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Lección Máquinas de corriente alterna · Alternador y trifásicos

Alternadores trifásicos

El alternador genera AC trifásica. La frecuencia depende de polos y rpm: `f = (P·n)/120`. El voltaje se regula con la excitación del campo. Para poner en paralelo hay que igualar voltaje, frecuencia, secuencia y fase.

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Anatomía

Estator con tres devanados a 120° (salida de potencia). Rotor con campo DC (polos). Así las corrientes grandes no pasan por escobillas de potencia.

2

Excitatriz y brushless

La DC de campo puede venir de escobillas o de una excitatriz brushless (AC auxiliar + rectificadores en el rotor). Menos mantenimiento de anillos.

3

Frecuencia

f = (P × n) / 120

Ejemplo: 4 polos, 1800 rpm → 60 Hz. 4 polos, 1500 rpm → 50 Hz. Si el motor primario afloja rpm bajo carga, baja la frecuencia del bus.

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Voltaje de salida

Depende del flujo (excitación), la velocidad y la carga. El regulador AVR ajusta campo para mantener V. Sobreactivar/subactivar cambia también VARs en paralelo.

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Paralelizar

Condiciones: misma secuencia, mismo voltaje, misma frecuencia, fase coincidente (sincronoscopio/luces). Luego se reparte kW (governor) y kVAR (excitación).

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Protección de descarga de campo

Al interrumpir campo inductivo hay fem de ruptura. Hay circuitos de descarga/protección. No abras el campo a lo bruto.

7

Enfriamiento

Máquinas grandes: aire, hidrógeno, circuitos de agua. En pequeñas: ventilación. Temperatura es vida del aislante.

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Práctica rápida (5 minutos)

Escribe tres síntomas posibles de esta lección, la primera medición que harías y la primera cosa que no harías. Compara con la tabla de errores. Esa micropráctica fija más que releer.

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Caso de campo

Situación. Generador a 59 Hz bajo carga; el operario sube excitación porque “el voltaje también se ve bajo”.

Cómo pensarlo. Frecuencia baja → motor primario / governor. Subir solo excitación puede subir V pero no arregla Hz. Ajusta potencia mecánica primero.

Conclusión: Hz ↔ rpm; V ↔ excitación (principalmente).

En el campo

Síntoma

Hz baja; V baja; no sincroniza; calentamiento

Dónde mirar

Governor; AVR; secuencia; protecciones de campo

Causas probables

  1. Motor primario débil
  2. AVR
  3. secuencia invertida
  4. overload

Qué medir

  1. f
  2. V
  3. I
  4. rpm
  5. corriente de campo

Qué no hacer

  • Forzar paralelo sin sincronizar

Errores comunes

Síntoma Causa típica Acción
Síntoma 59 Hz
Causa típica Rpm baja
Acción Ajustar governor/carga
Síntoma No entra a bus
Causa típica Fase/secuencia
Acción Usar sincronoscopio
Síntoma V alta en vacío
Causa típica Sobreexcitación
Acción Ajustar AVR
Síntoma Arco al abrir campo
Causa típica Sin descarga
Acción Usar circuito correcto