GENERADORES SÍNCRONOS

CERVANTEZ LUNA ERNESTO ANTONIO

FLORENCIO RAMÍREZ LEONARDO JOSÉ

MORA CORNEJO ALEJANDRO

FIGUEROA SIERRA MIGUEL ÁNGEL

INTRODUCCIÓN

• Los generadores síncronos o alternadores son maquinas síncronas utilizadas para convertir

potencia mecánica en potencia eléctrica. Su nombre de síncrona se debe a la igualdad entre la

frecuencia eléctrica como la frecuencia angular es decir el generador girara a la velocidad del campo

magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo

Construcción

LOS MOTORES SÍNCRONOS TIENEN LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:

• Tienen un estator de trifásico similar al de un motor de inducción. Son usados por lo general en instalaciones de voltajes medianos.

• Tienen un rotor bobinado (campo rotatorio) que tiene el mismo número de polos que el estator, el cual es excitado por media de una fuente externa de corriente El rotor puede ser de polos lisos o polos salientes.

Rotor de polos lisos Rotor de polos salientes

• Arranca como un motor de inducción. El motor síncrono tiene también un devanado tipo jaula de ardilla.

SE PUEDEN APRECIAR OTRAS PARTES DEL MOTOR COMO SON LOS ANILLOS RASANTES Y LOS RODAMIENTOS.

TIPOS DE EXCITACIÓN:

• Excitación independiente

• Electrónica de potencia

• Sin escobillas o diodos giratorios

• Excitación estatica

GENERADOR SÍNCRONO OPERANDO SOLO

• La forma de operación de un generador síncrono en un sistema real de potencia depende de su limitaciones

• El voltaje en las terminales del generador será igual al voltaje de fase o esta relacionado por dependiendo de su conexión

OPERACIÓN EN PARALELO

Condiciones requeridas

• Voltajes iguales

• Frecuencias iguales

• Secuencias de fase

VOLTAJES IGUALES

• Si los voltajes de los generadores no son exactamente iguales, habrá un flujo de corriente muy grande cuando se cierre el interruptor. Para evitar este problema, cada una de las tres fases debe tener exactamente la misma magnitud de voltaje y ángulo de fase que el conductor al que se conectara.

• En otras palabras, el voltaje de fase a debe ser exactamente igual al voltaje en la fase a" y así en forma sucesiva para las fases b-b` y c-c`.

• Y también hay que asegurarse de ser iguales los voltajes de línea rms.

FRECUENCIAS IGUALES

• Las frecuencias de los 2 o más generadores al igual que los voltajes deben ser las mismas ya que se ocasionarían graves problemasLa primera grafica tiene 60 HZ y un voltaje fase de 120v

SECUENCIAS DE FASE

• Los dos generadores deben tener la la misma secuancia de fase

VOLTAJE INTERNO GENERADO POR UN GENERADOR SÍNCRONO

• La magnitud del voltaje inducido en un estator está dado por:

Donde:

Nc: número de vueltas de cada devanado

ω: frecuencia angular

φ: magnitud del flujo

K: constante que representa la construcción del generador expresado en radianes eléctricos por segundo. K=Nc/√2

• La ecuacion: provienes del voltaje inducido en el estator de una maquina sencilla formada por un gran campo magnetico estacionario que produce un campo magnetico constante uniforme, y una espira de alambre conductor que rota dentro de este campo. La parte rotante de esta maquina se llama rotor, la parte estacionaria de la maquina se denomina estator.

Aplicaciones

HIDROELÉCTRICAS:LAS TURBINAS SON MOVIDAS POR EL AGUA QUE CAE POR UN DESNIVEL. LA ENERGÍA PRIMARIA ES ENERGÍA MECÁNICA (ENERGÍA POTENCIAL DEL AGUA).

TÉRMICASLAS TURBINAS SON MOVIDAS POR VAPOR. EL CALOR NECESARIO PARA OBTENER VAPOR PROCEDE DE LA COMBUSTIÓN DE MATERIALES FÓSILES, COMO CARBÓN, PETRÓLEO O GAS NATURAL.

NUCLEARESLAS TURBINAS SON MOVIDAS POR VAPOR, QUE SE OBTIENE DE LA FISIÓN NUCLEAR EN UN REACTOR.

ENERGÍA EÓLICAPARA OBTENER ELECTRICIDAD, EL MOVIMIENTO DE LAS ASPAS O PALETAS ACCIONA UN GENERADOR ELÉCTRICO

(UN ALTERNADOR ) QUE CONVIERTE LA ENERGÍA MECÁNICA DE LA ROTACIÓN EN ENERGÍA ELÉCTRICA.

ENERGÍA MAREOMOTRIZSE PRODUCE GRACIAS AL MOVIMIENTO GENERADO POR LAS MAREAS, ESTA ENERGÍA ES APROVECHADA POR TURBINAS, LAS CUALES A SU VEZ MUEVEN LA MECÁNICA DE UN ALTERNADOR QUE GENERA ENERGÍA ELÉCTRICA,  FINALMENTE ESTE ÚLTIMO ESTA CONECTADO CON UNA CENTRAL EN TIERRA QUE DISTRIBUYE LA ENERGÍA HACIA LA COMUNIDAD Y LAS INDUSTRIAS.

ALTERNADOR DE AUTOMÓVILEL GENERADOR ES EL ENCARGADO DE PRODUCIR LA ELECTRICIDAD PARA EL CONSUMO DEL AUTOMÓVIL Y PARA REPONER LAS PÉRDIDAS DE CARGA EN LOS ACUMULADORES.

ENERGÍA GEOTÉRMICACONSTA DE UNA PERFORACIÓN PRACTICADA A GRAN PROFUNDIDAD SOBRE LA CORTEZA TERRESTRE (UNOS 5 KM) Y EN LA CUAL SE HAN INTRODUCIDO DOS TUBOS EN CIRCUITO CERRADO EN CONTACTO DIRECTO CON LA FUENTE DE CALOR. DESDE LA SUPERFICIE SE INYECTA AGUA FRÍA A TRAVÉS DE UNO DE LOS EXTREMOS DEL TUBO, LA CUAL SE CALIENTA AL LLEGAR AL FONDO FORMANDO VAPOR DE AGUA Y REGRESANDO A CHORRO A LA SUPERFICIE A TRAVÉS DEL OTRO TUBO. EN EL EXTREMO DE ÉSTE ESTÁ ACOPLADA UNA TURBINA-GENERADOR QUE SUMINISTRA LA ENERGÍA ELÉCTRICA PARA SU DISTRIBUCIÓN.