Maquina Sincronica

MAQUINA SINCRÓNICA

9.1

Introducción

9.2

Generación de un sistema de tensiones trifásicas

9.3

Circuito equivalente

9.3.1

Reacción de armadura

9.3.2

Flujo disperso en los bobinados estatóricos

9.3.3

Resistencia óhmica de los bobinados estatóricos

9.4

Característica de vacío

9.5

Característica de cortocircuito

9.6

Determinación de la impedancia sincrónica

9.7

Potencia interna9.8

Características externas del alternador funcionando en forma independiente

9.9

Alimentación del bobinado inductor del rotor

9.10

Alternador en paralelo con una red de gran potencia

9.11

Generador trabajando en paralelo con la red entregando potencia activa constante

9.12

Motor sincrónico

9.13

Circuito equivalente

9.14

Potencia interna

9.15

Cupla interna

9.16

Potencia reactivaMAQUINA SINCRÓNICA

9.1

Introducción

La generación, transmisión y distribución de energía eléctrica se efectúa a través
de sistemas trifásicos de corriente alterna.
Las ventajas que se obtienen en los sistemas trifásicos con respecto a los monofásicos
son:


Ahorro de materiales en equipos, líneas de transmisión y distribución.



Generación de campos magnéticos rotantes (Principio defuncionamiento de los
motores).



Potencia instantánea constante (Lo cual hace que los motores tengan una marcha
más suave y silenciosa).

9.2 Generación de un sistema de tensiones trifásico
El generador sincrónico trifásico o alternador es la máquina que se utiliza en las
centrales eléctricas (Turboalternador) o bien como sistema autónomo de generación
(Grupo electrógeno).
Es una máquina compuesta pordos partes:




Una fija o estator, constituido por un paquete de chapas magnéticas
conformando un cilindro con una serie de ranuras longitudinales, sobre las
cuales están colocados conductores, conectados entre si, de forma tal de crear
un conjunto de bobinas.
Una parte móvil o rotor, ubicada dentro del estator y que consiste en un
electroimán alimentado por corriente continua.

El giro delrotor se produce mediante una máquina impulsora (Motor diésel,
turbina de vapor, de gas, hidráulica, eólica), que mantiene una velocidad angular
constante.
La alimentación del electroimán se logra a través de un par de anillos rozantes
que permiten la continuidad eléctrica entre una parte fija y una parte móvil.
Los alternadores de cierta potencia cuentan con excitatriz, que es a su vez un
generadorde corriente alterna trifásico (Cuyo inductor está montado sobre el estator del
alternador y el inducido sobre el rotor), en cuya salida se encuentra un rectificador
trifásico, que alimenta el electroimán, con lo cual se evitan los anillos mencionados, que
ocasionan pérdidas en los mismos y desgaste de los carbones.
El esquema elemental de un generador sincrónico trifásico es el mostrado en lafigura 9.1.

Ing. Julio Álvarez 04/13

230

MAQUINA SINCRÓNICA

u1

Líneas de campo
magnético

v2

w2



N

S

S

N

Estator

Iex

w1

v1
Bobina del rotor
alimentada con
corriente continua

Rotor

u2
Por donde salen las líneas de campo magnético se
define como un polo norte, por lo tanto lo que es un
“Norte” en el rotor es un “Sur” en el estator y
viceversa.
Figura 9.1 Esquema de un generadorsincrónico trifásico
El esquema presenta solamente 6 ranuras, y sobre cada par de ranuras opuestas
se colocan los lados de una bobina, cuyos principios y finales tienen la siguiente
denominación:
Bobina 1:
Bobina 2:
Bobina 3:
Ing. Julio Álvarez 04/13

u1 – u 2
v1 – v2
w1 – w 2
231

MAQUINA SINCRÓNICA

En la figura 9.2 se ha esquematizado la bobina 1, donde se puede ver como están
ubicados losconductores en las ranuras, siendo las otras dos bobinas idénticas, pero con
su ejes magnéticos, formando un ángulo de 120 °, entre si.
Dado que el electroimán produce un flujo magnético [] de valor constante, las
bobinas concatenarán un valor de dicho flujo de acuerdo a la posición instantánea del
rotor.

Eje magnético
de la bobina u-x

Conductores
ubicados en la
ranura superior


Eje magnético del...