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Cambio
de la velocidad de giro del generador
Un
generador tetrapolar
La velocidad de un generador (o motor) que está directamente
conectado a una red trifásica es constante y está
impuesta por la frecuencia de la red, tal y como vimos en la
página anterior.
Sin embargo, si dobla el número de
imanes que hay en el estator, puede
asegurar que el campo magnético girará a la mitad
de la velocidad.
En el dibujo de la izquierda se ve como el
campo magnético se mueve ahora en el sentido de las agujas
del reloj durante media revolución antes de alcanzar de
nuevo el mismo polo magnético. Simplemente hemos conectado
los seis imanes a las tres fases en el sentido de las agujas
del reloj.
Este generador (o motor) tiene cuatro
polos en todo momento, dos polos sur y dos polos norte. Dado
que un generador sólo completará media revolución
por ciclo, obviamente dará 25 revoluciones por segundo
en una red de 50 Hz, o 1500
revoluciones por minuto (r.p.m.).
Al doblar el número de polos en el
estator de un generador síncrono, tendremos que doblar
el número de imanes en el rotor,
tal y como se ve en el dibujo. En caso contrario, los polos no
irían parejos (podríamos utilizar dos imanes en
forma de herradura en este caso).
Otros
números de polos
Obviamente, podemos repetir lo que acabamos de hacer,
e introducir otro par de polos, simplemente añadiendo
3 electroimanes más en el estator. Con 9 imanes conseguimos
una máquina de 6 polos, que girará a 1000 r.p.m.
en una red de 50 Hz. Los resultados generales son los siguientes:
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Velocidades
de un genrador síncrono (r.p.m)
Número de polos |
50 Hz |
60 Hz |
2 |
3000 |
3600 |
4 |
1500 |
1800 |
6 |
1000 |
1200 |
8 |
750 |
900 |
10 |
600 |
720 |
12 |
500 |
600 |
El término "velocidad del generador síncrono"
se refiere a la velocidad del generador cuando está girando
de forma síncrona con la frecuencia de red. Esto es aplicable
a todo tipo de generadores, sin embargo: en el caso de generadores
asíncronos (o de inducción) equivale a la velocidad
en vacío del generador.
¿Generadores
de baja o alta velocidad?
La mayoría de turbinas eólicas usan generadores
de 4 ó 6 polos. La razón por la que se utilizan
estos generadores de velocidad relativamente alta es por ahorrar
en tamaño y en costes.
La fuerza máxima (par torsor) que
un generador puede manejar depende del volumen del rotor. Para
una potencia de salida dada, podrá elegir entre un gran
generador (y, por lo tanto, caro) de baja velocidad, o un generador
más pequeño (más barato) de alta velocidad.
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