Unha '''máquina síncrona''' é unha [[máquina eléctrica]] cuxa [[rotación]] é proporcional á [[frecuencia]] da súa tensión nos bornes.
==Campo xirante==
As máquinas síncronas son maquinas de campo xirante, na que a tensión aplicada na excitación cría un campo variábel que provoca unha corrente no enrolamento inducido. Esta máquina como todas as eléctricas, é reversíbel: é capaz de converter [[enerxía mecánica]] en eléctrica cando operada como [[xerador]] e [[enerxía eléctrica]] en mecánica cando operada como [[motor]].
Xeradores síncronos son utilizados en todas as usinas hidroeléctricas e termoeléctricas.
O nome '''Síncrono''' se debe ao feito de esta máquina operar con unha [[velocidade]] de [[rotación]] constante '''sincronizada''' con a [[frecuencia]] da [[tensión|tensión eléctrica]] [[corrente alternada|alternada]] aplicada nos terminais da mesma, se se trata dun xerador nunha rede europea, esta rotación é un múltiplo da frecuencia de rede de 50 [[Hz]].
----
===Partes constituíntes do Xerador Síncrono===
[[Rotor]] (campo): Parte xirante da máquina, constituído de un material [[ferromagnético]] envolto en un enrolamento chamado [[enrolamento]] de [[campo]], que ten como función de producir un [[campo magnético]] constante así como no caso do [[motor de corrente continua|xerador de corrente continua]] para interaxir co [[campo]] producido polo enrolamento do estator.
A [[tensión]] aplicada nese enrolamento é [[corrente continua|continua]] e a intensidade da [[corrente continua|corrente]] soportada por ese enrolamento é moito menor que o enrolamento do estator, alén diso o rotor pode conter dous ou mais [[enrolamentos]], sempre en número [[par]] e todos conectados en [[serie]] sendo que cada enrolamento será responsábel pola produción de un dos [[pólo norte|pólos]] do [[electroimán]].
[[Estator]] (armadura): Parte fixa da máquina, montada en volta do [[rotor]] de forma que o mesmo posa xirar en seu interior, tamén constituído de un material [[ferromagnético]] envolto en un conxunto de [[enrolamento]]s distribuídos ao longo de súa circunferencia. Os enrolamentos do estator son alimentados por un sistema de [[tensión|tensións]] [[corrente alternada|alternadas]] [[sistema trifásico|trifásicas]].
Polo estator circula toda a enerxía eléctrica xerada, sendo que tanto a voltaxe cuanto a corrente eléctrica que circulan son bastante elevadas en relación ao campo, que ten como función apenas producir un [[campo magnético]] para "excitar" a máquina de forma que fose posíbel a indución de tensións nos terminais dos enrolamentos do estator.
Comparemos, por exemplo, un xerador de grande porte no cal circulan 18KV e 6556A no estator contra 350V e 1464A no rotor.
===Principio de funcionamento===
====Operando como xerador síncrono====
Ao operar como xerador, a [[enerxía mecánica]] é suprida á máquina pola aplicación dun [[torque (magnitude)|torque]] e pola [[rotación]] do eixo da mesma, unha fonte de enerxía mecánica pode ser, por exemplo, unha [[turbina]] [[hidráulica]], a [[gas]] ou a [[vapor]]. Unha vez estando o xerador ligado á rede eléctrica, súa rotación é ditada pola frecuencia da rede, pois a [[frecuencia]] da [[tensión]] [[corrente trifásica|trifásica]] depende directamente da velocidade da máquina.
Para que a máquina síncrona sexa capaz de efectivamente converter enerxía mecánica aplicada a seu eixo, é necesario que o [[enrolamento]] de [[campo]] localizado no [[rotor]] da máquina sexa alimentado por unha fonte de [[tensión]] [[corrente continua|continua]] de forma que ao xirar o [[campo magnético]] xerado pelos pólos do rotor teñan un movemento relativo aos [[condutor|condutores]] dos enrolamentos do estator.
Devido a ese movemento relativo entre o [[campo magnético]] dos pólos do rotor, a intensidade do campo magnético que atravesa os enrolamentos do estator irá variar no tempo, e así teremos pola [[lei de Faraday]] unha indución de [[tensión|tensións]] nos terminais dos enrolamentos do estator. Devido a distribución e disposición espacial do conxunto de enrolamentos do estator, as [[tensión|tensións]] inducidas en seus terminais serán [[corrente alternada|alternadas]] senoidais trifásicas.
A corrente eléctrica utilizada para alimentar o campo é denominada corrente de excitación. Cando o xerador está funcionando isoladamente de un sistema eléctrico (ou sexa, está en unha illa de potencia), a excitación do campo irá controlar a tensión eléctrica xerada. Cando o xerador está conectado a un sistema eléctrico que posúe diversos xeradores interligados, a excitación do campo irá controlar a potencia reactiva xerada.
====Operando como [[motor síncrono]]====
Ao operar como [[Motor síncrono]], a [[enerxía eléctrica]] é suprida á máquina pola aplicación de [[tensión]]s [[corrente alternada|alternadas]] [[corrente trifásica|trifásicas]] nos terminais dos enrolamentos do estator, alén diso os enrolamentos de campo do rotor son alimentados por unha fonte de [[tensión]] [[corrente continua|continua]].
Como as tensións aplicadas aos enrolamentos do estator son alternadas e [[corrente trifásica|trifásicas]], circulará nos mesmos unha [[corrente alternada]] de mesma [[frecuencia]] que a tensión, esa corrente producirá campos magnéticos tamén alternados que varían no tempo.
Alén diso, debido á disposición espacial dos enrolamentos no estator, eses campos magnéticos variantes no tempo tamén irán circular polo estator, de forma que o [[campo magnético]] resultante rotacionará en torno da circunferencia do estator con [[velocidade angular]] proporcional á frecuencia da [[tensión]] [[corrente alternada|alternada]] aplicada nos enrolamentos.
Así, cando un dos pólos do [[campo magnético]] xerado polo enrolamento de campo do rotor interaxiren co campo xirante resultante do estator, tentará se aliñar co pólo de sinal oposto, e como o pólo do campo xirante do estator está xirando, surxirá no rotor un binario de forzas que xerarán un [[torque (magnitude)|torque]] de forma que o rotor xire e manteña os campos do enrolamento de campo do rotor e o campo xirante do estator aliñados.
Ao xurdir o torque, o rotor xirará seguindo o sentido e velocidade do campo xirante do estator, logo, a velocidade angular do motor '''Síncrono''' estará '''sincronizada''' con a frecuencia da tensión alternada aplicada aos enrolamentos do estator.
==Circuíto equivalente==
[[Ficheiro:Circuíto equivalente máquina síncrona.PNG|miniatura|200px|Circuíto equivalente]]
As máquinas síncronas modelizanse como unha fonte de tensión e unha [[inductancia]] correspondente á súa [[reactancia síncrona]]. Tendose a seguinte relación:
<math>\vec{U}=\vec{E}+\vec{I} \times Ri</math>
Se a máquina funciona como xerador a corrente sai do circuíto (subministra corrente á rede) e E é maior que U. Se traballa como motor, absorbe corrente da rede e U é maior que E.
==Véxase tamén==
* [[Motor eléctrico]]
* [[Motor de corrente alternada]]
* [[Sistema trifásico]]
* [[Ecuacións de Maxwell]]
{{Máquinaseléctricas}}
[[Categoría:electricidade]]
[[Categoría:Mecánica]]
[[Categoría:Máquinas eléctricas]]
[[pt:Máquina síncrona]]
This site is not affiliated with or endorsed in any way by the Wikimedia Foundation or any of its affiliates. In fact, we fucking despise them.
|
