Maquina_Sincrona

Universidad de Oviedo

Tema VIII: La máquina
síncrona
Dpto.
Dpto. de
de Ingeniería
Ingeniería Eléctrica,
Eléctrica,
Electrónica
Electrónica de
de Computadores
Computadores yy
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 puede ser liso o depolos
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
Rotor de
de
polos
polos
salientes
salientes

Sentido de las
corrientes por
el rotor
S

N
N

N

S

S

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

Velocidades
Velocidades de
de giro
giro
bajas
bajas

Motores síncronos

Catá
Catálogos comerciales

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

 L. Serrano: Fundamentos de
máquinas elé
eléctricas rotativas

 L. Serrano:
Fundamentos de
máquinas elé
eléctricas
rotativas

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

 Mulukutla S. Sarma:
Sarma: Electric
machines

Corte transversal de
una central hidráulica

Rotor

 Mulukutla S. Sarma:
Sarma:Electric
machines

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

60 ⋅ f
NS =
P
Controlando la excitación
(tensión de alimentación
del rotor) se consigue
que la máquina trabaje
con cualquier factor de
potencia: PUEDEABSORBER O CEDER Q

sistema
sistema trifásico
trifásico de
de tensiones
tensiones

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

INTERACCIÓN
INTERACCIÓN ROTOR
ROTOR -- ESTATOR
ESTATOR

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

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

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

jX
jXss

IIGG

R
Rss

A

++

V
V

E
E
Funcionamiento
como generador

B

jX
jXss

IIMM

R
Rss

++

A

V
V

E
E
Funcionamiento
como motor

B

La FEM E es proporcional a la corriente de excitación del rotor. En funcionamiento como generador...