Sistema de enfriamiento
1. Generadores enfriados por aire: Estos generadores se dividen en dos tipos básicos: abiertos ventilados y completamente cerrados enfriados por agua a aire. Los generadores de tipo OV fueron los primeros construidos, el aire en este tipo de generadores pasa sólo una vez por el sistema y considerable cantidad de materias extrañas que pueden acumularse en las bobinas, interfiriendo la transferencia de calor y afectando adversamente al aislamiento. Los generadores tipo TEWC, son un sistema de enfriamiento cerrado, donde el aire recircula constantemente y se enfría pasando a través del tubo del enfriador, dentro de los cuales se hace pasar agua de circulación.
2. Generadores enfriados por hidrógeno: Los generadores de mayor capacidad, peso, tamaño y los más modernos, usan hidrógeno para enfriamiento en vez de aire en circuito de enfriamiento cerrado.
3. Generadores enfriados por hidrógeno / agua Pueden lograrse diseños de generadores aún más compactos mediante el uso de enfriamiento con agua directo al devanado de la armadura del generador.
Excitatriz: Proporciona corriente continua al devanado de campo de la máquina síncrona, y constituye la etapa de potencia del sistema de control. Se llama excitatriz a la fuente de alimentación que controla el campo de un generador de corriente alterna. Básicamente al aumentar la tensión continua del campo aumenta la tensión alterna de salida del generador.
EXITACION. Es la encargada de controlar las variaciones o perturbaciones temporales que se presentan en la tensión una máquina síncrona, modificando la corriente que circula por su devanado de campo. La excitación proporciona la tensión continua al devanado de campo de la máquina síncrona y puede tener diferentes principios de operación. En este trabajo se usa como sistema de excitación un puente rectificador monofásico alimentado desde la red de tensión alterna.
SISTEMA DE EXCITACIÓN
La función básica de un sistema de excitación es suministrar corriente directa al devanado de campo de la maquina sincrónica. A través del control de la tensión y corriente de campo realiza funciones de control y de protección para una operación satisfactoria del sistema de potencia.
Excitación estática (o directa) autoexcitada
- Muy habitual en grandes generadores
- Sistema de respuesta más rápida
- Sistema de excitación completamente autónomo, salvo en el arranque
- Solución estándar para excitaciones estáticas
- Desventaja: En generadores pequeños, en el caso de cortocircuitos cercanos.
Excitación estática (o directa) independiente
• Alimentación de una fuente de tensión independiente. Tiene que tratarse de una barra segura.
Excitación rotativa con excitatriz de c.c.
• Excitatriz CC. Excitación en su estator. Delgas y escobillas.
• Rectificador: Tiristores o transistores IGBT
• Generador síncrono con escobillas.
• Alimentación: SS. AA o excitatriz autoexcitada
• Potencia rectificador: 20-50 veces menor que en estática directa
• Aplicación: Generadores hidráulicos hasta 50 MVA. Máquinas antiguas.
Excitación rotativa con generador auxiliar en el mismo eje
• Alimentación proveniente de un generador de imanes permanentes acoplado en el mismo eje que el síncrono.
• Normalmente en excitaciones rotativas (poca potencia).
• Generador síncrono con escobillas.
• No necesario sistema de “compoundaje”
Excitación rotativa sin escobillas (brushless)
• Excitatriz CA. Excitación en estator. No se necesitan anillos rozantes en rotor ni escobillas en la excitatriz.
• El rotor de las 2 máquinas está montado en el mismo eje.
• Rectificador: Tiristores o transistores IGBT
• Alimentación: Trafo autoexcitación, SS. AA.
• Potencia rectificador: 20-50 veces menor que en estática directa
• Aplicación: Turboalternadores y generadores hidráulicos hasta 50 MVA
Excitación autoexcitada con compensación
• Se añade un circuito de “compoundaje”. Suministra una excitación proporcional a la corriente del generador
• Sostiene el flujo magnético del generador en el caso de un cortocircuito próximo
• Método habitual en excitaciones rotativas.
Raramente en excitaciones estáticas.
Circuito equivalente de la armadura
El circuito con el cual se analizara la respuesta de la maquina síncrona incluye tres elementos:
La fuerza electromotriz inducida por el flujo polar E.
La resistencia de armadura r_a
La reactancia síncrona X_s
Cuando la máquina trabaja como generador, la fuerza electromotriz y el voltaje extremo guarda la relación:
V=E-r_a *I_a-X_s* I_a
El fasor r_a I_a debe ser paralelo a la corriente y el fasor X_s I_a en cuadratura. Dependiendo de la posición de la corriente, como se muestran en los diagramas siguientes: 
El primer diagrama es corriente atrasada y el segundo diagrama la corriente esta adelantada.
Máquinas Eléctricas 