Maquina sincrona

Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Máquinas Eléctricas Rotativas
Ing. Luis Rojas Miranda

UNI, Setiembre del 2003

CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

EN MAQUINAS ROTATIVAS

1. Campo Electromagnético Estático

Definición: Es un campo electromagnético invariable en el espacio y constante en el tiempo, si se considera solo el armónicofundamental ((=1), entonces el campo debe estar distribuido en el espacio cosenoidalmente.

Origen: Se obtiene alimentando con corriente contínua a un devanado monofásico ubicado en el estator o en el rotor sin movimiento ([pic])

[pic] [pic]

[pic] [pic][pic] [pic]

2. Campo Electromagnético Pulsante

Definición: Es un campo electromagnético invariable en el espacio y variable en el tiempo, si se considera solo el armónico fundamental ((=1), entonces el campo debe estar distribuido en el espacio cosenoidalmente.

Origen: Se obtiene alimentando con corriente alternaa un devanado monofásico ubicado en el estator.

Descomponiendo según: [pic] se obtienen dos campos giratorios de igual magnitud y en sentidos opuestos, secuencia negativa ([pic]) y secuencia positiva ([pic]).

3. Campo Electromagnético Giratorio

Definición: Es un campo electromagnético variable (móvil o giratorio) en el espacio y variable en el tiempo, si se considera solo el armónicofundamental ((=1), entonces el campo debe estar distribuido en el espacio cosenoidalmente.

Origen:
1. Se obtiene alimentando con corriente contínua a un devanado monofásico ubicado en el rotor con movimiento ([pic]).

2. Alimentando con corriente alterna bifásica un devanado bifásico simétrico, ubicado en el estator.

3. Alimentando con corrientes alternas trifásicas simétricas aun devanado trifásico simétrico, ubicado en el estator o rotor con o sin movimiento.

TIPOS DE DEVANADOS

1. Devanado Concentrado (Tipo transformador).- que puede estar ubicado en el rotor o en el estator

[pic][pic]ç

APLICACIÓN DEL DEVANADO CONCENTRADO

2. Devanado Distribuido.- Tipo imbricado u ondulado.

[pic]
TIPO IMBRICADO

CONEXIÓN POR GRUPOS (p=2)

Aplicación deldevanado imbricado: Son utilizados en el estator y el rotor de las máquinas de corriente alterna (síncrona y asíncrona), en la armadura de la máquina de corriente contínua.

Número de espiras por bobina. [pic]

Número de espiras por fase. [pic]

Número de bobinas por polo y fase [pic], para bobinas de doble capa, [pic] para bobina de capa simple.

3. Devanado Concéntrico.-[pic]

LA MAQUINA SINCRONA
Fig.1 La Máquina Síncrona de Polos Salientes

Fig.2 La Máquina Síncrona de Rotor Cilíndrico

[pic]

[pic]

[pic]

Fig.3 Circuitos Eléctricos en la Máquina Síncrona

3. Principios de funcionamiento de un generador síncrono

[pic]

Campo Giratorio para el estator
[pic]
El flujo giratorio
[pic]; [pic]
El flujo concatenado con cada fase[pic]
En cada fase se tendrá
[pic]
donde
[pic]; [pic]
y las f.e.m. s instantáneas serán :
[pic]
[pic]
[pic]

GENERADOR EN VACIÓ ( I = 0 )

La ecuación mecánica del generador será
[pic]
En este régimen
[pic]
[pic]
[pic]
| |2 |4 |6 |8 |10 |12 |
|60|3600 |1600 |1200 |900 |720 |600 |

GENERADOR BAJO CARGA ( [pic] )

Surge un sistema 3φ de corriente
[pic]
Aparece el efecto de reacción de armadura
[pic]
donde :
[pic]; [pic]
[pic]
La ecuación mecánica del alternador será :
[pic]

DIAGRAMA DE TENSIONES DEL GENERADOR SINCRONO CON CARGA SIMÉTRICA

El...