Generadores eléctricos de potencia

La energía eléctrica se genera según el principio de inducción electromagnética.

Fue descubierta en 1830 por Michael Faraday en 1830, y esto llevó más tarde al desarrollo de la dinamo por Pixie. Así comenzó la generación de electricidad convirtiendo energía mecánica de turbinas de vapor e hidro turbinas. La generación desde unos pocos vatios a millones de vatios utiliza el mismo principio.

Lo básico de los generadores

En su forma más simple el generador eléctrico consiste en:

• Un imán que produce un campo magnético.
• Un conductor de cobre móvil colocado al ángulo recto del campo magnético.

Cuando el conductor de cobre se mueve, el conductor corta el campo magnético. Esto produce una fem o voltaje, que envía una corriente eléctrica a través del conductor de cobre.

Generadores eléctricos modernos

En la vida real, el generador eléctrico es ligeramente diferente.

• El imán es un electroimán y rota. Este es el rotor o el campo y consiste en conductores de devanado en la parte rotatoria del generador.
• El conductor de cobre es estacionario llamado el estator o la armadura. Consiste en altas corrientes transportando un devanado de serpentines de cobre en la parte estacionaria del generador.
• El campo magnético rotatorio del rotor corta los conductores de cobre el estator para producir la corriente eléctrica.
• La energía para la rotación del rotor es de una turbina rotatoria o un motor de combustión interna.

Todos los generadores usan este principio básico. Sólo la fuente de energía primaria y la fuente motriz es diferente. La fuente motriz puede ser una turbina de vapor, una turbina de gas, una turbina eólica, y una hidro turbina.

Un factor muy importante sobre los generadores eléctricos es su operación sincronizada.

Todos los generadores de una planta eléctrica se conectan a la red de transmisión regional o nacional. Los usuarios industriales, domésticos o públicos consiguen la electricidad de la red. Esto significa que todos los generadores producen energía eléctrica que tiene las mismas características.

Tres características

Las tres características importantes son:

• Trecuencia: La potencia que conseguimos es una corriente alterna con 50 Hz, lo cual simplemente significa que el voltaje y el caudal direccional de la corriente eléctrica cambia 5 veces por segundo. En la US, Japón, y algunos otros países la frecuencia es 60 Hz. Aunque es algo que no podemos ver o sentir es muy importante en el diseño y operación de los generadores y aparatos eléctricos.
• Voltaje: Es la principal fuerza electromotriz que impulsa la corriente eléctrica. Los generadores grandes producen electricidad a 20.000 voltios, los generadores más pequeños producen a 400 – 6000 voltios. Estos voltajes aumentan o disminuyen según se requiera para la transmisión y distribución del usuario. La transmisión de electricidad sobre largas distancias tiene lugar a muy altos voltajes, del orden de 150.000 – 400.000 voltios o más. Un usuario doméstico necesita electricidad a 230 voltios (120 voltios en US). Incluso aunque los diferentes tipos de generadores producen voltajes a ciertos niveles estándar, en el punto de conexión a la red todos tienen que tener el mismo voltaje equivalente.
• Fase: Los grandes generadores de energía eléctrica producen energía eléctrica trifásica. Esto significa que hay tres circuitos diferentes en cada potencia de generación al mismo voltaje y frecuencia. La única diferencia es que la parte alta y baja en cada circuito tiene lugar en diferentes momentos en cada uno de los ciclos de 50 Hz. La ventaja es que la corriente eléctrica a través de cada conductor es un tercio de la monofásica lo cual lo hace muy efectivo en costes en la transmisión.

A la vez que se conecta un generador a la red es muy importante que estas características se acoplen con la red a la que se conectan. Si no se hace apropiadamente esto puede dañar desastrosamente al generador. El proceso de conexión es conocido como sincronización.

Bibliografía:

Electric Power Generator, Brigh Hub Engineering