Alternadores

Los alternadores son máquinas eléctricas rotativas síncronas que convierten la energía mecánica en energía eléctrica mediante un campo magnético giratorio. Se trata de generadores de corriente alterna.

Principio de funcionamiento de los alternadores

En los alternadores distinguimos dos campos magnéticos. Cuando el alternador está cargado, una corriente pasa por los bobinados trifásicos del estator, lo que crea un campo magnético giratorio en el estator. El segundo campo magnético giratorio se crea creando una corriente continua en el rotor. Ambos campos magnéticos giran al mismo número de revoluciones (sincrónicamente).

Si el rotor del alternador hace girar la máquina motriz (turbina, motor) y si la corriente continua pasa por el devanado de excitación, se produce un campo magnético giratorio que induce una tensión alterna trifásica en el devanado trifásico . Para que la tensión inducida tenga la frecuencia deseada, el rotor con extensiones de polos p debe tener una velocidad de ns.

La tensión inducida deberá tener una forma de onda sinusoidal. La red debe tener una tensión constante en todo momento, y esto incluso cuando la corriente de carga está cambiando. Por lo tanto, la corriente de excitación del alternador debe controlarse adecuadamente y esto mediante un autorregulador o un rectificador controlado.

Siempre hay varias centrales que suministran electricidad a la red eléctrica. Sus alternadores están conectados a la red en paralelo. Si la potencia de salida de todos los alternadores que cooperan no es suficiente para satisfacer la potencia de entrada requerida, debe conectarse un alternador adicional a la red. Debe tener un alternador y una red antes de poder conectarse a la red:

– el mismo orden de fases de tensión,

– la misma frecuencia de tensión,

– los mismos valores de tensión efectiva,

– valores de tensión instantánea iguales (las tensiones deben estar en fase).

La primera condición se establece en la primera conexión, las otras en cada conexión del alternador a la red, es decir, en fase. En actualmente, la conexión a la red es totalmente automática y tarda unas decenas de segundos.

Tipos básicos de alternadores:

a) hidroalternadores – de movimiento lento, accionados por turbinas hidráulicas, tienen grandes diámetros y pequeñas longitudes axiales,

b) turboalternadores – de alta velocidad (3000 o 1500 rpm) – accionados por turbinas de vapor, con diámetros pequeños y gran longitud axial,

c) pequeños alternadores – accionados por un motor de combustión interna (diesel o de encendido por chispa), utilizados en vehículos de motor en lugar de dinamos, donde se complementan con rectificadores de estado sólido y como fuentes de alimentación eléctrica alterna en centrales.