GENERADORES SINCRONOS

2. Fundamentos de máquinas AC Campo magnético giratorio Voltaje inducido en las máquinas AC Par inducido en una máquina AC Flujos de Potencia y Pérdidas en una máquina AC Generadores Sincrónicos Construcción de un generador sincrónico Velocidad de rotación de un generador sincrónico Voltaje interno generado de un generador sincrónico Circuito equivalente de un generador sincrónico Diagramafasorial de un generador sincrónico Potencia y par de un generador sincrónico. Medición de los parámetros del modelo del G.S.
3. Las máquinas de AC son generadores que convierten la energía mecánica en energía eléctrica y motores que convierten energía eléctrica en energía mecánica.
4. Hay dos clases principales de máquinas AC MÁQUINAS SINCRÓNICAS: Son motores y generadores cuya corriente de camposon suministrada por una fuente de potencia DC separada. MÁQUINAS DE INDUCCIÓN: Son motores y generadores cuya corriente de campo es suministrada por inducción magnética dentro de sus devanados de campo.
5. Los devanados de armadura de una máquina AC están ubicados en el estator la mayoría de las veces mientras que los devanados de campo están localizados en el rotor. El campo magnético giratoriode los devanados de campo del rotor de una máquina AC induce un grupo de voltajes trifásicos AC dentro de los devanados de armadura del estator. Por otra parte, un grupo de corrientes trifásicas en los devanados de armadura del estator producen un campo magnético giratorio que interactúa con el campo magnético del rotor, produciendo un torque en la máquina
6. Uno de los principios más importantesde la operación de una máquina AC es: “Si un grupo de corrientes trifásicas tienen igual magnitud entre ellas pero están desfasadas por 120°, fluyen en el devanado de armadura, entonces producirá un campo magnético giratorio de magnitud constante.”
7. Las corrientes en este estator se asumen positivas si fluyen hacia adentro de la bobina por el extremo no primado y salen de el por el extremoprimado.
8. Las corrientes en las bobinas están dadas por: iaa ' (t ) = I M sin ωt ibb ' (t ) = I M sin(ωt − 120°) icc ' (t ) = I M sin(ωt − 240°) Entonces las densidades flujos magnéticos son: Baa ' (t ) = BM sin ωt∠0° Bbb ' (t ) = BM sin(ωt − 120°)∠120° Bcc ' (t ) = BM sin(ωt − 240°)∠240° NOTA: Las direcciones de estos campos están dados por la regla de la mano derecha
9. En cualquier momentotendremos una misma magnitud del flujo de campo magnético B=1.5BM y también rotará a una velocidad ω. Bnet (t ) = Baa ' (t ) + Bbb ' (t ) + Bcc ' (t ) Bnet (t ) = ( BM sin ωt∠0° + BM sin(ωt − 120)∠120° + BM sin(ωt − 240)∠240°)Wb / m 2 Separando en las componentes X y Y la ecuación anterior y aplicando identidades trigonométricas se llega al resultado de la densidad de flujo magnético total: Bnet (t )= 1.5 BM sin(ωt ) x − 1.5BM cos(ωt ) y ˆ ˆ
10. El campo magnético giratorio La velocidad mecánica de puede ser representado como un giro del flujo magnético en polo norte cuyo flujo sale del rpm es igual a la frecuencia estator y un polo sur cuyo flujo eléctrica en Hz entra al estator. Estos polos magnéticos completan un giro fe = fm 2 polos mecánico alrededor de la ωe = ωm 2 polos superficie delestator por cada ciclo eléctrico aplicado a la f m y ωm son las frecuencias mecánicas corriente. f e y ωe son las frecuencias eléctricas El orden de los devanados en la figura es: a − c'−b − a '−c − b'
11. Si el modelo anterior se repitiera dos veces dentro de éste el modelo de los devanados en En este caso se sentido contrario a las manecillas del producen dos polos reloj también se norte y dospolos sur repetiría dos veces!!! como se ve en la figura, debido a esto un polo recorre sólo la mitad de la superficie del estator en un ciclo eléctrico. La relación entre en ángulo eléctrico θ e y el ángulo mecánico θ m en el estator es: θe = 2θm a − c'−b − a'−c − b'− a − c'−b − a'−c − b' Cuatro polos
12. Las frecuencias también se ven afectadas en este caso, siendo la frecuencia mecánica dos...