Este documento describe los fundamentos y tipos de generadores eléctricos. Explica que los generadores transforman energía mecánica en eléctrica a través de un rotor y un estator. Se clasifican en alternadores, que producen corriente alterna, y dínamos, que producen corriente continua. Los alternadores se usan comúnmente en centrales eléctricas gracias a ventajas como mayor gama de velocidad y menor peso en comparación con los dínamos.

1. Mantiene los generadores de
C.A. y C.C.
LOS GENERADORES ELÉCTRICOS.

2. Propósitos:
■ Conocer los fundamentos, características y tipos
de motores eléctricos.

3. Definición
• Las máquinas eléctricas se pueden dividir en
rotativas y estáticas. En este caso vamos a
fijarnos en el grupo de las máquinas rotativas
que lo constituyen los motores y los
generadores. Una máquina estática es un
transformador eléctrico.

4. Definición
• Un generador es una máquina eléctrica rotativa
que transforma energía mecánica en energía
eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de
los dos elementos principales que lo componen:
la parte móvil llamada rotor, y la parte estática
que se denomina estator.

5. Definición
• El rotor se monta en un eje que descansa en dos
rodamientos o cojinetes. El espacio de aire que
separa el estator del rotor, necesario para que
pueda girar la máquina se denomina entrehierro.

6. Clasificación.
• Los generadores eléctricos se diferencian según
el tipo de corriente que producen.
• Así, nos encontramos con dos grandes grupos de
máquinas eléctricas rotativas: los alternadores y
los dínamos.

7. Alternador:
• Los alternadores generan electricidad en
corriente alterna. El elemento inductor es
el rotor y el inducido el estator. Un
ejemplo son los generadores de las
centrales eléctricas, las cuales transforman
la energía mecánica en eléctrica alterna.

8. Alternador:

9. Generador de central:
• Todas las plantas de
energía tienen
turbinas y
generadores.
Algunas turbinas son
alimentadas por
viento, agua, vapor
proveniente de la
Tierra o de la
combustión de
biomasa, energías
fósiles y otras formas
de energía.

10. Dínamo:
• Los dínamos generan electricidad en
corriente continua. El elemento inductor
es el estator y el inducido el rotor. Un
ejemplo lo encontraríamos en la luz que
tiene una bicicleta, la cual funciona a
través del pedaleo.

11. Dínamo:

12. Dínamo:

13. Pérdidas y potencia:
• Como cualquier máquina, la potencia de
salida que ofrecen las máquinas eléctricas
rotativas es menor que la potencia de
alimentación que se les suministra.

14. Pérdidas y potencia:
• La diferencia entre la potencia de salida y
la suministrada son las pérdidas:

15. Pérdidas y potencia:
• Dentro de una máquina eléctrica rotativa, las
pérdidas más significativas son:
• Pérdidas mecánicas: Causadas por el rozamiento
entre las piezas móviles y por la ventilación o
refrigeración interior de los devanados.
• Pérdidas eléctricas o pérdidas en el cobre: Se
producen en el circuito eléctrico y en sus conexiones
y son debidas al efecto Joule.
• Pérdidas magnéticas o pérdidas en el hierro:
Dependen de las variaciones que se producen en los
campos magnéticos y de la frecuencia.

16. Principio de funcionamiento de un
generador eléctrico: Ley de Faraday
• El principio de funcionamiento de los
generadores se basa en el fenómeno de
inducción electromagnética.

17. Principio de funcionamiento de un
generador eléctrico: Ley de Faraday
• La Ley de Faraday. Esta ley nos dice que el
voltaje inducido en un circuito es
directamente proporcional al cambio del
flujo magnético en un conductor o espira.
Esto quiere decir que si tenemos un campo
magnético generando un flujo magnético,
necesitamos una espira por donde circule
una corriente para conseguir que se genera
la f.e.m. (fuerza electromotriz).

18. Principio de funcionamiento de un
generador eléctrico: Ley de Faraday

19. Principio de funcionamiento de un
generador eléctrico: Ley de Faraday
• Este descubrimiento, realizado en el año
1830 por Michael Faraday, permitió un
año después la creación del disco de
Faraday.
• Mediante el uso de imanes permanentes,
logró generar electricidad.

20. Principio de funcionamiento de un
generador eléctrico: Ley de Faraday

21. Principio de funcionamiento.
• Como se observa en el tema de
electromagnetismo, cuando dentro de un campo
magnético tenemos una espira por donde circula
una corriente eléctrica aparecen un par de
fuerzas que provocan que la espira gire
alrededor de su eje.

22. Principio de funcionamiento.
• De esta misma manera, si dentro de un campo
magnético introducimos una espira y la hacemos
girar provocaremos la corriente inducida. Esta
corriente inducida es la responsable de la f.e.m.
y será variable en función de la posición de la
espira y el campo magnético.

23. Principio de funcionamiento.
• La cantidad de corriente inducida o f.e.m.
dependerá de la cantidad de flujo magnético
(también llamado líneas) que la espira pueda
cortar, cuanto mayor sea el número, mayor
variación de flujo generará y por lo tanto mayor
fuerza electromotriz.

24. Principio de funcionamiento.

25. Principio de funcionamiento.
• Al hacer girar la espira dentro del imán
conseguiremos una tensión que variará en
función del tiempo. Esta tensión tendrá una
forma alterna, puesto que de 180º a 360º los
polos estarán invertidos y el valor de la tensión
será negativo.

26. Principio de funcionamiento.
• El principio de funcionamiento del alternador y
de la dinamo se basa en que el alternador
mantiene la corriente alterna mientras que el
dínamo convierte la corriente alterna en
corriente continua.

27. Principio de funcionamiento.

28. El alternador
• La mayoría de alternadores son máquinas de
corriente alterna síncrona, que son las que giran
a la velocidad de sincronismo, que está
relacionada con el número de polos que tiene la
máquina y la frecuencia de la fuerza
electromotriz.

29. El alternador
• Esta relación hace que el motor gire a la misma
velocidad que le impone el estator a través del
campo magnético. Esta relación viene dada por
la expresión:
• Donde f es la frecuencia a la cual esta conectada
la máquina y P es el numero de pares de polos.

30. El alternador

31. El alternador
• El alternador es una máquina eléctrica rotativa
síncrona que necesita de una corriente de
excitación en el bobinado inductor para generar
el campo eléctrico y funcionar. Por lo tanto su
diagrama de funcionamiento es el siguiente:

32. Excitatriz de los alternadores
• Los alternadores necesitan una fuente de
corriente continua para alimentar los
electroimanes (devanados) que forman el
sistema inductor. Por eso, en el interior del rotor
se incorpora la excitatriz.
• La excitatriz es la máquina encargada de
suministrar la corriente de excitación a las
bobinas del estator, parte donde se genera el
campo magnético. Según la forma de producir el
flujo magnético inductor podemos hablar de:

33. Excitatriz de los alternadores
• Excitación independiente. La corriente eléctrica
proviene de una fuente exterior.
• Excitación serie. La corriente de excitación se
obtiene conectando las bobinas inductoras en
serie con el inducido. Toda la corriente inducida
a las bobinas del rotor pasa por las bobinas del
estator.

34. Excitatriz de los alternadores
• Excitación shunt o derivación. La corriente de
excitación se obtiene conectando las bobinas del
estator en paralelo con el inducido. Solo pasa
por las bobinas del estator una parte de la
corriente inducida.
• Excitación compound. En este caso las bobinas
del estator están conectadas tanto en serie como
en paralelo con el inducido.

35. Ventajas del alternador respecto a la
dinamo
• El alternador tiene varias ventajas que hacen que
sea un tipo de máquina más utilizada, ya no solo
el hecho de que produce electricidad en
corriente alterna, que es como se consume, si no
por otras ventajas del tipo utilización.
• Las ventajas del alternador respecto a la dinamo
son las siguientes:

36. Ventajas del alternador respecto a la
dinamo
En el alternador eléctrico se puede obtener
mayor gama de velocidad de giro. La velocidad
de giro puede ir desde 500 a 7000 rpm. El
dínamo a altas rpm sufre el colector y las
escobillas elevado desgaste y subida de
temperaturas.
El conjunto rotor y estator en el alternador es
muy compacto.
Los alternadores poseen un solo elemento como
regulador de tensión.

37. Ventajas del alternador respecto a la
dinamo
Los alternadores eléctricos son más ligeros:
pueden llegar a ser entre un 40 y un 45% menos
pesados que las dínamos, y de un 25 a un 35%
más pequeños.
El alternador trabaja en ambos sentidos de giro
sin necesidad de modificación.
La vida útil del alternador es superior a la de la
dínamo. Esto es debido a que el alternador
eléctrico es más robusto y compacto, por la
ausencia del colector en el inducido, y soporta
mejor las altas temperaturas.

38. Referencias
• http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/re
cursos-interactivos/conceptos-basicos/v.-
funcionamento-basico-de-generadores
• http://www.artinaid.com/2013/04/que-es-un-
generador-electrico/