La velocidad del eje varía según el número de pares de polos por fase del generador al que está conectado el eje y por la frecuencia de salida deseada: 60 hertz en Norteamérica, 50 hertz en la mayoría de los otros lugares.
N = (120 xf) / P
N = velocidad de rotación del eje del generador.
f = la frecuencia requerida
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P = número de polos generadores.
Por ejemplo, considere el generador portátil de dos polos comprado en una ferretería o centro de hogar. Debe funcionar a 3600 RPM por 60 hertzios o 3000 RPM por 50 hertzios.
3600 = (120 x 60) / 2 = 7200/2 = 3600
En principio, un generador hidroeléctrico tiene muchos más polos y, por lo tanto, funciona mucho más lento. Por lo general, los generadores más grandes tienen menos RPM que los generadores más pequeños porque el agua que fluye nunca hará girar una turbina a 3600 RPM.
El agua que se mueve a través de la compuerta (el tubo que conduce a la turbina) transporta una energía significativa que hace girar la turbina.
La velocidad de la turbina se controla aumentando o disminuyendo la cantidad de agua que empuja las palas de la turbina. Los métodos comunes son compuertas y válvulas de aguja.
La velocidad del eje es crítica en una central hidroeléctrica, ya que determina la frecuencia de la salida de alimentación de CA. Para sincronizar la energía a la red, se realizan pequeños ajustes en el eje hasta que la frecuencia coincida con la de la red y las señales coincidan exactamente.
Los generadores grandes pueden tener una velocidad del eje tan baja como 36 RPM. Los generadores más pequeños generalmente funcionan más rápido, algunos hasta 150 RPM.
Podemos determinar la cantidad de polos requeridos reorganizando nuestra fórmula.
P = (120 x 60) / N
En el caso de un generador de 150 RPM a 60 hertzios, eso es P = 7200/150 = 48 polos.
Para un generador de 36 RPM a 60 hertzios, eso es P = 7200/3600 = 200 polos.