Maquina Sincrona

Universidad de Oviedo

Tema VIII: La máquina
síncrona
Dpto. de Ingeniería Eléctrica,
Dpto. de Ingeniería Eléctrica,
Electrónica de Computadores y
Electrónica de Computadores y
Sistemas
Sistemas

8.1. La máquina síncrona:
generalidades I
La máquina síncrona utiliza un
estator constituido por un
devanado trifásico distribuido
a 120º idéntico a la máquina
asíncrona
El rotor puedeser liso o de polos
salientes

El rotor está formado
por un devanado
alimentado desde el
exterior a través de
escobillas y anillos
rozantes mediante
corriente continua

Industrialmente es el generador utilizado en la mayoría de las
centrales eléctricas: turboalternadores y grandes alternadores
hidráulicos
Como motor se usa principalmente cuando la potencia
demandada es muy elevada>1 MW

8.1. La máquina síncrona:
generalidades II
Rotor
Rotor
liso
liso

Líneas de
campo

Rotor de
Rotor de
polos
polos
salientes
salientes

Sentido de las
corrientes por
el rotor
S

N
N

N

S

S

Elevadas velocidades de
Elevadas velocidades de
giro: turboalternadores
giro: turboalternadores

Velocidades de giro
Velocidades de giro
bajas
bajas

Motoressíncronos

Catálogos comerciales
Catá

Generadores
síncronos I
 L. Serrano: Fundamentos de
máquinas eléctricas rotativas
elé

 L. Serrano: Fundamentos de
máquinas eléctricas rotativas
elé

 L. Serrano:
Fundamentos de
máquinas eléctricas
elé
rotativas

Generadores síncronos II
 L. Serrano: Fundamentos de
máquinas eléctricas rotativas
elé

 Mulukutla S. Sarma: ElectricSarma:
machines

Corte transversal de
una central hidráulica

Rotor

 Mulukutla S. Sarma: Electric
Sarma:
machines

8.2. Principio de funcionamienESTATOR= Devanado trifásico
ESTATOR= Devanado trifásico
to: motor
distribuido alimentado con un
distribuido alimentado con un
EL ROTOR GIRA A LA
MISMA VELOCIDAD QUE
EL CAMPO: VELOCIDAD
DE SINCRONISMO

60 ⋅ f
NS =
PControlando la excitación
(tensión de alimentación
del rotor) se consigue
que la máquina trabaje
con cualquier factor de
potencia: PUEDE

ABSORBER O CEDER Q

sistema trifásico de tensiones
sistema trifásico de tensiones

CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO
CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO
ROTOR= Devanado alimentado
ROTOR= Devanado alimentado
con corriente continua que crea
con corriente continua que creaun campo magnético fijo
un campo magnético fijo

INTERACCIÓN ROTOR - ESTATOR
INTERACCIÓN ROTOR - ESTATOR

PAR MOTOR Y GIRO DE LA MÁQUINA
PAR MOTOR Y GIRO DE LA MÁQUINA

8.3. Principio de funcionamienESTATOR= Devanado trifásico
ESTATOR= Devanado
to: generador distribuido conectado atrifásico
distribuido conectado a la carga
la carga
N
f =P
60

o red que se desea alimentar
o redque se desea alimentar

P=PARES DE POLOS
N=VELOCIDAD DE
GIRO

Para conectar el generador a
una red es necesario que gire
a la velocidad de sincronismo
correspondiente a la
frecuencia de dicha red
Controlando la excitación
(tensión de alimentación del
rotor) se consigue que la
máquina trabaje con
cualquier factor de potencia:
PUEDE ABSORBER O CEDER Q

ROTOR= Devanado alimentadoROTOR= Devanado alimentado
con corriente continua que crea
con corriente continua que crea
un campo magnético fijo. Se
un campo magnético fijo. Se
hace girar por un medio externo
hace girar por un medio externo
El campo creado por el rotor,
El campo creado por el rotor,
al girar, induce FEM en el
al girar, induce FEM en el
estator y, por tanto, hace
estator y, por tanto, hace
circularcorriente por la carga
circular corriente por la carga
TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA
TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA
MECÁNICA EN ENERGÍA ELÉCTRICA
MECÁNICA EN ENERGÍA ELÉCTRICA

8.4. Circuito equivalente (por
fase) de la máquina síncrona
Reactancia síncrona= reactancia dispersión
estator+efecto de reacción de inducido

Reactancia Resistencia
síncrona
estator

jXs
jXs

IIG
G

Rs
Rs...