÁQUINAS AC

Tema :

Código


:

Semestre: Grupo

:

4. Generador con carga inductiva Arme el circuito como se muestra. Regular la velocidad en la máquina prima hasta obtener 60 Hz y el valor de la corriente de excitación en forma tal que se consiga una tensión generada entre líneas de 320 Vac.

Tabla 5 N = 1800 RPM U L -L = 320 V L/fase (H)

15

10

7.5

5

2.5

Icarga (A)

0,025

0,037

0,050

0,070

0,139

Vgenerado (V) S (VA)

299,8

292,7

382,8

268

213,9

12,98

18,75

33,15

32,49

51,49

S = V.I.√3

Gráfica de la potencia y voltaje en función de la corriente. 400

350

300

250

200

150

100

50

0 20

40

60

80

100

120

V generado (V)

S (VA)


Lineal (S (VA))

140

160 I(mA)

2016-1


MÁQUINAS AC

Tema :

Código


:

Semestre: Grupo

:

5. Generador con carga capacitiva Arme el circuito como se muestra. Regular la velocidad en la máquina prima hasta obtener 60 Hz y el valor de la corriente de excitación en forma tal que se consiga una tensión generada entre líneas de 320 Vac.

Tabla 6 N = 1800 RPM U L -L = 320 V C/fase ( μF )

8.1

5.4

4.5

3.0

1.5

Icarga (A)

0,980

0,637

0,501

0,290

0,126

Vgenerado (V)

559,4

511,5

438,7

446,3

390,2

949,53

564,34

380,68

224,17

85,15

S (VA)

S = V.I.√3

Gráfica de la potencia y voltaje en función de la corriente. 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 100

200

300

400

500

600

700

800

V generado (V)

S (VA)


Lineal (S (VA))

900

1000 I(mA)

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



:

Semestre: Grupo

:

Cuestionario Explique el motivo por el cu al al aumentar la corriente de excitación se reduce el número de revoluciones de la máquina motriz . Cuando se aumenta la corriente de excitación del campo, esta alcanza un punto donde la densidad de flujo no aumenta más, esto es porque el hierro del núcleo se satura y esto hace que las revoluciones disminuyan

¿Cuál es el comportamiento de la tensión d el generador al tr abajar con carga? Con un carga capacitiva el campo aumento el cual también aumento la tensión generada mientras que el comportamiento con cargas resistivas e inductivas se desmagnetizan reduciendo la tensión producida y el número de revoluciones del generador

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



:

Semestre: Grupo

:

Realice los diagramas fasoriales para las cargas resistivas, induc tivas y c apacitivas de las tablas anteriores, considere solo una carga para cada caso.

Fig.

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



Semestre: Grupo

IV.

: :

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

(Mínimo 5 de cada una de ellas)

Cruz Arias Arnold

Observaciones: 

Con respecto a la tercera y cuarta experiencia con cargas resistivas e inductivas el voltaje en los terminales disminuyo y del mismo modo el flujo magnético



Con una carga capacitiva el voltaje en nuestros terminales aumento



Los bornes U1, U2, V1,V2,W1Y W2 hacen referencia a los devanados de armadura en cambio los bornes (F2,F2) hacen referencia al devanado de campo



Los datos medidos en la primera experiencia que el voltaje generado es directamente proporcional a la velocidad a diferentes voltajes de excitación



Se halló el número de polos de la maquina mediante sus RPM establecidos en la placa y con la formula necesaria



Se tomaron datos el día 19 de agosto debía que lo datos tomados en el horario de clases fueron erróneos

Conclusiones













Se comprobó de que el aumento de voltaje aumenta de acuerdo a las revoluciones, pero como se muestra en las primeras graficas este puede llegar a saturarse Se comprobó que la presencia de cargas inductivas y resistivas disminuye el voltaje en sus terminales debido a que estas cargas desmagnetizan el campo del generador En la experiencia se aprendió como obtener una tensión generada a partir de un generador síncrono y como operar una maquina síncrona, se convirtió energía mecánica en energía eléctrica Se concluye de las experiencias con el generador, que puedo controlar el voltaje generado con las revoluciones (1200, 1500, 1800 RPM) teniendo mismos voltajes de excitación según tablas

Se determinó las características de la maquina utilizando la placa de datos de la placa y utilizando la base teórica Las placas de los motores nos dan una información muy importante para realizar los cálculos correspondientes.

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



Semestre: Grupo



: :

Luis Fredy Huanca Condori

Observaciones -

Al llegar a altos voltajes mayores a 400V se tuvo que tomar los datos de corriente de excitación y voltaje generado rápidamente para proteger a los equipos.

-

En la toma de datos con respecto a la corriente se tuvo problemas ya que la pinza no operaba de manera adecuada.

-

Al mantener constante el número de revoluciones por minuto se notó que también aumentaba proporcionalmente el voltaje generado en los bornes del generador.

-

Cuando se opera con carga se recomienda comenzar con la más mínima.

-

Cuando se realiza las pruebas de corto circuito y vacío es muy importante revisar que la corriente no eleve mucho ya que podría malograr los equipos.

Conclusiones -

En las cargas resistivas se nota que al aumentar la carga la corriente va disminuyendo mientras que el voltaje generado aumenta y la potencia aparente se reduce; todo sucede a rpm constante.

-

Al aumentar cargas capacitivas se obtuvo que la corriente de carga aumenta igualmente que el voltaje generado y la potencia aparente, en este tipo de carga es que se obtuvo los mayores voltajes 500-600V.

-

El alternador trifásico también puede ser utilizado como si se cambia las conexiones entre los bornes de campo y armadura.

-

Los generadores síncronos se utilizan para producir la mayor parte de la potencia eléctrica que se utiliza en todo el mundo.

-

Se concluyó que la velocidad del eje depende de la frecuencia de alimentación y el número de polos

2016-1


MÁQUINAS AC

Tema :

Código


:

Semestre: Grupo

:

HOJA DE EVALUACIÓN Transformadores y máquina síncrona Criterio de desempeño

Ciclo: IV

Laboratorio Nº 1

c) Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan sus resultados para evaluar y mejorar sus sistemas. Tema: Generador Síncrono

Puesto de trabajo:

Alumno :

Sección : 01

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Excelente

Bueno

X3

X2

Fecha:19/02/17

Requiere mejora

No aceptable

X1

X0

Empleo adecuado de los instrumentos de medición y correcta operación del circuito de pruebas.

3

3

2

1

0

Interpreta y Explica los resultados de las pruebas y determina la tendencia de las graficas del generador síncrono

3

3

2

1

0

Responde adecuadamente sustentando sus respuestas.

3

3

2

1

0

Excelente

Bueno

Requiere mejora

No aceptable

el cuestionario

Nota parcial 1

9

CRITERIOS DE EVALUACIÓN Seguridad (personal y del equipo).

1

1

0.5

0

0

Observaciones y conclusiones

2

2

1

0.5

0

Presenta trabajo de Investigación

3

3

2

1

0

Prueba escrita u oral

5

5

4-3

2-1

0

Nota parcial 2

11

NOTA FINAL

20

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



:

IV B

Semestre: Grupo

:

Realice los diagramas fasoriales para las cargas resistivas, induc tivas y c apacitivas de las tablas anteriores, considere solo una carga para cada caso.

Fig.

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



:

Semestre: Grupo

:

IV B

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

Cruz Arias Arnol d Observaciones: 

Con respecto a la tercera y cuarta experiencia con cargas resistivas e inductivas el voltaje en los terminales disminuyo y del mismo modo el flujo magnético



Con una carga capacitiva el voltaje en nuestros terminales aumento



Los bornes U1, U2, V1,V2,W1Y W2 hacen referencia a los devanados de armadura en cambio los bornes (F2,F2) hacen referencia al devanado de campo



Los datos medidos en la primera experiencia que el voltaje generado es directamente proporcional a la velocidad a diferentes voltajes de excitación



Se halló el número de polos de la maquina mediante sus RPM establecidos en la placa y con la formula necesaria



Se tomaron datos el día 19 de agosto debía que lo datos tomados en el horario de clases fueron erróneos

Conclusiones 











Se comprobó de que el aumento de voltaje aumenta de acuerdo a las revoluciones, pero como se muestra en las primeras graficas este puede llegar a saturarse Se comprobó que la presencia de cargas inductivas y resistivas disminuye el voltaje en sus terminales debido a que estas cargas desmagnetizan el campo del generador En la experiencia se aprendió como obtener una tensión generada a partir de un generador síncrono y como operar una maquina síncrona, se convirtió energía mecánica en energía eléctrica Se concluye de las experiencias con el generador, que puedo controlar el voltaje generado con las revoluciones (1200, 1500, 1800 RPM) teniendo mismos voltajes de excitación según tablas Se determinó las características de la maquina utilizando la placa de datos de la placa y utilizando la base teórica Las placas de los motores nos dan una información muy importante para realizar los cálculos correspondientes.

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



:

Semestre: Grupo

:

ANEXOS GENERADORES SINCRONOS

A lo largo del último siglo, la energía eléctrica ha representado una de las necesidades más grandes a satisfacer. En particular, para los sistemas eléctricos de potencia, el generador síncrono es parte fundamental en las plantas de generación de energía eléctrica. Por lo tanto es menester tener conocimiento de los principios básicos de su conformación y operación. Los generadores síncronos o alternadores son máquinas sincrónicas que se usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de corriente alterna. Normalmente, son trifásicos y consiste en un electroimán girando (rotor), al lado bobinas, generalmente conectadas en estrella por efecto de la rotación del rotor va a inducir tensión trifásica en el estator.

Esquema básico d e un alternador sin crónico . La corriente inducida se produce en este caso en los devanados con núcleo de hierro, que están en reposo y se encuentran distribuidos en la parte interior del estátor, dispuestos de forma que queden desplazados entre si 120°. Durante una vuelta del rotor, los polos Norte y Sur pasan frente a los tres devanados del estátor. Por ello, se habla de campo magnético giratorio CMG. Durante éste proceso, en cada uno de los devanados se genera una tensión alterna monofásica. Las tres tensiones alternas monofásicas tienen el mismo ciclo en el tiempo, pero desplazadas entre sí en la tercera parte de una vuelta (120°), por lo que se dice que tienen la misma "fase de oscilación", de manera que la tensión y la corriente inducida son sinusoidales.

Por coincidir siempre el desplazamiento del campo magnético giratorio con el desplazamiento del rotor (rueda polar) es por lo que se denominan generadores síncronos.

Aspectos constructivos ESTATOR

IV B

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



:

Semestre: Grupo

:

HOJA DE EVALUACIÓN Transformadores y máquina síncrona Criterio de desempeño

Labor atori o Nº 1

c) Los estudiantes conducen pruebas y Ciclo: IV mediciones, analizan e interpretan sus resultados para evaluar y mejorar sus sistemas. Tema: Generador Síncrono Fecha:

IV B

2016-1


MÁQUINAS AC

Tema :

Código


Semestre: Grupo

Puesto de trabajo:

:

Alumno :

:

IV B

Sección :

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Excelente

Bueno

X3

X2

Requiere mejora

No aceptable

X1

X0

Empleo adecuado de los instrumentos de medición y correcta operación del circuito de pruebas.

3

3

2

1

0

Interpreta y Explica los resultados de las pruebas y determina la tendencia de las graficas del generador síncrono

3

3

2

1

0

Responde adecuadamente sustentando sus respuestas.

3

3

2

1

0

Excelente

Bueno

Requiere mejora

No aceptable

el cuestionario

Nota parcial 1

9

CRITERIOS DE EVALUACIÓN Seguridad (personal y del equipo).

1

1

0.5

0

0

Observaciones y conclusiones

2

2

1

0.5

0

Presenta trabajo de Investigación

3

3

2

1

0

Prueba escrita u oral

5

5

4-3

2-1

0

Nota parcial 2

11

NOTA FINAL

20

2016-1

MÁQUINAS AC

Tema :



:

Semestre: Grupo

:

bastidor del estator. El bastidor, que puede ser de hierro fundido o fabricarse con placas soldadas de acero suave, no se diseña para conducir flujo, sino para dar apoyo mecánico al generador síncrono. El interior del estator tiene una variedad de ranuras cuyo objetivo es alojar los gruesos conductores de la armadura (devanados). Los conductores de la armadura se encuentran simétricamente dispuestos para formar un devanado polifásico equilibrado. Para ello el número de ranuras por polo y por fase debe ser un número entero. La fem inducida por fase en generadores síncronos de gran tamaño es del orden de kV con capacidad de generación que se mide en MVA.

El rotor o inducido Los electroimanes o polos generadores del campo magnético se encuentran en la parte giratoria (rotor) del generador eléctrico. Los polos se realizan sobresaliendo de la superficie de rotor para máquinas de más de cuatro polos (polos salientes), o a ras de superficie para máquinas de 2 ó 4 polos (polos lisos). Estos polos dispondrán de una corriente continua de excitación suministrada desde el exterior, mediante anillos rozantes y escobillas o mediante una fuente especial instalada sobre el mismo eje del generador (excitatriz). El rotor de un generador síncrono es un gran electroimán, que está sujeto a campos magnéticos variables, se construye con láminas delgadas agrupadas para reducir las pérdidas por corrientes parásitas; desde el punto de vista constructivo se distinguen dos formas: de rotor cilíndrico o de polos lisos y rotor de polos salientes

Rotor de polos cilíndricos o lisos

IV B

ANEXOS EL ALTERNADOR TRIFASICO. Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una alterna mediante inducción electromagnética. Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa. Un alternador de corriente alterna funciona cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En el mundo se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz (Europa,.. ) o 60 Hz (Brasil, Estados Unidos, ...), es decir, que cambia su polaridad 50 o 60 veces por segundo. Si el alternador, se utiliza para suministrar energía a la red, su velocidad de rotación se mantiene constante y por lo tanto la frecuencia f de la red. Su relación fundamental es:

Donde n representa la velocidad en R.P.M. y p el número de pares de polos. Entre los diferentes tipos de generadores síncronos existen los de tipo trifásico, que son los más comunes a la hora de generar energía eléctrica para uso domiciliario e industrial

Características constructivas Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor (no confundir con inductor o bobina, pues en la figura las bobinas actúan como inducido), que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo magnético.

1

Figura 1.- Disposición de elementos en un alternador simple de excitación permanente

con dos pares de polos

Inductor . El rotor, que en estas máquinas coincide con el inductor, es el elemento giratorio del alternador, que recibe la fuerza mecánica de rotación. Para tener una idea más completa de lo que son los inductores (inducido-inductor), diremos que básicamente es metal que se pone entre medio del hilo de cobre o imán, para que tenga más atracción magnética, también es importante que el metal inducido debe estar envuelto en cinta de papel y recién el hilo de cobre en él, (no tiene que tener contacto del cobre con el inductor, si no funciona) y no hace falta que el inducido esté conectado con los otros, solo tiene que cumplir la función de aumentar la atracción magnética, estando en el medio del cobre, bobina, sin contacto con él.

Inducido. El inducido o estator es donde se encuentran unos cuantos pares de polos distribuidos de modo alterno y, en este caso, formados por un bobinado en torno a un núcleo de material ferromagnético de característica blanda, normalmente hierro dulce. La rotación del inductor hace que su campo magnético, formado por imanes fijos, se haga variable en el tiempo, y el paso de este campo variable por los polos del inducido genera en él una corriente alterna que se recoge en los terminales de la máquina.

Aplicac ión La principal aplicación del alternador es la de generar energía eléctrica de corriente alterna para entregar a la red eléctrica, aunque también, desde la invención de los rectificadores de silicio, son la principal fuente de energía eléctrica en todo tipo de vehículos como automóvil es, aviones, barcos y trenes, reemplazando al dinamo por ser más eficiente y económico.

Fundamento físico.

Diagrama de un alternador simple con un núcleo magnético rotante (rotor) y alambre estacionario (estator) mostrando además la corriente inducida en el estator al hacer rotar el campo magnético del rotor.

El flujo magnético (Φ) a través de cada espira de las bobinas que constituyen el inducido tiene por valor el producto de la intensidad de campo (B), por la superficie de la espira (s) y por el coseno del ángulo formado por el plano que contiene a esta y la dirección del campo magnético (cos φ), por lo que el flujo en cada instante será:

Como por otra parte tenemos que siempre que se produce una variación del flujo magnético que atraviesa a una espira se produce en ella una fuerza electromotriz (ε) inducida cuyo valor es igual a la velocidad de variación del flujo, por tanto tendremos que: El signo menos delante de ε expresa que, según la ley de Lenz, la corriente inducida se opone a la variación del flujo que la genera. Si la fuerza electromotriz inducida en una espira es igual a ε, la fuerza electromotriz total (εTOT) es igual a: Siendo n el número total de espiras del inducido.

Los Alternadores tienen partes importantes como:

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Puente rectific ador de diodos:

La corriente generada por el conjunto rotor-estator no es adecuada para el funcionamiento eléctrico de la mayoría de las cosas entonces es por eso que es necesario rectificarla. Una condición importante para la rectificación es disponer de diodos de potencia aptos para funcionar en un amplio intervalo de temperatura. El rectificador esta, formado por un puente de 6 o 9 diodos de silicio, conexionados a cada una de las fases del estator, formando un puente rectificador, obteniéndose a la salida del mismo una tensión de corriente continua. Los diodos se montan en una placa de manera que tres de ellos quedan conectados a masa por uno de sus lados y los otros tres al borne de salida de corriente del alternador, también por uno de sus lados. El lado libre de los seis queda conectado a los extremos de las fases de las bobinas del estator. Con esto se consigue transformar la corriente alterna en corriente continua. 

Carcasa lado de anillos rozantes: Es una pieza de aluminio donde se monta el porta

escobillas, de esta carcasa salen los bornes de conexión del alternador y en su interior se aloja el cojinete que sirve de apoyo al extremo del eje del rotor. En su parte de delante hay unos orificios que dan salida o entrada a la corriente de aire provocada por el ventilador.

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Carcasa lado de accionamiento: Al igual que la otra carcasa es de aluminio, y en su

interior está el otro cojinete de apoyo del eje del rotor. En su cara frontal, lleva practicados también unos orificios para el paso de la corriente de aire provocada por el ventilador. Las dos carcasas aprisionan el estator y se unen por medio de tornillos, quedando en su interior alojados el estator y el rotor, así como el puente rectificador. 

Ventilador: Constituyen una parte de los alternadores, sobre todo en los q ue son utilizados

en los motores de automóviles o en motores que sufran variaciones bruscas de temperatura, está ideado para que los componentes del alternador no se extravíen por el calor provocado, introducen aire del medio que lo rodea y refrigera los componentes.

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. Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamo eléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica.

Funcionamiento Físico El flujo magnético (Φ) a través de cada espira de las bobinas que constituyen el inducido tiene por valor el producto de la intensidad de campo (B) , por la superficie de la espira (s) y por el coseno del ángulo formado por el plano que contiene a esta y la dirección del campo magnético (cos φ), por lo que el flujo en cada instante será:

Como por otra parte tenemos que siempre que se produce una variación del flujo magnético que atraviesa a una espira se produce en ella una F.E.M. (E) inducida cuyo valor es igual a la velocidad de variación del flujo, por tanto tendremos que,

Diagrama Eléctr ico

La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales de la máquina se obtiene multiplicando la velocidad de rotación (número de vueltas por segundo) del inductor por el número de pares de polos del inducido (en el caso ilustrado, 2).

Alternador-Trifasico.pdf

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