Maquinas sincrónicas

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INTRODUCCION

Las Máquinas Síncronas están entre los tres tipos más comunes de máquinas eléctricas; se llaman así porque trabajan a velocidad constante y frecuencia constante en condiciones de operación estacionarias. Como la mayoría de las máquinas giratorias, una máquina síncrona es capaz de trabajar como motor o generador.

Máquinas Sincrónicas: Estado Estable

Las Máquinas Síncronasestán entre los tres tipos más comunes de máquinas eléctricas; las maquinas sincrónicas son maquinas de corriente alterna que se caracterizan por tener una velocidad dependiente directamente de la frecuencia de la red. Pueden ser monofásicas o trifásicas, especialmente en aplicaciones de potencia; se llaman así porque trabajan a velocidad constante y frecuencia constante en condiciones de operaciónestacionarias. Como la mayoría de las máquinas giratorias, una máquina síncrona es capaz de trabajar como motor o generador e incluso como reactor o como condensador.

La operación de un generador síncrono o alternador se basa en la ley de Faraday de inducción electromagnética y un generador síncrono trabaja de manera muy semejante a un generador de corriente continua, en el que la generaciónde Fem. Se logra por medio del movimiento relativo de entre conductores y un flujo magnético. Al colocar una espira dentro de un campo magnético y hacerlo girar, sus lados cortaran las líneas de fuerzas de campo, induciéndose entonces una fuerza electromotriz (fem) que se puede verificar entre los extremos del conductor de forma de espira. Se comprueba que la fem es alterna. Las dos partesbásicas de una máquina síncrona son la estructura del campo magnético, que lleva un devanado excitado por corriente continua y la armadura. La armadura tiene con frecuencia un devanado trifásico en el que se genera la Fem. de corriente alterna. Casi todas las máquinas síncronas modernas tienen armaduras estacionarias y estructuras de campo giratorias. El devanado de corriente continua sobre laestructura giratoria del campo se conecta a una fuente externa por medio de anillos deslizantes y escobillas. Algunas estructuras de campo no tienen escobillas, sino que tienen excitación sin escobillas por medio de diodos giratorios. En algunos aspectos, el estator que lleva los devanados de armadura es semejante al estator de un motor de inducción polifásico.

Una barra infinita es una barra de unsistema eléctrico donde la tensión (módulo y ángulo) y la frecuencia se mantienen constantes para cualquier condición de carga del sistema.

Con el fin de lograr una mejor representación de las ideas, conviene considerar como barra infinita, un punto de acceso eléctrico donde hay una máquina sincrónica de dimensiones mucho más grande que la máquina sincrónica conectada a la barra, cuyocomportamiento se desea estudiar.

Una máquina sincrónica conectada a una barra infinita que tiene una frecuencia f, está obligada a girar a la siguiente velocidad:

Llamada velocidad sincrónica, donde P es el número de polos de la máquina.

Si por alguna razón, la máquina sincrónica no tiene exactamente la velocidad que le impone la barra infinita, se establecerán torques de origen eléctrico quetratarán de hacer que la máquina recupere y mantenga su velocidad sincrónica, lo que quiere decir, se mantenga en sincronismo.

Si sucede que la velocidad ha cambiado tanto, como para que no se posible recuperar la velocidad de sincronismo, entonces la máquina entra en la zona de inestabilidad o se sale del sincronismo.

La sincronización de una máquina de este tipo tiene lugar, cuando seconecta la máquina a la red. En realidad cuando se interconecta una máquina sincrónica con la red, lo que se está haciendo, es conectarse con otras máquinas sincrónicas que ya están funcionando.

Característica Potencia - Ángulo

Supongamos una máquina síncrona cilíndrica de resistencia del estator R despreciable, corriente de excitación la constante (luego, E0 permanece constante) y reactancia...
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