Principio de funcionamiento. Clasificación. Partes que lo conforman.
La
máquina sincrónica es un convertidor electromecánico de energía con una pieza
giratoria denominada rotor o campo, cuya bobina se excita mediante la inyección
de una corriente continua, y una pieza fija denominada estator o armadura por
cuyas bobinas circula corriente alterna. Las corrientes alternas que circulan
por los enrollados del estator producen un campo magnético rotatorio que gira
en el entrehierro de la máquina con la frecuencia angular de las corrientes de
armadura. El rotor debe girar a la misma velocidad del campo magnético
rotatorio producido en el estator para que el torque eléctrico medio pueda ser
diferente de cero. Si las velocidades angulares del campo magnético rotatorio y
del rotor de la máquina sincrónica son diferentes, el torque eléctrico medio es
nulo. Por esta razón a esta máquina se la denomina sincrónica; el rotor gira
mecánicamente a la misma frecuencia del campo magnético rotatorio del estator
durante la operación en régimen permanente.
Se
utilizan en mayor medida como generadores de corriente alterna que
como motores de corriente alterna, ya que no presentan par de
arranque y hay que emplear diferentes métodos de arranque y
aceleración hasta la velocidad de sincronismo. También se utilizan para
controlar la potencia reactiva de la red por su capacidad para,
manteniendo la potencia activa desarrollada constante, variar la potencia
reactiva que absorbe o cede a la red.
Una
máquina síncrona es una maquina eléctrica rotativa de corriente alterna cuya
velocidad de giro en régimen permanente está ligada con la frecuencia de la
tensión en bornes y el número de pares de polos.
Donde:
·
f: Frecuencia de la red
a la que está conectada la máquina (HZ)
·
P: Número de pares de
polos que tiene la máquina
·
p: Número de polos que
tiene la máquina
·
n: Velocidad de
sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)
La
máquina síncrona está compuesta básicamente de una parte activa fija que se
conoce como inducido, armadura o ESTATOR y de una parte giratoria coaxial que
se conoce como inductor o ROTOR. El espacio comprendido entre el rotor y el
estator, es conocido como ENTREHIERRO. Esta máquina tiene la particularidad de
poder operar ya sea como generador o como motor. Su operación como alternador
se realiza cuando se aplica un voltaje DC en el campo de excitación del rotor y
a su vez éste es movido o desplazado por una fuente mecánica externa, que da
lugar a tener un campo magnético giratorio que atraviesa o corta los
conductores del estator, induciéndose con esto un voltaje entre terminales del
generador.
Las
máquinas síncronas, al igual que las demás tipos de máquinas eléctricas, están
constituidas por dos devanados independientes:
a) Un devanado de campo, construido en forma de arrollamiento
concentrado o bien distribuido en ranuras, alimentado por corriente continua, y
es el devanado que produce el campo magnético principal en la máquina.
b) Un devanado de armadura, distribuido formando un
arrollamiento trifásico recorrido por corriente alterna, donde se induce el
voltaje principal. En las máquinas sincrónicas los devanados de campo están
sobre el rotor, mientras que los de armadura se sitúan en el estator.
Estator:
Está formado por laminaciones delgadas de acero sumamente permeable a fin de
reducir las pérdidas en el núcleo. Las laminaciones se mantienen juntas por
medio del bastidor del estator. El bastidor, que puede ser de hierro fundido o
fabricarse con placas soldadas de acero suave, no se diseña para conducir
flujo, sino para dar apoyo mecánico al generador síncrono. El interior del
estator tiene una variedad de ranuras cuyo objetivo es alojar los gruesos
conductores de la armadura (devanados). Los conductores de la armadura se
encuentran simétricamente dispuestos para formar un devanado polifásico
equilibrado. Para ello el número de ranuras por polo y por fase debe ser un
número entero. La fem inducida por fase en generadores síncronos de gran tamaño
es del orden de kV con capacidad de generación que se mide en MVA.
En
principio, el devanado del estator se puede conectar en delta (D) o estrella
(Y). Sin embargo, como comúnmente el generador se conecta a una línea de
transmisión de alto voltaje, la mejor conexión es la Y. debido a que el voltaje
por fase es de solo 58% ( 1/√3 ) del voltaje entre líneas. Con una conexión en
Y, los armónicos de línea a neutro distorsionantes no aparecen entre las líneas
porque se cancelan.
El rotor o inducido: Los electroimanes o polos generadores del campo magnético
se encuentran en la parte giratoria (rotor) del generador eléctrico. Los polos se
realizan sobresaliendo de la superficie de rotor para máquinas de más de cuatro
polos (polos salientes), o a ras de superficie para máquinas de 2 ó 4 polos
(polos lisos). Estos polos dispondrán de una corriente continua de excitación
suministrada desde el exterior, mediante anillos rozantes y escobillas o
mediante una fuente especial instalada sobre el mismo eje del generador
(excitatriz). El rotor de un generador síncrono es un gran electroimán, que
está sujeto a campos magnéticos variables, se construye con láminas delgadas
agrupadas para reducir las pérdidas por corrientes parásitas; desde el punto de
vista constructivo se distinguen dos formas: de rotor cilíndrico o de polos
lisos y rotor de polos salientes. Las Máquina Síncrona de rotor cilíndrico se
utilizan en aplicaciones de alta velocidad (2 y 4 polos), turbo alteradores.
Las Máquina Síncrona de polos salientes es más apropiada para bajas velocidades
(alto número de polos) se aplica en hidro-generadores o turbinas hidráulicas.
Características
del rotor
El
rotor de una máquina sincrónica puede estar conformado por:
· - Imanes permanentes
· -Rotor de polos
salientes
· -Rotor cilíndrico
Los imanes
permanentes representan la configuración más simple ya que evita el uso
de anillos rozantes para alimentar el rotor, sin embargo su aplicación a altas
potencias se encuentra limitada ya que las densidades de flujo magnético de los
imanes no es, por lo general, alta. Adicionalmente, los imanes permanentes
crean un campo magnético fijo no controlable a diferencia de los rotores con
enrollados de excitación donde se puede controlar la densidad de flujo
magnético.
En
el rotor
de polos salientes, por otro lado, se cuenta con una estructura soporte
en la cual se alojan los polos. La forma de dicha estructura depende de
diferentes factores entre los cuales el más importante el número de polos a ser
colocados, lo cual se debe a que este tipo de rotores es aplicado en turbinas
hidráulicas, las cuales alcanzan velocidades hasta 1200 rpm y se tiene la
necesidad de una frecuencia de 50 ó 60 Hz Los polos regularmente son insertados
sobre una masa solida que tiene una superficie externa formada por tantas
superficies elementales como polos tiene el rotor (fig. 1.1), de tal forma que
el núcleo tiene forma de un prisma. En el caso de rotores de diámetros grandes
la franja superficial del rotor se construye de paquete de laminaciones con una
debida distribución para fijarse al núcleo.
Es
notable el hecho de que las bobinas de excitación van alrededor de los núcleos
polares y las bobinas se conectan en serie con el polo adyacente teniendo
polaridad opuesta. Conjuntamente se utiliza un devanado de jaula de ardilla o
expansiones polares. En condiciones normales este devanado no lleva ninguna
corriente debido a que el rotor gira a la velocidad de sincronismo. Sin
embargo, cuando la carga en el generador cambia repentinamente la velocidad del
rotor empieza a fluctuar, produciendo variaciones momentáneas de velocidad por
arriba o por debajo de la velocidad síncrona. Esto induce voltaje en el
devanado de jaula de ardilla y a su vez una corriente la cual interacciona con
el campo magnético rotatorio del estator que es traducido en corrientes
parasitas.
Es
bien sabido que la eficiencia en turbinas de vapor de gran velocidad es mayor
que las turbinas hidráulicas, lo cual se hace extensivo en los generadores. La
velocidad centrifuga ejercida en los rotores de polos lisos es la limitante en
el diámetro máximo permitido. Otra limitante que se tiene es la velocidad
máxima debido a que para un sistema de 60 Hz, no se puede utilizar menos de 2
polos por lo que la velocidad máxima puede ser 3600 rpm ó 1800 rpm para rotores
de 4 polos. Es por eso que para máquinas de gran capacidad los rotores deben
tener una longitud muy grande.
Así,
en un generador cuyo rotor es de polos lisos, el entrehierro cuenta con un espesor constante
a lo largo de toda la circunferencia de tal forma que para que el campo
magnético sea de forma senoidal, la distribución de las ranuras no es uniforme.
En este tipo de rotores las bobinas se colocan en forma radial lo cual permite
una mayor distribución de la fuerza magnetomotriz (fmm) en cada polo
consiguiendo una mejor onda senoidal en la fuerza electromotriz generada (fem).
En este tipo de rotores las bobinas de excitación son conductores de cobre de
sección rectangular, colocadas a presión en las ranuras del rotor, las cuales
cuentan con mica micarta con fibra de vidrio como aislamiento.
Proporciona
corriente continua al devanado de campo de la máquina síncrona, y constituye la
etapa de potencia del sistema de control. Se llama excitatriz a la fuente
de alimentación que controla el campo de un generador de corriente
alterna. Básicamente al aumentar la tensión continua del campo aumenta la
tensión alterna de salida del generador.
Excitación
Es
la encargada de controlar las variaciones o perturbaciones temporales que se
presentan en la tensión una máquina síncrona, modificando la corriente que
circula por su devanado de campo.
La
excitación proporciona la tensión continua al devanado de campo de la máquina
síncrona y puede tener diferentes principios de operación. En
este trabajo se usa como sistema de excitación un puente rectificador
monofásico alimentado desde la red de tensión alterna.
Este
sistema se conoce como de excitación estática y es el más
frecuentemente utilizado en los últimos años para los generadores sincrónicos
por su elevada velocidad de respuesta con respecto a los electromecánicos
aparte de otras ventajas como requerir poco mantenimiento, ocupar poco
espacio, y su facilidad de control. Tal vez su mayor desventaja es ser más
propenso a los efectos de las sobretensiones y transitorios excesivos.
Sistema de excitación
La función básica
de un sistema de excitación es suministrar corriente directa al devanado de
campo de la maquina sincrónica. A través del control de la tensión y corriente
de campo realiza funciones de control y de protección para una
operación satisfactoria del sistema de potencia.
Elementos
de un sistema de excitación
v Excitatriz: provee
la potencia de corriente continua al arrollamiento de campo de la maquina
sincrónica, constituye la etapa de potencia.
v Regulador: procesa
y amplifica la señal de control de entrada a un nivel y forma adecuado para el
control de la excitatriz. Incluye función de regulación y estabilizador.
v Transductor de tensión en bornes: censa la tensión en bornes, la rectifica y la filtra
para obtener un valor de corriente continua que se compara con una
referencia, la cual representa la tensión deseada en bornes.
v Compensador de carga: se
utiliza cuando se desea controlar la tensión en un punto eléctrico remoto,
respecto a los terminales del generador.
v Estabilizador del sistema de potencia: provee una señal adicional de entrada al regulador
para amortiguar las oscilaciones de potencia del sistema. Tiene como entrada el
deslizamiento de velocidad del rotor, la potencia acelerante y/o la desviación
de frecuencia.
v Circuitos limitadores y de protección: asegura que los límites de capacidad de la
maquina sincrónica no sean excedidos. Límites de la corriente de campo, de
tensión de excitación, de tensión en terminales, de sobrexcitación y
sobreexcitación, etc. Se aplica al control de excitación en puntos de suma o en
compuertas.
Caja
de conexiones
Por
lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan
con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los
conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica
del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos.
Tapas
Son
los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los
cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor.
Cojinetes
También
conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima operación de las partes
giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para
reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia.
Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales:
- a) Cojinetes
de deslizamiento: Operan la
base al principio de la película de aceite, esto es, que existe una
delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de
apoyo.
- b) Cojinetes de rodamiento: Se utilizan con preferencia en vez de los cojinetes de deslizamiento por varias razones:
- Tienen un menor
coeficiente de fricción, especialmente en el arranque.
- Son compactos en
su diseño
- Tienen una alta
precisión de operación.
- No se desgastan
tanto como los cojinetes de tipo deslizante.
- Se remplazan
fácilmente debido a sus tamaños estándares
Generador Síncrono
El
Generador Síncrono Los generadores síncronos o alternadores son máquinas
sincrónicas que se usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica
de corriente alterna. Normalmente, son trifásicos y consiste en un electroimán
girando (rotor), al lado bobinas, generalmente conectadas en estrella por
efecto de la rotación del rotor va a inducir tensión trifásica en el estator.
Ver figura 3 La corriente inducida se produce en este caso en los devanados con
núcleo de hierro, que están en reposo y se encuentran distribuidos en la parte
interior del estátor, dispuestos de forma que queden desplazados entre si 120°.
Durante una vuelta del rotor, los polos Norte y Sur pasan frente a los tres
devanados del estátor. Por ello, se habla de campo magnético giratorio CMG.
Durante éste proceso, en cada uno de los devanados se genera una tensión
alterna monofásica. Las tres tensiones alternas monofásicas tienen el mismo
ciclo en el tiempo, pero desplazadas entre sí en la tercera parte de una vuelta
(120°), por lo que se dice que tienen la misma "fase de oscilación",
de manera que la tensión y la corriente inducida son sinusoidales. Por
coincidir siempre el desplazamiento del campo magnético giratorio con el
desplazamiento del rotor (rueda polar) es por lo que se denominan generadores
síncronos.
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.
Ø Excitación Independiente: excitatriz independiente de continua que alimenta el
rotor a través de un juego de anillos rozantes y escobillas.
Ø 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.
Ø 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.
Ø 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).
Motores síncronos
Un
motor síncrono no tiene par de arranque. Luego, no puede arrancar por sí mismo
y necesita algún método de arranque que lo lleve a la velocidad de sincronismo
o a una velocidad muy cercana a la de sincronismo.
En este último caso, una vez que la máquina ya casi gira a la velocidad síncrona se excita su inductor, lo que da lugar al par electromagnético (más el par de reluctancia, si la máquina es de polos salientes) que consigue que alcance la velocidad de sincronismo. Este proceso se denomina autosincronización.
En este último caso, una vez que la máquina ya casi gira a la velocidad síncrona se excita su inductor, lo que da lugar al par electromagnético (más el par de reluctancia, si la máquina es de polos salientes) que consigue que alcance la velocidad de sincronismo. Este proceso se denomina autosincronización.
Arranque mediante un variador de
frecuencias.
Este
método de arranque se emplea cuando se utiliza el variador para regular la
velocidad. No tiene justificación económica el usar un variador de frecuencias
sólo para el arranque.
Se
arranca el motor con una frecuencia muy baja, a la que corresponde una
velocidad síncrona lo suficientemente pequeña como para que el rotor –a pesar
de su inercia mecánica– sea capaz de empezar a girar a dicha velocidad.
Luego
se aumenta progresivamente la frecuencia, y con ella la velocidad síncrona, de
forma que el rotor sea capaz de seguir este aumento gradual de la velocidad
hasta alcanzar la velocidad normal de funcionamiento y completar así el proceso
de arranque.
Arranque mediante un motor auxiliar.
Arranque mediante un motor auxiliar de
corriente continua
Se pueden usar dos tipos de máquinas de c.c. como motor de arranque:
Se pueden usar dos tipos de máquinas de c.c. como motor de arranque:
–Motor
independiente de corriente continua
–Usar la excitatriz de c.c como motor durante el arranque
–Usar la excitatriz de c.c como motor durante el arranque
Arranque mediante un motor auxiliar
asíncrono.
Se
pueden usar dos tipos de máquinas asíncronas:
·
Motor de arranque del
mismo número de polos que el motor síncrono Los motores síncrono y de arranque
tienen la misma velocidad síncrona. El motor de arranque no alcanza la
velocidad de sincronismo, pero sí una lo suficientemente cercana a ella como
para que se produzca la autosincronización del motor síncrono.
·
Motor de arranque con
un par de polos menos que el motor síncrono
El motor de arranque tiene una velocidad de sincronismo superior a la del motor síncrono. Se puede regular su velocidad para que iguale a la síncrona del motor síncrono o llevarle a una velocidad superior, desconectarle -con lo que la velocidad empieza a bajar- y conectar el motor síncrono en el momento en el que la velocidad iguale a su velocidad síncrona.
El motor de arranque tiene una velocidad de sincronismo superior a la del motor síncrono. Se puede regular su velocidad para que iguale a la síncrona del motor síncrono o llevarle a una velocidad superior, desconectarle -con lo que la velocidad empieza a bajar- y conectar el motor síncrono en el momento en el que la velocidad iguale a su velocidad síncrona.
Arranque como asíncrono.
El
motor síncrono arranca como motor asíncrono gracias a las corrientes que se
inducen en el devanado amortiguador y en las masas macizas del rotor cuando la
velocidad de la máquina todavía no es igual a la síncrona.
Mediante
este método la máquina alcanza una velocidad algo inferior a la síncrona, pero
muy cercana a ella. En este momento se alimenta el inductor con corriente
continua y se produce la autosincronización de la máquina.
Para
reducir la corriente de arranque se usan los mismos métodos que en las máquinas
asíncronas: estrella-triángulo, autotransformador, etc.
Mientras
la máquina está girando a una velocidad diferente a la de sincro- nismo su
rotor se ve sometido a la acción de un campo magnético variable con el tiempo
que induce una f.e.m. elevada en el devanado inductor. No conviene que este
devanado permanezca en circuito abierto, porque esta
f.e.m. podría dañar sus aislamientos o los del colector. Tampoco conviene ponerlo en cortocircuito porque circularía una corriente alterna elevada.
Por esta razón, durante el arranque el devanado inductor se conecta a la resistencia de extinción del campo, cuyo valor óhmico es igual a unas 10 veces la resistencia del devanado inductor.
f.e.m. podría dañar sus aislamientos o los del colector. Tampoco conviene ponerlo en cortocircuito porque circularía una corriente alterna elevada.
Por esta razón, durante el arranque el devanado inductor se conecta a la resistencia de extinción del campo, cuyo valor óhmico es igual a unas 10 veces la resistencia del devanado inductor.
1) Teniendo previamente cerrados los interruptores I0 e I4 y
abiertos los interruptores I2 e I3, se cierra el interruptor I1. La máquina
arranca como asíncrona a la tensión reducida que le proporciona el
autotransformador trifásico AT y con el inductor conectado a la resistencia de
extinción del campo R1.
2) Se abre el interruptor I0. El autotransformador AT deja de
funcionar como tal y ahora se convierte en unas reactancias puestas en serie
con cada fase del inducido. Las caídas de tensión en estas reactancias dan
lugar a que el motor tenga mayor tensión que antes, pero aún está a una tensión
inferior a la de la red.
3) Se cierra el interruptor I3 (dejando abierto a I0). La
máquina recibe la totalidad de la tensión de la red y acaba su arranque como
asíncrono, alcanzando una velocidad cercana a la de sincronismo.
4) Se cierra el interruptor I2, con lo que el inductor queda
alimentado con una tensión continua y la máquina empieza a funcionar como
síncrona. El motor se autosincroniza y consigue alcanzar la velocidad síncrona.
5) Con el interruptor I2 cerrado y la máquina ya a la
velocidad síncrona, se desconecta la resistencia de extinción del campo R1
abriendo el interruptor I4. Con esta maniobra termina el arranque del motor
síncrono.
Circuito equivalente
El
circuito con el cual se analizará la respuesta de la máquina síncrona incluye
tres elementos:
a) La fuerza electromotriz inducida por el flujo polar E.
b) La resistencia de armadura ra.
c) La reactancia síncrona Xs.
Estos
elementos corresponden a una de las fases, y el circuito es como el que se
muestra en la figura:
Generador síncrono acoplado a un sistema
infinito
Una
red eléctrica que distribuye energía a varias ciudades y centros industriales, y
frecuentemente a un país entero, está a su vez alimentada por decenas o cientos
de plantas generadoras. El volumen de energía en el sistema es tan grande
comparado con la capacidad de cualquiera de los generadores, que por eso se le
da el nombre de sistema infinito.
Un
generador conectado (también se suele decir acoplado o sincronizado) a este
sistema, solamente aporta la parte de energía que le corresponde, pero no
influye sobre su voltaje ni su frecuencia, Por el contrario, el generador se ve
obligado a trabajar al mismo voltaje y frecuencia del sistema.
Bajo
estas circunstancias, los principales aspectos de control serían dos:
a) Carga del generador: Se dice que el generador se sincroniza con
el sistema, porque su armadura recibe la frecuencia del mismo, y por tanto, su
rotor queda obligado a girar a la velocidad síncrona. Para suministrarle
energía mecánica por la flecha, y que la convierta en energía eléctrica
aportada al sistema, es necesario agregarle un par a la velocidad que ya está
determinada.
La
potencia mecánica que entra por la flecha depende entonces, de la magnitud del
par, y éste a su vez, se controla con la alimentación del motor (generalmente
algún tipo de turbina) que impulsa al generador.
b) Factor de potencia: En el generador que alimenta a una carga
aislada, el factor de potencia no se puede controlar porque lo determina el
tipo de carga.
En
el generador acoplado a un sistema infinito, el factor de potencia por el
contrario, es una variable que se controla fácilmente mediante la corriente de excitación,
El aumento o disminución de la corriente de excitación repercute en el aumento
o disminución de la fuerza electromotriz.
Sincronización:
La
maniobra de acoplamiento o sincronización de un generador con el sistema,
requiere de ciertas precauciones que se deben tomar, siguiendo los pasos que e
describen a continuación:
1) Arrancar el generador y hacerle girar lo más cerca posible de su
velocidad síncrona. No debe ser exactamente el valor síncrono porque no habría
el momento de coincidencia que se requiere en el paso 4.
2) Excitar el generador hasta obtener una fuerza electromotriz
igual al voltaje del sistema.
3) Verificar que la secuencia de fases del generador sea la misma
del sistema. Esto es de suma importancia cuando se instala el generador, puesto
que en acoplamientos posteriores ya quedan fijas las conexiones en el
interruptor.
4) Puesto que la frecuencia generada no es exactamente igual a la
del sistema, las ondas de fuerza electromotriz y de voltaje tendrán momentos de
coincidencia y de oposición. Es necesario detectar el momento de coincidencia
para cerrar el interruptor.
5) Mediante la alimentación del motor, dar la carga adecuada al
generador,
6) Ajustar el factor de potencia con el control de la corriente de
excitación.
Un
método muy sencillo para verificar la secuencia de fases y detectar el momento
de coincidencia es el de las tres lámparas que aparecen entre los extremos de
cada línea del interruptor. Con el interruptor abierto, se puede presentar
alguno de los siguientes casos:
1) Las tres lámparas prenden y apagan simultáneamente. Esta es la
señal de que las secuencias de fases están correctas.
2) Las lámparas van prendiendo y apagando alternadamente. Es la
señal de que las secuencias de fases arriba y abajo del interruptor están
invertidas.
3) Las lámparas quedan permanentemente a una cierta intensidad.
Sucede cuando la máquina tiene exactamente la velocidad síncrona, y no se puede
acoplar por no llegar a un momento de coincidencia de ondas.
Capacitor síncrono
Un
motor lo suficientemente grande como para influir apreciablemente en la carga
de una industria, puede hacerse trabajar a factor de potencia adelantado con lo
cual se corrige el bajo factor de potencia retrasado de otros equipos. El motor
está desempeñando además de su propio trabajo, la función de un banco de
capacitores.
A
un motor síncrono trabajando en estas circunstancias se le llama capacitor
síncrono, Como el grado de adelanto se puede controlar con la corriente de
excitación, tiene la ventaja sobre los bancos de capacitores estáticos, de que
su capacitancia es variable.
Un
motor que se desee trabajar como capacitor síncrono debe tener su embobinado de
excitación lo suficientemente reforzado como para soportar la alta corriente
que se necesita, sin que su calentamiento supere el límite de seguridad.
Los
capacitores síncronos se adaptan para operar durante el servicio de sobrecarga
para períodos de tiempo variables. Pueden soportar la tensión del sistema de
alimentación durante caídas de tensión prolongadas, aumentando la inercia de la
red. La energía cinética almacenada en el rotor del condensador contribuye a la
inercia total del sistema de energía, y por lo tanto, también es beneficioso
desde el punto de vista de control de frecuencia. También pueden ser utilizados
como dispositivos de compensación de energía reactiva en situaciones donde la
inestabilidad de voltaje se debe evitar a toda costa.
Algunas
de sus ventajas, en comparación con otros dispositivos de compensación, son las
siguientes:
·
Regula la tensión de
forma continua, sin los transitorios electromagnéticos asociados a los cambios
de tomas de otros tipos de dispositivos.
·
No introduce armónicos
en la red, ni se ve afectado por ellos.
·
No causa problemas por
resonancia eléctrica.
Otra
característica particular de los compensadores síncronos es que en caso de
caída de tensión por un fallo en la red son capaces de proporcionar corriente
de cortocircuito durante un tiempo limitado, facilitando el ajuste de las
protecciones de sobrecorriente.
Aplicaciones
Es
la máquina más utilizada para las grandes centrales eléctricas: térmicas,
hidráulicas y nucleares. Su uso habitual es como generador aunque es posible
como motor y como compensador de fdp (compensador síncrono). Existen
máquinas de polos salientes (hidráulica, lentas) y rotor liso (térmico y
nuclear, rápido).
Las
máquinas síncronas se utilizan en mayor medida como generadores de corriente
alterna que como motores de corriente alterna, ya que no presentan par de
arranque y hay que emplear diferentes métodos de arranque y aceleración hasta
la velocidad de sincronismo. También se utilizan para controlar la potencia
reactiva de la red por su capacidad para mantener la potencia activa
desarrollada constante y variar la potencia reactiva que absorbe o cede a la
red. Se usan mayormente generadores en paralelo puesto que:
-Dos
o más generadores síncronos pueden abastecer una carga mucho mayor que uno
solo
-El
tener varios generadores síncronos, aumenta la confiabilidad del sistema,
debido a la configuración que se tiene (en anillo), en caso de falla de alguno
de ellos, se puede abastecer esa carga con los demás generadores conectados.
-El
tener varios generadores síncronos facilita el mantenimiento preventivo en
cualquiera de ellos.
Algunas
de sus aplicaciones son las siguientes:
- Turbo alternador: Es una unión de una turbina y un alternador.
- Grupo electrógeno: Es una máquina que mueve un generador
eléctrico a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente utilizados
cuando hay un déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar.
- Compensadores síncronos.
Fuentes consultadas
ü Máquinas síncronas. Consultado en: http://www.monografias.com/trabajos93/maquinas-sincronicas/maquinas-sincronicas.shtml#ixzz5H8yhNteg
ü Máquinas sincrónicas. Consultado en: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Maquinas_sincronicas.pdf
ü Pernia, Marino Alfonso (2011). Maquinas Sincrónicas. Conceptos básicos. Universidad Nacional
Experimental del Táchira, UNET.
ü Pérez,
A. (1992). Generadores, Motores y
Transformadores Eléctricos. Ciudad de México, México.
ü Métodos de arranque de
motores síncronos. Consultado en: https://maquinaselectricasblog.wordpress.com/metodos-de-arranque/
Bons artigos, Você já ouviu falar do Sr. Benjamin, Email: lfdsloans@outlook.com --WhatsApp Contact: + 1-9893943740-- que trabalham com serviços de financiamento, me concedem um empréstimo de US $ 95.000,00 para iniciar o meu negócio e eu os pago anualmente há dois anos e ainda tenho dois anos restantes, embora goste de trabalhar com eles, porque eles são credores de empréstimos genuínos que podem lhe dar qualquer tipo de empréstimo.
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