9: Maquina síncrona y modelos de bobinado
- Page ID
- 85486
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
Introducción
El objetivo aquí es desarrollar un modelo simple pero físicamente significativo de la máquina síncrona, una de las principales clases de máquina eléctrica. Podemos ver este modelo desde varias direcciones diferentes. Esto ayudará a desarrollar una comprensión del análisis de las máquinas, particularmente en los casos en que una u otra imagen analítica sea más apropiada que otras. Tanto la operación como el dimensionamiento serán de interés aquí.
En el camino nos acercaremos a los devanados de la máquina desde dos puntos de vista. Por un lado, aproximaremos los devanados como distribuciones sinusoidales de corriente y enlace de flujo. Entonces tomaremos un punto de vista de bobina concentrado y lo generalizaremos en un modelo de bobinado más realista y útil.
- 9.1: Relacionar la clasificación con el tamaño
- Es posible, incluso con el modelo simple que hemos desarrollado hasta ahora, establecer una relación cuantitativa entre el tamaño de la máquina y la clasificación, dependiendo (por supuesto) de elementos como el flujo útil y la densidad de corriente superficial.
- 9.2: Cálculo de inductancia de devanado
- El propósito de esta sección es mostrar cómo se pueden calcular las inductancias de los devanados en máquinas de rotor redondo con espacios de aire estrechos.
- 9.3: Imagen física- Descripción de la hoja actual
- Considera esta sencilla imagen. La 'máquina' consiste en un rotor cilíndrico y un estator cilíndrico que son coaxiales y que tienen distribuciones de corriente sinusoidales en sus superficies: la superficie exterior del rotor y la superficie interna del estator.
- 9.4: Aproximación continua a patrones de bobinado
- Ahora intentemos producir esas distribuciones de corriente superficial con devanados físicos.
- 9.5: Máquina síncrona clásica de parámetros en forma de grumos
- Ahora estamos en condiciones de examinar el modelo más simple de una máquina síncrona polifásica.
- 9.6: Operación balanceada
- Ahora, supongamos que la máquina funciona de esta manera: el rotor gira a una velocidad constante, la corriente de campo se mantiene constante, y las tres corrientes del estator son sinusoides en el tiempo, con la misma amplitud y con fases que difieren en 120 grados.
- 9.7: Conciliación de Modelos
- Hemos determinado que podemos predecir sus características de potencia y/o par de torsión desde dos puntos de vista: primero, conociendo las corrientes en el rotor y el estator podríamos derivar una expresión para par vs. un ángulo de potencia:
- 9.8: Sistemas por unidad
- Antes de continuar, debemos tomar un pequeño desvío para buscar sistemas por unidad, un dispositivo de notación que, además de ser conveniente, a veces será conceptualmente útil.
- 9.9: Funcionamiento normal
- La máquina síncrona se utiliza, esencialmente indistintamente, como motor y como generador. Tenga en cuenta que, como motor, este tipo de máquina produce torque solo cuando está funcionando a velocidad sincrónica.
- 9.10: Máquinas de Polo Saliente- Teoría de Dos Reacciones
- Hasta el momento, hemos estado describiendo lo que se conoce como máquinas de “rotor redondo”, en las que la reactancia del estator no depende de la posición del rotor.