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Generadores Sincronos




Enviado por Chamo



Partes: 1, 2

  1. Resumen
  2. Introducción
  3. Desarrollo
  4. Generador conectado
    a la red
  5. Generador
    Síncrono en vacío
  6. Generador
    Síncrono en carga
  7. Partes de un
    Generador Síncrono
  8. Simulaciones y
    gráficas
  9. Conclusiones
  10. Referencias

Resumen

En este trabajo se estudian la constitución de
los generadores síncronos, su funcionamiento y
características a tomar en cuenta en su
operación.

Los generadores sincrónicos o alternadores son
maquinas sincrónicas que se usan para convertir potencia
mecánica en potencia eléctrica de c.a.

Palabras Clave rotor,
estator, excitatriz, imanes permanentes.

Introducción

El principio de funcionamiento y la constitución
de las máquinas síncronas, trata de conseguir un
acoplamiento magnético entre los campos del rotor y el
estator. Normalmente (aunque también pueden encontrarse
máquinas en las que no es esto así), en el rotor se
sitúa un campo magnético fijo. En las
máquinas de pequeña potencia ese campo
magnético fijo se puede conseguir utilizando un simple
imán permanente, pero para máquinas de mayor
potencia no es suficiente con el imán permanente y se
recurre a electroimanes. Se necesita pues, una fuente de
corriente continua que pueda ser introducida en el rotor. La
solución más utilizada consiste en disponer en el
eje de anillos rozantes a través de los que inyectar en el
inductor la corriente continua necesaria para generar un potente
campo magnético.

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Desarrollo

  • A. Generador
    Síncrono

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Esquema de una maquina síncrona
operando como generador

Los límites del diagrama son:

  • Máximo ángulo (d) entre las f.m.m.:
    teóricamente es 90º, pero por estabilidad se
    opera a ángulos menores.

  • Potencia activa máxima operando en
    condiciones nominales según el fabricante.

  • Tensión generada mínima dada por la
    excitación mínima requerida por el rotor para
    que la máquina genere y la tensión generada
    máxima limitada por la corriente
    rotórica.

  • Máxima corriente de estator dada por las
    condiciones nominales.

  • B.  Funcionamiento

Para conectar el generador a una red es necesario que
gire a la velocidad de sincronismo correspondiente a la
frecuencia de dicha red. Cuanta más fuerza (par torsor) le
aplique, mayor electricidad producirá, aunque el generador
seguirá girando a la misma velocidad, impuesta por la
frecuencia de la red eléctrica.

Generador desacoplado de la
red

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En un generador monofásico, de rotor de
imán permanente que gira a velocidad Monografias.comla tensión generada
en el estator, debida al flujo enlazado, es:

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con k constante de diseño. Así,
reemplazando el imán permanente por un enrollado de
excitación, se puede controlar el voltaje inducido.
Ubicando tres enrollados en el estator espaciados a 120º
geométricos, resulta un generador trifásico con
frecuencia eléctrica igual a la velocidad del
eje.

La frecuencia f, según la velocidad de giro n y
el número de polos p, es:

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Generador
conectado a la red

La frecuencia y la velocidad de giro del eje la impone
la red, además, dicha velocidad depende del número
de polos:

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La potencia mecánica aplicada al eje no
variará la velocidad del rotor, sino que se
transformará en potencia eléctrica hacia la red,
cuyo factor de potencia dependerá de la corriente de
excitación.

Las características constructivas de un generador
síncrono dependen de la aplicación:

• Centrales hidroeléctricas:

  • Máquinas de eje vertical.

  • Rotor de polos salientes corto y de gran
    diámetro.

  • Gran número de polos (300-350
    [RPM]).

• Centrales térmicas o de ciclo
combinado:

  • máquina de eje vertical.

  • rotor cilíndrico largo y de poco
    diámetro.

  • Usualmente de 2 polos. Velocidades de 1500-3000
    [RPM]

Generador
Síncrono en vacío

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Cuando el generador trabaja en vacio no hay caída
de tensión: la tensión de salida coincide con la
FEM E

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Partes: 1, 2

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