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uso puede resultar más ventajoso en términos económicos.
La función principal de la máquina en este tipo de aplicación es facilitar un rango modesto de ajuste de velocidad,
lo suficiente para mantener la mejor eficiencia de la turbina,
a pesar de las variaciones de carga y cabezal. Al hacerlo,
también se reduce la cavitación y el aumento repentino en el
tubo de escape vertical.
Han surgido dos enfoques básicos del funcionamiento de
la energía hidroeléctrica continua a velocidad ajustable.
✔✔ Control de la velocidad del eje de la máquina a través
del campo magnético de máquinas de doble alimentación: este enfoque se discute en el artículo de 1981 y
explica cómo se pueden usar las máquinas doblemente alimentadas. El artículo indica que la "aplicación
a los proyectos de almacenamiento por bombeo y de
generación convencional de energía hidroeléctrica, así
como a las aplicaciones de reserva de emergencia de
inicio rápido" parece particularmente atractiva.
✔✔ Conversión directa de todo intercambio de energía
eléctrica entre la máquina y el sistema eléctrico de
gran porte: este enfoque integra generación por unidades conectadas, convertidores de frecuencia estáticos,
y unidades de almacenamiento por bombeo de inversores con conmutación de carga.
Los dos enfoques se basan en que el control de velocidad
necesario se logra completamente por medios eléctricos y en
el hecho de que la velocidad se ajusta de manera continua en
un rango operativo dado.
Existen otros métodos mediante los cuales se puede
alcanzar el funcionamiento a velocidad síncrona, única y
fija, entre los que podemos nombrar:
✔✔ Conmutación de polos: gracias a esta, las máquinas se
construyen de tal manera que los bobinados se pueden
conmutar físicamente, lo que se traduce en una máquina con dos posibles números de polos eléctricos.
De esta manera, una máquina con AC puede funcionar a cualquiera de dos velocidades discretas.
✔✔ Máquinas en tándem: este enfoque se basa en la idea
de que un solo eje tiene el motor principal y dos generadores eléctricos incorporados. Cada generador
está diseñado para funcionar a una velocidad síncrona
discreta.
✔✔ Transmisiones mecánicas: se pueden usar engranajes
mecánicos, embragues y transmisiones mecánicas
para alcanzar los cambios de velocidad.
Aunque la conmutación de polos, las máquinas tándem
y las transmisiones mecánicas permiten el funcionamiento
a más de una velocidad, no son capaces de ajustar la velocidad continua. Las transmisiones mecánicas requieren
mantenimiento constante y generan enormes pérdidas. Las
evaluaciones de los beneficios y las capacidades operativas
de las DFIM han demostrado que la conmutación de polos,
las máquinas tándem y las transmisiones mecánicas no exceden los beneficios y las capacidades operativas del enfoque
DFIM.
septiembre/octubre 2020 	

La experiencia japonesa de las empresas
de servicios públicos
Las empresas de servicios públicos en Japón han sido pioneras en la aplicación de tecnología de velocidad ajustable a las
centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo. El
Instituto de Investigación de Potencia Eléctrica, con el apoyo
de NHA, financió el estudio del desarrollo del almacenamiento por bombeo a velocidad ajustable japonés en 1994.
El estudio se publicó en 1995 (véase la sección "Lecturas
complementarias").
Como primer paso, se realizó un viaje para reunirse con
los ingenieros de Tokyo Electric Company y Kansai Electric
Company, así como con dos fabricantes: Toshiba y Hitachi.
Se visitaron las centrales de almacenamiento por bombeo
Yagisawa y Okawachi, esta última de cuatro unidades y en
construcción en ese momento. Desde entonces, las empresas
de servicios públicos japonesas han construido varias centrales de este tipo, con unidades a velocidad ajustable.
Dos factores interrelacionados han influenciado el desarrollo de las máquinas a velocidad ajustable en las empresas
de servicios públicos japonesas. Uno de ellos es la necesidad de la capacidad de regular la frecuencia a medida que
se agreguen centrales nucleares de carga base. El segundo es
la reducción del combustible importado (aceite y gas natural
líquido) para las unidades generadores de turbinas de gas y

Especificación
del sistema

Transformador
principal
Transformador
Circuito principal del excitador

Disyuntor
principal
Especificación del
generador-motor

Circuito del excitador
Circuito de armadura
del generador-motor

Excitador de CA
(convertidor
estático
de frecuencia)

Generador-motor

Bomba-turbina

figura 3. La construcción del sistema de almacenamiento
por bombeo a velocidad ajustable (variable). (Fuente:
CIGRE, Grupo de Trabajo A1.34, "Prueba de tensión de
bobinados de rotor en generador-motor asíncrono de
doble alimentación para el sistema de almacenamiento por
bombeo", Elektra, n.° 306, Octubre de 2019. Cortesía de
CIGRE).
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Contents
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