Generador Sincrónico. Máquinas Sincrónicas. Máquina sincrónica. Armengol Blanco. Rotor. Estator. Estator. Estator. Rotor

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Héctor de la Fuente Sandoval
hace 8 años
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1 Generaor Sincrónico Máuinas Sincrónicas Armengo anco Máuina sincrónica stator stator Rotor Rotor stator Rotor e poos saientes Rotor e poos saientes

2 Rotor ciínrico Generaor Hiráuico Generaor Hiráuico Generaor Sincrónico Generaor e CA ementa Generaor e CA ementa

3 Máuina Sincrónica n s veocia sincrónica rpm recuencia Hz p #poos 0 n s p Rotor Rotor izo en aternaores e turbogeneraores Rotor e poos saientes empeaas en centraes hiráuicas Rotor izo e os poos Rotor e poos saientes Rotor e poos saientes Inuctor e 0 poos 3

Rotor e poos saientes empeaas en centraes hiráuicas Rotor izo e

4 Campo Magnético Giratorio Inucio Fijo Distorsión e campo magnético Variación e campo magnético Generaor Síncrono (Tipos e rotor) Generaor e Poos Saientes Generaor e Rotor Liso (Rotor Ciínrico) S S N N N N S S 4 poos 4 poos 4

Síncrono (Tipos e rotor) Generaor e Poos Saientes

5 Tipos e Máuinas Síncronas Inuctor ijo (Laboratorio e Máuinas) Inucio móvi Ventajas Constructivas: Inucio ijo e Inuctor móvi Aumento e a resistencia e os ientes e inucio Inuctor móvi Inucio ijo (stator) Ventajas Constructivas: Inucio ijo e Inuctor móvi Reacción e armaura reucia Mejor aisamiento Ventajas constructivas Número e anios rozantes aisao Necesarios Ventajas e Ventiación Menores peso e inercia e rotor stator Fabricao e materia erromagnético aminao raio interior está ranurao Devanao e armaura Ranura stator Ranura cerraa Ranura abierta stator stator máuinas sincrónicas Por o genera es en e estator one se ubica e evanao e armaura (evanao triásico) estator e una máuina sincrónica es iéntico a e una máuina e inucción 5

Ventajas e Ventiación Menores peso e inercia e rotor stator Fabricao e materia erromagnético aminao raio interior está ranurao Devanao e armaura Ranura stator Ranura cerraa Ranura

6 stator máuinas sincrónicas Dierentes máuinas sincrónicas stator Rotor rotor e a máuina es a parte interior e a máuina Montao sobre un eje ue e permite rotar ibremente Fabricao e materia erromagnético aminao Se tienen tipos e rotores: rotor e poos saientes y rotor ciínrico Rotor Rotor Por o genera en e rotor se encuentra e evanao e campo, a cua se e apica corriente irecta a través e anios esizantes y escobias cuano a uente es externa. Poo magnético xisten máuinas en one a uente e aimentación para este evanao está montaa en e mismo rotor por o ue carece e anios esizantes y escobias Poo magnético Terminaes evanao e campo Devanao e campo Terminaes evanao e campo Devanao e campo Poo magnético Poo magnético 6

apica corriente irecta a través e anios esizantes y escobias cuano a uente es externa.

7 A) Rotor ciínrico. ) Rotor e poos saientes Rotor e poos saientes CYLINDRICAL ROTOR LINS OF MA GNTIC FLUX Rotor e poos saientes: Vertica Rotor e poos saientes: Vertica Rotor e poos saientes: Vertica Rotor e poos saientes: Horizonta 7

8 Poo saiente e una máuina sincrónica Máuina Sincrónica Triásica je e campo (CD) je e a ase A Devanao e campo ntrehierro c b Rotor stator a a I Poo saiente e una máuina sincrónica je e a ase C je e a ase b c Mauina síncrona e os poos Sistema e excitación Sistema e excitación FM inucia Factor e paso: k p N e/ spiras por ase recuencia k p actor e paso k Factor e istribución k e Factor e héice a circuitos en paraeo Fujo 4.44N e/ k a p k k e [V] k p Paso reativo sen y Paso e a bobina Paso Poar Armónica y 8

excitación Sistema e excitación FM inucia Factor e paso: k p N e/ spiras por ase recuencia k p actor e paso k Factor e

9 Factor e istribución k sen sen k Ranuras por ase Ánguos entre ranuras m Número e ases m sen m sen m k sen m sen m Factor e istribución Factor e héice stá reacionao con a incinación e as ranuras respecto a eje e rotor Normamente k h sen tan Factor e Héice Armónicas causaas por as ranuras 9

héice stá reacionao con a incinación e as ranuras respecto a eje e rotor

10 0 Armónicas causaas por as ranuras Armónicas causaas por as ranuras Armónico e inucción m me3 m3 me3 3 m me FMs m m con m3 m3 3 3 con3 m con , ; 5 ; 3 Vaor eicaz e a FM en un conuctor... k... k k con con con con con5 con con3 con con con con con5 con con3 con con con5 con3 con con m m m m5 5 m m3 3 k...; ; k ; k jempo Z= 36 ranuras p=4 m= 3 ases y=9 = a=

.., ; 5 ; 3 Vaor eicaz e a FM en un conuctor... k... k k.

11 Fujo e ispersión Fujo e ispersión Generaor Síncrono e Rotor iso Circuito euivaente R a jx s Diagrama asoria I cuación e votaje e circuito: V ( Ra jx s ) I Done: Votaje interno. R a Resistencia e armaura. X s Reactancia síncrona. V Votaje en terminaes. I Corriente V I La reerencia es e votaje e terminaes: V V0 La impeancia e a mauina: Z R jx Z a s V R a I jx s I La magnitu e votaje interno es proporciona a a corriente e campo: M I

X s Reactancia síncrona. V Votaje en terminaes.

12 Generaor Síncrono e Rotor iso Potencia e generación: S V I Done: V I V 0 Z Z j e V I j Ze ntonces: V V V V S cos( ) cos j sen( ) j sen Z Z Z Z Done: V V P cos( ) cos Z Z V V Q sen( ) sen Z Z Si Ra se esprecia: Z jx y 90 s Done: V P sen X s V Q cos V X s Generaor Síncrono e Poos Saientes I Potencia e generación: S N je I I Diagrama asoria V V P sen ( )sen( ) X X X V V X X V Q cos ( )cos( ) ( ) X X X X X V ji X ji X je Curva e Capacia Curva e Capacia La curva e capacia e un generaor se eriva e manera simpiicaa sin tomar en cuenta e eecto e saturación y espreciano a resistencia y capacitancia en os evanaos. Cuano a máuina síncrona opera en sus vaores nominaes, es ecir; vaores a os cuaes os evanaos y e núceo acanzan a temperatura e régimen e iseño, se obtienen as ronteras e a región e operación entro e a cua a máuina no sure año ni envejecimiento prematuro. Curva e Capacia e Generaor e Rotor Liso Curva e Capacia e Generaor e Poos Saientes stator: Rotor: S 3 V I nom nom Q S 3 V I nom nom Límite e corriente e campo Límite e corriente en e estator stator: Rotor: S 3 V I nom nom Ánguo : I X cos( ) tan V I X sen( ) V P sen X V Q cos V X Recorano: P Q S a 0 V b X s s s V V P Q ( ) X s X s ( x a) ( y b) r ntonces: V r X s V (0, ) X s Q Q e i p 0. 9 m m pu j h Límite mínimo e a uente e energía mecánica MVA nom P Límite máximo e a uente e energía mecánica Límite práctico e estabiia Límite e caentamiento e cabezaes o e subexcitación V V P sen ( )sen( ) X X X V V X X V Q cos ( )cos( ) ( ) X X X X X Recorano: S P jq V V X X V S j ( ) ( )( sen( ) j cos( )) ( sen j cos ) X X X X X S A C A C Votaje interno: V cos( ) I Ánguo máximo m : m X sen( ) C C cos 8 8

X X X V ji X ji X je Curva e Capacia Curva e Capacia La curva e capacia e un generaor se eriva e manera simpiicaa sin tomar en cuenta e eecto e saturación y espreciano a resistencia y capacitancia en

13 Curva e Capacia e Generaor e Poos Saientes S A C V A j ( ) X X Q S 3 V I nom nom Límite e corriente e campo Límite e corriente en e estator V X X ( )(sen( ) j cos( )) X X 0 m pu MVA nom P V C (sen j cos ) X C Límite practico e estabiia (margen e 0%) Circuo e reuctancia A 0% Límite práctico e estabiia permanente m m Límite teórico e estabiia Q permanente Tipos e evanaos Devanao Imbricaos: Son generamente más usaos ebio a ue as conexiones e cabeza e bobina son más cortas Devanaos Onuaos Características e os Aternaores Síncronos nsayo en Vacío Características en vacío Características en cortocircuito Características en carga Características exteriores Características e reguación 3

Q permanente Tipos e evanaos Devanao Imbricaos: Son generamente más usaos ebio a ue as conexiones e cabeza e bobina son más cortas Devanaos Onuaos Características e os

14 Característica en vacío nsayo en cortocircuito Características en cortocircuito Características en cortocircuito Reactancia Síncrona Reactancia Síncrona 4

15 Característica V-I a, I =cte Características xteriores, Iex=cte Características e reguación Características e reguación Curvas en V e un generaor síncrono Cortocircuito 5

16 Componente simétrica e a aa 6

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