Electrica

MAQUINAS SINCRONAS

• Pueden funcionar como motores y generadores.
• En ellas el rotor y el campo giran en sincronismo, a la misma velocidad con 0 a 8% de error.
• La frecuencia es el número de ciclos por unidad de tiempo. Cada vez que la espira recorre un polo norte y un polo sur se ha completado un ciclo. Si la máquina tiene “p” pares de polos, y el rotor gira a “n” rpm, elnúmero de ciclos en la unidad de tiempo será:
f = p*n/60


• Al ser la frecuencia fija en Europa (50 hz), para un “p” dado, su velocidad de giro es única y ha de ser perfectamente constante.
• Las corrientes del rotor son conducidas, y la conexión con el estator se hace a través de escobillas y anillos rozantes.
• La máquina síncrona como generador es la máquina reina ya queproduce prácticamente toda la energía eléctrica y alcanza las mayores potencias unitarias.


INCONVENIENTES DE LA MÁQUINA SINCRONA

1. Como motor, si queremos una “n” variable, la frecuencia ha de ser variable. Esto antes era muy muy complicado, ahora hay variadores de frecuencia electrónicos, pero sigue siendo costoso.
2. Las máquinas sincronas no pueden arrancar por sí mismas y luego hande llevarse a la velocidad de sincronismo. Por eso hace falta una instalación adicional complicada y una maniobra compleja.
3. Las variaciones bruscas de carga pueden hacer perder el sincronismo entre “n” y “f”, haciendo que “n” disminuya hasta pararse.

• Estos 3 motivos anteriores hacen que sea poco adecuado como motor conectado directamente a la red. No obstante, en los últimos años ygracias al descubrimiento de nuevos materiales, se están construyendo motores sincronos sin devanado en la excitación, es decir, con imanes permanentes en el rotor. Sus ventajas son:
a. Ausencia de anillos rozantes y escobillas (piezas móviles). Se reducen problemas de revisión y mantenimiento.
b. Al no haber devanado en el rotor se eliminarán las pérdidas por efecto Joule en elrotor, aumentando el rendimiento y reduciendo los problemas de refrigeración.

Y los inconvenientes son:
a. Desmagnetización por las altas intensidades y/o temperaturas.
b. No se puede variar la excitación al ser fija.
c. Elevado precio de materiales. Sólo viables hasta 10 kw.



VENTAJAS DE LA MÁQUINA SINCRONA (para altas potencias de 3 a 30 MW)

1. Trabajanen cualquier régimen de carga con factor de potencia igual a la unidad.
2. Al ser factor de potencia uno, el rendimiento aumenta y se reduce la corriente en vacío del motor.
3. El par es función del voltaje, M = M(V) (en las asíncronas lo es al cuadrado de la tensión), luego las oscilaciones en la red afectan poco al par.
4. El desarrollo de la electrónica de potencia ha abierto elcampo de los motores de velocidad variable y para potencias de 1000 kW, gracias a la utilización de convertidores, aunque el sistema es aún algo caro.

MAQUINAS ASINCRONAS (o máquinas de Inducción)

• La práctica totalidad de las industrias tienen el suministro eléctrico en trifásica, variando la tensión con transformadores, de ahí las ventajas de contar con un motor eléctrico robusto, sinproblemas de arranque y conectado directamente a la red.
• La corriente del rotor es inducida por lo que no hay conexión eléctrica con el estator a través de escobillas.
• El motor de jaula de ardilla es el más generalizado de la industria. A partir de 2000 kW tiene la competencia del motor síncrono.


VENTAJAS DE LA MÁQUINA ASINCRONA DE JAULA DE ARDILLA

1. Al no tener niescobillas ni colector, los únicos elementos de la máquina sometidos a fricción y desgaste mecánico son los cojinetes.
2. No tiene problemas de estabilidad al someterlo a variaciones bruscas de carga (el sincrono podía llegar a pararse).
3. Su puesta en marcha es más sencilla que la de las máquinas sincronas, ya que desde que el rotor empieza a girar hasta que alcanza el régimen permanente,...