ENSAYO DEL ALTERNADOR EN CARGA

Descripción del alternador:

La máquina síncrona puede funcionar como motor o como generador, llamándose en este caso alternador.

Se denomina sincronismo cuando se cumple que la velocidad del rotor coincide con la velocidad de sincronismo:

n= ns

Por máquinas síncronas se entienden los convertidores electromecánicos rotativos que girando a una velocidad constante proporcional a la frecuencia del sistema eléctrico, transforman la energía mecánica en energía eléctrica, bajo la forma de corrientes alternas, o viceversa, la energía eléctrica de corrientes alternas en energía mecánica. Por lo tanto se cumple que:

n= ns = (60 f) / P

El rotor es el inductor y tiene un bobinado que se alimenta con corriente continua a través de escobillas y anillos rozantes y genera un campo magnético constante de un número determinado de pares de polos que girará a la velocidad de la turbina o motor de arrastre.

El estator dispone de un bobinado trifásico similar al del motor asíncrono. Al ser cortados los conductores por el campo magnético del rotor se induce en ellos una f.e.m. senoidal de frecuencia:

f=(P · n) / 60

Clasificación según sus características constructivas:

-Rotor de polos salientes o rueda polar:

Es emplea en máquinas de baja y media velocidad (hasta 1000 r.p.m.).

La baja velocidad implica un elevado número de pares de polos para conseguir una frecuencia de 50 Hz.

f=(P · n) / 60

Se suele emplear en centrales hidráulicas.

-Rotor cilíndrico o de polos lisos:

Se usa en máquinas de alta velocidad, accionadas por turbinas de vapor, disponiendo normalmente de un único par de polos.

Es un cilindro con ranuras, aunque no está ranurado todo el cilindro.

Para una frecuencia de 50 Hz la velocidad ha de ser:

n= (60 f) / P =50·60/1 = 3000 r.p.m.

Se usa en cualquier tipo de centrales térmicas.

Montaje:

Disponemos de un alternador de dos pares de polos Y-D 380/220 V. Como queremos obtener una frecuencia de 50 HZ la velocidad debe ser:

n= (60 f) / P = (50·60) / 2 =1500 r.p.m.

Característica exterior o de excitación constante:

Relaciona la tensión en bornes del alternador, U, con la carga o corriente suministrada por él, I, manteniendo constante la intensidad de excitación, Iex.

Gráfica:

Característica de regulación o característica con tensión constante:

Relaciona la corriente suministrada a la carga (I) con la corriente de excitación (Iex), manteniendo constantes la tensión, la velocidad y el factor de potencia.

Gráfica:

Característica a intensidad constante:

Relaciona la tensión en bornes del alternador (U) con la corriente de excitación (Iex), manteniendo constante la intensidad suministrada (I), la velocidad y el factor de potencia de la carga.

Gráfica:

U= f(I)

Iex = cte= 300 mA.

n = ns= cte = 1500 rpm.

I = f(Iex)

n = cte = 1500 r.p.m.

U= cte= 220 V

U = f(Iex)

N = cte = 1500 r.p.m.

I = cte. =0.3 A.