Funcionamiento de un generador sincrono
Generador síncrono frente a asíncrono
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De la última clase, si el número de vueltas de cada fase es \(N\), la velocidad angular de rotación es \(\omega\), la amplitud de la densidad de flujo es \(E_m\), el radio de la superficie interior del estator es \(r\), entonces el valor eficaz de la tensión inducida es
Si alimentamos el devanado trifásico con las corrientes trifásicas de la misma secuencia de fases y la misma frecuencia que la tensión inducida, de la parte trifásica de este curso, sabemos que se obtendrá una transferencia de potencia constante.
Si estudiamos el campo magnético dentro del entrehierro, podemos ver que también se generará un campo magnético giratorio por las corrientes trifásicas del estator, que viaja a la misma velocidad que el campo magnético generado por el bobinado del rotor.
Normalmente, los generadores síncronos no salientes utilizados para centrales eléctricas tienen 2 polos y se utilizan en aplicaciones de alta velocidad (3000 rpm para 50 Hz), por ejemplo, centrales térmicas y centrales nucleares.
print(‘d). En comparación con el método de compensación del factor de potencia basado en captores: la máquina síncrona tiene mayores pérdidas, un coste más elevado y una parte giratoria menos fiable, pero puede proporcionar una compensación continua.’)
Turbina eólica con generador síncrono
El funcionamiento de la máquina síncrona se examina aquí en condiciones de carga variable y excitación variable. Se supone que una de estas magnitudes se mantiene constante mientras que la otra puede variar en un amplio intervalo. Además, la resistencia del inducido se considera despreciable. Esto no cambia significativamente el funcionamiento de la máquina síncrona, pero facilita la comprensión del funcionamiento de la máquina.
La figura 8.29 muestra los diagramas de circuito y los diagramas fasoriales del funcionamiento de una máquina síncrona en modo generador (figuras 8.29 (a) y (c)) y en modo motor (figuras 8.29 (b) y (d)). Se supone que la máquina está conectada a barras colectoras infinitas de tensión Vt. Se observa fácilmente en los diagramas fasoriales que en el modo de generación, la emf de excitación Ef adelanta a Vt en un ángulo δ, mientras que en el modo de motor va por detrás de Vt. Del triángulo fasorial OMP (Figs 8.29(c) y (d)) se deduce que
se produce en δ = 90°, a partir del cual la máquina se desincroniza. La máquina sólo puede alcanzar Pe,max aumentando gradualmente la carga. Esto se conoce como el límite de estabilidad estacionaria de la máquina. Normalmente, la máquina funciona a δ muy inferior a 90°. En la Fig. 8.31 se muestra el diagrama fasorial de una máquina generadora en condiciones de Pe,max. Obviamente Ia será varias veces mayor que la corriente nominal de la máquina en esta condición.
Aplicación del generador síncrono
Cuando se consideran los generadores síncronos que funcionan solos, queda claro que la tensión terminal de la máquina depende de la potencia reactiva que se suministra a la carga. Cuando se suministra más potencia reactiva, la tensión térmica disminuye. En general, el efecto de los cambios en la tensión en bornes con la carga reactiva puede representarse como se muestra. El aumento de la carga inductiva en el generador reduce la tensión terminal, añadiendo capacitancia
La potencia de salida de un generador es en gran medida independiente del control real del generador. La potencia de salida coincide estrechamente con la potencia de entrada de la máquina motriz. La velocidad de rotación del generador también la fija el motor principal, y la frecuencia de la tensión inducida en circuito abierto viene determinada directamente por la velocidad de rotación:
Construcción de un generador síncrono pdf
Definición: El generador síncrono o alternador es una máquina eléctrica que convierte la potencia mecánica de un motor primario en potencia eléctrica alterna a una tensión y frecuencia determinadas. El motor síncrono siempre funciona a una velocidad constante llamada velocidad síncrona.
El generador síncrono funciona según el principio de las leyes de Faraday de inducción electromagnética. La inducción electromagnética establece que la fuerza electromotriz inducida en la bobina de la armadura si está girando en el campo magnético uniforme. El EMF también se generará si el campo gira y el conductor se queda inmóvil. Así, el movimiento relativo entre el conductor y el campo induce la FEM en el conductor. La forma de onda de la tensión inducida es siempre una curva sinusoidal.
El rotor y el estator son la parte giratoria y la parte estacionaria del generador síncrono. Son los componentes generadores de potencia del generador síncrono. El rotor tiene el polo de campo y el estator está formado por el conductor del inducido. El movimiento relativo entre el rotor y el estator induce la tensión entre los conductores.