Clase de máquinas síncronas. Maquinas eléctricas.

Summary

El script presenta un análisis detallado de las máquinas eléctricas síncronas, destacando su amplia aplicación como generadores en la producción de energía eléctrica. Estas máquinas rotativas, conocidas por su rotor que gira a la misma velocidad que el campo giratorio generado en el estator, son ideales para grandes centrales eléctricas y propulsión naval. Se discuten sus características principales, tipos de rotores, y su funcionamiento tanto como generadores como motores. Se explica cómo la frecuencia y tensión de la energía eléctrica generada dependen de la velocidad de rotación y el control de la corriente de excitación. Además, se mencionan sus ventajas y limitaciones, como la capacidad de controlar el factor de potencia y la necesidad de una excitación continua.

Takeaways

• 😀 Las máquinas síncronas son ampliamente utilizadas como generadores en la producción de energía eléctrica, especialmente en grandes centrales térmicas.
• 🚀 También se encuentran en grupos electrógenos y como alternadores en vehículos, debido a su capacidad de funcionar tanto como motores como generadores.
• 🌀 El rotor de una máquina síncrona gira a la misma velocidad que el campo giratorio generado en el estator, manteniendo siempre un deslizamiento de cero.
• 🔧 Existen dos tipos de rotores: los de polos salientes, utilizados en centrales hidráulicas de baja velocidad, y los de polos lisos, empleados en centrales térmicas y nucleares de alta velocidad.
• 🌐 El estator de una máquina síncrona es similar al de otras máquinas rotativas de alternadores, con tres bobinas trifásicas.
• 🔌 Las aplicaciones principales de las máquinas síncronas incluyen su funcionamiento como generadores eléctricos, acoplados a máquinas asíncronas o turbinas para alcanzar la velocidad de sincronismo.
• 🔄 La frecuencia de la tensión generada por una máquina síncrona depende directamente de la velocidad de rotación, lo que requiere un control preciso de la velocidad para mantener una frecuencia y tensión constantes.
• 🔧 Las máquinas síncronas también pueden funcionar como motores, pero no pueden arrancar por sí solas y necesitan ayuda externa para iniciar.
• ⚙️ El rendimiento de una máquina síncrona se ve afectado por las pérdidas mecánicas y eléctricas, y su eficiencia se mide como la relación entre la potencia generada y las pérdidas totales.
• 🔗 El factor de potencia de las máquinas síncronas puede variar según sea requerido, y su potencia eléctrica varía linealmente con la tensión.
• 🚫 Los inconvenientes incluyen la necesidad de una excitación de corriente continua, lo que conlleva mantenimiento adicional, y la incapacidad para arrancar por sí solas sin ayuda externa.

Q & A

¿Qué tipo de máquina eléctrica se discute en el guion?

Se discute la máquina eléctrica síncrona, que se utiliza comúnmente como generador en centros de producción de energía eléctrica.

¿Dónde se encuentran las máquinas síncronas en el ámbito de la energía eléctrica?

Se encuentran en grandes centrales térmicas, grupos electrógenos y también como alternadores en vehículos.

¿Qué características definen a una máquina síncrona?

Una máquina síncrona se define por su rotor que gira a la misma velocidad que el campo giratorio generado en el estator, manteniendo siempre un deslizamiento de cero.

¿Qué tipos de devanados tiene una máquina síncrona?

Una máquina síncrona tiene dos devanados principales: el inductor, que crea el campo magnético y está en el rotor, y el devanado donde se induce la tensión alterna.

¿Cómo se alimenta el rotor de una máquina síncrona?

El rotor se alimenta mediante corriente continua desde el exterior a través de escobillas y anillos rozantes.

¿Qué tipos de rotores se encuentran en las máquinas síncronas?

Se encuentran rotores de polos salientes, utilizados principalmente en centrales hidráulicas de baja velocidad, y rotores de polos lisos, utilizados en centrales térmicas y nucleares que giran a alta velocidad.

¿Cómo es el estator de una máquina síncrona?

El estator de una máquina síncrona es igual que el de cualquier otra máquina rotativa de alterna, con tres bobinas trifásicas.

¿Para qué se usa principalmente una máquina síncrona?

La principal aplicación de las máquinas síncronas es como generadores eléctricos.

¿Cómo se puede controlar la potencia reactiva en una máquina síncrona?

Se puede controlar la potencia reactiva ajustando la corriente de excitación del rotor, lo que permite regular la potencia reactiva de la red a la que está conectada.

¿Qué sucede si la potencia mecánica aplicada a una máquina síncrona rebasa la potencia eléctrica que puede generar?

Si la potencia mecánica aplicada rebasa la máxima potencia eléctrica que la máquina puede generar, la potencia eléctrica que la máquina entrega a la red disminuirá y comenzará a acelerarse hasta perder el sincronismo.

¿Cómo pueden arrancar los motores síncronos si no tienen par en el arranque?

Los motores síncronos pueden arrancar a través de un motor externo, reduciendo la frecuencia de la tensión eléctrica para usar velocidades de arranque inferiores, o utilizando devanados de amortiguación.

¿Cuáles son las ventajas de utilizar máquinas síncronas?

Las ventajas incluyen la capacidad de variar el factor de potencia según sea requerido, una velocidad constante independientemente de la carga y una potencia que varía linealmente con la tensión.

¿Qué desventajas presenta el uso de máquinas síncronas?

Las desventajas incluyen la incapacidad para usarlas en aplicaciones que requieran una velocidad variable a menos que se acoplen un variador de frecuencia, el mantenimiento requerido por los anillos rozantes y escobillas debido a la excitación de corriente continua, y la incapacidad para arrancar solas.