Realidad Ampliad. Motores Sincronos

23 de mayo de 2013

Maquinas Síncronas
DETERMINACIÓN DEL CIRCUITO
EQUIVALENTE SEGÚN EL MODELO DE
BEHN-ESCHENBURG

Marco Antonio Rodríguez Alcaide
CENTRALES ELECTRICAS | María Reyes Sánchez Herrera

1.- INTRUDUCION: Maquinas Síncronas
Una máquina síncrona es una máquina eléctrica rotativa de corriente alterna que
convierte energía eléctrica en energía mecánica, siendo en este casoutilizada como
motor síncrono, o bien convierte energía mecánica en energía eléctrica, siendo en este
caso utilizada como generador síncrono.
Las máquinas síncronas se utilizan en mayor medida como generadores de corriente
alterna que como motores de corriente alterna, ya que no presentan par de arranque y
hay que emplear diferentes métodos de arranque y aceleración hasta la velocidad desincronismo. 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.

2.- ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
El estator, o parte estática, de una máquina síncrona es similar al de una máquina
asíncrona. Contiene un devanado trifásico de corriente alterno denominadodevanado
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 velocidad de giro en régimen permanente está ligada con la
frecuencia de la tensión en bornes y el número de pares de polos.1

Dónde: f es Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz), Pes Número
de pares de polos que tiene la máquina, p es Número de polos que tiene la máquina y n
es la Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

El rotor, o parte rotativa, de una máquina síncrona es bastante diferente al de una
máquina asíncrona. Contiene un devanado de corriente continuo denominado devanado
de campo y un devanado en cortocircuito, que impide elfuncionamiento de la máquina a
una velocidad distinta a la de sincronismo, denominado devanado amortiguador. Además,
contiene un circuito magnético formado por apilamiento de chapas magnéticas de menor
espesor que las del estator.

El resto de las características del rotor están relacionadas con el objetivo de obtener un
campo entre el rotor y el estator de carácter senoidal y dependen del tipode máquina
síncrona:
Máquina de polos salientes: El rotor presenta expansiones polares que dan
lugar a un entrehierro variable.
Máquina de rotor liso: El devanado de campo está distribuido en varias
bobinas situadas en diferentes ángulos.

3.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Como generador: Una turbina acciona el rotor de la máquina sincrónica a la vez que se
alimenta el devanado rotórico(devanado de campo) con corriente continua. El
entrehierro variable (máquinas de polos salientes) o la distribución del devanado de
campo (máquinas de rotor liso) contribuyen a crear un campo más o menos senoidal en el
entrehierro, que hace aparecer en los bornes del devanado estatórico (devanado
inducido) una tensión senoidal. Al conectar al devanado inducido una carga trifásica
equilibradaaparece un sistema trifásico de corrientes y una fuerza magnetomotriz
senoidal.

Como motor: En este caso se lleva la máquina síncrona a la velocidad de sincronismo,
pues la máquina síncrona no tiene par de arranque, y se alimentan el devanado rotórico
(devanado de campo) con corriente continua y el devanado estatórico (devanado
inducido) con corriente alterna. La interacción entre los camposcreados por ambas
corrientes mantiene el giro del rotor a la velocidad de sincronismo.

4.- CIRCUITO EQUIVALENTE
El objetivo principal del modelo es predeterminar la caída de tensión del alternador. Se
aplica a máquinas de rotor cilíndrico que trabajan en régimen lineal y permite obtener
un circuito eléctrico equivalente.
En realidad existe un flujo único en el entrehierro de la máquina...