Marco Te Rico Examen Unidad 4

Marco teórico
Una máquina síncrona es una máquina eléctrica rotativa de corriente alterna cuya velocidad de rotación del eje y la frecuencia eléctrica están sincronizadas y son mutuamente dependientes, la máquina puede operar tanto como motor y generador. Como motor síncrono convierte la energía eléctrica en energía mecánica y la velocidad de rotación del eje dependerá de la frecuencia de lared eléctrica que se le suministre o bien convierte energía mecánica en energía eléctrica, siendo en este caso utilizada como generador síncrono y la frecuencia entregada en las terminales dependerá de la velocidad en la que el eje esté girando.
Las máquinas síncronas se utilizan en mayor medida como generadores de corriente alterna que como motores de corriente alterna, ya que no presentan par dearranque y hay que emplear diferentes métodos de arranque y aceleración hasta la velocidad de sincronismo. También se utilizan para controlar la potencia reactiva de la red por su capacidad para, manteniendo la potencia activa desarrollada constante, variar la potencia reactiva que absorbe o cede a la red.

El Generador Síncrono
Los generadores síncronos o alternadores son máquinas sincrónicas quese usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de corriente alterna.
Normalmente, son trifásicos y consiste en un electroimán girando (rotor), al lado bobinas, generalmente conectadas en estrella por efecto de la rotación del rotor va a inducir tensión trifásica en el estator
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La corriente inducida se produce en este caso en los devanados con núcleo de hierro, que están en reposoy se encuentran distribuidos en la parte interior del estator, dispuestos de forma que queden desplazados entre si 120°. Durante una vuelta del rotor, los polos Norte y Sur pasan frente a los tres devanados del estator. Por ello, se habla de campo magnético giratorio CMG. Durante éste proceso, en cada uno de los devanados se genera una tensión alterna monofásica. Las tres tensiones alternasmonofásicas tienen el mismo ciclo en el tiempo, pero desplazadas entre sí en la tercera parte de una vuelta (120°), por lo que se dice que tienen la misma "fase de oscilación", de manera que la tensión y la corriente inducida son sin uso ideales. Por coincidir siempre el desplazamiento del campo magnético giratorio con el desplazamiento del rotor (rueda polar) es por lo que se denominan generadoressíncronos.

Aspectos constructivos
Estator
El estator, o parte estática, de una máquina síncrona es similar al de una máquina asíncrona. Contiene un devanado trifásico de corriente alterna denominado devanado inducido y un circuito magnético formado por apilamiento de chapas magnéticas.
El campo magnético presente en el estator de una máquina sincrónica gira con una velocidad constante. La velocidadde giro en régimen permanente está ligada con la frecuencia de la tensión en bornes y el número de pares de polos.

Dónde:
F: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz)
P: Número de pares de polos que tiene la máquina
p: Número de polos que tiene la máquina
N: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

Rotor:
El rotor o inducido
Los electroimaneso polos generadores del campo magnético se encuentran en la parte giratoria (rotor) del generador eléctrico. Los polos se realizan sobresaliendo de la superficie de rotor para máquinas de más de cuatro polos (polos salientes), o a ras de superficie para máquinas de 2 ó 4 polos (polos lisos). Estos polos dispondrán de una corriente continua de excitación suministrada desde el exterior, medianteanillos rozantes y escobillas o mediante una fuente especial instalada sobre el mismo eje del generador (excitatriz). El rotor de un generador síncrono es un gran electroimán, que está sujeto a campos magnéticos variables, se construye con láminas delgadas agrupadas para reducir las pérdidas por corrientes parásitas; desde el punto de vista constructivo se distinguen dos formas: de rotor...