Balance de Polos en Generadores Síncronos

RSO inyecta pulsos de impulso AC repetitivos en ambos extremos del devanado de campo completo y detecta cortos entre espiras por asimetría de la respuesta de onda. Balance de polos inyecta corriente DC y mide la caída de tensión polo por polo bajo el mismo régimen — detecta diferencias entre polos del rotor. RSO es excelente para diagnóstico fino de espiras; balance de polos es excelente para validar simetría global del rotor. Las dos juntas dan diagnóstico definitivo.

Sí. La prueba se aplica con el rotor montado, conectando la fuente DC en los slip rings o terminales de campo accesibles. No requiere desmontaje completo del rotor, lo que la hace ideal para mantenimiento mayor con ventana corta.

El balance de polos es más característico de rotores de polos salientes — hidrogeneradores y generadores síncronos lentos. En rotores de polos lisos (turbogeneradores 3,600 rpm), la prueba equivalente se enfoca en la simetría de las bobinas del campo distribuido, complementada con RSO y caída de tensión por bobina. Adaptamos la metodología al tipo de rotor.

Entre 6 y 10 horas en sitio para preparación, inyección controlada y registro de caída de tensión polo por polo, dependiendo del número de polos. La entrega del protocolo documental con tabla de simetría se hace en 5–7 días hábiles tras la prueba.

IEEE 115 sugiere desviaciones inferiores al 3–5% del promedio para operación libre de armónicos. Valores entre 5–10% indican asimetría a vigilar con análisis de causa raíz. Valores superiores al 10% generalmente requieren intervención — corrección de conexiones, reparación de polos o rebobinado parcial.

Documentamos el polo desviado y su magnitud con evidencia cuantitativa. Si la causa es contacto eléctrico degradado (frecuente), proponemos rehacer conexiones y repetir la prueba. Si la causa es daño en el devanado del polo, evaluamos rebobinado del polo específico o del campo completo. La decisión la toma el cliente con la tabla de simetría en mano.

El bobinado de campo genera el flujo magnético rotante que induce la fuerza electromotriz (FEM) en las bobinas del estator. Si todos los polos son eléctricamente y magnéticamente iguales, ese flujo es una onda perfectamente periódica con simetría rotacional — la FEM resultante es sinusoidal pura. Cuando un polo tiene espiras cortocircuitadas, su flujo es menor que el de los polos adyacentes: la onda de flujo deja de ser periódica simétrica y aparecen armónicos pares (2ª, 4ª, 6ª armónica de la frecuencia eléctrica) que la FFT espectral del voltaje generado revela. Esa firma de armónicos pares es diagnóstica de asimetría de polos y guía la decisión de aplicar balance de polos como verificación.

Por la dirección de la desviación. Un polo con espiras cortocircuitadas presenta resistencia efectiva menor que el promedio — la caída de tensión es menor de lo esperado (típicamente 3–10% por debajo). Un polo con mal contacto en su conexión inter-polo (unión soldada degradada, terminal con corrosión, tornillo flojo) presenta resistencia anómalamente alta — la caída de tensión es mayor de lo esperado. La dirección y magnitud de la desviación, junto con análisis complementario por RSO y termografía, permite distinguir y guiar la intervención.

Sí. La modalidad AC mide impedancia compleja por par de polos en lugar de solo resistencia DC — es más sensible a cortos parciales entre espiras porque la inductancia varía con la integridad del bobinado. La modalidad AC se aplica con fuente de baja frecuencia (típicamente 1–10 Hz para minimizar acoplamientos parásitos) y requiere instrumentación más sofisticada. En aceptación post-rebobinado de polos críticos aplicamos ambas modalidades — DC para asimetría global, AC para sensibilidad fina por par.

Ambas modalidades son válidas. Polo por polo provee resolución máxima — cada polo se mide individualmente y se compara contra el promedio. Por pares simétricos (polos diametralmente opuestos) provee comparación directa que cancela efectos sistemáticos comunes y es más rápida. En aceptación post-rebobinado preferimos polo por polo para tener resolución máxima; en diagnóstico de rutina por par simétrico es suficiente.

Son las dos herramientas estándar para el rotor y atacan modos de falla distintos. RSO inyecta pulsos AC repetitivos y detecta asimetría global del devanado por análisis de ondas viajeras — excelente como cribado rápido. Balance de polos inyecta DC y mide caída de tensión polo por polo — excelente para localización polo a polo. RSO te dice si hay un problema en el rotor; balance de polos te dice cuál polo y cuánto. En aceptación post-rebobinado de generadores de polos salientes aplicamos ambas obligadamente.