FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS SINCRONAS

¿QUE ES UNA MAQUINA SINCRONA?

son máquinas de corriente alterna, lo cual quiere
decir que su inducido (Fig. 2) es un devanado de corriente alterna, mono o polifásico,
similar al de una máquina de inducción. Por el contrario, el devanado inductor11de esta
máquina funciona con corriente continua. Ambos devanados tienen el mismo número de
polos (2p). Salvo en máquinas pequeñas, de menos de 10 kVA, lo habitual es que el inducido
esté situado en el estator y el inductor esté ubicado en el rotor y se alimente a través de un
colector de dos anillos (Fig. 3). Se construyen así porque interesa que las tensiones y las
corrientes en el rotor y, sobre todo, en el colector de anillos sean lo más pequeñas posible y,
además, así se necesitan dos anillos y no tres. Algunas máquinas pequeñas carecen de
devanando inductor y de colector porque se sustituyen por unos imanes permanentes. El
entrehierro de estas máquinas suele ser mayor que en las de inducción.

¿QUE ES LA FEM?

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

¿QUE ES LA FEMI?

Una fuerza electromotriz es inducida siempre y cuando exista un corte de flujo (flujo magnético Ø). El flujo magnético puede definirse en términos del campo magnético, área que barre el cable en movimiento y ángulo entre esta área y dirección del campo.

Donde: B: magnitud (fuerza) del campo magnético.

l: longitud del cable sometido al campo.

v: velocidad del cable

Lo que permite definir la fuerza electromotriz inducida en términos del flujo magnético, obteniendo lo siguiente:

e.m.f.=∆Ø/∆t

Con esta relación es posible definir la fuerza electromotriz inducida como la tasa de corte del flujo magnético. Si en vez de mover el cable se mueven los imanes que producen el campo, se obtiene el mismo fenómeno.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE UNA MAQUINA SINCRONA

En esta máquina se cumple lo visto para "campo rotante", es decir que un sistema de pares de bobinas dispuestos adecuadamente y alimentadas por una corriente trifásicas da origen a un campo magnético constante y giratorio, como si en su interior hubiese un imán girando a velocidad constante, estando su magnitud vinculada estrechamente con la frecuencia de la tensión aplicada.

Como generador (alternador):

Una turbina o motor diesel acciona el rotor del generador síncronico a la vez que se alimenta el devanado rotórico (devanado de campo) con corriente continua. El entrehierro contribuyen a crear un campo más o menos senoidal en el entrehierro, que hace aparecer en los bornes del devanado estatórico (devanado inducido o armadura) una tensión senoidal. Al conectar al devanado inducido una carga trifásica equilibrada aparece un sistema trifásico de corrientes y una fuerza magnetomotriz senoidal.

Como motor:

En este caso se lleva la máquina síncrona a la velocidad de sincronismo, pues la máquina síncrona no tiene par de arranque, y se alimentan el devanado rotórico (devanado de campo) con corriente contínua y el devanado estatórico (devanado inducido) con corriente alterna. La interacción entre los campos creados por ambas corrientes mantiene el giro del rotor a la velocidad de sincronismo. El motor sincrono no es de utilidad.

ALTERNADOR SINCRONO

El alternador síncrono es el generador de electricidad por excelencia, casi toda la energía eléctrica que utilizamos hoy en día está producida por este tipo de máquinas.

Como ya sabes la corriente que utilizamos es alterna, por lo tanto nos interesará que la onda de excitación se aproxime lo más posible a la senoide. Las máquinas síncronas de polos salientes, por su constitución, generan una onda rectangular. Te preguntarás como conseguimos una senoide; pues muy sencillo, variaremos el valor del entrehierro con un valor mínimo en el centro. Para conseguir esto constructivamente se fabrican entrehierros de diferentes formas.

ALTERNADOR