Maquinas síncronas
Máquinas e Instalaciones Eléctricas
Máquinas sincrónicas.Generación de una f.e.m. alterna
para extraer esa f.e.m. se emplean anillos rozantes y escobillas.
Características constructivas.-
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Ing. Osvaldo Luis Mosconi
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generador sincrónico trifásico (alternador)principio
conexión del inducido al exterior: se usan 4 anillos.
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Los movimientos son relativos.
inductor rotórico
2 polos
4 polos
6 polos
8 polos
12 polos
16 polos
?
?
?
?
?
?
3.000 r.p.m.
1.500 r.p.m
1.000 r.p.m
750r.p.m
500 r.p.m
375 r.p.m
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Fuerza electromotriz.E=
Z
⋅ 4,44 ⋅ f ⋅ φ máx ⋅ k
m⋅P
donde: Z es el número de lados activos de bobina
m es el número de fases
P es el número de polos
f es la frecuencia
φmáx es el valor máximo del flujo por polo ( admitiendo unadistribución
armónica del flujo)
k es el factor de bobinado.
k = kP ⋅ kD
kP = factor de paso
kD = factor de distribución
Factor de paso
-b=1
b=7
b=6
N
S
N
=7
S
=7
= 6/7
=1
τ es el paso polar
b es el paso de bobina
e
-b
b/2
Eb
e
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kP =
Ing. Osvaldo Luis MosconiEb
2⋅e
Eb = 2 ⋅ e ⋅ sen b ⇒ k P = sen b
2
2
Factor de distribución
b
S
N
E
b1
E
b2
A
E
O
kD =
E
.
Eb 1 + Eb 2 + ... + Eb i + ... + Eb n
E
b3
B
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Fuerzas magnetomotrices.-
Fr
Fer
E0
Fe
I
Fr es la f.m.m del campo rotante delinductor
E0 es la f.m.m. inducida en vacío
I es la corriente de carga
Fe es la reacción de inducido
Fer es la f.m.m. resultante o f.m.m. de entrehierro
Impedancia sincrónica por fase.-
Fr
Fer
Fe
I
U
C
B
E1
A
E0
Fr es la f.m.m del campo rotante del inductor
E0 es la f.e.m. inducida en vacío
I es la corriente de carga
Fe es la reacción de inducido
Fer es laf.m.m. resultante o f.m.m. de entrehierro
E1 es la f.e.m. inducida en carga
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Suponiendo una linealidad entre (Fr ; E0) y (Fer ; E1)
AB es - a I
AB = I ⋅ jX ϕ
Xf es una reactancia que representa la reacción de inducido
Xd es la reactancia de dispersión del bobinado
I ⋅ X S = I⋅ X d + I ⋅ X ϕ = I ⋅ (X d + X ϕ )
(X
d
+ X ϕ ) = X S conocida como reactancia sincrónica
Circuito equivalente de la máquina sincrónica.
Como generador
U = E 0 − I ⋅ R − I ⋅ jX S
U
I
I·R
I·jXS
E0
I
Exc.
XS
E0
R
U
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Como motor sería
U = E 0 +I ⋅ R + I ⋅ jX S
E0
I
I
R
Exc.
XS
E0
U
I·R
I·jXS
U
Potencia interna de la máquina sincrónica.Despresiando R
E0
0
I
I·jXS
U
Pi = E 0 ⋅ I ⋅ cos α
cos α =
U ⋅ senδ 0
I ⋅ XS
Pi = E 0 ⋅ I ⋅
U ⋅ senδ 0 E0 ⋅ U
=
⋅ senδ 0
I ⋅ XS
XS
E0
0
I
I·jXS
U
Generador
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Potencia reactiva de la máquina sincrónica.
E0
I
U
Generador
Al aumentar E0 aumenta la entrega de potencia reactiva inductiva a la carga.
Al aumentar E0 aumenta la potencia reactiva capacitiva de la carga.
Si δ 0 → 0 pasa a ser condensador sincrónico
Como generador
E0
I
U
Generador
Al disminuír E0 aumenta la...
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