Generadores

IMPORTANCIA DE LOS GENERADORES.
La importancia de los generadores:
En muchos momentos de la vida diaria estamos en contacto con linternas, en-cendidos de carros, radios
portátiles etc, los cuales utilizan baterías como fuente de Electricidad. Para estos aparatos la energía tomada
de la batería es relativa, por lo cual, la bateria nos suministra corriente durante un periodo re-lativamente largo
de tiempo sin necesidad. de cargarla. Las baterías trabajan en buenas condiciones cuando alimentan a
dispositivos que consumen poca potencia.
La mayor parte de los equipos electricos requieren de grandes cantidades de corriente y de tensiones altas para
poder funcionar. Por ejemplo, las luces e-lectricas y los motores, requieren tensiones e intensidades de
corriente mayores que las que puede suministrar una batería común para su normal funcionamiento.
Por esto se requieren fuentes de electricidad que no sean baterías para abastecer grandes cantidades de
corriente. Estas grandes cantidades de corriente las sumininistran mas máquinas electricas rotativas que
reciben el nombre de generadores dinamoelectricos". Los generadores dinamoelectricos pueden suminustrar
corriente continua y alterna indistintamente. El generador puede diseñarse para altas o bajas corrientes.
Si faltara la energia eléctrica que producen los generadores, el mundo ac-tual quedaría prácticamente
paralizado. Si miramos a nuestro alrededor nos dare-mos cuenta de la importancía. de la corriente eléctrica
que producen los generado-res. en nuestro mundo moderno, el sistema de alumbrado, nuestras fábricas y toda
nuestra vida industrial está accionada por la corriente electrica que producen los generadores. Los generadores
son tan importantes en la vida moderna, como el corazón en la vida de nuestro organismo.
EL GENERADOR ELEMENTAL
Generadores practicos:
Sabemos que se puede producir electricidad haciendo que un conductor atraviese un campo magnetico. Este
es el principio de producción de corriente de cualquier generador dinamo − eléctrico, desde el mas pequeño
hasta los gigantescos que producen miles de kilovatios de potencia. Con el fin de comprender mejor el
funcionamiento de los generadores practicos, examinemos un generador elemental compuesto por un
conductor y un campo magnetico para observar como puede producir electricidad aprovechable. Una vez
conocido el funcionamiento de la maquina dinamo − electrica elemental, no habra dificultad en apreciar como
se convierte a la misma en un generador practico.
Construcción del Generador elemental:
El generador elemental está constituído por una espira de alambre colocada de manera que pueda girar dentro
de un campo magnético fijo y que produzca una tensión inducida en la espira. Para conectar la espira al
circuito exterior y aprovechar la f.e.m. inducida se utilizan contactos desli-zantes.
Las piezas polares son los polos norte y sur del imán que suministran el campo magnetico. La espira de
alambre que gira a través del campo magnético se llama inducido o armadura. Los cilindros a los cuales estan
conectados los ex-tremos del inducido se denominan "anillos rozantes" o de contacto, los cuales gi-ran a la
vez que el inducido. Unas escobillas van rozando los anillos de contacto para recoger la electricidad producida
en la armadura y transportarla al circuito exterior.
Al describir la acción del generador que exponemos en las páginas siguientes, veremos la manera en que la
1
espira va girando a través del campo magnético cuando los costados de la espira atraviesan el campo
magnético, generan una fuerza electromotriz inducida que produce un flu,jo de corriente en la espira, en los
anillos de contacto, en las escobillas en el instrumento de medición y en la resistencia de carga, todos
conectados en serie. La fuerza electromotriz inducida que se produce en Ias espiras, y por lo tanto la corriente
que fluye, dependen de la posición en que se encuentra la espira en relación con el campo magnético. Ahora
analizaremos la acción de la espira a medida que gira a través del campo.
Funcionamiento del generador elemental:
Vamos a imaginarnos que la espira que forma el inducido esta girando en el mismo sentido de las agujas de un
reloj que su posición inicial es A (cero grados), la. espira es per-pendicular al campo magnético y los
conductores negro y blanco de la espira. que forman el inducido, se desplazan paralelamente al campo. Al
moverse el conductor paralelamente al campo magnético no corta líneas de fuerza y por lo tanto no se puede
generar en él ninguna fuerza electromotriz. esto rige para los conductores de la espira en el instante en que
pasan por la posición A, no se genera en ellos fuerza electromotriz y, por lo tanto, no existe fujo de corriente
en el circuito. El instrumento indica cero.
A medida que la espira va pasando de la posición A a la posición A, los conductores atraviesan cada vez más
lineas de fuerza hasta que, cuando es-tan a noventa grados (posición B), cortan la máxima cantidad de líneas
de fuerza. En otras palabras, entre cero y 90 Grados la fuerza electromctriz inducida en los conductores va
aumentando de cero a un valor máximo. observaremos que de cero a 90 grados el conductor negro corta al
campo hacia abajo, mientras que al mismo tiem-po el conductor blanco corta al campo hacia arriba. La.s
fuerzas electromotrices induicídas en los dos conductores están en serie, por lo tanto se suman, por lo cual el
voltaje resultante en las escobillas (tensión en bornes) es la suma de dos fuerzas electromotrices inducidas,
puesto que los voltajes inducidos son iguales entre sí. La intensidad del circuito varía de la misma manera que
la fuerza electromotriz inducida y es nula a cero grados y llega a un máximo de 90 grados. La aguja del
instrumento se va desviando cada vez más a la derecha entre las posiciones A y B, indicando que la corriente
de la carga, está circulando en esa dirección. El sentido del flujo de corriente y la polaridad de la fuerza
electromotriz inducida dependen del sentido de giro del inducido.
A medida que la espira va girando desde la posición B (90 grados) hasta la
posición C (180 grados), los conductores que están atravesando una cantidad máxima de líneas de fuerza en la
posición B, van atravesando menos lineas hasta que, cuando llegan a la posición C, se desplazan
paralelamente al campo magnético y ya no cortan lineas de fuerza. Por lo tanto, la fuerza electromotriz
inducida ira
disminuyendo de 90 a 180 grados de la misma manera que aumentaba de cero a
90 grados. El flujo de corriente seguirá. de la misma manera las variaciones de tención.
De cero a 180 grados los conductores han venido desplazándose en el mismo sentido a través del campo
magnético, por lo tanto, la polaridad de la fuerza electromotriz inducída no ha variado. Ahora bien, cuando la
espira comienza a gírar más allá de 180 grados para volver a la posición A, el sentido del movi-miento
transversal de los conductores en el campo magnético se invierten. ahora el conductor negro sube dentro del
campo magnético y el conductor blanco descien-de. En consecuencia, la polaridad de la fuerza electromotriz
inducida y el flujo se invierten. Desde lás posiciones C y D hasta la posicion A, el flujo de co-rriente tendrá un
sentido opuesto al que tiene entre las posiciones A y C. La tensión en el generador será la misma que de A a
C, pero la polaridad será inversa.Regla de la mano izquierda:
Hemos visto como se produce la fuerza electromotriz en el generador elemen-tal.
Para recordar el sentido de la fuerza electromotríz inducida en un conductor que se desplaza a través el campo
2
magnético, existe un método que se denomina "regla de la mano izquierda para eneradores". Esta dice: si
colocamos el dedo pulgar y los dedos índice y medio de la mano izquierda en ángulo recto entre sí, apuntando
con el dedo índice el sentido del flujo magnético y con el dedo pulgar el sentido en que se desplaza el
conductor, el dedo medio indicará el sentido de la fuerza electromotriz inducida.
Salida del Generador elemental:
Examínemos con mayor detenimiento la onda de salida del generador elemental, la tensión de corriente
contínua, puede presentarse como una línea recta cuya distancia por encima de la linea de referencia "cero"
depende de su valor.
El voltaje generado, no es tensión contínua, puesto que el de tensión con-tínua es un voltaje que mantiene la
misma polaridad en todo momento. El voltaje generado se llama "voltaje alterno" porque alterna
periodicamente mas o menos, comúnmente se dice voltaje C.A. El flujo de corriente, puesto que varia al
mismo tiempo que el voltaje, tambien es alterno. A este flujo de corriente se le deno-mina corriente alterna.
La corriente alterna siempre esta asociada con la ten-sión alterna, puesto que la tensión alterna siempre
produce un flujo de corriente alterna.
CONMUTACION
Hemos visto la forma en que el generador elemental produce corriente alter-na. Ahora veremos la forma de
modificar la corriente alterna en corriente conti-nua.
Como hemos, visto en el generador elemental la tensión alterna inducida en la espira invierte su polaridad
cada vez que pasa de cero a 180 grados. En esos puntos los conductores de la espira invierten el sentido de
desplazamiento a tra-vés del campo magnético. Sabemos que la polaridad de la fuerza electromotriz in-ducida
depende del sentido en que el conductor se mueve a través del campo magné-tico. Si se ivierte el sentido, la
polaridad tambien se invierte. Como la espira sigue girando dentro del campo, sus conductores siempre
tendrán una fuerza electromotriz inducida alterna en ellos. Por lo tanto, la unica manera de obte-ner corriente
continua del generador es convertir la corriente alterna producida en corriente contínua. Una de las maneras
de hacerlo es con un interruptor co-nectado a la salida del generador. Este interruptor debe estar instalado de
ma-nera que invierta la polaridad de la tensión de salida en los momentos en que la polaridad de la fuerza
electromotriz inducida se modifique dentro del generador.
El interruptor tendría que ser accionado a mano cada vez que la polaridad del voltaje se invierte. Si se hiciera
esto, el voltaje aplica do a la carga siempre tendría la misma polaridad y el flujo de corriente en la resistencia
no cambiaría de sentido, aunque aumentaria y dismïnuiría de valor a medida que girase la espira.
El Colector:
Para convertir el voltaje alterno del generador en voltaje contínuo variable es neresario accionar el interruptor
dos veces por ciclo. Si el generador esta
produciendo C.A de 60 ciclos por segundo sería necesario mover el interruptor
120 veces por segundo para convertir la C.A. en C.C.Sería imposible accionarlo manualmente a tanta
velocidad y diseñar un dispositivo mecanico,seria poco practico. Si teóricamente el interruptor sirve para
hacer la tarea, será necesario reemplazarlo por algo que produzca la misma acción a gran velocidad.
Los anillos de contacto del generador elemental se pueden modificar de modo que den el mismo resultado
práctico que el interruptor mecanico que hemos mencionado. Para hacerlo, eliminamos uno de los anillos de
contacto y el otro lo dividimos en dos a lo largo de su eje. Los extremos de la bobina estan conectados con
cada una de las dos partes del anillos. Las partes del anillo de contacto están aisladas entre si para evitar el
contacto eléctrico entre ellas, así como con cualquier otra parte de la armadura. Al anillo dividido completo se
3
le conoce con el nombre de colector y su acción de convertir C.A. en C.C. se conoce con el nombre de
conmutación. A las partes del colector, se les llama delgas. las escobillas están colocadas frente a frente y las
delgas del colector están montadas de manera que hacen cortocircuito con las escobillas cuando la espira pasa
por los puntos de voltaje cero. Observemos también que a medida que la espira gira, cada uno de los
conductores estará. conectado por medio del colector, primero con la escobilla positiva y después con la
escobilla negativa.
Cuando la espira de la armadura gira, el colector cambia automáticamente el contacto de cada extremo de la
espira de una escobilla a la otra, cada vez que la espira de media revolución. Esta acción es exactamente igual
que la del interruptor de inversión.
Conversión de C.A en C.C mediante el colector.
Veamos la acción del colector al convertir C.A. en C.C. la espira está en forma perpendicular al campo
magnético y no se produce fuerza electromotriz inducida en los conductores del mismo. Como con-secuencia,
no habrá flujo de corriente. Observe que las escobillas están en con-tacto con las dos delgas del colector,
haciendo un cortocircuito en la espira. este cortocircuito no crea ningún problema por no haber flujo de
corriente. En el momento en que la espira se desplaza levemente de la posicion (cero grados), el cortocircuito
deja de exístir. La escobilla negra esta en contacto con la delga negra mientras que la escobilla blanca está en
contacto con la delga blanca.
Cuando la, espira gira en el mismo sentido de las agujas del reloj desde la posición A a la posición B (90
grados), la fuerza electromotriz inducida va aumentando desde cero, hasta que en la posición B (90 grados) se
encuentra en su punto máximo. Como la intensidad de la corriente varía con la fuerza electromo-triz inducida,
el flujo de corriente también será el máximo en los 90 gra-dos. Cuando la espira sigue girando en el sentido de
las agu,jas del reloj desde la posición B hasta la posición C, la fuerza electromotriz inducida disminuye has-ta
que en la posición C (180 grados) vuelve a cero.
Observemos que en la posición C la escobilla sale de la deIga negra y entra en la delga blanca, mientras que al
mismo tiempo la esco-billa blanca sale le la delga blanca y entra en la delga negra de esta manera la escobilla
negra siempre esta en contacto con el conductor de la espira que se desplaza. hacia abajo, y la escobilla blanca
siempre esta en contac-to con el conductor que se desplaza hacia arriba. Como el conductor que se mueve
hacia arriba tiene un flujo de corriente que avanza hacia la escobilla, la esco-billa blanca es el terminal
negativo y la escobilla
negra el terminal positivo.
Mientras sigue girando la espira de la posición C (18O grados) hacia la posicion de (270 grados) para volver a
la posíción A (360 ó cero grados) la escobilla negra esta conectada con el conductor blanco que se desplaza
hacia aba,jo, y la escobilla blanca esta conectada con el conductor negro que se mueve hacia arriba.Como
resultado, desde 180 hasta 360 grados las escobillas reciben un voltaje de la misma polaridad que el que se
producía entre cero y 180 grados.
Mejora de salida de corriente continua
Antes de comenzar a estudiar máquinas dínamo−eléctricas, el único voltaje de C.C. con que estabamos
familiarizados era el uniforme e invaríable que producian las baterías. Ahora sabemos que la producción de
corriente contínua de las maquinas dínamo−eléctricas es muy dispareja, este voltaje contínuo varía
periódicamente de cero a su valor máximo. Si bien esta tensión pulsatoria es corriente contínua, no tiene
suficiente constancia como para hacer funcionar artefactos eléctricos de C.C. Por lo tanto se debe modificar la
dínamo elemental de manera que produzca una corriente contínua uniforme esto se logra agrupando mas
bobinas en el inducido.
4
En la figura 3.5 aparece una dinamo dotada de un inducido de dos bobinas dispuestas en ángulo recto entre sí.
Observemos que el colector ha sido fraccio-nado en cuatro delgas iguales, estando las delgas opuestas
conectadas con el ex-tremo de una misma bobina. En la posición del grabado, las escobillas hacen con-tacto
con la bobina blanca en la cual se produce la tensión máxima porque se esta moviendo en ángulo recto con
respecto al campo. Cuando esta armadura gira en el mismo sentido de las agujas del reloj, la salida de la,
bobina blanca co-mienza a declinar. Después de un octavo de revolución (45 grados) las escobillas pasan a las
delgas negras del colector, cuya bobina está empezando a atravesar el campo. La tensión de salida comienza a
aumentar nuevamnente, llega a su valor má-ximo en los 90 grados y luego vuelve a caer a medida que la
bobina negra encuen-tra menos líneas de fuerza. En los 135 grados se produce nuevamente la conmuta-ción y
las escobillas están otra vez en contacto con la bobina blanca. La onda del voltaje de salida de toda la
revolución aparece superpuesta sobre el voltaje único de la bobina. Observemos en la figura 3−5, que la salida
nunca desciende más allá, del punto Y. El ascenso y descenso de la tensión queda limitado entre Y y su valor
máximo, en vez de cero y maximo. Esta variacion del voltaje de salida de la dínamo de C.C. se llama
pulsación de la dínamo. Es evidente que la tensión de salída del inducido de dos bobinas se acerca mucho mas
a una C.C. constante que la tensión de salida del inducido de una sola bobina. A pesar de que la sa-lida, de Ia
dínamo de dos bobínas
se aproxima mucho mas a la uniformidad que el inducido de una sola bobina siempre hay demasíada
pulsación en la salida como para que esta tensíón pueda ser útil en los equipos eléctricos de C.C. Para que la
salida sea uniforme, se hace el inducido con gran número de delgas. Las bobi-nas estan dispuestas en eI
inducido de tal forma que en todo instante hay algunas espiras que atraviesan el campo magnetico en ángulo
recto. En consecuencia la salida, tiene una pulsación muy escasa y se le considera constante, suministrando
C.C pura.
Construcción del generador C.C
Hemos visto hasta ahora los fundamentos de acción de la máquina dínamo-eléctrica y la teoría sobre el
funcionamiento de los generadores eléctricos ele-mentales de corriente alterna y contínua. Ahora estamos en
condiciones de apren-der sobre dínamos reales y cómo están construídos. Existen varios componentes que son
esenciales en el funcionamiento de una dínamo completa. Una vez que aprendamos a conocer estos
componentes y nos familiaricemos con su funcionamien-to estos datos nos serán de utilidad para investigar las
dinamos.
Los generadores, sean de C.A. o de C,C, están formados de una parte girato-ria llamada rotor y una parte
estatica llamada estator. En La mayoría de las dí-namos de C.C. el bobinado del inducido está, montado en el
rotor y las bobinas de campo en el estator. En cambio, en los generadores de C.C ocurre a la inversa, las
bobinas de campo están en el rotor y el bobinado del inducido en el estator.
En los dos casos existe un movimiento relativo entre las bobinas del inducido y del campo, de manera que el
bobinado del inducido atraviesa las líneas de fuerza del campo. A raíz de esto se induce una fuerza
electromotriz en el indu-cido, haciendo que se produzca un flujo de corriente por la carga externa. Dado que la
dínamo suministra energia eléctrica a una carga, se debe impartir energía mecánica a la dínamo para que el
rotor gire y prodúzca electricidad. La dínamo convierte energía mecánica en energía eléctrica. Por lo tanto,
todas las dínamos tienen que tener acopladas máquinas que les suminístren energía mecánica necesa-ria para
que gire el rotor. Esas máquinas se denominan propulsores primarios pueden ser máquinas de vapor, turbinas
de vapor, motores etéctricos, motores de explosión, etc.
Ahora entremos en el estudio de la construccíón de una. dínamo de C.C. co-rmín y sus diversos componentes.
Si bien la forma en que están construidas varía ampliamente, los componentes básicos y su funcionamiento
son siempre los mismos en todos los casos.
Al armar el dinamo, los polos de campos se montan en el estator y se sujetan con pernos sobre la estructura
5
del estator. Luego se mete el inducido entre los polos del campo y se colocan los juegos de escobillas al final.
Carcasa: a la carcasa se le llama a veces bastidor principal. Es el cimïnto de la máquina y sostiene a todos los
otros componentes. Ademá.s sirve para completar el camoo magnético entre las piezas polares.
Piezas polares: Las piezas polares están formadas por muchas capas delgadas de hierro o acero, unidas entre
sí y sujetas por dentro de la carcasa. Estas piezas polares sostienen las bobinas de campo ,y están diseñadas
para producir un campo concentrado. La laminación de los polos se debe a que evitan las corrientes pa-rásitas.
Bobinados de campo: Los bobinados de campo, cuando están montados sobre las pie-zas polares, forman
electroimanes que suministran el campo magnético necesario para el funcionamiento de la dínamo. A los
bobinados y piezas polares se les llama a menudo campos. Los bobinados son bobinas de alambre aislado que
ha sido arrollado de manera que encaje en forma ajustada en las piezas polares. La co-rriente que circula por
las bobinas produce el campo magnético. Las dinamos pue-den tener dos polos o varios pares de polos.
Cualquiera que sea el número polos, los alternos siempre tendrán polaridad contraria.
Casquetes: los casquetes están montados en los extremos del bastidor principal y contienen los cojinetes de la
armadura. El casquete posterior suele sostener el cojinete solo mientras el anterior sostiene el juego de
escobillas.
Portaescobillas: Este componente consiste en una pieza de material aislante, sostiene las escobillas y sus
conductores respectivos. Los portaescobillas vienen asegurados con grapas al casquete delantero. En algunas
dínamos los portaescobillas pueden hacerce girar alrededor del árbol para su ajuste.
Inducido: Prácticamente en todas las dínamos de C.C. el inducido gira entre los polos del estator. El inducido
está. formado por el eje, núcleo, bobinas y colector. El núcleo del inducido es laminado y tiene unas ranuras
para alojar las bobinas. El colector esta hecho con trozos de cobre aislado entre sí y con respecto al e,je estos
trozos de cobre, llamados delgas, están asegurados con anillos de retención para impedir que patinen debido a
la fuerza centrífuga, en los extremos de la delgas hay unas pequeñas ranuras a las cuales se sueldan las
bobinas del inducido. El árbol o eje sostiene el conjunto del inducido y gira apoyado en los cojinetes de los
casquetes
Entre el inducido y Ias piezas polares existe un pequeño espacio llamado entrehierro para evitar el rozamiento
entre esas partes durante la rotación el entrehierro siempre es pequeño, para que la fuerza del campo sea
máxima.
Escobillas: Las escobillas rozan sobre el colector y transportan la tensión gene-rada a la carga. Las escobillas
suelen estar elaboradas de grafito duro y son mantenidas en posición por el portaescobillas. La escobillas
puedan subir y ba-jar dentro de los portaescobillas para seguir las irregulararidades de su superfi-cie del
colector. Un conductor Fleccible llamado chicote conecta las escobilla. con el circuito externo.
Núcleo laminado: Para evitar las corrientes parásitas, los nucleos en los motores están hechos con láminas
metálicas superpuestas.
Núcleo magnetico de un dinamo.
Después de construído el inducido de una dínamo, el número de conductores del mismo no suele variar; si
bien puede variarse la velocidad hasta cierto punto, la máquina suele funcionar por lo general a la velocidad
aproximada para la cual ha sido proyectada y construída. Por consiguiente, vemos que la regula-ción o la
variación del voltaje durante el funcionamiento de un dínamo dependerá en gran parte de la intensidad del
campo magnético.sera pues, conveniente estudiarcon mas detalle algunos de los factores de los cuales depende Ia intensidad del campo, así como los métodos por los cuales puede variarse.
6
Todo dínamo, o todo motor, tiene lo que se llama circuito magnético este es el camino seguido por el flujo de
sus polos magnéticos a través de los mismos polos, en todo dínamo hay tantos cir-cuitos magéticos como
polos tenga el dínamo. esto es, que un dínamo de polos tiene dos circuitos magneticos. Uno de cuatro polos
tiene cuatro cir-cuitos magnéticos.
Las trayectorias magnéticas tienen que ser contínuas y se cerrarán a través del aire, donde no haya hierro o
acero. Sin embargo conviene que el circuito magnetico se componga en la mayor proporcion-de hierro con el
fin de reducir la reluctancia del circuito y aumentar la intensidad del campo magnético. Los circuitos
magnéticos de los dínamos comer-ciales se comportan siguiendo una trayectoria de hierro o acero, a no ser
por el pequeño intervalo de aire, o entrehierro, que hay entre el nucleo del inducido y los polos magnéticos. Si
las revoluciones por minuto del dínamo son constantes, aumentando este entrehierro se debilitara la intensidad
del campo magnético y se reducira en proporciónes al voltaje del dínamo.
Excitación del campo
como ya sabemos el campo magnético de los polos del dínamo es creado por la corriente contínua que circula
por las bobinas que rodean los polos de hierro esta corriente se llama corriente excitatriz. La intensidad del
campo magnético dependerá, del número de vueltas de la bobina inductora y de la inten-sidad de corriente que
pase por ella. Por lo cual, controlando la corrirente de excitación por medio de un reóstato, podemos a,justar
fácilmente la intensidad del campo magnético y el volta,je del dínamo.
Los dínamos se clasifican de la manera siguiente dinamos con excitación independiente y dínamos
autoexcitados, segun la manera como las bobinas inducto-ras obtienen la corriente excitatriz.
Un dínamo con excitación independiente es aquel en que el campo magnetico se produce con una corriente
excitatriz que procede de otra fuente distin-ta de la de su propio inducido, esta fuente de energia puede ser una
batería de acumuladores o bien otro dínamo pequeño. La corriente alterna no sirve para excitar los polos
magnéticos de un dinamo, ni de un alternador. Por lo cual, los alternadores se excitan casi siempre
independientemente por medio de una corriente obtenida de baterias de acumuladores o de generadores de
C.C. (excitatrices). Los dínamos que se emplean en galvanoplastia y en otros trabajos análogos, suelen tener
excitación independiente las bobinas inductoras están de-vanadas para un voltaje determinado. Este voltaje
puede variar entre 6 y 25v para la excitación por medio de batería y entre 110 y 120 voltios cuando la
excitación se hace por medio de otro dinamo.
Un dínamo sencillo de dos polos puede hacerse girar en una u otra dirección, ya que el campo magnético es
independiente de la polaridad del inducido. Sin embargo, la polaridad en las escobillas variará cada vez que se
invierta el sentido de giro del inducido.
Los generadores con excitación serie ya no se emplean en las cen-trales. Se emplearon hace ya algún tiempo
para la alimentación de grandes circuitos de lámparas de arco, pero estas lámparas han sido sustituidas por
otros tipos más modernos (lámparas de xenón, por ejemplo); en lo que sigue, prescindiremos del estudio de
este tipo de generadores.
Generador con excitación independiente
En este tipo de generador, la tensión en los bornes es casi inde-pendiente de la carga de la máquina y de su
velocidad, ya que la ten-sión se puede regular por medio del reostato de campo aunque, natu-ralmente, dentro
de ciertos límites, porque la excitación del campo inductor no puede aumentar más allá de lo que permite la
saturación
En la figura 480 se representa el esquema de conexiones completo de un generador de corriente continua con
excitación independiente; se supone que el sentido de giro de la máquina es a derechas lo que, por otro lado,
7
es el que corresponde a casi todas las máquinas motri-ces. Si hubiere que cambiar el sentido de giro, bastará
con cambiar como ya sabemos, las conexiones del circuito principal.
La instalación de un generador de excitación independiente, com-prende los siguientes elementos (véase la
figura 480):
2 barras generales, una de las cuales se conecta al borne positivo del generador, y la otra al borne negativo.
1 iuterruptor bipolar principal, para abrir y cerrar el circuito, que une los bornes del generador con las barras
generales. Se acciona bruscamente y nunca deberá abrirse est.ando la máquina bajo carga máxima, porque
puede producirse un arco peligroso.
2 fusibles generales, que también podrían estar instalados entre las barras generales y el interruptor.
1 arnperímetro para el circuito principal del generador.
I voltímetro para este mismo circuito, que debe montarse tal como está indicado en la figura, es decir en los
bornes del inte-rruptor correspondientes al circuito del generador; de esta for-ma, se puede medir la tensión en
bornes de éste, auñque el interruptor esté desconectado, cosa muy importante, como ve-remos más adelante.
En el circuito del voltímetro es conveniente instalar fusibles para evitar la formación de cortocircuitos en caso
de un contacto eventual entre los hilos del aparato de medida.
Desarrollo del volta,je en una dínamo
Estos son los elementos montados en el circuito principal del generador. En el circuito de excitación se
montan: reostato de campo provisto de dispositivo de cortocircuito para cerrar en cortocircuito el circuito de
excitación antes de inte-rrumpirlo; de esta forma, la extracorriente de ruptura que se forma, se cierra y se
extingue sobre el mismo circuito de ex-citación, sin producir efectos perjudiciales.
1 amperímetro para medir la corriente de excitación.
2 interruptores unipolares no automáticos, antes de las barras de excitación, para aislar la máquina de dichas
barras, cuando está en reposo.
En el circuito de excitación no deben iustalarse f usibles porque si, por cualquier causa, se fundiesen, se
produciría una extracorriente de ruptura muy elevada que pondría en peligro la instalación.
En caso de elevadas intensidades, conviene sustituir el interruptor principal y los fusibles por un interruptor
automático de máxima intensidad, que sustituye ventajosamente a dichos elementos, con la ventaja adicional
de reducir la duración de las interrupciones del servicio, ya que resulta mucho más rápido volver a cerrar el
interrup-tor que se ha disparado que sustituir uno o los dos fusibles fundidos.
Para la puesta en rnarcha, antes que nada se excita el generador, para lo cual, se realizarán las siguientes
maniobras:
1. Se intercala todo el reostato de campo, pero sin llegar a tocar el borne de cortocircuito.
2. Se cierran los interruptores unipolares del circuito de excita-ción.
Después, se aumenta de forma gradual la velocidad de la máquina motriz hasta alcanzar la velocidad de
régimen para la que está ajustado el regulador de la máquina motriz. A medida que crece la velocidad, crece
también la iensión indicada en el voltímetro. Si falta cl con-tador de revoluciones en la máquina motuiz, se
8
regulará su velocidad por medio del voltímetro, procurando que la tensión quede algo más baja que la tensión
nominal del generador.
Ahora ya se puede conectar el generador al circuito exterior. Pero hay que distinguir dos casos, segím que las
barras estén sin tensión (por ejemplo, si el generador trabaja independientemente) o que las barras estén bajo
iensión (por ejemplo, si hay baterías de acumula-dores en el circuito exterior); ei caso de un generador que
debe aco-plarse a una red ya alimentada por otros generadores será tratado más adelante, cuando estudiemos
el acoplamiento en paralelo de ge-neradores de corrienie continua.
Cuando las barras están sin tensión, s~ acopla el generador, ce-rrando el interrupior general; después de una
manera gradual, se va conectando la carga maniobrando al mismo ticmpo el reostato de cam-po, aumcntando
gradualmente la corriente de excitación, para man-tener, en lo posible, constante la tensión en los bornes del
generador.
Cuando en la red están acopladas baterías de acumuladores se cierran primero los interruptores de
alimentación de las baterías, pero el interruptor general del generador, se cerrará solamente cuando éste haya
alcanzado una tensión en. bornes igual a la tensión de las barras, para lo que ha. de disponerse de un segundo
voltímetro que mida esta tensión o, por lo menos, proveer al voltímetro del generador, del co-rrespondiente
conmutador de voltímetro; si no se tomase esta pre-caución, las baterías descargarían sobre el generador el
cual, funcio-nando como motor, tendería a arrastrar a la máquina motriz. Si el generador está provisto de
interruptor automático de mínima (lo que es conveniente, para evitar que las baterías se descarguen sobre él),
es necesario conectarlo antes de la puesta en marcha y desconectarlo cuando la máquina está todavía en
funcionamiento, antes de la parada de ésta.
Durante el funcionamiento bajo carga del generador hay que tener en cuenta que cualquier variación en la
carga, conduce a una variación de la tensióri en el generador, que es necesario regular, actuando sobre el
reostato de campo. Recuérdese que intercalando resistencias en dicho reostato, disminuye la corriente de
excitación, por lo tanto, también la tensión en bornes del generador y, como consecuencia disminuye la
corriente principal; eliminando resistencias del reostato de campo, se consigue los èfectos contrarios.
Este reostato debe maniobrarse gradualmente, no de forma brusca, para evitar fluctuaciones de tensión en los
bornes de los aparatos consumidores. Es conveniente parar la maniobra del reostato, cuan-do la tensión en
bornes del generador sea algo inferior a la tensión nominal porque los efectos debidos a las variaciones de la
resistencia del circuito tardan cierto tiempo en manifestarse; como consecuencia, la tensión seguirá variando
algo, a pesar de haber terminado la ma-niobra.
La carga del generador no ha de superar el límite máximo para el que ha sido construida la máquina; por ello,
debe instalarse un am-perímetro con objeto de vigilar constantemente el estado de carga del generador y,
además, como garantía de que la máquina suministra efectivamente corriente.
La parada se efectúa con los mismos cuidados prescritos para la puesta en marcha. Es muy peligroso abrir el
interruptor general de la maquina cuando ésta se encuentra todavía en carga, por la elevada extracorriente de
ruptura que se produciría, lo que ocasionaría chispas en el interruptor y en el colector del generador y una
brusca variación de los esfuerzos mecánicos, lo que puede ocasionar graves averías en los órganos mecánicos.
Por lo tanto, resulta esencial descargar la máquina de forma gra-dual, maniobrando lentamente el reostato de
campo de forma que se intercalen resistencias; se observarán las indicaciones del amperímetro y cuando la
carga se aproxime a cero, se abrirá el interruptor principal de la máquina.
Ahora la máquina está descargada pero no desexcitada, es decir que todavía existe tension entre sus bornes.
Para desexcitarla, se cierra el circuito de excitación sobre sí mismo y, simultáneamente se abre su
comunicación con una de las barras de excitación, dejando cerrada la otra comunicación. Esto se obtiene con
9
el reostato de campo pro-visto de borne de cortocircuito, llevando la palanca hasta el último contacto q.
Después de esto, se abren los interruptores unipolares de las barras de excitación, con lo que el circuito de
excitación queda aislado de la alimentación y la máquina queda desexcitada.
Debemos hacer, finalmente, unas observaciones sobre el cambio del sentido de giro. Puede ocurrir que sea
necesario invertir el senudo de giro, sin invertir la polaridad del generador, por ejemplo, cuando hay acopladas
en paralelo, baterías de acumuladores, u otros disposi-tivos de polaridad obligada; en este caso, habrá que
invertir el sentido de la corriente en el circuito de excitación, es decir, la polaridad de los conductores que
alimentan dicho circuito desde las barras de ex-citación; con esto, el generador se descebará pero se cebará
inmedia-tamente con polaridad contraria.
También conviene advertir que si se invierte el sentido de giro, se tendrá que invertir también la posición de
las escobillas, si éstas son metálicas, de forma que queden tangentes al colector. En todo caso, es necesario
cambiar la línea de situación de las escobillas, en el scn-tido de movimiento del generador.
E1 sentido de rotación está indicado por una flecha o por la ro-tación de la máquina motriz y también se puede
hallar observando el desplazamiento de las escobillas respecto de la línea neutra, que está dirigido hacia
adelante, es decir, en el sentido del movimiento del generador.
El campo de aplicación del generador con excitación independiente, es general, siempre que se disponga de
una línea independiente de corriente continua. Sin embargo, debe hacerse la advertencia de que estas
máquinas nunca deben trabajar en cortocircuito, pues existe el peligro de quemarlas; esto procede, según.
puede comprenderse fá-cilmente de la independencia entre el circuito inducido y el circuito de excitación.
En los dínamos con excitación independiente, tan pronto como se cíerra el circuito desde la fuente de corriente
contínua hasta el inductor, el campo magné-tico adquiere toda su intensidad y el voltaje del dínamo aumenta
rápidamente hasta llegar a su valor máximo tan pronto como la máquina alcanza su valor normal.
El dínamo autoexcitado dosarrolla su volta,je más despacio, partiendo del pequeño magnetismo residual que
hay en los polos cuando se pone en marcha la má-quina. El magnetismo residual es el retenido por el hierro de
los polos magnétí-cos aún después de cortar la corriente. Este magnetismo residual sólo produce, como es
natural, un campo magnético muy débil.
Cuando arranca la maquina los conductores del inducído empiezan a cortar eI campo residual y se produce en
ellos un volta,je muy bajo. Como las bobinas in-ductoras están conectadas al inducido, este bajo voltaje del
induci-do obliga a pasar una corriente pequeña por las bobinas inductoras, esta corriente débil hace que
aumente ligeramente la intensidad del campo magnético. Despues, al cortar Ios conductores las líneas de este
campo magnético algo más intenso, se induce en ellos un voltaje aún más elevado. Este voltaje hace que
aumente aún más la intensidad del campo magnético y esto, a su vez, crea un voltaje mayor en el inducido que
refuerza la intensidad del campo magnético. Este proceso conti-núa y la intensidad del campo magnético y el
voltaje del inducido van siendo cada vez mayores hasta alcanzar el punto de saturación de los polos
magnéticos.
Recordemos que el punto de saturación es aquel en que un circuito magnético está. conduciendo su carga
máxima practica de flujo. Cuando se alcanza este punto, se necesitaría un aumento considerable de la
corriente que circula por las bobi-nas inductoras para producir un pequeño aumento en el flujo de los polos.
Vemos pues que los dínamos con excitación propia desarrollan su voltaje gradualmente, partiendo del
magnetismo residual, a medida que va aumentando su velocidad hasta llergar a la velocidad normal. Pueden
ser necesarios varios segundos después que la máquina haya alcanzado el valor normal de su velocidad para
que su volta,je lo adquiera también.
Ajuste y regulación de voltaje.
10
Cuando marcha a su velocidad normal un dínamo, su volta,je puede regularse por medio de un reóstato de
campo, en la mayoria de los dínamos, este a,juste de voltaje se hace a mano, intercalando o suprimiendo
resistencia en el circuito inductor por medio del reóstato. En algunos casos se utilizan reguladores
automáticos.
Los términós control y ajuste se refieren a los cambios introducidos en el voltaje por el operador que maneja
el reóstato o por el aparato automático el termino regulación del voltaje se refiere a la variación en el volta,je
que la má-quina produce por si misma cuando cambia o se altera la carga.
Plano neutro:
El plano neutro de un dínamo es el que corresponde al punto neutro, los polos magnéticos contiguos en el cual
los conductores del inducido se estan desplazando paralelamente a las líneas de fuerza y en un campo muy
debil normalmente, cuando el dínamo no soporta ninguna carga, este plano neutro esta en el medio de la
distancia entre los polos contiguos de la polaridad opuesta,
Cuando los conductores estár pasando por este punto, no engendran ningun volta,je, por no cortar líneas de
fuerza. Es en este punto, en el que las delgas del conmutador unidas a los conductores son momentáneamente
puestas en cortocircuito por las escobillas debajo de las cuales pasan en este momento. Si se permi-tiera que
las escobillas pusieran en cortocircuito las bobinas mientras pasan a través del flujo intenso que hay debajo de
un polo y que engendra un volta,je apreciable, se producirían muchas chispas en las escobillas. Por lo cual es
importante ajustar las escobillas correctamente en este plano neutro.
Tipos de dínamos
Los dínamos se dividen en tres clases, seún la construcción de su inductor y sus conexiones: dínamo SHUNT
o excitación en derivación, dinamo SERIE o exitacionen en serie y dinamo compound o con exitacion
compuesta.
El dínamo shunt, tiene sus bobinas inducto-ras conectadas en paralelo con el inducido. Las bobinas inductoras
de los dína-mos shunt están compuestas de un gran número de vueltas de alambre de pequeño diámetro y con
una resistencia suficiente para que puedan estar permanentemente conectadas a través de las escobillas y
soportar todo el voltaje del inducido du-rante el funcionamiento. Por consiguiente, la corriente que circula por
esas bo-binas depende de su resistencia y del voltaje del inducido.
El generador con excitación shunt suministra energía eléctrica a una tensión aproximadamente constante,
cualquiera que sea la carga, aunque no tan constante como en el caso del generador con excitación
independiente. Cuando el circuito exterior está abierto, la máquina tiene excitación máxima porque toda la
corriente producida se destina a la alimentación del circuito de excitación; por lo tanto, la tensión en bornes es
máxima. Cuando el circuito exterior está cortocircuitado, casi toda la corriente producida pasa por el circuito
del inducido y la excitación es mínima, la tensión disminuye rápidamentc y la carga se anula. Por lo tanto, un
cortocircuito en la línea no compromete la máquina, que se desexcita automáticarnente, cesando de producir
co-rriente; esto es una ventaja sobre el generador de excitación indepen-diente en donde un cortocircuito en la
línea puede producir graves averías en la máquina, al no existir este efecto de desexcitación auto-mática.
Los generadores shunt presentan el inconveniente de qu.e no pueden excitarse si no están en rnovimiento, ya
que la excitación procede de la misma máquina.
El circuito de excitación no lleva fusibles por las razones ya indicadas en el caso del generador de excitación
independiente; en este circuito no es necesario un interruptor porque para excitar la máquina basta con ponerla
en marcha y para desexcitarla no hay más que pararla. El amperímetro en el circuito de excitación puede
tam-bién suprimirse, aunque resulta conveniente su instalación para com-probar si, por alguna avería, el
11
generador absorbe una corriente de excitación distinta de la normal.
Para la regulación de la tensión a las distintas cargas, se dispone también un reostato de campo, provisto,
como en el caso anterior, de borne de cortocircuito.
Cuando se dispone permanentemente de tensión en las barras es-peciales generales, muchas veces se prefiere
tomar la corriente de ex-citación de estas barras y no de las escobillas del generador.
Si, al poner en marcha el gene-rador, hay tensión en las barras generales, la máquina se comporta como
generador de excitación independiente; si no hay tensión, como generador shunt.
Para la puesta en marcha, debe cuidarse de que el interruptor ge-neral esté abierto y que el reostato de campo
tiene todas las resisten-cias intercaladas en el circuito. En estas condiciones, se pone en marcha la máquina
motriz, aumentando paulatinamente su velocidad hasta que ésta alcance su valor nominal; al mismo tiempo,
aumenta la co-rriente de excitación y, por lo tanto, la tensión en los bornes del ge-nerador, lo que indicará el
voltímetro. Si en la red no existen baterías de acumuladores, se acopla a ella el generador a una tensión algo
in-ferior a la nominal, por las razones ya indicadas al estudiar el genera-dor de excitación independiente; para
conseguir esta tensión, se ma-niobra el reostato de campo paulatinamente, quitando resistencias. No resulta
conveniente acoplar el generador a la red antes de excitarlo o a una tensión muy baja, porque si la resistencia
exterior fuese muy baja (es decir, que la red estuviese en condiciones próximas al cor-tocircuito), la corriente
de excitaciórn sería muy pequeña e insuficiente para excitar la máquina.
De la misma forma que para el caso del generador con excitación independiente, si en la red hubiese baterías
de acumuladores, se ce-rrará el interruptor general, solamente cuando la tensión en bornes de la máquina sea
igual a la tensión de la red. Conviene atender a que las baterías de acumuladores no descarguen sobre la
máquina, para lo cual es conveniente que el circuito del generador vaya provisto de un interruptor de mínima
tensión.
Cuando se necesite parar el generador, se descargará, disminuyendo la excitación por medio del reostato de
campo teniendo cuidado de que las baterías no se descarguen sobre el generador y, por Io tanto, manteniendo
siempre la tensión nominal. Si no hay baterías acopladas a la red, puede disminuirse la velocidad de la
máquina motriz. En cuanto el amperímetro indique una intensidad de corriente nula o casi nula, se abre el
interruptor principal, y se para la máquina motriz. Por efecto de la inercia, el gobernador seguirá girando
durante algún tiempo y se desexcitará poco a poco; si hubiera necesidad de desex-citarlo rápidamente, se
abrirá el circuito de excitación con las debidas precauciones y se frenará el volante de la máquina motriz.
Los generadores shunt se recomiendan cuando no haya cambios frecuentes y considerables de carga o bien
cuando haya elementos compensadores, tales como generadores auxiliares, baterías de acu-muladores, etc...
Si existen acumuladores como reserva o para servicios auxiliares, también se recomienda este tipo de
generador ya que la máquina no corre el peligro de que se invierta la polaridad del circuito de excita-ción; en
efecto, cuando el ge-nerador carga la batería la corriente tiene el sentido de la flecha de línea continua, y
atraviesa la batería desde el polo positivo al polo negativo. Si por una causa accidental (por ejemplo, una
pérdida de velocidad en el generador), disminuye la tensión de la máquina y queda inferior a la de la batería,
la corriente suministrada por la batería, atraviesa la máquina en sentido opuesto (flecha de línea de trazos),
entrando por el borne positivo y saliendo por el negativo, pero en el circuito de excitación circula en el mismo
sentido de la corriente pro-ducida cuando la máquina funcionaba como generador; en consecuen-cia, la
máquina funciona ahora como motor, y continúa girando en el mismo sentido que tenía antes, cuando
funcionaba como generador.
De lo dicho, puede deducirse fácilmente, que el generador shunt puede acoplarse en paralelo sin peligro con
otros generadores, aun en el caso de que por causa de una avería accidental en el regulador de la máquí-na
12
motriz, un generador sea conducido como motor por otro generador.
En lo que se refiere al cambio de sentido de giro, es necesario cambiar las conexiones del circuito del
inducido, porque haciéndolo así se invierte solamente la polaridad del circuito del in-ducido pero no la del
circuito de excitación, con lo que se evita que la máquina se descebe. No deben tocarse las conexiones de los
polos de conmutación, pero sí el ángulo de decalado de las escobillas.
Dínamo Serie:
En este tipo de máquina. las bobinas inductoras están conectadas en serie con el inducido y la carga. El
bobinado inductor suele estar compuesto de alambre o platina de cobre muy gruesos, de modo que pue-da
soportar sin recalentarse la corriente de plena carga.
Si no hay ninguna carga conectada a la línea, será imposible que pase ninguna corriente por el arrollamiento
inductor en serie y que por consiguiente, la dínamo no podrá desarrollar voltaje. Por lo cual, para que un
dínamo serie desarrolle voltaje cuando arranca es preciso que haya alguna carga conectada al circuito de línea.
Dinamo compound
En los dínamos compound, las bobinas inductoras están formadas por arrollamientos en serie y en paralelo,
sobre cada polo están conectados dos bobinados distintos.
La bobina inductora shunt está conectada en paralelo. La bobina inductora en serie, estando en serie con el
inducido y Ia carga tendrá su intensidad variable según la carga. Por consiguiente estas máquinas tendrán
algunas de las características de los dínamos Shunt y de los Serie.
Hemos visto que el voltaje del dínamo shunt tiende a bajar cuando aumenta la carga y que el voltaje del
dínamo serie aumenta con la carga. Por consi-guiente, diseñando un dínamo compound con las proporciones
adecuadas entre los inductores en derivación y en serie, podemos construir una máquina. que mantenga, un
voltaje casi constante con cualquier variación de la carga.
El bobinado inductor shunt de una dínamo Compound suele ser el principal y produce la mayor parte, con
mucho del flujo inductor. Los bobinados inductores en serie suelen componerse de sólo unas cuantas vueltas,
o sea las suficientes para reforzar el campo magnético cuando aumenta la carga y compensar la caída, de
voltaje en el inducido y las escobillas. El campo magnético en derivación de es-tos dínamos puede ajustarse
mediante un reóstato en serie con el arrollamiento, también por medio de un shunt en paralelo con las bobinas
inductoras en serie. sin embargo, el reóstato de campo shunt de esas máquinas no suele emplearse, por lo
general, para hacer frecuentes ajustes en su voltaje, sino que se destina a establecer un ajuste correcto entre las
intensidades inductoras en serie en de-rivación cuando los dínamos se ponen en marcha.
La variación en la intensidad del cam-po magnético en serie, que compensa la caída de voltaje al variar la
carga, hace innecesario el uso frecuente del reóstato de campo shunt, que se hace en los dínamos shunt.
El generador con excitación compound tiene la propiedad de que puede trabajar a una tensión prácticamente
constante, es decir, casi independiente de la carga conectada a la red, debido a que, por la acción del
arrollamiento shunt, la corriente de excitación tiende a disminuir al aumentar la carga, mientras que la acción
del arrollamiento serie es contraria, o sea, que la corriente de excitación tiende a aumentar cuando aumenta la
carga. Eligiendo convenientemente ambos arrollamientos puede conseguirse que se equilibren sus efecto
siendo la acción conjunta, una tensión constante, cualquiera que se la carga. Incluso, se puede obtener,
dimensionando convenientemente el arrollamiento serie, que la tensión en bornes aumente si aumenta la
carga, conexión que se denomina hipercompound y que permite compensar la pérdida de tensión en la red, de
forma que la tensión permanezca constante en los puntos de consumo.
13
El generador compound tiene la ventaja, respecto al generador shunt, de que no disminuye su tensión con la
carga, y, además, que puede excitarse aunque no esté acoplado al circuito exterior, tal como vimos que
sucedía en el generador shunt.
Durante la puesta en marcha, funciona como un generador shunt; una vez conectado a la red, la tensión en
bornes del generador shunt, tendería a disminuir si no fuera por la acción del arrollamiento serie, que
compensa esta tendencia. Es decir, que el arrollamiento se-rie sirve para regular la tensión del generador, en el
caso de que la resistencia exterior descienda más allá de cierto límite.
Un generador conpound no puede utilizarse para cargar baterías de acumuladores. Si la contratensión de la
ba-tería es mayor que la tensión en bornes del generador, la corriente en el circuito tiene el sentido indicado
por la flecha de puntos, y por lo tanto, pasa en sentido contrario por la excitación en serie; si esta corriente es
mayor que la correspondiente al arrollamiento shunt, es-tando también invertida la popularidad del inducido,
mientras que el sentido de rotación permanece invariable, el generador está en serie con la batería lo que
facilita la descarga peligrosa.
Para invertir el sentido de giro sin suprimir el magnetismo remanente, es necesario invertir las conexiones de
los dos circuitos de excitación; de esta forma, queda invertida solamente la polaridad de las escobillas.
Para terminar, diremos que el generador compound (igual que su-cedía con el generador de excitación
independiente), no puede funcio-nar en cortocircuito porque entonces, la acción del arrollamiento serie puede
llegar a ser superior al efecto del arrollamiento shunt, y como consecuencia la corriente en el inducido puede
alcanzar un valor de dos a tres veces mayor del normal, con el consiguiente peligro para los arrollamientos de
la máquina.
Los generadores compound tienen aplicación en las centrales para tracción eléctrica que precisan de una
tensión constante y en todos aquellos casos en que se haya de contar con variaciones bruscas de carga, como
sucede en los talleres con grúas de gran potencia, lamina-dores, etc..., suponiendo que no se disponga de
sistemas compensado-res, y que se desee la mayor constancia posible para la tensión en las barras colectoras.
También puede emplearse en pequeñas instalaciones que precisen de tensión constante, sustituyendo al
generador shunt, para evitar una vigilancia continua a causa dc las variaciones dc carga; sin embargo, hay que
tener en cuenta que, en este caso, la autorregulación no es perfecta por lo que, en instalaciones de mayor
importancia en que se desee una tensión constante sin vigilancia, debe sustituirse el generador compound por
otros procedimientos.
ACOPLAMIENTO EN PARALELO DE LOS GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA
En las centrales generadoras de energía eléctrica, resulta convenien-te disponer siempre varios generadores de
corriente continua. Si se trata de una central autónoma de corriente continua porque un solo generador habría
de trabajar durante largos periodos de tiempo a media carga, por lo tanto a bajo rendimiento; disponiendo dos
o más generadores, en las horas de pequeña carga solo funcionan una o dos unidades, acoplando en paralelo
las restantes a medida que lo exigen las condiciones del servicio. Además, periódicamente se han de parar las
máquinas de la central para su revisión, limpieza y, si fuera ne-cesario, su reparación ; si solamente se dispone
de un generador, du-rante las operaciones de revisión y limpieza, la central no podría su-ministrar energía
eléctrica : por el contrario si están instalados varios generadores, éstos pueden inspeccionarse y limpiarse uno
a uno y, entretanto, los demás generadores pueden suministrar energía eléc-trica a los usuarios.
En el caso de centrales de corriente alterna, donde es necesaria la corriente continua para la excitación de los
generadores de corriente alterna y, en muchas ocasiones para la carga de baterías de acumu-ladores de reserva
caben hacer análogas consideraciones, sobre todo, en los casos en que la central dispone de barras de
excitación comunes para todos los generadores: un solo generador de corriente continua, si se avería, puede
significar el paro total de la central, mientras que si se dispone de varios generadores, la avería de uno de ellos
14
signi-ficará, cuanto más, el paro de un solo generador principal de corriente alterna. De acuerdo con esto,
resulta fácil comprender que, además de los generadores de corriente continua que se consideren necesarios,
conviene instalar también uno o más generadores de reserva pues, de esta forma, se facilita la inspección y
limpieza de los generadores, sin necesidad de que la central haya de funcionar a una parte de su carga.
El acoplamiento de los generadores eléctricos de corriente continua, puede realizarse en serie o en derivación
o paralelo. Pero, excepto en casos muy especiales, el acoplamiento se realiza siempre en paralelo, por lo que
estudiaremos solamente este tipo de conexión.
Las condiciones necesarias para que dos o más generadores de co-rriente continua puedan acoplarse en
paralelo son:
1.° Las máquinas han de tener Ia misma tensión nominal.
2 ° Las máquinas y las barras colectoras han de tener la misma polaridad. La conexión a las barras colectoras
con diferentes polaridades, provocaría un cortocircuito.
Además de estas condiciones necesarias, es muy conveniente que los generadores en paralelo tengan las
mismas (o, por lo menos, pa-recidas) características de funcionamiento.
Sólo si se cumplen las condiciones indicadas, puede conseguirse que la carga de la red se reparta
automáticamente entre las máquinas acopladas, proporcionalmente a la potencia de las mismas. Si, por el
contrario las características de funcionamiento difieren mucho entre sí, se ha de tener mucho cuidado en que
la máquina con excitación más fuerte no resulte sobrecargada, lo que se evitará, en lo posible, accionando el
regulador de tensión, como veremos más adelante.
En el caso de varias máquinas acopladas en paralelo, las maniobras que deben efectuarse para conectar o
desconectar una máquina sobre la red, mientras las restantes. unidades están paradas, son idénticas a las que
ya hemos e5tudiado para el caso de una sola unidad. Pero las maniobras son diferentes cuando se trata de
conectar o desconectar un generador a las barras, cuando están conectadas a ellas otras uni-dades.
Veamos ahora cuales son las operaciones generales para acoplar en paralelo dos o más generadores de
corriente continua, supondremos que el generador 1 está trabajando sobre las barras co-lectoras y que, para
atender al aumento de carga, es necesario acoplar en paralelo el generador 2. Realizaremos las siguientes
operaciones:
1.° Se pone en marcha el generador 2 con su interruptor general abierto y se le excita, haciéndolo funcionar en
vacío. Se comprueba la polaridad de los conductores que se corresponden en las dos má-quinas para lo que se
instala un hilo Fusible provisional entre los bor-nes a y c del interruptor general y un voltímetro entre los
bornes b y d del mismo interruptor. Si las uniones están bien hechas, el voltí-metro marcará cero, de lo
contrario, el aparato indicará la suma de las tensiones en bornes de ambos generadores. Esta comprobación se
hace de una vez para siempre, cuando se realiza cl primer acopla-miento en paralelo.
2.° Se regula la excitación del generador 2, de forma que su ten-sión en bornes sea igual o casi igual a la del
generador 1.
3.° Se cierra el interruptor principal.
Si las tensiones de las dos máquinas no son exactamente iguales circula entre la parte de las barras que unen
ambas máquinas, una corriente compensadora, es decir, que el generador que tiene la ten-sión más elevada
suministra corriente al otro generador, el cual fun-cionará cierto tiempo como motor, ayudando a su máquina
motriz y, como consecuencia, aumentará su tensión, dando después corriente
15
a las barras. Ya veremos más adelante que esta corriente compensa-dora provoca dificultades para el
accionamiento en paralelo de ge-neradores compound, y la forma de solucionar este inconveniente.
4.° Se reparte la carga total entre los dos generadores. Si ambos son iguales, se buscará repartir la carga por
igual; para ello, se aumen-tará la excitación del generador 2 para cargarlo y, sirnultáneamente, se reducirá la
excitación del generador 1, para descargarlo.
La máquina motriz del generador 2, cuando éste se vaya cargando, disminuirá su velocidad, y su regulador
que tiende a mantener cons-tante o casi constante esta velocidad, aumentará de forma automática la entrada de
fluido motor. En la máquina motriz del generador 2 ocurrirá lo contrario, es decir, que este generador
aumentará su velo-cidad hasta que el regulador haya graduado de forma conveniente la admisión de fluido
motor. Si es necesario, puede aumentarse gradual-mente la excitación del generador 2, hasta trasladar toda la
carga del generador 1 al generador 2 y, entonces, cuando el generador 1 fun-cione en vacío, es decir,
descargado se le podrá desconectar de la red, abriendo su interruptor general.
De la forma descrita, podemos también conseguir repartir a vo-luntad la carga de la red entre varios
generadores, con sólo variar la resistencia de su circuito de excitación: el generador con mayor ten-sión en
bornes, cederá intensidad de corriente a la red y viceversa. En el lenguaje de los electricistas, esta operación se
denomina pasar 1a carga entre los generadores acoplados. Para pasar la carga entre varios generadores se
procede de la misma manera que para el caso de dos generadores.
Conviene emplear, siempre que sea posible, generadores con polos de conmutación, porque con dichos
generadores no se producen chis-pas en el colector cuando varía la carga, aunque no varíe la posición de las
escobillas.
ACOPLAMIENTO EN PARALELO DE GENERADORES CON EXCITACIÓN INDEPENDIENTE
No importa que cada generador tenga una potencia diferente; pero, en este caso, la carga debe repartirse
proporcionalmente a la potencia de cada generador.
Podemos observar en la figura que, tanto las barras colectoras como las de excitación, son comunes a ambas
máquinas. Cada má-quina está provista con voltímetro, amperímetro, reóstato de campo, un interruptor
general bipolar y fusibles; cuando las máquinas sean de gran potencia, conviene sustituir el interruptor y los
fusibles por un interruptor automático dé máxima intensidad.
Para evitar que un generador funcione como motor, debe instalar-se un interruptor unipolar automático de
contracorriente, el cual se dispara en el caso de que se invierta la corriente en el circuito prin-cipal del
generador.
Se instala también un voltímetro de línea, ya que en las maniobras es necesario conocer la tensión de línea y
compararla con la de la máquina que se quiere acoplar, para saber el momento en que se puede realizar este
acoplamiento. Unas veces se instala un voltímetro para cada máquina y un voltímetro de línea; otras veces se
instala un voltímetro por máquina, supri-miendo el voltímetro de línea y midiéndose entonces la tensión de
línea mediante conmutadores montados en cada voltímetro. Algunas veces, sobre todo si se trata solamente de
2 generadores, se monta un solo voltímetro para las dos máquinas y la línea, mi-diéndose las correspondientes
tensiones por medio de un conmutador de voltímetro. Con la disposición de la figura 491 resulta más fácil el
acoplamiento en paralelo, ya que 'pueden verse simultáneamente las tensiones indicadas en todos los aparatos
de medida; la disposi-ción de la figura 492 presenta la ventaja de que al medirse con el mismo aparato la
tensión de línea y la tensión en los bornes de la máquina, cualquier error de medida, afecta igualmente a
ambas me-diciones y el acoplamiento en paralelo puede realizarse sin riesgo; finalmente, la disposición de la
figura 493 es la más económica.
16
Para estudiar el acoplamiento en paralelo, vamos a suponer que el generador GI está en funcionamiento. Se
pone en marcha la má-quina motriz de G2 y se excita el generador de la forma ya indicada en un capítulo
anterior; por medio del reóstato de campo, se regula la tensión del generador G2 hasta que el voltímetro
indique que dicha tensión es igual a la marcha en el voltímetro de barras. Cuando ambas tensiones son iguales,
se cierra el interruptor general de G2.
En estos generadores, Ia tensión de la máquina que se va a acoplar ha de ser idéntica a la tensión de barras
pues una pequeña diferencia de tensión puede ocasionar bruscos cambios de carga de una unidad a otra. Es
por esta razón que se recomienda el montaje de Ia figu-ra 492; ya que al efectuar la medida de las dos
tensiones con un mismo voltímetro, no importa que este voltímetro no sea absolutamente exac-to. En la
práctica sin embargo, la tensión en los bornes del generador que se va a acoplar debe ser algo mayor que la
tensión de barras, para evitar un Ligerísimo descenso de tensión en Ia red.
Si el acoplamiento está bien hecho, el generador no debe suminis-trar ni absorber corriente; por lo tanto, su
amperímetro ha de indicar cero. Después de conectado el interruptor general, se procede a pasar la carga del
generador GI a G2, descargando el primero y cargando poco a poco G2, de forma que ambas máquinas
soporten una carga proporcional a su potencia. Para ello, y como ya sabemos, se accionan los reostatos de
campo de ambas máquinas, disminuyendo gradual-mente la tensión de GI y aumentando la de G2, hasta que
lc~s am.peri-metros correspondientes indiquen los valores convenientes de corrien-te; naturalmente, las
corrientes habrán de ser iguales si las máquinas son de la misma potencia.
Durante el funcionamiento, se atenderá al voltímetro de barras, para mantener la red a la iensión nominal, la
cual tiende a descender al aumentar la carga; esta regulación se efectúa accionando convenien-temente los
reostatos de campo de los generadores.
Conviene también vigilar los amperímetros de los generadores para que cada máquina suministre una
corriente que se proporcione a su potencia.
Debe evitarse también una inversión de corriente en el inducido de alguna de las máquinas, debido a una
disminución de la tensión, con lo que la máquina afectada funcionaría como motor. Para ello, como hemos
dicho anteriormente, lo más conveniente es instalar en el circuito de cada máquina, un interruptor automático
de contra-corriente.
Supongamos ahora que la carga ha disminuido y no se prevean inmediatos aumentos ; si el nuevo valor de la
carga puede ser so-portado par un solo generador, por ejemplo GI, se procederá a parar el otro generador G2.
Para ello, se descarga poco a poco G2, pasando la carga a GI; se disminuye por tanto, la excitación de G2,
cuidando que no se invierta el sentido de la corriente. Debe realizarse esta operación con mucho cuidado y
gradualmente, accionando con lentitud los reóstatos de campo de ambas máquinas. Cuando la carga de G2 es
cero o casi cero, lo que indicará el correspondiente amperí-metro, se abre bruscamente el interruptor general.
Después se desex-cita el generador G2, según las normas ya estudiadas al hablar de las características
generales de funcionamiento de los generadores con excitación independiente.
Acoplamiento en paralelo de generadores con excitación shunt
En la figura 494 se representa el conexionado de dos generadores con excitación shunt, con 3 voltímetros, uno
para cada máquina y otro para medir la tensión de barras. En el caso de más unidades, los esquemas de los
circuitos se repiten y las maniobras para el acopla-miento en paralelo son idénticas.
Lo mismo que cuando hablamos de los generadores de excita-ción independiente, pueden modificarse las
conexiones de los voltí-metros: en la figura 495 se representa el caso en que cada máquina está provista de su
correspondiente voltímetro que, mediante la con-veniente conmutación, se utiliza también como voltímetro de
barras, y en la figura 496 se expresa la variante con un solo voltímetro para todas las máquinas y para las
17
barras. Las ventajas y los inconvenien-tes de cada variante, son los mismos que ya indicamos para los
gene-radores de excitación independiente.
Cuando existen en la red, baterías de acumuladores, el circuito de cada generador debe tener intercalado un
interruptor automático de mínima intensidad o lo que es preferible, un interruptor de contra-corriente. En estos
casos, y tal como se expresa en las figuras ante-riores se sustituye el interruptor general bipolar por un
interruptor unipolar manual y el interruptor automático, también unipolar. En otras variantes de montaje, se
conserva el interruptor automático unipolar.
La puesta en marcha de una sola máquina, o la parada de la única máquina que está en funcionamiento, se
efectúa de forma idéntica al caso de una sola máquina, que hemos estudiado en un capítulo anterior.
La forma de acoplar en paralelo un generador estando ya otros generadores suministrando energía eléctrica a
la red, se efectúa de forma idéntica a lo ya explicado para el caso de generadores con ex-citación
independiente. Únicamente cambia la forma de excitar o de-sexcitar los generadores que se acoplan en
paralelo, de acuerdo con lo dicho en un capítulo anterior al hablar de las características gene-rales de los
generadores shunt.
En resumen, se pone en marcha el generador y se cierra el inte-rruptor general cuando su tensión en bornes es
igual o algo superior a la de las barras. Se realiza después la distribución de la carga entre los generadores
acoplados, teniendo cuidado en maniobrar lentamente los reóstatos de campo para evitar variaciones bruscas
de la carga, las cuales originarían variaciones bruscas de la velocidad y, por lo tanto, de la tensión.
Durante el funcionamiento de los generadores acoplados en para-lelo, debe cuidarse de que la carga esté
distribuida entre todas las máquinas de forma proporcional a su potencia, por lo que se accio-nará
cuidadosamente el reóstato de campo.
La parada de una máquina mientras las demás siguen en funcio-namiento se efectúa de la forma ya descrita
para el caso de genera-dores con excitación independiente; es decir, se descarga la máquina gradualmente, por
medio del reóstato de campo o variando la velo-cidad de la máquina motriz y cuando se ha llevado la carga a
cero, o casi cero, lo cual será indicado por el amperímetro, se abre brusca-mente el interruptor general.
Después, se desexcita el generador de la forma ya conocida.
Cuando en las barras colectoras se dispone de una tensión cons-tante, por estar conectada a ellas, por ejemplo,
una batería de acu-muladores, en vez de tomar la corriente de excitación de las escobillas se toma
directamente de las barras. De esta manera, se pasa de la excitación shunt, a la excitación independiente. Con
esta disposición se puede efectuar con mayor rapi-dez el acoplamiento en paraIeIo. Efectivamente, Ios
generadores shunt, especialmente si son de gran potencia, son más lentos en excitarse ; si, por el contrario, la
excitación se toma directamente de las barras, desde el principio se dispone de la tensión normal en el circuito
de excitación y no hay que esperar a que la máquina esté en movimiento; es decir, que el generador se excita
rápidamente.
Aún existe otra ventaja y es que se suprimen los riesgos de la inversión del sentido de la corriente. Como
contrapartida para des-conectar el circuito de excitación hay que tener en cuenta las precau-ciones que ya se
indicaron al hablar de los generadores con excitación independiente ; puede adoptarse el sistema representado
en la figura 497; para conectar el generador, se cierra el interruptor común a una escobilla de la máquina y a
un polo del circuito de excitación y después es, que cierra el otro polo del circuito de excitación y, de esta
manera, el circuito de excitación está recorrido, en el sentido previsto, por la corriente procedente de las
barras.
ACOPLAMIENTO EN PARALELO DE GENERADORES CON EXCITACIÓN COMPOUND
18
En instalaciones que presentan con frecuencia grandes variaciones de carga, por ejemplo, centrales para
tracción eléctrica, es preferible emplear generadores con excitación compound, sobre todo, en aquellos casos
en que deba mantenerse constante o casi constante la tensión de las barras colectoras.
El acoplamiento en paralelo de generadores compound se realiza de forma análoga a la empleada para acoplar
generadores shunt. Pero la existencia de un nuevo arrollamiento de excitación, el conectado en serie, provoca
una serie de problemas que, por lo general, se solu-cionan con la denominada barra de compensación, que es
un conduc-tor de gran sección (25 a 30 por ciento mayor que el de los conductores principales de la máquina)
y, por lo tanto, de pequeña resistencia eléctrica. Esta barra no está en comunicación con el circuito exterior,
sino que a ella van conectados todos los arrollamientos de excitación serie, de forma que éstos quedan
conectados en paralelo.
Supongamos primero el caso en que las máquinas no tienen barra de compensación. Por un motivo accidental
cualquiera, la tensión del generador GI, es mayor que la tensión del generador G2. Por lo tanto, circula una
corriente de compensación del generador GI al generador G2, que tiende a invertir el sentido de la corriente
suministrada por G2; en el arrollamiento de excitación shunt de G2 no sucede nada, porque la corriente no se
invierte, pero sí puede suceder que se invierta la corriente en el arrollamiento de excitación serie de este
mismo generador, lo cual significa que el generador G2 trabaja como máquina compound diferencial ya que
son opuestos los sentidos de las dos corrientes de excitación. Como resultado, disminu-ye la corriente total de
excitación en G2 y, por lo tanto, disminuye también su tensión en bornes; como consecuencia, aún es mayor
la corriente que circula por G2, lo que ocasiona una nueva disminución de la corriente de excitación. Como
puede apreciarse, los efectos son acumulativos: cada vez es menor la tensión en los bornes de G2, cada vez es
mayor la intensidad de corriente en sentido opuesto al normal. Esta corriente podría alcanzar un valor tal, que
la polaridad del ge-nerador G2, quedaría invertida, con lo que ambas máquinas estarían acopladas en serie y
cerradas prácticamente en cortocircuito, ya que la resistencia eléctrica de los arrollamientos de excitación
serie es muy pequeña. En este momento, el valor de la corriente podría re-sultar muy peligroso para ambas
máquinas y para el personal de servicio.
Al disponer la barra de compensación, tal como se indica en la misma figura 498, el exceso de corriente del
generador GI se reparte entre los arrollamientos de excitación serie de los dos generadores, en razón inversa a
sus resistencias; si por un procedimiento cual-quiera, se consigue que las resistencias dé los arrollamientos
serie de los dos generadores tengan el mismo valor, la carga se repartirá exac-tamente entre ambas máquinas
ya que la corriente que atraviesa sus arrollamientos serie, es la misma para ambos generadores.
Algunas veces, la excitación shunt de las máquinas se deriva de la barra de equilibrio que une las escobillas
positivas (o negativas) y de la barra negativa (o, en su caso, de la positiva); de esta forma, la tensión queda
regulada por igual para todas las máquinas.
Suponiendo que en ia figura 499 están acopladas las máquinas GI y G2, y tenemos que acoplar la G3, las
operaciones que se deben rea-lizar son las siguientes:
1 ° Se cierra el interruptor automático de contracorriente 1Q y se
pone en marcha la maquina.
2 ° Se cierra el interruptor de conexión a la barra de compensa−
ción; al propio tiempo, se regula la excitación shunt de las
máquinas que están en funcionamiento debido a que, al cerrarlo, una parte de la corriente de carga que circula
por los arro−
llamientos de excitación serie de los generadores en servicio,
recorre ahora el arrollamiento de excitación serie del generador
que acabamos de acoplar; por lo tanto, la tensión de las otras
máquinas disminuye bruscamente y es necesario aumentarla,
actuando sobre los reóstatos de campo de estas máquinas.
19
3 ° Se excita el generador G3, observando su voltímetro y cuando
la tensión en bornes sea igual a la tensión de las barras, se
cierra el interruptor general 13.
Si el generador está bien acoplado, en este momento no produce corriente; es necesario, por tanto, aumentar
su excitación de forma gradual, disminuyendo al propio tiempo la excitación de las máquinas ya acopladas
hasta que todos los generadores suministren la misma intensidad de corriente a la línea, si todas las máquinas
son de la misma potencia, o bien, hasta que la intensidad de corriente sumi-nistrada por cada generador, sea
proporcional a su potencia, si ésta es distinta para cada máquina.
Para desacoplar el generador G3, se realizan las siguientes ope-raciones:
1 ° Se descarga el generador G3, pasando la carga a los demás generadores.
2.° Se abre primero el interruptor de acoplamiento a la barra de compensación y, después, los interruptores de
contra-corriente.
3 ° Se desexcita el generador.
Debe tenerse buen cuidado en no interrumpir el circuito de excitación del generador hasta después de haber
desconec-tado la máquina de las barras. De lo contrario, pueden pro-ducirse graves averías en la máquina.
Al acoplar los generadores en paralelo, es necesario asegurarse de que éstos se excitan y que su polaridad es la
requerida. Cuando las conexiones están bien hechas, esta circunstancia puede conocerse por la lectura del
voltímetro; si la aguja indicadora del aparato se desvía, es signo de que las máquinas se excitan en el sentido
conveniente. En el caso de inversión de la polaridad es necesario excitar los generado-res por medio de una
corriente proporcionada por los demás gene-radores en funcionamiento; en ningún caso deben variarse las
cone-xiones de los generadores afectados por la inversión de la polaridad.
Hay que tener en cuenta que al efectuar el acoplamiento en para-lelo de generadores compound, es necesario
cerrar los interruptores de acoplamiento a la hora de compensación antes de efectuar el aco-plamiento en
paralelo, y abrirlos al parar los generadores. Para evitar el olvido de esta precaución conviene disponer los
interruptores de acoplamiento tal como se representa en la figura 499, es decir, me-cánicamente solidarios con
los interruptores generales de línea, con lo que se conecta o se desconecta la barra de compensación, al mismo
tiempo que se conecta o desconecta el generador de las barras co-lectoras.
En el acoplamiento en paralelo de varios generadores compound, puede ser conveniente el actuar
simultáneamente sobre la excitación de todas las unidades, es decir, pasar de la regulación simple a la
regulación colectiva. Con este objeto, es necesario utilizar un reóstato general, que actúa sobre todas las
excitaciones shunt de las diferentes máquinas; en este caso, los circuitos de excitación no van directa-mente a
la barra negativa (o, en su caso, la positiva), sino a un con-ductor de excitación que, por medio del reóstato
general, se conecta a la barra negativa (o positiva).
En las condiciones normales, está intercalada la mitad del reóstato general, para poder disponer de espacio
para manejarlo en uno u otro sentido, según convenga.
Antes de acoplar un generador a las barras, en paralelo con otros generadores, se pone en marcha y después se
regula la tensión con su reóstato de campo, y se cierra el interruptor de la barra de equi-librio. Cuando se ha
regulado la intensidad con los reóstatos de campo individuales, se regulará la tensión común, indicada, en un
voltíme-tro general o, si no lo hay, en los voltímetros de cada máquina, con el reóstato general; las pequeñas
variaciones de tensión que puedan
20
manifestarse durante el funcionamiento, se corrigen solamente con el reóstato general.
Cuando hay que desconectar un generador es necesario que, antes de desacoplarlo de las barras, la intensidad
de corriente suministrada por dicho generador, sea lo más reducida posible.
Si hay dos máquinas y alternativamente hay que utilizarlas para cargar baterías de acumuladores, deben tener
su arrollamiento serie de tal forma que se le pueda poner en cortocircuito y luego interrum-pirlo, porque, en
este caso, la regulación de la tensión debe realizarse exclusivamente por medio de la excitación shunt. Durante
la car-ga de la batería, debe interrumpirse la conexión del arrollamiento serie de la segunda máquina con la
barra de compensación.
Regulación automática de la tensión
en el caso de varios generadores acoplados en paralelo
Cuando en una central existen varios generadores de corriente con-tinua cuyas características de excitación
son aproximadamente las mismas pero cuyas características de carga son tales que, normal-mente, sólo una
máquina está en servicio, se pueden reducir los gastos de instalación, montando solamente un regulador
permutable. En la figura 500 se representa el conexionado de un regulador automático. El circuito de tensión
del regulador se conmuta al mismo tiempo que el de excitación, por medio de 2 polos suplemen-tarios del
conmutador, para evitar una sobreexcitación inadmisible en el generador, en el caso en que la tensión faltara
completamente sobre las barras colectoras, a consecuencia de la desconexión del im-terruptor de la máquina.
Para evitar que, por descuido, el regulador quede conectado simultáneamente sobre varios generadores, se '
uti-lizan conmutadores con una empuñadura amovible común.
En las instalaciones cuya carga no está sujeta a demasiado fuertes y demasiado bruscas variaciones, es
admisible hacer trabajar en pa-ralelo con un generador regulado automáticamente, uno o varios ge-neradores
de potencia más pequeña, con la condición de que estos últimos presenten una caída de tensión suficiente y
que su velocidad baje ligeramente en caso de un aumento de la carga. En este caso, el generador
automáticamente regulado soporta todas las variaciones ya que se necesita cierto tiempo para corregir la
excitación de los grupos regulados manualmente. Por todas estas razones, actualmente se prefiere equipar
cada generador con un regulador automático individual.
Sin embargo, no se pueden someter los reguladores individuales a la influencia de la tensión solamente
porque, a consecuencia de:' equilibrio indiferente de los conjuntos móviles, los generadores podrían
suministrar cargas muy diferentes. Bastaría con que un regu-lador estuviera regulado para una tensión
ligeramente más elevada o más baja, para provocar tales diferencias, que una de las máquinas marcharía
sobrecargada, mientras que la otra funcionaría como mo-tor. Por lo tanto, resulta necesario situar los
conjuntos móviles, bajo la influencia, no sólo de la tensión, sino también de la corriente su-ministrada por los
diversos generadores, con objeto de obtener un reparto correcto de la carga. Como esta influencia
suplementaria de la corriente no debe tener reacción sobre la tensión, no debe hacerse sentir más que si cl
reparto de las cargas no es correcto, para desa-parecer esta influencia, tan pronto se haya restablecido el
equilibrio. E1 dispositivo de estabilización representado en la figura 501, permite alcanzar el objetivo
propuesto.
En dicha figura 501, entre el polo negativo de cada generador y las barras colectoras, se intercala un shunt,
denominado shunt de estabilización, que está conectado, al arrollamiento de estabilización del regulador, cuya
salida está unida a las salidas de los arrollamien-tos correspondientes a los otros reguladores. Mientras exista
igualdad de carga, los shunts son equipotenciales y no pasa corriente por los arrollamientos de estabilización.
Si, por el contrario, uno de los ge-neradores tienen tendencia a suministrar una corriente demasiado débil, la
corriente de compensación que circula por el circuito de estabilización, provoca una reducción del par del
regulador corres-pondiente al generador menos cargado e, inversamente, un aumento del par de los demás
21
reguladores; como consecuencia, se corrige la excitación hasta que se haya restablecido el reparto deseado de
la carga. A partir de este momento, ya no circula corriente por el cir-cuito de estabilización.
Si es necesario compensar los reguladores de tensión estabilizados, éstos van provistos de un segundo
arrollamiento de hilo grueso, ali-mentado por un shunt intercalado en la línea de salida.
Frecuentemente, los generadores de gran potencia y las máquinas de alta tensión, están equipados con su
propia máquina excitatriz; los esquemas descritos hasta ahora continúan válidos, estando inter-calado el
regulador en el circuito shunt de la excitatriz.
22