{"id":610,"date":"2021-12-22T20:23:33","date_gmt":"2021-12-22T20:23:33","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/?p=610"},"modified":"2022-02-08T18:58:37","modified_gmt":"2022-02-08T18:58:37","slug":"clase-digital-7-seleccion-del-generador-electrico-parte-i","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/clase-digital-7-seleccion-del-generador-electrico-parte-i\/","title":{"rendered":"Clase digital 7. Selecci\u00f3n del generador el\u00e9ctrico parte I"},"content":{"rendered":"\n\n\n<div class=\"wp-block-cover is-light\" style=\"min-height:284px;aspect-ratio:unset;\"><span aria-hidden=\"true\" class=\"has-background-dim-40 wp-block-cover__gradient-background has-background-dim\"><\/span><img decoding=\"async\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-611\" alt=\"\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/generator-g72aec4275_1920.jpg\" style=\"object-position:59% 29%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"59% 29%\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1920\" height=\"1560\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-611\" alt=\"\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/generator-g72aec4275_1920.jpg\" style=\"object-position:59% 29%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"59% 29%\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/generator-g72aec4275_1920.jpg 1920w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/generator-g72aec4275_1920-300x244.jpg 300w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/generator-g72aec4275_1920-1024x832.jpg 1024w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/generator-g72aec4275_1920-768x624.jpg 768w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/generator-g72aec4275_1920-1536x1248.jpg 1536w\" sizes=\"auto, (max-width: 1920px) 100vw, 1920px\" \/><\/noscript><div class=\"wp-block-cover__inner-container is-layout-flow wp-block-cover-is-layout-flow\">\n<p class=\"has-text-align-center has-base-3-color has-text-color has-large-font-size wp-block-paragraph\">Selecci\u00f3n del generador el\u00e9ctrico parte I<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"introduccion\">Introducci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1Hola!<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1Qu\u00e9 emoci\u00f3n volvernos a encontrar! Espero que sigas con ese mismo \u00edmpetu de la primera clase y sigas aprendiendo, por lo tanto te invito a esta s\u00e9ptima clase titulada Selecci\u00f3n del generador el\u00e9ctrico de una central generadora de energ\u00eda el\u00e9ctrica de la unidad de aprendizaje <strong>Centrales El\u00e9ctricas<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El objetivo de esta sesi\u00f3n es proporcionarte las t\u00e9cnicas y herramientas para resolver problemas en el \u00e1mbito del dise\u00f1o de redes el\u00e9ctricas.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En esta clase digital se ver\u00e1n los conceptos de la selecci\u00f3n de los generadores el\u00e9ctricos, los cuales se utilizan para convertir la energi\u0301a meca\u0301nica en energi\u0301a ele\u0301ctrica. En espec\u00edfico, un generador hidroele\u0301ctrico opera cambiando la energi\u0301a meca\u0301nica del agua que cae o del agua estacionaria en energi\u0301a ele\u0301ctrica. La energi\u0301a meca\u0301nica se compone de energi\u0301a cine\u0301tica, o en movimiento, y energi\u0301a potencial o en reposo, estos aspectos son importantes para realizar una correcta selecci\u00f3n de un generador el\u00e9ctrico, a continuaci\u00f3n se desarrollar\u00e1 este tema.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Sin otro en particular, te reitero la bienvenida a esta clase digital y mis mejores deseos para poder completar con \u00e9xito nuestro temario.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"desarrollo-del-tema\">Desarrollo del tema <\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"generador-electrico\">Generador el\u00e9ctrico<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Un generador ele\u0301ctrico es una ma\u0301quina rotatoria, la cual tiene su principio de funcionamiento en la ley de induccio\u0301n de Faraday. Si una bobina de alambre se encuentra inmersa en un campo magne\u0301tico, en ella se inducira\u0301 un voltaje si su posicio\u0301n se hace variar con respecto a la del campo. Un generador de energi\u0301a ele\u0301ctrica esta\u0301 compuesto por varias bobinas de alambre que se encuentran en su estator y en su rotor.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">El generador (o alternador) esta compuesto por dos partes fundamentales:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>El rotor (o inductor mo\u0301vil), que se encarga de generar un campo magne\u0301tico variable al girar arrastrado por la turbina.<\/li><li>El estator (o inducido fijo), sobre el que se genera la corriente ele\u0301ctrica aprovechable.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En centrales menores de 1000 KW la tensio\u0301n de trabajo del generador es de 380 o 500 voltios y para potencias ma\u0301s elevadas la generacio\u0301n se produce en media tensio\u0301n (3000, 5000 O 6000 voltios).<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"tipos-de-generadores-electricos\">Tipos de generadores el\u00e9ctricos<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ba\u0301sicamente se utilizan dos tipos de generadores ele\u0301ctricos para generar energi\u0301a ele\u0301ctrica a gran escala. Los generadores ele\u0301ctricos pueden ser sincro\u0301nicos y asincro\u0301nicos o de induccio\u0301n. Sin importar el tipo de generador ele\u0301ctrico que se utilice, siempre se requiere de alguna forma de obtencio\u0301n de energi\u0301a meca\u0301nica debido a que es necesario que los campos magne\u0301ticos del generador vari\u0301en para que e\u0301ste pueda cumplir con su funcio\u0301n.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"generadores-sincronicos\">Generadores sincr\u00f3nicos<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A estos generadores se les da este nombre porque su sen\u0303al de salida es proporcional a la frecuencia que le proporciona su primotor, es decir, la fuente de energi\u0301a meca\u0301nica. Los generadores sincro\u0301nicos requieren de una fuente de excitacio\u0301n de corriente directa para poder generar energi\u0301a ele\u0301ctrica alterna. El campo magne\u0301tico que produce la corriente directa es esta\u0301tico, con el movimiento que proporciona el primotor al rotor se induce tensio\u0301n en los devanados del estator. Un alternador es similar en construccio\u0301n a un motor si\u0301ncrono de rotor excitado; e\u0301ste consiste en un estator con arrollamiento trifa\u0301sico y un rotor de polos inductores salientes excitados con corriente continua. La presencia o ausencia de jaula de ardilla depende del uso a que se destine el alternador. El alternador tiene que ser accionado por un motor ele\u0301ctrico, una turbina de vapor, un motor Diesel, etc. Del arrollamiento del estator, que por lo regular va conectado en estrella, salen tres hilos o cuatro si la distribucio\u0301n se hace con tres fases y neutro.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Para entrar en servicio un alternador se lleva primero a la velocidad de re\u0301gimen y luego se excitan lentamente los polos roto\u0301ricos con corriente continua. Al girar el campo magne\u0301tico creado por el rotor, el arrollamiento estato\u0301rico corta li\u0301neas de fuerza, y por tanto se induce en e\u0301l una tensio\u0301n. Si el estator lleva un arrollamiento trifa\u0301sico, se generara\u0301 una tensio\u0301n trifa\u0301sica; si se necesita monofa\u0301sica, so\u0301lo se utilizan dos de los hilos exteriores, o, si la conexio\u0301n es en estrella, un hilo de fase y el neutro. La frecuencia de la tensio\u0301n generada por un alternador es funcio\u0301n de la velocidad y del nu\u0301mero de polos de la ma\u0301quina, la variacio\u0301n de la tensio\u0301n de excitacio\u0301n no influira\u0301 sobre la frecuencia, aunque si\u0301 sobre la tensio\u0301n generada por la ma\u0301quina. Esta tensio\u0301n vari\u0301a con la carga, razo\u0301n por la cual si se desea mantener la primera constante es preciso gobernar la tensio\u0301n de excitacio\u0301n, sea manualmente, sea con auxilio de un regulador automa\u0301tico.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Frecuencia de la sen\u0303al del generador sincro\u0301nico<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La frecuencia de la sen\u0303al proporcionada por el generador depende del nu\u0301mero de polos de este y de la velocidad meca\u0301nica que le proporciona su primotor, se expresa con la ecuacio\u0301n:<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center wp-block-paragraph\"><em><strong>\ud835\udc53 =  \ud835\udc5b<sub>\ud835\udc5a<\/sub>  \ud835\udc43 120<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li><strong>\ud835\udc53<\/strong> Es la frecuencia de la sen\u0303al generada<\/li><li><strong>\ud835\udc5b<sub>\ud835\udc5a<\/sub><\/strong> Es la velocidad meca\u0301nica del generador<\/li><li><strong>\ud835\udc43 <\/strong>Es el n\u00famero de polos del generador<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En este tipo de generadores, la conversio\u0301n de energi\u0301a meca\u0301nica en ele\u0301ctrica se produce a una velocidad constante llamada velocidad de sincronismo (\ud835\udc5b<sub>\ud835\udc5a<\/sub>).<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Se requiere que la frecuencia de la sen\u0303al sea de 60 Hz, entonces lo que se puede hacer variar es la velocidad meca\u0301nica del generador, ya que el generador viene de fa\u0301brica con determinado nu\u0301mero de polos so\u0301lo al hacer variar la velocidad meca\u0301nica del generador podemos variar la frecuencia de la sen\u0303al.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"generadores-de-induccion\">Generadores de induccio\u0301n<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Los generadores de induccio\u0301n no cuentan con una fuente de excitacio\u0301n de corriente directa, en estos el estator induce una tensio\u0301n en el rotor y comienza a circular una corriente en e\u0301ste, con lo que se genera un campo que se opone al que produjo la induccio\u0301n inicialmente, esto ocurre siempre que el primotor del generador le provea de potencia meca\u0301nica; este hecho hace que solo se genere potencia reactiva, no potencia activa. Las ma\u0301quinas de induccio\u0301n son utilizadas en su mayori\u0301a como motores no como generadores, siempre absorben potencia activa, aunque trabajen como generadores.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dada la simplicidad, robustez y bajo costo de los cla\u0301sicos motores ele\u0301ctricos, estos han comenzado a usarse como generadores ele\u0301ctricos. Para ello es necesario que el par meca\u0301nico comunicado al rotor produzca una velocidad de giro superior a la de sincronismo. Este exceso de velocidad produce un campo giratorio excitador. Interesa que la diferencia sea pequen\u0303a para reducir las perdidas en el cobre del rotor.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es necesaria la colocacio\u0301n de una bateri\u0301a de condensadores que compense la energi\u0301a reactiva generada. La corriente para la creacio\u0301n del campo magne\u0301tico se toma de la red, a la que se debe estar conectado. El empleo de este tipo de generadores no precisa regulador de velocidad en la turbina. Para arrancar en grupo se abre el distribuidor de la turbina hasta que se llega a una velocidad pro\u0301xima a la de sincronismo y en ese momento se conecta a la red por medio de un interruptor automa\u0301tico.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\" id=\"generadores-de-corriente-directa\">Generadores de corriente directa<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ba\u0301sicamente existen tres tipos de generadores de corriente directa, pero su tipo depende de la conexio\u0301n de su campo, los tres tipos son: generador en derivacio\u0301n o conexio\u0301n shunt, generador en serie, y generador compuesto o compound. Las ma\u0301quinas de corriente directa que funcionan como motores tienen diferentes caracteri\u0301sticas que dependen de la conexio\u0301n de su devanado de campo; cuando el campo de un motor de corriente directa se conecta en serie se tiene un mejor par de arranque, por lo tanto, es mejor utilizar esta conexio\u0301n cuando se le utiliza como motor. Cuando el motor se conecta con el campo en derivacio\u0301n se tiene una mejor regulacio\u0301n de voltaje, ya que todo el voltaje de alimentacio\u0301n aparece en este devanado. Una combinacio\u0301n de las dos conexiones mencionadas dara\u0301 como resultado la mezcla de estas dos caracteri\u0301sticas: buena regulacio\u0301n de voltaje y mejor par de arranque. Cuando se trata de un generador de corriente directa que va a ser utilizado como fuente de excitacio\u0301n para un generador trifa\u0301sico de corriente alterna es mejor utilizar la conexio\u0301n del campo en derivacio\u0301n o shunt, ya que se requiere que todo el voltaje generado aparezca en el devanado de campo en paralelo con la armadura y que se tenga una buena regulacio\u0301n de voltaje.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La regulacio\u0301n de voltaje se refiere a la relacio\u0301n de voltajes que aparecen cuando se tiene carga y cuando no se tiene, e\u0301sta se da en porcentaje. El diagrama 1 muestra la conexio\u0301n shunt utilizada cuando la ma\u0301quina de corriente directa trabaja como generador ele\u0301ctrico.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Conexion-Shunt.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-615\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"444\" height=\"252\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Conexion-Shunt.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-615\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Conexion-Shunt.png 444w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2021\/11\/Conexion-Shunt-300x170.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 444px) 100vw, 444px\" \/><\/noscript><figcaption>Diagrama 1. Conexi\u00f3n Shunt.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"conclusion\">Conclusi\u00f3n <\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En resumen, el generador ele\u0301ctrico en conjunto con la turbina hidra\u0301ulica es la base del sistema de generacio\u0301n, se debe seleccionar de acuerdo con la potencia de entrada que recibe por parte de la turbina. Por lo regular para la generacio\u0301n de energi\u0301a ele\u0301ctrica se utilizan generadores sincro\u0301nicos, ya que la frecuencia de la sen\u0303al esta\u0301 en sincroni\u0301a con la velocidad meca\u0301nica del generador, adema\u0301s se requiere de una fuente de corriente directa para que el generador ele\u0301ctrico pueda funcionar.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En la actualidad los generadores ele\u0301ctricos alcanzan magnitudes bastante grandes ya que la demanda de energi\u0301a y la eficiencia de los sistemas utilizados para su transmisio\u0301n se han desarrollado con una eficiencia sorprendente. Como ya es sabido, los generadores de induccio\u0301n generan potencia reactiva pero no activa, los generadores sincro\u0301nicos si generan potencia activa y potencia reactiva, es por ello por lo que es preferible utilizar estos u\u0301ltimos para generar energi\u0301a.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Hemos llegado al final de la sesi\u00f3n y no me resta m\u00e1s que felicitarte por llegar hasta esta parte del curso. Te invito a que contin\u00faes con tu proceso formativo realizando la tarea asignada y mandarla como corresponde. Te encuentro pr\u00f3ximamente.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"fuentes-de-informacion\">Fuentes de informaci\u00f3n <\/h2>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Klempner, G., &amp; Kerszenbaum, I. (2008). <em>Handbook of Large turbo-generators, operation and maintenance<\/em>. (2a ed.). Wiley-IEEE Press.<\/li><li>Nag. P. K. (2002). <em>Power Plant Engineering<\/em>. (2a ed.).Tata McGraw Hill Education.<\/li><li>Drbal, L., Westra, K., &amp; Boston, P. (Eds). (1996). <em>Power Plant Engineering.<\/em> Springer EE. UU.<\/li><\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introducci\u00f3n \u00a1Hola! \u00a1Qu\u00e9 emoci\u00f3n volvernos a encontrar! Espero que sigas con ese mismo \u00edmpetu de la primera clase y sigas aprendiendo, por lo tanto te invito a esta s\u00e9ptima clase titulada Selecci\u00f3n del generador el\u00e9ctrico de una central generadora de energ\u00eda el\u00e9ctrica de la unidad de aprendizaje Centrales El\u00e9ctricas. El objetivo de esta sesi\u00f3n es &#8230; <a title=\"Clase digital 7. Selecci\u00f3n del generador el\u00e9ctrico parte I\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/clase-digital-7-seleccion-del-generador-electrico-parte-i\/\" aria-label=\"Leer m\u00e1s sobre Clase digital 7. 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