Maquinas sincrónicas (resumen sarma)

Máquinas sincrónicas
Características constructivas de las máquinas sincrónicas
Partes básicas de la máquina sincrónica: • • Estructura del campo magnético, con un devanado excitado con CD Armadura: generalmente con un devanado trifásico donde se genera la fem de corriente alterna

La mayoría de las maquinas sincrónicas actuales tienen armaduras estacionarias y estructuras de campo giratorias.Lo anterior porque los bobinados AC pueden colocarse en el estator donde se pueden diseñar contra fuerzas electromagnéticas y aislarse de los altos voltajes. Los rotores se pueden construir de polos lisos (cilíndricos) o de polos salientes . La velocidad del primotor está ligada a la forma de construcción, y en casos de máquinas de gran tamaño la limitante de diseño es la fuerza “centrífuga”generada en el rotor. El diseño de una máquinas sincrónica también depende del uso para el cual fue fabricado o bien del método de enfriamiento. En la industria se utiliza la máquina sincrónica como generador en la mayoría de las centrales eléctricas y como motor cuando la potencia demandada es muy alta. El estator de una máquina sincrónica es similar al de una máquina de inducción polifásica. Elnúcleo del estator está troquelado (a menudo construido en sectores segmentados) con láminas de alta calidad con ranuras donde se colocan los devanados. Muchas máquinas sincrónicas de polos salientes están equipadas con devanados amortiguadores, los cuales consisten en un conjunto de barras de acero o latón puestas en los polos de las ranuras y conectadas entre sí. Los devanados amortiguadores sirvenpara efectos de estabilidad, son útiles por ejemplo para arrancar motores sincrónicos como motores de inducción, para amortiguar oscilaciones en el rotor, para reducir sobrevoltajes en algunas condiciones de cortocircuito y ayudar en la sincronización de la máquina. El devanado DC en la estructura de campo giratorio puede ser alimentado desde el exterior a través de escobillas y anillos rozantes.La excitación DC puede proveerse por un generador DC autoexcitado, conocido como el excitador, montado sobre el mismo eje de la máquina sincrónica.

Debido a problemas de mantenimiento asociados con el acoplamiento directo en generadores DC más allá de ciertas dimensiones, una alternativa es usar diodos y tiristores de silicio. Los dos tipos de sistemas de excitación de estado sólido son: a)Sistemas estáticos, con diodos y tiristores estacionarios que proveen la corriente de excitación a través de escobillas y anillos b) Sistemas sin escobillas que poseen rectificadores montados en el eje del rotor eliminando la necesidad de escobillas y anillos. Las máquinas sincrónicas producen calor, el cual debe ser debidamente disipado. El tipo de enfriamiento de una máquina sincrónica depende deltamaño y de su forma.

Circuito equivalente de la máquina sincrónica
Para simplificar la obtención del circuito equivalente se partirá con la máquina con rotor de polos lisos. Se analizará el caso de la máquina en condiciones de operación en balance y el circuito por fase. La resistencia de armadura es aproximadamente 1,6 veces la resistencia DC medida, debido al efecto piel. La resistencia defuga asociada con el devanado de armadura es producida por los flujos de fuga (causadas a su vez por las corrientes en los conductores) que enlaza los conductores de la armadura pero no el devanado de campo. La reactancia de campo puede por conveniencia dividirse en sus componentes, y su valor total se define como XL. EF es el voltaje AC (conocido como el voltaje de excitación) generado por elflujo de campo, y es el voltaje generado por el flujo de la reacción de armadura.

EAR

El efecto de la reacción de armadura puede considerarse como la de una reactancia inductiva XF. Esta reactancia se conoce como la reactancia de magnetización. En forma fasorial, tenemos que:

Er es el voltaje en el entrehierro, y se diferencia del voltaje en terminales VT por la caída de voltaje en la...