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Rotor de un generador sincrónico en una central hidráulica

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2014

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TÁCHIRADEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRÓNICA

NUCLEO DE ELECTRICIDAD TECNOLOGIA ELECTRICASan Cristóbal, Táchira. Venezuela

Ing.

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.LAS MÁQUINAS SÍNCRONAS.

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Como generador es utilizada en la mayoría de las centrales eléctricas: turboalternadores y grandes alternadores hidráulicos

Como motor se le utiliza principalmente cuando la potencia demandada es muy elevada >1 MW

Son máquinas eléctricas que operan a velocidad sincrónica y se alimentan por el rotor con corriente continua a fin de producir el campo magnético fijo del inductor

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MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASEsquema de un generador sincrónico

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La máquina síncrona utiliza un estator constituido por un devanado trifásico distribuido a 120° idéntico a la máquina asíncrona

MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASAspectos Constructivos

El estator

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El rotor está formado por un devanado alimentado desde el exterior a través de escobillas y anillos rozantes con corriente continua. Pueden ser de polos lisos (alta velocidad) o polos salientes (baja velocidad)

MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASAspectos Constructivos

El rotor

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Ing. Marino A. Pernía C.

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MAQUINAS TRIFÁSICOS SÍNCRONASAspectos Constructivos

Rotor de polos lisos o rotor cilíndricoaltas velocidadesTurbinas de gas o

vapor

dos polos cuatro polos

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rotor polos

salientesTurbinas

hidráulicas

MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASAspectos Constructivos

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MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASAspectos Constructivos

El rotor

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MAQUINAS TRIFÁSICOS SÍNCRONASPrincipio de Funcionamiento

Velocidad de sincronismo

N° polos

Velocidad sincrónica (r.p.m) 60 Hz 50 Hz

2 3600 3000 4 1800 1500 6 1200 1000 8 900 750

10 720 600 12 600 500

Para conectar el generador a una red es necesario que gire a la velocidad de sincronismo correspondiente a la frecuencia de dicha red

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MAQUINAS TRIFÁSICOS SÍNCRONASPrincipio de FuncionamientoAlimentación DC del rotor

El rotor del generador es accionado por un motor primario o máquina motriz.Una corriente continua que fluye en el devanado del rotor o bobina de excitación, produce un campo magnético fijo que rota dentro de la máquina.El campo magnético rotatorio induce una tensión trifásica en el estator del generador de flujo variable (generatriz)

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MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASGenerador o alternador

Circuito Equivalente trifásico, conexión Y

Circuito DC del rotor o inductor. Circuito AC estator o inducido

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Rs= Resistencia de los conductores de las bobinas del estator.Xs= Reactancia síncrona= react. dispersión estator + reacción de inducido.La F.E.M. (E) es proporcional a la corriente de excitación (Ie) del rotor. En funcionamiento como generador representa a la tensión que se induce en el.

MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASCircuito Equivalente por fase

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Curva de vacío o de magnetización

La característica de funcionamiento en vacío es la curva E o = f (Ie) que expresa la fem en bornes en función de la corriente excitación.La relación entre el voltaje generado y la corriente de excitación Ie se conoce como característica de saturación del generador:

MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASGenerador o alternador

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GENERADOR SÍNCRONOEsquema para la realización de los ensayos

en vacío y cortocircuito

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ALTERNADOR O GENERADOR SINCRONICOCurvas de vacío y cortocircuito

Impedancia Sincrónica

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ALTERNADOR O GENERADOR SINCRONICOEnsayo bajo carga para diferentes cosφ

resistiva pura cosφ = 1 predominantemente inductiva

predominantemente capacitiva

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Esquema de un generador sincrónico trifásico

MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASCircuito Equivalente aproximado por fase

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Ing. Marino A. Pernía C. 18

Circuito equivalente de un generador sincrónico

MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONASRegulación de tensión alternador