INSTALACIONES Y MAQUINAS ELECTRICAS

GENERADORES SINCRÓNICOS

 BRAYAN ROBAYO 1010221888

BRIAN TORRES 1022398155

ALEJANDRO TOVAR

JUAN ESGUERRA

ESTUDIANTES DE INGENIERIA

HARVEY ROJAS

UNIVERSIDAD CENTAL

INSTALACIONES Y MAQUINAS ELECTRICAS

MAYO 2016

Capítulo 1

Preliminares

1. Resumen

La reactancia sincrónica se puede determinar por medio de dos pruebas: Circuito abierta y corto circuito

En la prueba de circuito abierto o de vacío, es llevada a velocidad sincrónica. Con el devanado de armadura en circuito abierto se evalúan las variaciones de tensión en los terminales de acuerdo a la corriente de campo. Se deben medir simultáneamente la corriente de campo, el voltaje de línea y la frecuencia. Las mediciones se deben iniciar con una tensión mínima hasta llegar a la tensión nominal. El voltaje de salida es proporcional al flujo total, cuando está en vacío este se establece.  

Para la prueba de cortocircuito, la  máquina  se  lleva  a  la velocidad sincrónica, se altera la corriente del devanador de campo y se hace el registro, el promedio de las corrientes en el devanador de armadura se mide en este transcurso. Se deben medir simultáneamente la corriente de línea y la corriente del devanador de campo, la velocidad del rotor puede ser diferente a la velocidad sincrónica, pero no debe ser muy versátil. Se provoca un cortocircuito en las terminales de la armadura y luego se instala corriente de excitación.

Representándolo en conjunto las características de circuito de vacío y cortocircuito se obtiene el valor de la impedancia sincrónica.

1. Palabras Claves

• Generadores
• Sincronismo
• Varillaje infinito
• Devanadores
• Perdidas

1. Objetivos

• Identificar el comportamiento de un generador realizándole pruebas de vacío y cortocircuito.
• Conocer el generador y aprender a modelar el generador.
• Encontrar y caracterizar las variables para lo que se pide en la carga.
• Revisar las interacciones que generan las cargas.
• Caracterizar los parámetros y las curvas de la velocidad angular, par, Rv y la eficiencia.

1. Marco Teórico

GENERADORES SINCRONICOS

Los generadores sincrónicos, también llamados alternadores, son maquinas rotativas que transforman la energía mecánica en energía eléctrica, es decir, transforman la potencia mecánica en potencia eléctrica de corriente alterna. Cuando este gira a la velocidad del campo magnético, la igualdad entre frecuencia eléctrica y frecuencia angular, se le llama sincronismo.

Están compuestos de una parte móvil (Rotor) y una parte fija (Estator). El funcionamiento de este rotor se basa en la ley de Faraday.

“La Ley de Faraday o inducción electromagnética, enuncia que el voltaje inducido en un circuito cerrado resulta directamente proporcional a la velocidad con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una dada superficie con el circuito haciendo de borde.

La Ley de Faraday predice cómo interaccionarán los campos magnéticos con los circuitos eléctricos para producir fuerzas electromagnéticas, o inducción electromagnética. Un principio fundamental operando en los transformadores, inductores y otros motores eléctricos o generadores.”^[1]

Estos generadores síncronos están constituidas por dos devanados independientes:

1. 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.
2. Un devanado de armadura, distribuido formando un arrollamiento trifásico recorrido por corriente alterna, donde se induce el voltaje principal.
3. En las máquinas sincrónicas los devanados de campo están sobre el rotor, mientras que los de armadura se sitúan en el estator.

Para generar un campo magnético en el rotor o el devanado de campo, se debe alimentar el rotor con una batería, el cual influirá en una tensión al devanado de armadura para que de esta manera la corriente alterna fluya a través de él.

No toda la potencia es del todo útil, por lo cual hay algunas perdidas en el proceso. La diferencia entre la potencia de entrada y la de salida son las pérdidas que ocurren en el interior.

PERDIDAS ELÉCTRICAS EN EL NÚCLEO: En la parte metálica del motor ocurren perdidas por histéresis. Se da cuando un metal está sometido a un campo magnético variable. Una vez que se le retira el campo magnético, el metal sigue cargado, por lo que al hacer un ciclo de carga y descarga se producen perdidas. Perdidas por corrientes parasitas siendo estas proporcionales a la inducción máxima o también el flujo magnético máximo.

PERDIDAS MECÁNICAS: Estas se deben a efectos como el rozamiento con las partes mecánicas o con el aire. Las pérdidas por rozamiento con las partes de la maquina son dadas por fricción con los cojinetes de apoyo al rotor ya que al estar este en movimiento se frota con la parte fija del sistema de apoyo, lo cual produce calor. Las de rozamiento con aire que rodea a las máquinas y las partes que se encuentran en movimiento, produce también calor.

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