CUESTIONARIO CAPITULO 6 Erika Poveda Libio Calle Luis Fernández Universidad Politécnica Salesiana
1.- ¿Cuál es la diferencia entre un motor sincrónico y un generador sincrónico? A más de la diferencia evidente de la transformación de energía de cada uno, las características contractivas cambian un poco en los bobinados, a mas de que no es completamente reversible.
Una de las bobinas de fase constructivamente debe estar invertida para favorecer la dirección del campo magnético El rotor necesita estar a una velocidad cercana a la de sincronismo para que se acople al estator
2.- ¿En qué consiste la regulación de velocidad en un motor sincrónico?
Motor Síncrono Transforma energía eléctrica en rotacional Velocidad constante de rotación no varía (Velocidad de sincronismo) Velocidad dependiente del numero de polos
Pueden ser usados como capacitores rotativos Pueden ser usados como transformadores rotativos Pueden ser de imanes permanentes para bajas potencias o también rueda polar
Generador Síncrono Transforma energía rotacional en eléctrica Frecuencia dependiente de rotación de la maquina motriz Frecuencia de generación dependiente del numero de polos Puede tener rueda polar o imanes permanentes en el rotor Como interfaz tiene un colector de anillos No se diferencia mucho del generador de continua excepto por el colector.
La velocidad no varía con el incremento de carga, la velocidad en un motor sincrónico obedece la ecuación.
f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina p: Número de pares de polos que tiene la máquina n: Velocidad de sincronismo de la máquina p: numero de pares de polos La característica par - velocidad para este motor constante hasta llegar a la carga nominal, esto debido a que la velocidad de rotación del motor está asociada con la frecuencia eléctrica aplicada, al ser la carga mayor que el enganche entre el rotor y estator el motor se desconecta y la velocidad y torque asociada a la misma se hacen cero.
menos que se facilite esta unión de los polos opuestos.
Característica par - velocidad de un motor sincrónico
3.- ¿Cuándo podría utilizarse un motor sincrónico aunque no se requiera su característica de velocidad constante? Podríamos utilizar un motor sincrónico como capacitor rotatorio para corregir el factor de potencia y reducir la corriente de un sistema con exceso de corriente por f.p, de esta manera no interesaría la característica de velocidad constante sino la característica en diagrama fasorial de carga constante con variación de la excitación del bobinado del rotor.
En la figura se ve el movimiento relativo entre los polos, si la velocidad deferencial entre los polos es muy alta, los campos magnéticos opuestos de los polos se da un comportamiento parecido al de la figura y los polos no se engancha.
5.- ¿Qué técnicas pueden emplearse para arrancar un motor sincrónico?
Reducir la velocidad del campo magnético del estator. A un valor suficientemente bajo para que el rotor pueda acelerar y se enlace con el durante medio ciclo de rotación del campo magnético. Esto se puede llevar a cabo reduciendo la frecuencia de la potencia eléctrica aplicada.
Utilizar un motor primario externo para acelerar el eje del motor sincrónico hasta la velocidad de sincronismo y convertir la maquina al instante en un generador. Entonces, apagando o desconectando el motor primario.
Utilizar devanados de Amortiguación como barras especiales dispuestas en ranuras labradas en la cara del rotor del motor sincrónico y cortocircuitadas en cada extremo por un gran anillo de cortocircuitado, este principio es el básico de funcionamiento de un motor asíncrono.
Figura: Representación por fase: (a) diagrama fasorial, (b) circuito equivalente, (c) voltaje terminal.
4.- ¿Por qué no puede arrancar por si solo un motor sincrónico? Un motor síncrono o sincrónico no puede arrancar por si solo debido a que para que se de el movimiento se produce un enganche de los polaridades opuestas de los polos del rotor con el estator, y al conectar el motor de inmediato produce el CMR a una velocidad de 60 ciclos por segundo, esta velocidad es muy alta para producir un enganche entre los polos del rotor con el estator, por esta razón no es posible hacer que el motor se mantenga girando a
6.- ¿Qué son devanados de amortiguación? ¿Por qué el par producido por ellos es unidireccional en el arranque mientras que el par producido por el devanado principal del
campo origina dirección?
un
par
que
alterna
su
Los devanados de amortiguación son barras de material conductor dispuestas en ranuras labradas en la cara del rotor del motor sincrónico y cortocircuitadas en cada extremo por un gran anillo de cortocircuitado. El par producido por los devanados de amortiguación es unidireccional en el arranque por que el devanado de campo en el rotor produce un flujo Øf que rota en la misma dirección esto hace que las líneas de campo magnético corten el conductor en una dirección produciendo un potencial en los extremos, al estar cortocircuitados se presenta una corriente, el sentido de la corriente no cambia porque para que esta cambie debería cambiar la polaridad del voltaje o la dirección de rotación del campo magnético rotante.
2. Variamos la tensión hasta llegar a la velocidad de sincronismo del motor síncrono.
La tensión no importa medir solo nos importa medir la velocidad del motor hasta que llegue a la velocidad de sincronismo que es de 1800r.p.m. 3. Apagamos el motor de lanzamiento y enseguida alimentamos al motor síncrono son 220V de línea.
Ejemplo de conductores (jaula de ardilla)
7.- ¿Qué es un capacitor sincrónico? ¿Para que se utiliza? El capacitor síncrono es un motor que cumple esa función, es decir, son motores sobreexcitados a los cuales no se les puede conectar carga y se los utiliza para corregir el factor de potencia, analíticamente hablando y como se lo notó en los análisis anteriores sobre el factor de potencia, y el diagrama fasorial, ahí podemos darnos cuenta previamente del desempeño de este motor que actúa como condensador síncrono, además podemos determinar el procedimiento para arrancar correctamente al motor síncrono y decir que: 1. Se arranca el motor de lanzamiento.
Al alimentarlo esto produce que el movimiento sea de sincronismo es decir los 1800 r.p.m.; sea apaga el motor de lanzamiento porque ya no tiene sentido tenerlo activo. 4. Se procede a colocarle una carga variable.
Al variar la carga podemos observar la característica del motor síncrono que al aumentar la carga su velocidad se mantiene constante hasta que la carga supera la potencia
máxima que puede entregar el motor síncrono y en este momento el motor se detiene; como se muestra en la curva característica siguiente de velocidad contra carga.
8.- Explique mediante diagramas fasoriales que ocurre a un motor sincrónico cuando varía su corriente de campo. Del diagrama fasorial derive la curva en V de un motor sincrónico. Lo que ocurre con un motor síncrono cuando se varía la corriente de campo es un incremento en la corriente de campo, por lo que incrementa la magnitud de EA pero no afecta la potencia real suministrada por el motor. La potencia del motor cambia cuando cambia el par de carga aplicado al eje. Si EA es bajo el valor de la corriente del inducido está en atraso y el motor es una carga inductiva. A medida que la corriente de campo aumenta la corriente del inducido tiende a alinearse con el VΦ y el motor se torna resistivo. A medida que aumenta la corriente de campo la corriente del inducido llega a ponerse en adelanto y el motor se convierte en una carga capacitiva.
Curva en V del motor sincrónico
10.- ¿Cuándo existe más riesgos de sobrecalentamiento para el circuito de campo operando a factor de potencia en adelanto o atraso? Explique la respuesta utilizando diagramas fasoriales. Existen más riesgos de sobrecalentamiento por que la corriente de campo es pequeña, esta en atraso y consume potencia Q el motor esta subexcitado.se puede apreciar este efecto si nos damos cuenta en el diagrama que está en la parte inferior,
La corriente de campo es grande, esta en adelanto y suministra potencia Q al sistema de potencia el motor esta sobreexcitado.
Un motor sincrónico está operando a una carga real fija y su corriente de campo aumenta. Si la corriente del inducido cae, ¿estaba operando el motor inicialmente a factor de potencia en atraso o en adelanto?
El motor estaba operando en adelanto debido a que si la corriente del inducido cae el motor opera en atraso Si la corriente de campo de un motor sincrónico varia mientras permanece constante su carga al eje, la potencia reactiva suministrada o consumida por el motor varia. Si EAcosδ>VΦ el motor suministrara potencia reactiva mientras que si EAcosδ
Curiosidades El grafeno haría Internet mucho más rápido
11.- ¿Por qué se debe reducir el voltaje aplicado a un motor sincrónico para operar a frecuencia mas bajas que la nominal? Se debe reducir el voltaje aplicado a un motor síncrono para mantener la corriente del estator en niveles seguros. En todo controlador de frecuencias variable o circuito arrancador de frecuencia variable el voltaje debe variar casi linealmente con la frecuencia aplicada.
Bibliografía: Información tomada de las siguientes fuentes investigativas: Steven J. Chapman, Máquinas Eléctricas 3º Ed; Prentice Hall, México DF H. Hübscher, J. Klaue, W. Pflüger, S. Appelt, “Electrotecnia Curso Elemental GTZ”, Barcelona España, editorial Reverté, S.A. 1983. http://www.nichese.com/sincrono.html http://www.tuveras.com/motorsincrono/mot orsincrono.htm http://www.profesormolina.com.ar/electrom ec/mot_sincronos.htm http://www.epsevg.upc.es/xic/cd/ponencias/ R0089.pdf
Un estudio sobre el grafeno que publica el último número de la revista Nature Communications revela una fórmula clave para mejorar las características de los dispositivos de este material y usarlos como fotodetectores en futuras comunicaciones ópticas de alta velocidad. “Los científicos ya habían demostrado que al colocar dos cables metálicos a poca distancia sobre el grafeno e irradiar luz sobre esta estructura, se generaba energía eléctrica. Era un dispositivo simple que funcionaba como una célula fotovoltaica elemental”, explican los autores del trabajo. El mayor obstáculo que se encontraron a la hora de poner en práctica este mecanismo era su baja eficiencia. Es decir, el grafeno es el material más fino del mundo pero absorbe poca luz, aproximadamente un 3%, y deja pasar a través suya el resto, por lo que no la puede aprovechar para la generación de electricidad. Lo más importante de este descubrimiento es que su aplicación práctica implicaría una increíble velocidad de comunicación en los cables de internet. Gracias a la naturaleza única de los electrones del grafeno y su alta movilidad, la velocidad de comunicación que se podría alcanzar con este material podría ser decenas y, potencialmente, cientos de veces más alta que la de los cables más rápidos actuales.
