Caiguda de tensió en alternadors segons la càrrega

Funcionament en càrrega

Quan l'alternador funciona en càrrega es tanca un circuit elèctric exterior i aleshores es creen corrents induïts que circulen pels bobinatges de l'estator. La presència d'aquests corrents provoca diferents efectes:

• Una caiguda de tensió als bobinatges induïts.
• L'efecte de reacció de l'induït.
• L'efecte de dispersió del flux magnètic.

Tots ells provoquen una caiguda de tensió en els borns de sortida del generador. És a dir, l'alternador ofereix una tensió a la seva sortida diferent de la que ha generat en el seu interior.

Efecte de la reacció de l'induït

Carrega ⇒ efecte de la reacció de l'induït. Segons el tipus de càrrega exterior, el camp de reacció B actua de manera diferent sobre el camp intern Br:

Resistiva

En una carrega resistiva, el camp de reacció B es resta del camp intern Br i, per tant, el camp magnètic resultant a l'interior de l'alternador és menor que quan no està connectada la càrrega.

Inductiva

En una carrega inductiva, l'efecte és similar al cas resistiu però més acusat: augmenta la reacció de l'induït i disminueix més el camp magnètic resultant.

Capacitiva

En una carrega capacitiva, el camp de reacció B se suma al camp intern i el camp magnètic resultant a l'interior de l'alternador és més gran que quan no hi ha connectada la càrrega.

Efecte de la dispersió del flux magnètic

L'efecte de dispersió del flux magnètic es deu al fet que no totes les línies de flux magnètic de l'inductor passen per l'induït: algunes salten a través de l'aire d'un pol fins al següent. Un altre tipus de flux dispers és el de les línies que travessen l'induït i no es tanquen per l'inductor.

Com més grans són els corrents a l'induït (o a la càrrega), més importants són els fluxos de dispersió i, en conseqüència, la caiguda de tensió interna al generador.

Comportament davant canvis de càrrega

Hi ha tres variables del circuit exterior alimentat per un alternador que influeixen en la seva caiguda de tensió interna: el tipus de càrrega, el valor de la intensitat del corrent que hi circula i el factor de potència.

La influència de la intensitat del corrent subministrat per l'alternador equival a estudiar el comportament del generador de CA davant les variacions de la càrrega. Quan s'incrementa la càrrega que alimenta el generador s'està augmentant la potència demanada a la màquina i, per tant, el corrent que en surt:

Si la càrrega és resistiva

L'increment d'aquest corrent fa créixer l'efecte de reacció de l'induït i el resultat és un augment en la caiguda de tensió interna i una disminució de la tensió en els borns de sortida.

Si la càrrega és inductiva

El seu increment fa créixer el corrent d'alimentació, augmenta l'efecte de reacció de l'induït i es fa més gran la caiguda de tensió interna; el resultat és una caiguda important de la tensió en els borns de sortida de l'alternador.

Si la càrrega és capacitiva

Si s'incrementa el seu valor, creix el corrent d'alimentació, creix l'efecte de reacció de l'induït, disminueix la caiguda de tensió interna i s'eleva més el valor de la tensió en els borns de sortida.