Maquinas sincronas

U.N.C. ELECTROTECNIA MÁQUINAS SÍNCRONAS Curvas características 1°) Característica en vacío: E0 = f (Iex) Estudia la dependencia de la Fem. en función de la corriente de excitación Iex . Para ello, a la máquina se la tiene girando a la velocidad síncrona ns sin carga. Esta curva, para bajos valores de excitación, es relativamente lineal, porque la fmm. necesaria para vencer la reluctancia delhierro es prácticamente despreciable frente al aire del entrehierro. En cambio, para grandes valores de excitación, el circuito magnético se satura y tiende asintóticamente a un valor constante. Si se traza una recta tangente a la curva en su primer tramo esta representa lo que se llama “línea del entrehierro” y determina su característica (recordar que la característica magnética en el aire eslineal).Para inducir una E = OA es necesario una fmm. = OB, de la cual AC es necesaria para hacer circular el Φ a través del entrehierro (aire) y CD en el hierro. Se observa que son mucho más grandes los Amp.vta. necesarios para el entrehierro que para el hierro del circuito magnético.Esta curva sirve para: 1- Conocer el grado de saturación del circuito magnético. 2- Conocer el límite de Iex. y con ellael posterior dimensionamiento de la excitatriz.2°) Característica de cortocircuito (c.c.): I = f (Iex ) Estudia la dependencia de la corriente de carga en función de la excitación. Las condiciones son: - bornes en c.c - girando a velocidad nominal sincrónica (ns) - Corriente nominal In Suponiendo: - La caída óhmica despreciable (R = 0). Como la R es mucho menor que las reactancias, podemosdespreciarla. - La tensión: U = 0 El circuito equivalente y diagrama vectorial quedan:

Fig. 1

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U.N.C. ELECTROTECNIA La fmm. por reacción de inducido θi es opuesta a la principal θ por reacción de inducido con carga inductiva pura (Fig. 2). El campo resultante θ - θi = θr (1) induce una Fem. E que equilibra la caída del circuito

E = jX d I = Z .I
Si en el sistema de ejes cartesianos(Fig. 3) trazamos la característica en vacío Eo = f(Iex) y en ella tomamos el segmento lm = Xd I = ZI, el segmento Om será la fmm. necesaria para inducir E que equilibre a Xd I. ó sea Om = θr (ver diagrama vectorial) Si hacemos On = θ  será : mn = θ - θr = θi (según 1). Si a partir de n elevamos I obtenemos el punto d, que unido con O determina la recta de cortocircuito. Es una línea recta porqueen la máquina Fig. 3 cortocircuitada, la Fem. inducida en el estator y el flujo principal son pequeños, por consiguiente no hay saturación del hierro.El se llama "Triángulo de Potier", y tiene a: mn = fmm por reacción de inducido Xd = lm / I = reactancia de dispersión Por lo tanto esta curva sirve para determinar la reactancia de dispersión.3°) Característica en carga: U = f ( Iex ) e Iconstante.Analiza la dependencia entre la tensión (U) y la excitación (Iex) para cosφ

Partiendo de la característica en vacío E = f (Iex), la de carga se diferencia por las caídas entre U y E.

Conociendo la característica en vacío y el triángulo de Potier se puede trazar la característica en carga a cosϕ = 0, porque en estas condiciones:

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U.N.C. ELECTROTECNIA a) la fmm de inducido esopuesta a la fmm. del campo (reacción de inducido con carga inductiva pura) como en cortocircuito.b) entonces para I = cte. la caída de tensión es cte. (lm) y la reacción de inducido (mn) también es cte., luego el triángulo es constante, por consiguiente desplazándolo a lo largo de Eo = f (Iex) obtenemos U = f (Iex) para cos ϕ = 0. Para otros estados de corriente, el triángulo varía y las curvastoman la forma de la figura, debiéndose estas variaciones a que, al aumentar I, aumenta Z.I y la reacción de inducido, la Iex aumenta al disminuir el cos ϕ para mantener U = cte. 4°) Característica externa U = f (I) (Iexc = cte. ; cos ϕ = cte. ) U capacitiva cos φ = 0 El generador ideal sería aquel tal que, bajo cualquier carga, mantuviese constante la tensión (línea de trazos).Pero en las...