INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍAESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA

MECÁNICA Y ELÉCTRICAMECÁNICA Y ELÉCTRICALABORATORIOS PESADOS II DEL DEPARTAMENTO

DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA II CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA II MAQUINA SINCRONAMAQUINA SINCRONA

PROFESOR

M. M. C. Fabián Vázquez RamírezC. Fabián Vázquez Ramírez

rotor cilíndrico

devanado de estator.

excitatriz

PARTES PRINCIPALESDE UN

GENERADOR SÍNCRONO

Partes Constitutivas y Materiales de la Partes Constitutivas y Materiales de la Máquina de Corriente ContinuaMáquina de Corriente Continua

La máquina de corriente continua consta de dos partes:

ESTATOR O INDUCTOR

b) El conjunto de elementos que se encuentra en movimiento que se denomina:

ROTOR O INDUCIDO (ARMADURA)

a) El conjunto de elementos que no están en movimientos que recibe el nombre de:

Rotor ó Inductor

Estator ó Inducido

Rotor ó Inducido

Estator ó Inductor

• CARCAZA.• TAPAS• YUGO DE LA ARMADURA.• RANURAS• DEVANADO DE ARMADURA

(INDUCIDO)• COLECTOR

• FLECHA.• NÚCLEO DEL ROTOR.• PIEZAS POLARES (ELECTROIMANES)• VENTILACIÓN• MUÑON

ESTATOR

ROTOR

ESTATOR. CARCAZA

• Función Principal:

• Protección de las componentes internas contra agentes del medio ambiente (polvo, vapor partículas en suspensión y objetos metálicos).

• Sistema de soporte del núcleo magnético y del devanado de inducido.

• Material :Estructura rígida de acero.

CARCAZA (cont.).

• La carcaza metálica no existe en generadores de plantas hidroeléctricas del tipo caverna, el montaje es sobre una estructura de concreto armado con soportes para fijar el núcleo magnético.

Tipos de Carcasas

Construcción abierta: Construcción protegida.

Construcción cerrada.

En la que el aire caliente sale por si mismo. Lleva abanico que hace

pasar el aire frió a través de la máquina.

Se construye con aletas exteriores ò con camisa exterior y abanico para el enfriamiento puede ser de hierro fundido ò manufacturado

MAQUINAS DE PEQUEÑA CAPACIDAD

NÚCLEO ARMADURA

NÚCLEO DE ARMADURA.

• Conjunto de laminaciones de acero al silicio de0.25 a 0.40 mm.

• Permeabilidad y pérdidas por histéresis bajas.

• Las laminaciones se someten a procesos químicos para impregnar en ellas un aislamiento para mínimizar las corrientes de eddy.

• Por sus dimensiones se construye por paquetes de segmentos de laminaciones.

• Las ranuras pueden ser rectas ó sesgadas.

• Las ranuras sesgadas reducen el efecto de pulsación del flujo magnético y de las armónicas en el voltaje inducido.

NÚCLEO DE ARMADURA.

• El núcleo de armadura se fija a la carcaza, por las salientes de la laminación en forma de cola de paloma.

Laminacionesde acero al silicio

DEVANADO DE ARMADURA.

11.-Bobina terminada.

12.- Inserción de bobinas en el núcleomagnético.

DEVANADO DE ARMADURA.

Armado del devanado de armadura.

MANUFACTURADO

DEVANADO DE ARMADURA.

Prueba de alta tensión y alta frecuencia a las bobinas del devanado del estator antes de colocar las cuñas.

Devanado de armadura terminado, con cabezales sujetos al anillo de fijación.

ROTORO

INDUCTOR

FLECHA.

FLECHA.- Es la parte del rotor que soporta los elementos de giro, en los rotores de polos salientes se maquina en forma independiente, en el rotor cilíndrico forma parte integral con los polos.

flecha

ROTOR CILÍNDRICO O DE

POLOS SALIENTES.

ROTOR POLOS SALIENTES.

• ROTOR DE POLOS SALIENTES. En generadores de baja velocidad y con un número de polos mayor de cuatro, se usan en unidades de plantas hidroeléctricas.

• Los polos se construyen con laminaciones de acero al silicio de 0.35 mm. de espesor rodeados con la bobina de campo ó de excitación.

DEVANADO DERIVADO

DEVANADO SERIE

ROTOR DE POLOS SALIENTES.

Rotor de 16 polos Rotor de 4 polos

flecha

ventilador polo

bobina de excitación zapata polar

ROTOR POLOS SALIENTES.

Se utilizan aleaciones de acero al silicio en laminaciones de 0.25 a 0.40 mm. Para reducir las pérdidas al mínimo se trabaja con densidades de flujo entre 60000 y 90000 líneas/pulgada², o 10000 o 20000 líneas /cm².

Circuito magnético de un generador de 4 polos

ROTOR CILÍNDRICO O DE

POLOS LISOS.

ROTOR CILÍNDRICO.

• En generadores de alta velocidad y con dos ó cuatro polos.

• Se usan en unidades de plantas termoeléctricas de 3600 rpm. y 2 polos,1800 rpm. con 4 polos, en sistemas de 60 Hz.

• Se conocen como turboalternadores.

• Material: acero. •

ROTOR CILINDRÍCO.

Rotor sin maquinar.

Rotores maquinados.

CIRCUITO MAGNÉTICO ROTOR CILINDRICO.

Circuito magnético en rotor cilíndrico de 2 polos.

RODAMIENTOS.

• En chumaceras de generadores de capacidad grande se emplea colchón de aceite a presión para reducir las pérdidas por fricción.

• En máquinas de capacidad baja se utilizan frecuentemente rodamientos de bolas y rodillos prelubricados.

RODAMIENTOS.

Generador de 25 MVA Hidro generador de 14 MVA

chumacera de colchón de aceite