El generador de una central hidroeléctrica convierte la energía mecánica contenida en el agua en energía eléctrica. Un generador consiste básicamente en un rotor y un estator. El rotor también se llama el rotor de un generador y el estator se llama el estator de un generador. Cuando se genera electricidad, el rotor se mueve en el estator. Debido al movimiento rotatorio y a las interacciones electromagnéticas generadas, se genera energía eléctrica en el estator.
Se hace una distinción entre los generadores síncronos y los asíncronos. Con un generador síncrono, el rotor se excita aplicando una corriente directa. Esto crea un campo magnético, el llamado campo excitador. También se genera un campo magnético en el estator por la rotación del rotor en el estator y las fuerzas electromagnéticas que actúan sobre él. Esto se llama un campo de armadura. La interacción del campo de armadura con el campo de excitación genera corriente eléctrica. La frecuencia de la corriente generada depende de la velocidad del rotor. En los generadores síncronos, el rotor y el campo de inducido se mueven de forma sincronizada.
En los generadores asíncronos, el movimiento del rotor es asíncrono al campo de inducido. El desplazamiento durante el movimiento de rotación se llama deslizamiento. El campo de excitación cambia al cambiar la corriente del rotor. Esto influye en el deslizamiento del generador. De esta manera se puede ajustar la velocidad del generador.
Tanto los generadores asíncronos como los síncronos pueden utilizarse en una central hidroeléctrica. El modo de funcionamiento de los generadores en las centrales hidroeléctricas se diferencia esencialmente entre el funcionamiento de los generadores, el funcionamiento de los motores y el funcionamiento de los desfasadores. Estos tres modos de funcionamiento son particularmente importantes para las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo.
En el funcionamiento de un generador, éste produce energía eléctrica que se introduce en la red eléctrica. Para ello, la turbina de agua de la central hidroeléctrica se pone en rotación por el agua motriz. Esta rotación se transmite al generador. La energía eléctrica es generada por las interacciones electromagnéticas entre el campo de excitación y el campo de armadura.
En el funcionamiento motorizado, el generador toma la electricidad de la red para accionar una bomba. A diferencia del funcionamiento del generador, el funcionamiento del motor tiene lugar con el eje girando en la dirección opuesta. En las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo con un conjunto de tres bloques, la bomba y la turbina de agua están en el mismo eje. Esto significa que en el funcionamiento del motor la turbina de agua también gira. Para minimizar las pérdidas por fricción, se corta el suministro de agua a la bomba y se drena el agua contenida en la bomba.
En las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo con un conjunto de dos bloques, la turbina de agua y la bomba no están diseñadas como componentes separados sino como una turbina de bomba. La turbina Francis, por ejemplo, puede funcionar tanto como una turbina de agua como una bomba.
En el funcionamiento por cambio de fase, el generador de una central hidroeléctrica genera energía reactiva inductiva. Los consumidores de la red trifásica necesitan energía reactiva inductiva para crear campos magnéticos. En la operación de cambio de fase, el generador extrae energía eléctrica de la red eléctrica para cubrir las pérdidas que se producen. La turbina de agua y la bomba giran junto con la potencia reactiva.
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