Máquinas

Máquinas síncronas

Por: Ing. César Chilet

Temario

•
•
•
•

28/08/2010

Introducción.
Generador síncrono.
Motor síncrono.
Compensador síncrono.

cchilet@tecsup.edu.pe

2

1

Introducción

Síncrona
• El campo
magnético
giratorio creado
por el devanado
del estator gira a
la velocidad
síncrona.
• El rotor gira a la
misma velocidad
del campo
giratorio.28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

4

2

Formas de operar
• Generador.
• Motor.
• Compensador
síncrono (Reactor o
capacitor variable)

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

5

Formas de operar

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

6

3

Generador síncrono

Generador síncrono
Primo Motor
(Entrada Mecánica)

Gen

Ia
Ib
Ic

3-Ø
Salida
Eléctrica

Fuente DC de campo28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

8

4

Tipos de generadores síncrono

Rotor cilíndrico
28/08/2010

Rotor de polos salientes

cchilet@tecsup.edu.pe

9

Generador de polos salientes
Este tipo de
generadores, son
movidos por
turbinas
hidráulicas, son de
gran cantidad de
polos (por ejemplo
32, 16 polos), y de
baja velocidad.
28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

105

Generador de polos lisos
• Este tipo de generadores posee generalmente dos polos,
presentando un entrehierro prácticamente uniforme. Son
de alta velocidad y son movidos por turbinas a gas y/o
petróleo.

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

11

Generador de rotor cilíndrico

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

12

6

Generador de rotor cilíndrico

(hierrotransparente)

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

13

Generador con rotor cilíndrico

(hierro transparente, vista de una sola fase)

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

14

7

Máquina de rotor cilíndrico

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

15

Máquina de rotor cilíndrico

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

16

8

Generador con rotor de polos
salientes

28/08/2010cchilet@tecsup.edu.pe

17

Generador con rotor de polos
salientes
(hierro transparente)

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

18

9

Máquina de polos salientes

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

19

Conjunto turbina-generador-excitatrices

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

20

10

Principio básico de funcionamiento

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

21Modelo en régimen permanente
Máquina polos lisos

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

22

11

Ángulo de potencia δ en el espacio y
en el tiempo

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

23

Diagrama fasorial

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

24

12

Diagrama fasorial

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

25

El alternador con carga
• Al cargar un alternador,habrá un efecto sobre la
tensión de salida.
• El efecto sobre el generador dependerá de la
magnitud y factor de potencia de la carga.
• Las cargas resistivas e inductivas causan
desmagnetización del generador, siendo mayor el
efecto de las cargas inductivas.
• Las cargas capacitivas magnetizan al generador
elevando la tensión en terminales al aumentar la
carga.
28/08/2010cchilet@tecsup.edu.pe

26

13

Alternador con carga
• La tensión en
terminales en función
al tipo y tamaño de la
carga
• La tensión en
terminales Ua es
menor que Ea para
carga R, L o R-L;
siendo mayor para
cargas capacitivas.
28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

27

Regulación de tensión
• Es la caída o elevación de la tensión que se
produce internamente, debido a la carga (I.Zs).
• Seexpresa como porcentaje de la tensión en
terminales.

 Ea − U a 
 x 100
U reg % = 
U

a



28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

28

14

Modelo en régimen permanente
Máquina polos salientes.
Reacción de inducido diferente en ejes d y q

j Xq

jX
q.
Ia

.Iaq

δ

ϕ

28/08/2010

cchilet@tecsup.edu.pe

29

Valores típicos y rangos de
variación por...