El documento describe el funcionamiento y la estructura de generadores síncronos utilizados en centrales eléctricas, enfatizando el papel del rotor y su alimentación por corriente continua. Se abordan aspectos constructivos como el tipo de rotor y la relación entre la velocidad de sincronismo y la frecuencia. Además, se presenta información sobre ensayos de vacío y cortocircuito del generador.

1. U N E T
Rotor de un generador sincrónico en una central hidráulica
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2014
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TÁCHIRA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRÓNICA
NUCLEO DE ELECTRICIDAD TECNOLOGIA ELECTRICA
San Cristóbal, Táchira. Venezuela
Ing.MarinoA.PerníaC.

2. U N E T
Ing.MarinoA.PerníaC. LAS MÁQUINAS SÍNCRONAS. 2
Como generador es utilizada en la
mayoría de las centrales
eléctricas: turboalternadores y
grandes alternadores hidráulicos
Como motor se le utiliza
principalmente cuando la
potencia demandada es
muy elevada >1 MW
Son máquinas eléctricas que operan a velocidad sincrónica y se
alimentan por el rotor con corriente continua a fin de producir el
campo magnético fijo del inductor

3. U N E T
Ing.MarinoA.PerníaC.
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MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Esquema de un generador sincrónico

4. U N E T
Ing.MarinoA.PerníaC.
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La máquina síncrona utiliza un estator constituido por un devanado
trifásico distribuido a 120° idéntico a la máquina asíncrona
MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Aspectos Constructivos
El estator

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Ing.MarinoA.PerníaC.
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El rotor está formado por un devanado alimentado desde
el exterior a través de escobillas y anillos rozantes con
corriente continua. Pueden ser de polos lisos (alta
velocidad) o polos salientes (baja velocidad)
MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Aspectos Constructivos
El rotor

6. U N E T
Ing. Marino A. Pernía C.
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MAQUINAS TRIFÁSICOS SÍNCRONAS
Aspectos Constructivos
Rotor de polos lisos
o rotor cilíndrico
altas velocidades
Turbinas de gas o
vapor
dos polos cuatro polos

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Ing.MarinoA.PerníaC.
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rotor
polos
salientes
Turbinas
hidráulicas
MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Aspectos Constructivos

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Ing.MarinoA.PerníaC.
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MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Aspectos Constructivos
El rotor
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Ing.MarinoA.PerníaC.
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MAQUINAS TRIFÁSICOS SÍNCRONAS
Principio de Funcionamiento
Velocidad de sincronismo
N°
polos
Velocidad sincrónica (r.p.m)
60 Hz 50 Hz
2 3600 3000
4 1800 1500
6 1200 1000
8 900 750
10 720 600
12 600 500
Para conectar el
generador a una red es
necesario que gire a la
velocidad de sincronismo
correspondiente a la
frecuencia de dicha red

10. U N E T
Ing.MarinoA.PerníaC.
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MAQUINAS TRIFÁSICOS SÍNCRONAS
Principio de Funcionamiento
Alimentación DC del rotor
El rotor del generador es accionado por un motor primario o
máquina motriz.
Una corriente continua que fluye en el devanado del rotor o
bobina de excitación, produce un campo magnético fijo que
rota dentro de la máquina.
El campo magnético rotatorio induce una tensión trifásica en
el estator del generador de flujo variable (generatriz)

11. U N E T
Ing.MarinoA.PerníaC.
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MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Generador o alternador
Circuito Equivalente trifásico, conexión Y
Circuito DC del rotor o inductor. Circuito AC estator o inducido

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Ing.MarinoA.PerníaC.
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Rs= Resistencia de los conductores de las bobinas del estator.
Xs= Reactancia síncrona= react. dispersión estator + reacción de
inducido.
La F.E.M. (E) es proporcional a la corriente de excitación (Ie) del rotor. En
funcionamiento como generador representa a la tensión que se induce en el.
MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Circuito Equivalente por fase

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Ing.MarinoA.PerníaC.
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Curva de vacío o de magnetización
La característica de funcionamiento en vacío es la curva Eo
= f (Ie) que expresa la fem en bornes en función de la
corriente excitación.
La relación entre el voltaje generado y la corriente de
MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Generador o alternador

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GENERADOR SÍNCRONO
Esquema para la realización de los ensayos
en vacío y cortocircuito

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ALTERNADOR O GENERADOR SINCRONICO
Curvas de vacío y cortocircuito
Impedancia Sincrónica

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ALTERNADOR O GENERADOR SINCRONICO
Ensayo bajo carga para diferentes cosφ
resistiva pura cosφ = 1 predominantemente inductiva
predominantemente capacitiva

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Esquema de un generador sincrónico trifásico
MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Circuito Equivalente aproximado por fase

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Circuito equivalente de un generador sincrónico
MAQUINAS TRIFÁSICAS SÍNCRONAS
Regulación de tensión alternador