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I.U.T. “Antonio José De Sucre” Tecnología Eléctrica Estudiante: Raphael Rodríguez C.I.: 22.301.274 Teoría del motor monofásico Los motores monofásicos tienen un gran desarrollo debido a su gran aplicación en electrodomésticos, campo muy amplio en su gama de utilización, al que se suma la motorización, la industria en general y pequeñas máquinas herramienta. Este tipo de motores tiene la particularidad de que pueden funcionar con redes monofásicas, lo que los hace imprescindibles en utilizaciones domésticas. Los motores monofásicos más utilizados son los siguientes: Motores provistos de bobinado auxiliar de arranque Motores con espira en cortocircuito Motores universales Motores monofásicos con bobinado auxiliar de arranque Los motores monofásicos al tener su bobinado conectado a una sola fase de la red, solamente crean un flujo alterno de dirección constante, que no es capaz de producir el giro del rotor. Sí puede girar por sí mismo, una vez haya adquirido velocidad. Motor assíncrono monofásico Características principales

Motores Monofasicos, Trifasicos y Generadores Sincronicos

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Estudiante: Raphael Rodriguez C.I.: 22.301.274

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I.U.T. “Antonio José De Sucre”Tecnología Eléctrica Estudiante:

Raphael Rodríguez C.I.: 22.301.274

Teoría del motor monofásico

Los motores monofásicos tienen un gran desarrollo debido a su gran aplicación en electrodomésticos, campo muy amplio en su gama de utilización, al que se suma la motorización, la industria en general y pequeñas máquinas herramienta.Este tipo de motores tiene la particularidad de que pueden funcionar con redes monofásicas, lo que los hace imprescindibles en utilizaciones domésticas.

Los motores monofásicos más utilizados son los siguientes:

Motores provistos de bobinado auxiliar de arranque Motores con espira en cortocircuito Motores universales

Motores monofásicos con bobinado auxiliar de arranque

Los motores monofásicos al tener su bobinado conectado a una sola fase de la red, solamente crean un flujo alterno de dirección constante, que no es capaz de producir el giro del rotor. Sí puede girar por sí mismo, una vez haya adquirido velocidad.

Motor assíncrono monofásicoCaracterísticas principales

Figura 1 Carcasa. Fijación del motor a patas. Motor cerrado de protección. Carcasa de

aletas para la refrigeración.

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Estator. Ajustado a la carcasa en caliente. Bobinado estatórico. Rotor. De aleación de aluminio colado bajo presión. Equilibrado dinámico. Bobinado rotórico. Colector. Ventilación forzada. Caja de bornes con condensador incorporado.

Motor monofásico de inducciónTeoría del motor monofásico de inducción

Si se interrumpe uno de los tres hilos de línea por los que se alimenta un motor trifásico de inducción, de los llamados de Jaula De Ardilla, cargado y a plena marcha, el motor seguirá marchando normalmente a la misma velocidad que tenía anteriormente. Únicamente su potencia habrá disminuido en un 20% aproximadamente.

Podemos intentar lo mismo con el motor parado. Es decir, un motor trifásico con carga, pero en reposo, al que se inutiliza una fase; si se conecta ahora a la red con solo dos fases, o sea como motor monofásico, el motor no se pone en marcha, continua en reposo, haciendo un ruido característico.De lo anterior deducimos que el motor monofásico de inducción no puede ponerse en marcha por si solo: necesita de un medio auxiliar que lleve el motor hasta una determinada velocidad de giro, pues solamente en marcha se produce el intercambio energía eléctrica-energía mecánica necesaria.La corriente alterna monofásica que atraviesa el arrollamiento del estator de un motor monofásico de inducción produce un flujo magnético que está en fase con esta misma corriente, como se muestra en la figura 2. Los valores que toma el flujo magnético en los instantes 1, 2, 3 … 9 están representados en la figura 3, donde se han dibujado las líneas de fuerza de este flujo magnético y los vectores representativos de la magnitud de este mismo flujo magnético.

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Los motores monofásicos de inducción son una variante de los motores síncronos con rotor en jaula de ardilla.

La configuración tiene sus polos en forma saliente.

El motor arranca como un motor asíncrono y luego pasa a motor síncrono, si no hay impedimento, por caga excesiva.

La velocidad es constante y viene determinada por la frecuencia de la red.

La carga puede hacer que el motor pierda el sincronismo.

Figura 4

Motor monofásico de inducción con espiras en cortocircuito

Este motor puede arrancarse directamente por si mismo, lo que se consigue por el efecto que producen las llamadas espiras en cortocircuito. El sistema consiste en dividir los polos en dos partes desiguales.

Los motores de inducción con espira en corto circuito tienen gran aplicación en electrodomésticos y pequeños aparatos. Al no tener escobillas prácticamente no necesitan mantenimiento y al mismo tiempo están casi exentos de averías.

Motor monofásico de inducción tipo fase partida

Entre los procedimientos para iniciar el arranque o giro de este tipo de motores de inducción, está el llamado de fase partida, que consiste básicamente en crear un campo magnético giratorio que mueva el inducido durante el período de arranque.

El campo magnético se obtiene por capacidad o por inductancia.

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Para obtener el campo giratorio por capacidad, se utilizan dos arrollamientos de bobinas en serie, llevando una de ellas condensador, que es la que realiza el desfase y por tanto el arranque del motor.

El valor de la capacidad del condensador a conectar en el motor viene dado por la siguiente fórmula:

C= capacidad en microfaradiosP= potencia del motor en kwU= tensión de alimentación en VcosF= factor de potencia del motor

Motor Trifásico

Motor eléctrico trifásico

Es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica trifásica suministrada, en energía mecánica. La energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos rotativos en el bobinado del estator (o parte fija del motor).

Los motores eléctricos trifásicos, se fabrican en las mas diversas potencias, desde una fracción de caballo hasta varios miles de caballos de fuerza (HP), se los construye para prácticamente, todas las tensiones y frecuencias (50 y 60 Hz) normalizadas y muy a menudo, están equipados para trabajar a dos tensiones nominales distintas. Se emplean para accionar máquinas-herramienta, bombas, montacargas, ventiladores, grúas, maquinaria elevada, sopladores, etc.

Principio de funcionamiento

Cuando la corriente atraviesa los arrollamientos de las tres fases del motor, en el estator se origina un campo magnético que induce corriente en las barras del rotor.

Dicha corriente da origen a un flujo que al reaccionar con el flujo del campo magnético del estator, originará un para motor que pondrá en movimiento al rotor. Dicho movimiento es continuo, debido a las variaciones también continuas, de la corriente alterna trifásica.

Solo debe hacerse notar que el rotor no puede ir a la misma velocidad que la del campo magnético giratorio. Esto se debe a que a cada momento recibe impulsos

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del campo, pero al cesar el empuje, el rotor se retrasa. A este fenómeno se le llama deslizamiento.

Después de ese momento vendrá un nuevo empuje y un nuevo deslizamiento, y así sucesivamente. De esta manera se comprende que el rotor nunca logre alcanzar la misma velocidad del campo magnético giratorio.

Es por lo cual recibe el nombre de asíncrono o asincrónico. El deslizamiento puede ser mayor conforme aumenta la carga del motor y lógicamente, la velocidad se reduce en una proporción mayor.

Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético.

El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.

Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

Partes y funcionamiento del motor eléctricostrifásico

Independientemente del tipo de motor trifásico del que se trate, todos los motores trifásicos convierten la energía eléctrica en energía mecánica.

1. El estator: está constituido por un enchapado de hierro al silicio, introducido generalmente a presión, entre una carcasa de hierro colado. El enchapado es ranurado, lo cual sirve para insertar allí las bobinas, que a su vez se construyen con alambre de cobre, de diferentes diámetros.

2. El rotor: es la parte móvil del motor. Está formado por el eje, el enchapado y unas barras de cobre o aluminio unidas en los extremos con tornillos. A este tipo de rotor se le llama de jaula de ardilla o en cortocircuito porque el anillo y las barras que son de aluminio, forman en realidad una jaula.

3. Los escudos: están hechos con hierro colado (la mayoría de veces). En el centro tienen cavidades donde se incrustan cojinetes de bolas sobre los cuales descansa el eje del rotor. Los escudos deben estar siempre bien ajustados con

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respecto al estator, porque de ello depende que el rotor gire libremente, o que tenga "arrastres" o "fricciones".

Tipos y características del motor eléctrico trifásico

Si el rotor tiene la misma velocidad de giro que la del campo magnético rotativo, se dice que el motor es síncrono. Si por el contrario, el rotor tiene una velocidad de giro mayor o menor que dicho campo magnético rotativo, el motor es asíncrono de inducción.

Los motores eléctricos trifásicos están conformados por dos grandes grupos:

1. Motores Síncronos

2. Motores Asíncronos

1. Motores Síncronos:Este motor tiene la característica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Es utilizado en aquellos casos en donde se desea una velocidad constante.Las máquinas síncronas funcionan tanto como generadores y como motores. En nuestro medio sus aplicaciones son mínimas y casi siempre están relacionadas en la generación de energía eléctrica. Para el caso referente a la máquina rotativa síncrona, todas las centrales Hidroeléctricas y Termoeléctricas funcionan mediante generadores síncronos trifásicos. Para el caso del motor se usa principalmente cuando la potencia demandada es muy elevada, mayor que 1MW (mega vatio).Los motores síncronos se subdividen a su vez, de acuerdo al tipo del rotor que utilizan, siendo estos: rotor de polos lisos (polos no salientes) y de polos salientes.

Motores de rotor de polos lisos o polos no salientes: se utilizan en rotores de dos y cuatro polos. Estos tipos de rotores están construidos al mismo nivel de la superficie del rotor (Fig.1.5). Los motores de rotor liso trabajan a elevadas velocidades.

(Fig. 1.5) Rotor de polos no salientes en un motor síncrono

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Motores de polos salientes: Los motores de polos salientes trabajan a bajas velocidades. Un polo saliente es un polo magnético que se proyecta hacia fuera de la superficie del rotor. Los rotores de polos salientes se utilizan en rotores de cuatro o más polos. Véase en la (fig. 1.6)

Fig.1.6 Rotor de polos salientes en un motor síncrono

2. Motor asíncrono:Los motores asíncronos o motores de inducción, son las máquinas de impulsión eléctrica más utilizadas, pues son sencillas, seguras y baratas. Los motores asíncronos se clasifican según el tipo de rotor, en motores de rotor en jaula de ardilla (o motores con inducido en cortocircuito) y en motores de rotor bobinado o de anillos rozantes.

Motores de inducción asíncronos

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En los motores asíncronos trifásicos, la energía eléctrica se suministra al bobinado del estator. Como consecuencia de ello, aparece un par aplicado al rotor, y éste girará.

Estator de un motor asíncrono trifásico

Sin lugar a dudas, como toda máquina puesta o no en servicio, la temperatura excesiva del ambiente o causada por un problema con el motor mismo, es un elemento clave a considerar, ya que de ella depende la vida útil de la máquina.

Ventajas

En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores de combustión:

A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos. Se pueden construir de cualquier tamaño. Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante. Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando el

mismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina). Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía

eléctrica de la mayoría de las redes de suministro si emiten contaminantes.

Motores de corriente alterna

Los motores de C.A. se clasifican de la siguiente manera:Asíncrono o de inducciónLos motores asíncronos o de inducción son aquellos motores eléctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magnético del estator. Cuanto mayor es el par motor mayor es esta diferencia de frecuencias.

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Jaula de ardilla

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).

A tres fasesLa mayoría de los motores trifásicos tienen una carga equilibrada, es decir, consumen lo mismo en las tres fases, ya estén conectados en estrella o en triángulo. Las tensiones en cada fase en este caso son iguales al resultado de dividir la tensión de línea por raíz de tres. Por ejemplo, si la tensión de línea es 380 V, entonces la tensión de cada fase es 220 V.

Rotor Devanado

El rotor devanado o bobinado, como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar hasta poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de ardilla.

Trifásico

Motor de rotor devanado. Motor asíncrono Motor síncrono

Motores trifásicos de inducción

El sistema trifásicoLas redes trifásicas de baja tensión están formadas por los tres conductores activos R, S y T, y pueden ejecutarse con o sin conductor neutro. Los conductores neutros están unidos al centro de la estrella del generador o del transformador correspondiente al lado de baja tensión. Dos conductores activos, o uno de ellos y el neutro, constituyen un sistema de corriente alterna monofásica.

Tensión de servicioLa tensión existente entre dos conductores activos (R, S, T) es la tensión de línea (tensión compuesta o tensión de la red). La tensión que hay entre un conductor activo y el neutro es la tensión de la fase (tensión simple).

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Las tensiones normalizadas para las redes de corriente trifásica, en baja tensión, son las siguientes:

Conexión de motores trifásicos

Los motores trifásicos se conectan los tres conductores R,S,T. La tensión nominal del motor en la conexión de servicio tiene que coincidir con la tensión de línea de la red (tensión servicio).Conexión de servicio de los motores trifásicos y sus potencias nominales:

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Potencia.Para elegir un motor adecuado, se tedrán en cuenta los datos siguientes: la carga de trabajo (potencia), la clase de servicio, el curso de ciclo de trabajo, los procesos de arranque, frenado e inversión, la regulación de la velocidad de rotación, las variaciones de la red y la temperatura del medio refrigerante.

Caja de conexiones.Los tamaños 71 y superiores, hasta el 220, poseen la caja de conexiones en la parte superior de la carcasa; en los demás motores va instalada a la derecha.Para la conexión a tierra se dispone, en todos los tipos, de un borne en la caja de conexiones, debidamente marcado; del tamaño 180 en adelante, adicionalmente se tienen bornes de puesta a tierra en las patas. Los motores se suministran con los puentes correspondientes para las diferentes conexiones de sus bobinas.

Carcasa.La carcasa de los motores de los tamaños 71 a 160 es de aluminio inyectado. Del tamaño 180 en adelante tienen la carcasa en hierro fundido.

Platillos.Los tamaños AH 71, 80 y 90 se fabrican con platillos de aleación de aluminio; a partir del tamaño 112 los platillos de los motores son de fundición de hierro, tanto en el lado de accionamientoAS como en el lado de servicio BS.

Pintura.Los motores llevan dos capas de pintura. Una capa anticorrosiva, que ofrece protección en caso de humedad o de instalación a la intemperie o en locales en

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los que haya que contar con gases y vapores químicamente agresivos y otra de acabado color gris.

Ventilador.Los ventiladores para la refrigeración del motor son de plástico en todos los tamaños de la serie 1LA3/5/7 y su acción refrigerante es complementada por la caperuza, fabricada en lámina de acero. Para las series 1LA4 y 1LA6 el ventilador es fundido en aluminio.

Fallas de los motores eléctricos

-. Servicio de corta duraciónEl motor alcanza el calentamiento límite durante el tiempo de funcionamiento prescrito (10-30-60 minutos), la pausa tras el tiempo de funcionamiento debe ser lo suficientemente larga para que el motor pueda enfriarse.

-. Servicio intermitenteSe caracteriza por periodos alternos de pausa y trabajo.

-. Protección contra averías

Si se daña un motor, deben tomarse en cuentas los siguientes factores: Clase de máquina accionada. Potencia efectiva que debe desarrollar, HP. Velocidad de la máquina movida, RPM. Clase de transmisión (Acoplamiento elástico o rígido), sobre bancada común o

separada, correa plana o trapezoidal, engranajes, tornillos sin fin, etc. Tensión entre fase de la red. Frecuencia de la red y velocidad del motor. Rotor anillos rozantes o jaula de ardilla. Clase de arranques, directo, estrella triángulo, resistencias estatóricas,

resistencias retóricas, auto transformador, etc. Forma constructiva. Protección mecánica. Regulación de velocidad. Tiempo de duración a velocidad mínima. Par resistente de la máquina accionada (MKG). Sentido de giro de la máquina accionada mirando desde el lado de acoplamiento

derecha, izquierda o reversible. Frecuencia de arranque en intervalos menores de dos horas. Temperatura ambiente si sobrepasa los 40 °C. Indicar si el motor estará instalado en áreas peligrosas: Gas, Humedad, etc.

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-. El motor funciona en forma irregular

Avería en los rodamientos. La caja del motor está sometida a tensiones mecánicas. Acoplamiento mal equilibrado.

-. No arranca Tensión muy baja. Contacto del arrollamiento con la masa. Rodamiento totalmente dañado. Defecto en los dispositivos de arranques.

-. Arranca a golpes Espiras en contacto.

-. Motor trifásico arranca con dificultad y disminución de velocidad al ser cargado

Tensión demasiado baja. Caída de tensión en la línea de alimentación. Estator mal conectado, cuando el arranque es estrella triángulo. Contacto entre espiras del estator.

-. Trifásico produce zumbido internamente y fluctuaciones de corriente en el estator

Interrupción en el inducido.

-. Trifásico no arranca o lo hace con dificultad en la conexión estrella Demasiada carga. Tensión de la red. Dañado el dispositivo de arranque estrella.

-. Trifásico se calienta rápidamente Cortocircuito entre fases. Contacto entre muchas espiras. Contacto entre arrollamiento y masa.

-. Estator se calienta y aumenta la corriente Estator mal conectado. Cortocircuito entre fases. Contacto entre arrollamientos y masa.

-. Se calienta excesivamente pero en proceso lento Exceso de carga. Frecuencia de conexión y desconexión muy rápida. Tensión demasiado elevada. Tensión demasiado baja. Falla una fase.

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Interrupción en el devanado. Conexión equivocada. Contacto entre espiras. Cortocircuito entre fases. Poca ventilación. Inducido roza el estator. Cuerpos extraños en el entrehierro. La marcha no corresponde al régimen señalado por la placa.

Rotor bobinado

Los motores de inducción trifásicos de rotor bobinado con sistema motorizado de levantamiento de escobillas son fabricados con sistema electromecánico que permite el cortocircuitamiento de los anillos colectores y el levantamiento de las escobillas luego de la partida.

Ejemplos de aplicaciones: Molinos de bolas; Ventiladores; Extractores; Trituradores; Bombas en general; Otros.

Luego del procedimiento de partida, los motores trabajan en condiciones nominales, con las características de motores de jaula.

Ofrecen alta confiabilidad, pues son proyectados con la más alta tecnología de proyecto y fabricados con materiales de calidad comprobada internacionalmente.

Características

Técnicas

Potencias: 160 a 27.000 kW

Tensiones: 220 a 13.800 V

Polaridades: 4 a 14 polos

Clase de aislación: F

Grado de protección: Abierto (IP23) o cerrado

(IP54 a IP65W)

Carcasas: 280 a 1600 (IEC)

Formas constructivas: Horizontal o vertical

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Constructivas

Carcasa: Fundida hasta la carcasa 450 y de acero soldado de la carcasa 500 a 1600.

Estator: En alta o baja tensión, aislados con sistema

WEG de aislación Micatherm – VPI.

Rotor: Bobinado y con anillos colectores.

Anillos colectores: De acero inoxidable proporcionando una mejor performance y mayor vida útil.

Portaescobillas: Con sistema motorizado para levantamiento de las escobillas.

Escobillas: Desarrolladas para atender específicamente las maniobras en la partida de los motores.

Sistema motorizado de levantamiento de las escobillas:

Posee un actuador electromecánico que suministra el comando para el levantamiento de las escobillas, como también el cortocircuitamiento de los anillos colectores.

Posee llaves fin de curso para comando y señalización.

Necesita de comando externo a través de llaves

contactores o CLP.

Generador síncrono

El generador síncrono es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de

transformar energía mecánica (en forma de rotación) en energía eléctrica. Su

principio de funcionamiento consiste en la excitación de flujo en el rotor.

El generador síncrono está compuesto principalmente de una parte móvil o rotor y

de una parte fija o estator.

El rotor gira recibiendo un empuje externo desde (normalmente) una turbina. Este

rotor tiene acoplada una fuente de "corriente continua" de excitación

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independiente variable que genera un flujo constante, pero que al estar acoplado

al rotor, crea un campo magnético giratorio (por el teorema de Ferraris) que

genera un sistema trifásico de fuerzas electromotrices en los devanados

estatóricos.

Rotor

También conocido como inductor, pues es la parte que induce el voltaje en el

estator. El núcleo del rotor es construido de lámina troquelada de acero al silicio,

material de excelentes características magnéticas, con la finalidad de evitar

pérdidas por histéresis y corrientes parasitas.

El yugo es una pieza continua con zapata polar, para así eliminar la dispersión del

flujo por falsos contactos magnéticos. En la zapata polar se hacen barrenos para

alojar el devanado amortiguador en jaula de ardilla, diseñado con el objeto de

reducir armónicas en la forma de onda que entrega el generador.

El rotor gira concéntricamente en el eje del generador a una velocidad sincronica

de 1500 revoluciones por minuto (RPM) para 50 Hz (1800 RPM para 60 Hz).

Tipos constructivos

La principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos, se

encuentra en su sistema de alimentación en continua para la fuente de excitación

situada en el rotor.

Excitación Independiente: excitatriz independiente de continua que alimenta

el rotor a través de un juego de anillos rozantes y escobillas.

Excitatriz principal y excitatriz piloto: la máquina principal de continua tiene

como bobinado de campo otra máquina de excitación independiente,

accionada por el mismo eje.

Electrónica de potencia: directamente, desde la salida trifásica del

generador, se rectifica la señal mediante un rectificador controlado, y desde el

mismo se alimenta directamente en continua el rotor mediante un juego de

contactores (anillos y escobillas). El arranque se efectúa utilizando una fuente

auxiliar (batería) hasta conseguir arrancar.

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Sin escobillas, o diodos giratorios: la fuente de continua es un rectificador

no controlado situado en el mismo rotor (dentro del mismo) alimentado en

alterna por un generador situado también en el mismo eje y cuyo bobinado de

campo es excitado desde un rectificador controlado que rectifica la señal

generada por el giro de unos imanes permanentes situados en el mismo rotor

(que constituyen la excitatriz piloto de alterna).

Excitación estática o por transformador de compoundaje, consiste en que el

devanado de campo del rotor es alimentado desde una fuente de alimentación

a transformador y rectificadores que toma la tensión y corriente de salida del

estator. El transformador, de tipo especial, posee dos devanados primarios,

llamados de tensión e intensidad, que se conectan en paralelo y en serie a los

bornes de salida del estator. El transformador convierte la tensión de salida a

una más baja (30V aprox), que se rectifica y aplica al rotor por medio de

escobillas y anillos deslizantes. Es un sistema con autorregulación intrinseca,

ya que al tener el bobinado serie, al aumentar el consumo sobre el generador,

aumenta el flujo del transformador y por lo tanto aumenta la excitación del

generador.

Características de los generadores síncronos

La diferencia de funcionamiento en vacío al de carga es que existe una composición de flujos, debido a las corrientes que circulan en el inducido, éstas alteran el valor y forma de la tensión inducida.Un incremento de carga es un incremento en la potencia real o la reactiva suministrada por el generador. Tal incremento de carga aumenta la corriente tomada del generador. Si no cambiamos la resistencia de campo, la corriente de campo se mantiene constante, y por tanto, el flujo (también es constante.Además, si el motor primario mantuviera su velocidad (constante, la magnitud del

voltaje interno generado  también sería constante.

Fig. 8: Esquema del GS bajo carga

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Supongamos un generador síncrono reducido a su mínima expresión: monofásico, bipolar, una espira, y en los siguientes estados de carga:

a) Carga inductiva puraEn este caso los flujos aparecen en sentido contrario. Produciendo un efecto desmagnetizaste, es decir que los flujos se restan; y además produciendo que los polos inducidos de igual nombre estén enfrentados.

Fig. 9: Esquema del GS y resta de flujosSupongamos que colocamos una carga con una f.d.p. en atraso y le adicionamos

otra con el mismo f.d.p.; podemos observar que el valor de  aumenta pero

mantiene el mismo ángulo de desfase con respecto a  entonces tenemos un

incremento en el valor de  que como ya dijimos antes, debe conservar el

mismo ángulo de desfase con respecto a  y ya que el valor de  es constante,

entonces se produce una disminución en el valor de  tal como se muestra en el siguiente diagrama fasorial.

Fig. 10: Diagrama Fasorial del GS con Carga Inductiva

b) Carga resistiva

El flujo producido por los polos del rotor  y el producido por las corrientes del

inducido  están desfasados. Generando así una distorsión del campo resultante.

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Fig 11: Esquema del GS y desfasaje de flujosSi tuviéramos un generador síncrono con una carga resistiva, le aplicamos otra con el mismo f.d.p. (f.d.p.=1), y teniendo en cuenta las mismas restricciones que

en el caso anterior, podemos observar en el diagrama fasorial que el valor de decrece ligeramente.

Fig. 12: Diagrama fasorial del GS con Carga Resistiva

c) Carga capacitiva puraEn este caso los flujos tienen igual sentido. Dando como consecuencia un efecto magnetizante, es decir que los flujos se van a sumar; y los polos inducidos contrarios enfrentados.

Fig 13: Esquema del GS y suma de flujosDel mismo modo que en los casos anteriores, si colocamos una carga con f.d.p.

en adelanto, y le agregamos otra con el mismo f.d.p. notamos que el valor de  se incrementa realmente, es decir se produce un aumento de la tensión en sus terminales, tal como vemos en el diagrama fasorial.

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Fig.14: Diagrama Fasorial del GS con Carga Capacitiva

d) Carga R-LEn este caso los flujos están desfasados un ángulo que depende de la carga del generador; en consecuencia se produce un efecto desmagnetizaste, la suma vectorial de los flujos es menor; y los polos de igual nombre enfrentados, se rechazan apareciendo un momento resistente.

Fig 15: Esquema del GS y suma vectorial de flujos