7 Maquina Sincrona

GENERADOR SÍNCRONO

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Electrotecnia y Máquinas Eléctricas

Diseño de un generador de

Inducido rotante

Esquema de construcción de alternadores sincrónicos con rotores de polos salientes y lisos

Frecuencia

3

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Fig. 4 Aspecto exterior de un rotor con polos salientes

4

Fig. 5 Aspecto general de un rotor liso montado tetrapolar

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5

Fig. 6 Esquema de excitación de una máquina sincrónica

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Expresión de la F.E.M.

6

E = 4,44.f.φ.N. K

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Campo rodante trifásico

7

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8

Campo rodante trifásico

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Reacción de Inducido• CARGA RESISTIVA PURA

10

UI ω

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Reacción de Inducido

11

• CARGA INDUCTIVA PURA U

ω

I

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Reacción de Inducido•

CARGA CAPACITIVA PURA

12

I

Uω

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Reacción de Inducido• CARGA R-L CUALQUIERA

13

UI

ω

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Reacción de Inducido

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REACTANCIAS POR REACCIÓN DE INDUCIDO

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Circuito Equivalente

• Rotor cilíndrico

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Circuito Equivalente

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Diagrama Vectorial

• De rotor liso

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Diagramas Vectoriales• Componentes del diagrama vectorial

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fmm. Flujos Fem.

campo rotórico θ φ E0

por reacción de inducido

θi φi- j Xi I

campo resultante θr = θ - θi φrE

flujo disperso ----- φd- j Xd I

caída óhmica----- RI

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Diagrama Vectorial Simplificado• Surge del Circuito Equivalente Simplificado

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Circuito Simplificado

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Diagrama Vectorial Simplificado• Angulo de desplazamiento

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Diagrama Vectorial SimplificadoAnálisis:• 1)

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Diagrama Vectorial Simplificado• 2)

22

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Diagrama Vectorial Simplificado• 3)

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Diagrama Vectorial• De polos salientes

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Reactancia Síncrona

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Reactancia Síncrona

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1°) Característica en vacío: E0 = f (Iex )

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2°) C. de cortocircuito (c.c.): I = f (Iex )

29

Circuito Equivalente Diagrama Vectorial

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2°) C. de cortocircuito (c.c.): I = f (Iex )

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3°) Característica en carga: U = f ( Iex )

31

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4°) C. Externa U = f (I) (Iexc =cte ; cos ϕ = cte)

32

1

0,8

Ucapacitiva

cos φ = 0

cos φ = 0

inductiva

I

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5°) Curva de regulación:

33

Inductiva

Capacitiva

cos φ = 1

Iex = f (I) (U = cte. ; cos ϕ = cte.) Iex = f (cos ϕ) (I = cte. ; U = cte.)

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6°) Relación de cortocircuito

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7°) Variación de tensión

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Balance Energético

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38

Potencia Electromagnética. Característica angular

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Potencia Electromagnética. Característica angular

Característica angular Rotor cilídrico µmax = 90

Característica angular Rotor polos salientes µmax < 90

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Generadores autoexcitados

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1) Acoplamiento:

• El método de las "lámparas de fase apagadas"

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42

• El método de las "luces rotantes"

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43

2) Análisis sobre barras infinitas2.1 Proceso para tomar carga:

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1° Caso 2° Caso

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45

4° Caso3° Caso

Sobreexc Subexc

2.2 Diagrama a P=cte y Excitación variable

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46

2.3 Diagrama a Excitación cte y Potencia variable

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48

1° Caso: cambio de excitación

3. Análisis de dos máquinas en paralelo

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2° Caso

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50

3° Caso: cambio de potencia

MOTOR SÍNCRONO

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Principio de funcionamiento

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Principio de funcionamiento

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Diagrama Vectorial

• Generador:

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Circuito equivalente para generador y motor

Diagrama Vectorial

• Motor

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Comparación mecánica• Generador • Motor

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Electrotecnia y Máquinas Eléctricas

Medición del cosφ

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Curvas en V

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58

Arranque del motor síncrono

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59

Arranque del motor síncrono

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Arranque automático del motor síncrono

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61

Aplicaciones del motor síncrono• Trabajando como motor, entregando

potencia útil solamente.

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62

Aplicaciones del motor síncrono• Trabajando como motor, entregando potencia útil y sobreexcitada

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Aplicaciones del motor síncrono

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Aplicaciones del motor síncrono• Caso que no se disponga de mayor

potencia aparente

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Comparación de costos de motores síncronos

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Compensador síncrono

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