Maquinas Síncronas, Asíncronas, Etc.

Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica – FIEE Escuela Profesional de Ingeniería Electrónica

TEMA:

MAQUINAS SINCRONAS, MAQUINAS ASINCRONAS, MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA, CONTROL VECTORIAL DE MAQUINAS AC.

GRUPO HORARIO:

90G

PROFESOR:

ING CIP Dr. Julio César Borjas Castañeda

INTEGRANTES: Cubas Solano Wilmer Humberto Pinto Mamani Ronald Anthony Silva Paz Ricardo Renato Chunga Chunga Julio Jair Milla Guerrero Alessandro Andre

CALLAO - 2018

1

1423225245 1423225754 1423225697 1423225191 1423215018

INDICE: Maquinas síncronas……………………………………………………………….. Características constructivas…………………………………………….. Características del estator……………………………………….. Características del rotor………………………………………….. Motores síncronos………………………………………………………… Circuito equivalente de la maquina síncrona…………………………... Generadores síncronos…………………………………………………… Tipos de construcción……………………………………………. Excitación independiente………………………………... Excitatriz principal y excitatriz piloto…............………... Electrónica de potencia………………………………….. Sin escobillas, o diodos giratorios……………………… Partes de un generador síncrono……………………………….. Estator…………………………………………………….. Componentes mecánicos……………………..... Sistema de conexión en estrella……………….. Sistema de conexión delta……………………… Rotor………………………………………………………. Sistema de enfriamiento…………………………………. Generadores enfriados por aire………………… Generadores enfriados por hidrogeno………… Generadores enfriados por hidrogeno/agua.... Tipos de diseño…………………………………………………… Generador síncrono con polos salientes en el estator... Generador síncrono con polos salientes en el rotor…. Generador síncrono sin escobillas……………………… Maquinas asíncronas……………………………………………………………… Aspectos constructivos…………………………………………………… Geometría de la ranura…………………………………………………… Balance de potencias………………………………………………………. Máquinas de corriente continua…………………………………………………... Introducción………………………………………………………………… Aspectos constructivos…………………………………………………….. Funcionamiento del colector……………………………………………... Principio de funcionamiento……………………………………………… Generador………………………………………………………………….. Motor………………………………………………………………………... Reacción del inducido…………………………………………......……… Conmutación…………………………….…………………………………. Circuitos equivalentes…………………………………………..…………. Circuitos equivalentes del estator (circuito de campo) ……………….. Circuito equivalente del rotor (armadura)……………………………..… La excitación en las máquinas de c.c…………………………………… Maquinas con excitación independientes…………………..….. Maquinas auto excitadas………………………………………… Inversión del sentido de giro de un motor de c.c………………………. Regulación de la velocidad de giro del motor…………………………... Control vectorial en motores asíncronos…………………………………………. Técnicas de control utilizadas en los motores de inducción……………

2

4 4 4 5 6 8 9 9 9 9 9 9 9 10 11 11 11 12 13 13 13 13 13 13 14 15 16 16 17 20 23 23 23 23 23 24 24 24 24 25 25 26 26 26 27 27 28 29 32

Conclusiones………………………………………………………………………… Maquinas síncronas………………………………………………………… Maquinas asíncronas……………………………………………………….. Máquinas de corriente continua……………………………………………. Control vectorial de máquinas AC…………………………………………. Bibliografía…………………………………………………………………………….. Maquinas síncronas………………………………………………………… Maquinas asíncronas……………………………………………………….. Máquinas de corriente continua……………………………………………. Control vectorial de máquinas AC………………………………………….

3

33 33 33 34 34 34 34 35 35 35

Maquinas Síncronas: Los maquinas síncronas son un tipo de motor de corriente alterna. Su velocidad de giro es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectada y por el número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo". Este tipo de motor contiene electromagnéticos en el estator del motor que crean un campo magnético que rota en el tiempo a esta velocidad de sincronismo. En términos prácticos, las máquinas sincrónicas tienen su mayor aplicación en potencias elevadas, particularmente como generadores ya sea a bajas revoluciones en centrales hidroeléctricas, o bien a altas revoluciones en turbinas de vapor o gas. Cuando la máquina se encuentra conectada a la red, la velocidad de su eje depende directamente de la frecuencia de las variables eléctricas (voltaje y corriente) y del número de polos. Este hecho da origen a su nombre, ya que se dice que la máquina opera en sincronismo con la red. Por ejemplo, una máquina con un par de polos conectada a una red de 50 [Hz] girará a una velocidad fija de 3000 [RPM], si se tratara de una máquina de dos pares de polos la velocidad sería de 1500 [RPM] y así sucesivamente, hasta motores con 40 o más pares de polos que giran a bajísimas revoluciones. En la operación como generador desacoplado de la red, la frecuencia de las corrientes generadas depende directamente de la velocidad mecánica del eje. Esta aplicación ha sido particularmente relevante en el desarrollo de centrales de generación a partir de recursos renovables como la energía eólica. Las máquinas sincrónicas también se emplean como motores de alta potencia (mayores de 10.000 [HP]) y bajas revoluciones. Un ejemplo particular de estas aplicaciones es al interior de la industria minera como molinos semiautógenos (molinos SAG) o como descortezadores de la industria maderera. Adicionalmente a la operación como motor y generador, el control sobre la alimentación del rotor hace que la máquina sincrónica pueda operar ya sea absorbiendo o inyectando reactivos a la red en cuyo caso se conocen como reactor o condensador sincrónico respectivamente. Particularmente esta última aplicación es utilizada para mejorar el factor de potencia del sistema eléctrico el cual tiende a ser inductivo debido a las características típicas de los consumos. La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con los parámetros mencionados es:

Características constructivas: Características del estator: Dada la alimentación alterna de la armadura, el estator de la máquina sincrónica es muy similar al estator de la máquina de inducción, por lo cual las características constructivas del mismo no se repetirán en esta sección. Características del rotor:

4

-

El rotor de una máquina sincrónica puede estar conformado por: Imanes permanentes Rotor de polos salientes Rotor cilíndrico

Los imanes permanentes representan la configuración más simple ya que evita el uso de anillos rozantes para alimentar el rotor, sin embargo, su aplicación a altas potencias se encuentra limitada ya que la densidad de flujo magnético de los imanes no es, por lo general, alta. Adicionalmente, los imanes permanentes crean un campo magnético fijo no controlable a diferencia de los rotores con enrollados de excitación donde se puede controlar la densidad de flujo magnético. Dentro de los rotores con enrollados de excitación se tienen los de tipo cilíndrico y los de polos salientes. La imagen muestra el diagrama del estator de una máquina sincrónica, la figura (b) corresponde a un rotor de polos salientes, en tanto que el dibujo (c) muestra el esquema de un rotor cilíndrico. Por su parte, en las figuras (d) y (e) se observan la apariencia de una máquina sincrónica vista desde fuera y la representación de los enrollados de rotor y estator, respectivamente.

Figura 1. Rotores de máquina sincrónica

5

Desde el punto de vista de modelamiento el rotor cilíndrico es bastante más simple que el rotor de polos salientes ya que su geometría es completamente simétrica. Esto permite establecer las relaciones para los voltajes generados respecto de las inductancias mutuas del rotor y estator, las cuales son constantes. En el caso del rotor de polos salientes, su geometría asimétrica provoca que el modelamiento de las inductancias propias de estator y rotor, así como las inductancias mutuas entre ambos, tengan un desarrollo analítico bastante complejo. Motores síncronos: De acuerdo con lo estudiado, los motores síncronos no pueden arrancar en forma autónoma lo cual hace que requieran mecanismos adicionales para la partida: Una máquina propulsora externa (motor auxiliar). Barras amortiguadoras. Particularmente en el segundo caso, se intenta aprovechar el principio del motor de inducción para generar torque a la partida. Constructivamente, en cada una de las caras polares del rotor (polos salientes), se realizan calados donde se colocan unas barras, denominadas amortiguadoras, que le dan al rotor una característica similar a los segmentos tipo jaula de ardilla del motor de inducción.

Figura 2. Barras amortiguadoras en motor síncrono De este modo, el motor se comporta como una máquina de inducción hasta llegar a la velocidad sincrónica. Es importante notar que el circuito de compensación se construye de modo que el campo magnético rotatorio inducido en el rotor sea débil comparado con el campo magnético fijo del rotor (producido por la alimentación con corriente continua). De este modo se evita que el efecto de inducción perturbe la máquina en su operación normal. Ejes directo y en cuadratura:

6

El estudio del comportamiento de las máquinas sincrónicas se simplifica al considerar dos ejes ficticios denominados eje directo y eje en cuadratura, que giran solidarios al rotor a la velocidad de sincronismo (ver figura 3): El eje directo es aquel que se define en la dirección Norte-Sur del rotor, con su origen en el centro magnético y en dirección hacia el Norte. El eje en cuadratura tiene el mismo origen que el anterior pero su dirección es perpendicular a éste. Las corrientes por ambos enrollados ficticios (Id e Iq) están desfasadas en 90º eléctricos y la suma de ambas es equivalente a la corriente por fase en los enrollados reales.

Figura 3. Ejes directo y en cuadratura El uso de estos enrollados ficticios permite simplificar el análisis de las máquinas sincrónicas. En particular, en el caso de la máquina con rotor cilíndrico que posee una geometría simétrica es posible establecer un circuito eléctrico equivalente para definir el comportamiento de esta máquina. En el caso del rotor de polos salientes, si bien no se puede esquematizar el comportamiento de la máquina a través de un circuito eléctrico equivalente, el empleo de los ejes directo y en cuadratura contribuye a simplificar notablemente el desarrollo analítico y las ecuaciones debido a que permite independizarse del ángulo de posición entre el rotor y los ejes de las fases. En la sección siguiente se presenta el desarrollo analítico del comportamiento de la máquina de polos salientes (más compleja) y posterior a ello se analiza el comportamiento de la máquina con rotor cilíndrico a partir de su circuito equivalente.

7

Circuito equivalente de la máquina sincrónica: La existencia de los ejes ficticios directo y en cuadratura permite modelar eléctricamente las variables del estator a través de la resistencia del estator y las reactancias del eje directo y en cuadratura. Particularmente, si el rotor es de polos salientes las reactancias en ambos ejes son diferentes y su cálculo supone un desarrollo complejo como el presentado precedentemente. En el rotor cilíndrico, sin embargo, se define una única reactancia: Xs=Xd=Xq por lo cual es posible establecer un circuito como el de la siguiente figura 4.

Figura 4. Circuito equivalente por fase de la máquina sincrónica. A partir de la figura se define:

𝐸 = 𝐿𝑒𝑟 . 𝐼𝑟 . 𝑤. 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡) 𝐿𝑒𝑟 =

𝑁𝑒 𝑁𝑟 𝑅

Donde: -𝐸 es la tensión inducida de la máquina -Re es la resistencia en los enrollados del estator. 𝑒𝑟 -𝐿 es la inductancia mutua entre rotor y estator. -𝑁𝑒 𝑁𝑟 son el número de vueltas de los enrollados de estator y rotor respectivamente. -𝑅 es la reluctancia del circuito magnético. -𝐼𝑟 es la corriente rotórica (de excitación).

8

Generadores síncronos: El generador síncrono (alternador) es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica. A estos también se los conoce como Máquinas Síncronas, la razón por la que se llama generador síncrono es la igualdad entre la frecuencia eléctrica como la frecuencia angular, es decir, el generador girara a la velocidad del campo magnético, por lo que a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo. Los generadores constan fundamentalmente del rotor y el estator, ambos con devanados. Esta máquina funciona alimentando al rotor o circuito de campo por medio de una batería es decir por este devanado fluirá CC., mientras q en el estator o circuito de armadura la corriente es alterna CA. El generador síncrono está compuesto principalmente de una parte móvil o rotor y de una parte fija o estator, el principio de funcionamiento de un generador síncrono se basa en la ley de Faraday. Para crear tensión inducida en el (estator), debemos crear un campo magnético en el rotor o circuito de campo, esto lo lograremos alimentado el rotor con una batería, este campo magnético inducirá una tensión en el devanado de armadura por lo que tendremos una corriente alterna fluyendo a través de él. Tipos de construcción: La principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos, se encuentra en su sistema de alimentación en continua para la fuente de excitación situada en el rotor. Excitación Independiente: excitatriz independiente de continua que alimenta el rotor a través de un juego de anillos rozantes y escobillas. Excitatriz principal y excitatriz piloto: la máquina principal de continua tiene como bobinado de campo otra máquina de excitación independiente, accionada por el mismo eje. Electrónica de potencia: directamente, desde la salida trifásica del generador, se rectifica la señal mediante un rectificador controlado, y desde el mismo se alimenta directamente en continua el rotor mediante un juego de contactores (anillos y escobillas). El arranque se efectúa utilizando una fuente auxiliar (batería) hasta conseguir arrancar. Sin escobillas, o diodos giratorios: la fuente de continua es un rectificador no controlado situado en el mismo rotor (dentro del mismo) alimentado en alterna por un generador situado también en el mismo eje y cuyo bobinado de campo es excitado desde un rectificador controlado que rectifica la señal generada por el giro de unos imanes permanentes situados en el mismo rotor (que constituyen la excitatriz piloto de alterna). Partes de un generador síncrono: A continuación, se detalla las partes fundamentales que componen un generador síncrono: 1. Estator. 2. Rotor. 3. Sistema de enfriamiento. 4. Excitatriz. 5. Conmutador.

9

Fig 5: Partes del Alternador Estator: Parte fija de la máquina, montada envuelta del rotor de forma que el mismo pueda girar en su interior, también constituido de un material ferromagnético envuelto en un conjunto de enrollamientos distribuidos al largo de su circunferencia. Los enrollamientos del estator son alimentados por un sistema de tensiones alternadas trifásicas. Por el estator circula toda la energía eléctrica generada, siendo que tanto la tensión en cuanto a corriente eléctrica que circulan son bastante elevadas en relación al campo, que tiene como función sólo producir un campo magnético para "excitar" la máquina de forma que fuera posible la inducción de tensiones en las terminales de los enrollamientos del estator. La máquina síncrona está compuesta básicamente de una parte activa fija que se conoce como inducido o ESTATOR y de una parte giratoria coaxial que se conoce como inductor o ROTOR. El espacio comprendido entre el rotor y el estator, es conocido como entrehierro. Esta máquina tiene la particularidad de poder operar ya sea como generador o como motor.

Fig 6: Estator del Alternador

10

Los elementos más importantes del estator de un generador de corriente alterna, son las siguientes: 1. Componentes mecánicas. 2. Sistema de conexión en estrella. 3. Sistema de conexión en delta. Componentes mecánicas. Las componentes mecánicas de un generador son las siguientes: A. La carcasa: La carcasa del estator está formada por bobinas de campo arrollados sin dirección, soportadas en piezas de polo sólidas. Las bobinas están ventiladas en su extremo para proporcionar de esta forma una amplia ventilación y márgenes de elevación de temperatura. La carcasa del estator es encapsulada por una cubierta apropiada para proporcionar blindado y deflectores de aire para una correcta ventilación de la excitatriz sin escobillas. B. El núcleo. C. Las bobinas. D. La caja de terminales. Sistema de conexión en estrella. Los devanados del estator de un generador de C.A. están conectados generalmente en estrella, en la siguiente figura T1, T2, T3 representan las terminales de línea (al sistema) T4, T5, T6 son las terminales que unidas forman el neutro.

Fig 7: conexión en estrella Sistema de conexión delta. La conexión delta se hace conectando las terminales 1 a 6, 2 a 4 y 3 a 5, las terminales de línea se conectan a 1, 2 y 3, con esta conexión se tiene con relación a la conexión estrella, un voltaje menor, pero en cambio se incrementa la corriente de línea.

11

Fig 8: conexión en delta Rotor: Es la parte de la máquina que realiza el movimiento rotatorio, constituido de un material ferromagnético envuelto en un enrollamiento llamado de "enrollamiento de campo", que tiene como función producir un campo magnético constante así como en el caso del generador de corriente continua para interactuar con el campo producido por el enrollamiento del estator. La tensión aplicada en ese enrollamiento es continua y la intensidad de la corriente soportada por ese enrollamiento es mucho más pequeño que el enrollamiento del estator, además de eso el rotor puede contener dos o más enrollamientos, siempre en número par y todos conectados en serie siendo que cada enrollamiento será responsable por la producción de uno de los polos del electroimán.

Fig 9: Rotor del Alternador

12

Sistema de enfriamiento. Generadores enfriados por aire: Estos generadores se dividen en dos tipos básicos: abiertos ventilados y completamente cerrados enfriados por agua a aire. Los generadores de tipo OV fueron los primeros construidos, el aire en este tipo de generadores pasa sólo una vez por el sistema y considerable cantidad de materias extrañas que pueden acumularse en las bobinas, interfiriendo la transferencia de calor y afectando adversamente al aislamiento. Los generadores tipo TEWC, son un sistema de enfriamiento cerrado, donde el aire re circula constantemente y se enfría pasando a través del tubo del enfriador, dentro de los cuales se hace pasar agua de circulación. La suciedad y materias extrañas no existen en el sistema, y puesto que se tiene agua de enfriamiento disponible, la temperatura del aire puede mantenerse tan baja como se desee. Generadores enfriados por hidrógeno: Los generadores de mayor capacidad, peso, tamaño y los más modernos, usan hidrógeno para enfriamiento en vez de aire en circuito de enfriamiento cerrado. El enfriamiento convencional con hidrógeno puede usarse en generadores con capacidad nominal aproximada de 300 MVA. Generadores enfriados por hidrógeno / agua: Pueden lograrse diseños de generadores aun más compactos mediante el uso de enfriamiento con agua directo al devanado de la armadura del generador. Estos diseños emplean torones de cobre a través de los cuales fluye agua desionizada. El agua de enfriamiento se suministra vía un circuito cerrado. Tipos de diseños: A continuación vamos a enumerar cuales son los tipos de diseños que se encuentran en la construcción de generadores síncronos. Estos son: De polos salientes en el estator De polos salientes en el motor Generador sin escobillas Ahora vamos a proceder a analizar cada uno de estos, recalcando la utilidad y aplicación de cada uno de estos diseños. Generador síncrono con polos salientes en el estator:

Fig. 10. Generador con polos en el estator. El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (y se les llama "paquete"), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el

13

flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos. La particularidad de este tipo de generador es que tiene el inducido en el rotor, esta configuración es propia de máquinas de baja y media velocidad y potencia, hasta 1000 rpm. Por tal razón para poder sacar la tensión producida, necesitamos de un sistema de colector de anillos. El número de anillos a utilizar va a depender directamente del número de fases con la que nos encontremos trabajando. Generador síncrono con polos salientes en el rotor:

Fig. 11. Generador con polos en el rotor Este generador a diferencia del anterior tiene el inducido en el estator, por tal razón no necesitamos un mecanismo de colector de anillos para extraer la tensión generada ya que esta va a encontrarse en la parte externa de la máquina, necesitaríamos únicamente un par de anillos, con la finalidad de ingresar el voltaje de campo, pero esto es de gran ayuda ya que el voltaje de campo es considerablemente más pequeño que la tensión generada, por tal razón este par de anillos van hacer de medidas pequeñas, y así mismo las escobillas no tendrían un tamaño mayor.

Fig. 12. Polos salientes en el rotor Se utiliza este tipo de generadores, para gran potencia, por la versatilidad que nos brinda.

14

Generador síncrono sin escobillas:

Fig. 13. Generador sin escobillas Este tipo de generadores son de mediana potencia, para la excitación podríamos tener un banco de baterías que sería de respaldo, la excitatriz podría ser un alternador, es decir un generador síncrono con polos salientes en el estator, luego de esta etapa, sale a una placa electrónica en donde por medio de dispositivos electrónicos, se envía al circuito de excitación del generador principal. Para realizar reparaciones en este tipo de generadores, es necesario saber sobre dispositivos electrónicos, y centrarse en el controlador.

Fig. 14. Alternador sin escobillas Debido a que no presenta ningún contacto mecánico entre el rotor y el estator estas máquinas requieren mucho menos mantenimiento.

15

MÁQUINAS ASÍNCRONAS La máquina asíncrona o de inducción se caracteriza por que la corriente del devanado inducido (normalmente rotor) se debe a la fem inducida en un circuito cerrado. La máquina asíncrona es el convertidor electromecánico más usado en la actualidad, especialmente en su funcionamiento como motor, aunque, como toda máquina eléctrica, es reversible y puede trabajar como generador. Como toda máquina eléctrica está constituida por dos circuitos eléctricos unidos por uno magnético. Uno de los circuitos eléctricos está alojado en el estator y consiste en un devanado trifásico distribuido de forma similar al de una máquina síncrona, y el otro está situado en el rotor, diseñándose ambos devanados con el mismo número de pares de polos (p). El circuito magnético está compuesto por dos núcleos (estatórico y rotórico) y un entrehierro. La velocidad de la máquina asíncrona no está impuesta por la red, existe un pequeño deslizamiento. Su uso habitual es como motor aunque es posible como generador (eólica) aunque no puede regular la potencia reactiva. Existen máquinas rotor cortocircuitado (devanado accesible) y rotor en jaula de ardilla (devanado no accesible). Ventajas  Máquina robusta y simple (80 % de las máquinas actuales es de este tipo).  Con el desarrollo de los accionamientos puede aplicarse, de forma económica, a sistemas de velocidad variable. Inconvenientes  No permite la regulación de reactiva.  Sin elementos externos su característica par-velocidad es fija.  La unión rígida a la frecuencia de la red puede ser un inconveniente Clasificación de las máquinas de inducción  Rotor en jaula de ardilla  Rotor devanado o con anillos

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS La máquina asíncrona o de inducción consta de una parte fija llamada estátor y una parte móvil llamada rótor, separadas ambas por un pequeño espacio de aire denominado entrehierro. La máquina de inducción es básicamente una máquina polifásica de corriente alterna conectada a una red eléctrica bien por el estator, bien por el rotor o bien por ambos. En el caso

16

que atañe al presente proyecto, la alimentación es trifásica y a través de los arrollamientos inductores (generalmente el estátor), produciendo un campo giratorio en el entrehierro de la máquina. Este campo inducirá tensiones en los arrollamientos del inducido (rotor generalmente), que está galvánicamente aislado de la red de alimentación. Si los arrollamientos del rótor o inducido están cortocircuitados se generarán corrientes alternas en su seno. La interacción entre el campo del inductor y las corrientes del inducido produce un par desde velocidad nula del rotor hacia adelante. La velocidad del rótor en la que las intensidades de los devanados del secundario son nulas es conocida como velocidad síncrona. Los arrollamientos del rotor pueden ser polifásicos (rótor bobinado) o estar construidos mediante barras cortocircuitadas por anillos (rótor de jaula de ardilla). Todos los arrollamientos tanto estatóricos como rotóricos están ubicados en ranuras uniformes practicadas en chapas delgadas de acero al silicio. La máquina de inducción tiene un entrehierro bastante uniforme de 0,2 a 3 mm, correspondiendo los valores más altos a potencias mayores, del orden de MW. Los devanados del rótor pueden estar cortocircuitados, conectados a una impedancia externa o conectada a una fuente de potencia con frecuencia y tensión variables. En el último caso la máquina funciona casi como una máquina síncrona ya que está doblemente alimentada y ambas frecuencias, estatórica y deslizamientorotórica vienen impuestas, la última dependiente de la velocidad.  Las partes principales de las máquinas de inducción son:  La corona magnética ranurada estatórica  Los devanados eléctricos estatóricos  La corona magnética ranurada rotórica  Los devanados eléctricos rotóricos  El eje del rótor  La carcasa del estátor más los cojinetes.  El sistema de refrigeración  La caja de bornas

17

GEOMETRÍA DE RANURA El entrehierro tiene que ser atravesado por el campo magnético producido en el primario. Esto a su vez induce tensiones y genera intensidades en los arrollamientos del secundario. Para magnetizar el aire se requieren grandes fuerzas magnetomotrices y como parece lógico, cuanto menor espesor tenga el entrehierro menos fuerza magnetomotriz será necesaria para la magnetización. El límite inferior del espesor del entrehierro viene determinado por restricciones mecánicas y por el cociente entre las aberturas del estator y del rotor y el entrehierro, de modo que se limiten las pérdidas originadas por la superficie de la corona y por las pulsaciones del flujo producidas por los dientes formados entre ranura y ranura. El poner los arrollamientos en ranuras produce una disminución de la corriente de magnetización, a la vez que facilita la fabricación de los devanados. Además el bobinado en ranuras es mejor en términos de rigidez mecánica y trasmisión de calor (a las coronas). Por último la fuerza magnetomotriz por unidad de longitud periférica (altura de bobina) puede ser aumentada, permitiendo la construcción eficiente de máquinas con una mayor potencia. Como contrapartida se pierde la posibilidad de distribuir los arrollamientos de forma que se cree una distribución puramente senoidal de las fuerzas magnetomotrices a lo largo de la periferia del entrehierro, lo cual es un precio pequeño frente a los beneficios antes mencionados

Distintos tipos de ranuras: semicerradas, semiabierta y abierta La geometría de la ranura depende principalmente del nivel de potencia de la máquina y, por tanto, del tipo de espira magnética (con sección rectangular o circular) con la que están hechos los devanados. Con una sección de cable circular en motores de baja potencia, las bobinas pueden ser introducidas hilo a hilo y por tanto la apertura de la ranura puede ser pequeña. En bobinas preformadas, para maquinas grandes, hechas mediante sección rectangular se utilizan ranuras abiertas o semiabiertas. En general las ranuras pueden ser rectangulares, ligeramente trapezoidales o trapezoidales con bordes redondeados. Las abiertas o semiabiertas tienden a ser rectangulares, mientras que las semicerradas suelen ser trapezoidales.

18

19

BALANCE DE POTENCIAS El balance de potencias de una máquina asíncrona polifásica actuando como motor. En consecuencia, en lo que sigue se adopta el criterio de signos de considerar positivas las potencias cuyo sentido sea el correspondiente al funcionamiento de la máquina como motor. Se supondrá que la máquina funciona con una marcha industrial (por lo tanto, el valor eficaz y la frecuencia de las tensiones de las fases del estator son constantes e iguales a sus valores asignados) y con un deslizamiento s pequeño. En este análisis se va a utilizar el circuito equivalente exacto. En un motor la potencia fluye desde el estator hacia el rotor y el eje de la máquina), transformándose la potencia eléctrica absorbida en el estator P1 en potencia mecánica útil Pu en el eje La potencia activa absorbida por el estator P1 en función de los valores de fase de la tensión V1 y de la corriente I1 estatóricas, así como del factor de potencia cos 1 y del número de fases m1 del estator se obtiene así

20

Una vez en el estator, parte de esta potencia se pierde en forma de calor por efecto oule en la resistencia R1 de las fases del estator dando lugar a las pérdidas en el cobre del estator PCu1

En el estator existen otras pérdidas que se producen en su circuito magnético. Estas pérdidas son debidas a los fenómenos de la histéresis y de las corrientes de Foucault y se denominan pérdidas magnéticas o pérdidas en el hierro PFe.

En principio también existen pérdidas en el hierro en el rotor. Pero, como se estudió en una lección anterior, las pérdidas magnéticas dependen aproximadamente del cuadrado de la frecuencia. Como la frecuencia f2 de las corrientes del rotor es mucho más pequeña que la frecuencia f1 del estator en condiciones normales de funcionamiento (deslizamientos s pequeños), sucede que las pérdidas en el hierro del rotor son despreciables frente a las del estator. En consecuencia, en este texto se aceptará que la totalidad de las pérdidas en el hierro se producen en el estator. Después de haberse producido las pérdidas en el cobre del estator y las pérdidas en el hierro, la potencia restante se transfiere del estator hacia el rotor a través del entrehierro. Esta potencia se la denomina potencia en el entrehierro Pa:

De la potencia Pa que llega al rotor parte se pierde por efecto Joule en la resistencia R2 de las fases del rotor dando lugar a las pérdidas en el cobre del rotor PCu2

La potencia restante es la potencia que se convierte de potencia electromagnética en potencia mecánica. Cuando esta potencia se ha convertido en mecánica se la denomina potencia mecánica interna Pmi y es la potencia que llega al eje de la máquina. Como ya se indicó anteriormente, esta es la potencia que en el circuito equivalente se consume en la resistencia de carga R’c. Luego, teniendo en cuenta también la relación (20) se llega a

Una pequeña parte de la potencia se pierde por rozamientos y ventilación; es decir, por las pérdidas mecánicas Pm. El resto es la potencia útil Pu del motor3

21

Las relaciones obtenidas en este apartado se pueden recordar fácilmente y si se tiene en cuenta que en el circuito equivalente exacto de la Fig. 10: - P1 es la potencia total consumida en el circuito equivalente - PCu1 es la potencia perdida en la resistencia R1 - PFe es la potencia disipada en la resistencia RFe - Pa es la potencia gastada en la totalidad de las resistencias del rotor, es decir, en R’2 + R’c = R’2/s - PCu2 es la potencia disipada en la resistencia R´2 - Pmi es la potencia consumida en la resistencia R’c El rendimiento de un motor asíncrono es igual a este cociente

Funcionando a marcha industrial y con deslizamientos pequeños (por lo tanto, a velocidad casi constante), se tiene que:

:

22

MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA INTRODUCCIÓN El desarrollo de la máquina de c.c. se centra en la búsqueda de procedimientos que transforman la c.a. inducida en una espira, al girar dentro de un campo magnético, en corriente continua. La ventaja fundamental de los motores de c.c. frente a los motores de c.a. ha sido su mayor grado de flexibilidad para el control de la velocidad y el par. Sin embargo, debido al desarrollo de la electrónica de potencia, su aplicación se ha reducido en pro de los motores de c.a., cuyo coste de fabricación y mantenimiento es más reducido. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS El estator es la parte fija al que se fijan los polos. Para mejorar la conmutación existen los polos auxiliares o de conmutación, el devanado de estos polos se conecta en serie con el inducido. El rotor está formado por el inducido y el colector de delgas (conmutador). El conjunto de cilindro formado por delgas es a lo que se llama colector. Las delgas están aisladas entre sí y del cubo del colector. Para extraer o suministrar corriente al colector se utilizan escobillas de grafito. FUNCIONAMIENTO DEL COLECTOR

Fig.1.- Funcionamiento del colector PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El nombre de máquinas de c.c. se debe a que el valor de la frecuencia de la carga es fL=0, lo cual se consigue por la acción rectificadora del colector.

23

El inductor (devanado de excitación) que está en los polos del estator es alimentado con c.c. GENERADOR Se suministra energía de rotación al eje y se aplica c.c. a la excitación (inductor). Cuando el rotor gira en los conductores se induce una f.e.m. alterna de frecuencia f=np/60. Según la ley de Faraday para conductores en movimiento en un campo magnético uniforme la f.e.m. inducida es E=l.(vxB) Debido a la acción rectificadora del colector se obtiene una c.c. entre las escobillas de salida. Las escobillas están en la línea neutra porque en esa posición los conductores tienen ε=0 y por lo tanto en la conmutación de una delga a las siguiente no aparecen chispas (arcos eléctricos). MOTOR Se suministra c.c. al inductor y a las escobillas del inducido. Si se circular corriente por los conductores y como están en el seno de un campo magnético, sobre ellos se ejercerá una fuerza que dará lugar a un par de giro. F=l.ixB REACCIÓN DEL INDUCIDO Cuando una máquina de c.c. funciona en vacío (como generador) no existe corriente en el Inducido y el flujo en el entrehierro está producido por la f.m.m. del inductor. Cuando se cierra el circuito del inducido aparece una corriente por los conductores del rotor y produce una f.m.m. del inducido, que se combina con la del estator para producir el flujo resultante. Se llama reacción del inducido al efecto que ejerce la f.m.m. del rotor sobre la f.m.m. del inductor, y que hace variar la forma y magnitud del flujo en el entrehierro. Una consecuencia es el desplazamiento que sufre la línea neutra:  Cuando la máquina trabaja en vacío, la línea neutra magnética coincide con la línea neutra geométrica (o media entre polos).  Cuando circula corriente por el inducido y estando funcionando la máquina como generador, la línea neutra magnética se adelanta respecto del sentido de giro del rotor. En el motor se retrasa. Este desplazamiento de la línea neutra magnética lleva consigo un fuerte chisporroteo en el colector, ya que durante la conmutación la escobilla correspondiente pondrá en cortocircuito una sección del devanado en el cual se induce una cierta f.e.m. por existir flujo en esa zona Por tanto, para evitarlo habrá que desplazar las escobillas hasta encontrar la línea neutra real. En la mayoría de las máquinas de c.c. para eliminar el desplazamiento de la línea neutra con las variaciones de carga y asegurar una mejor conmutación, se emplean los llamados polos auxiliares o polos de conmutación, que son pequeños núcleos magnéticos que se colocan en la línea neutra teórica, que van provistos de un devanado que se conecta en serie con el inducido, y que producen un campo magnético opuesto al de la reacción transversal (del rotor). CONMUTACIÓN Se entiende por conmutación el conjunto de fenómenos vinculados con la variación de corriente en las espiras del inducido al pasar éstas por la zona donde se las cierra en cortocircuito por las escobillas colocadas en el colector. Una buena conmutación debe realizarse sin la formación de chispas en el colector, mientras que una mala conmutación, concurrente con la formación de chispas, produce, para un trabajo prolongado de la máquina un deterioro notable de la superficie del colector que perturba el buen funcionamiento de la máquina.

24

El chisporroteo entre las escobillas y el colector obedece a causas mecánicas y eléctricas:  Entre las primeras figuran: defectuoso ajuste de las escobillas con el colector, resalte de algunas delgas, insuficiente equilibrado del rotor, etc.  La causa eléctrica fundamental del chisporroteo la constituye la elevación de la tensión entre delgas adyacentes del colector, que en especial, puede ser provocada por los fenómenos de autoinducción de las secciones del arrollamiento del inducido. La corriente Ii de salida de la escobilla se toma de la delga 3, la corriente en la sección C considerada es Ii /2 y tiene sentido de derecha a izquierda. En un instante intermedio la sección C está pasando por la línea neutra y debe invertir su sentido, apareciendo el reparto de corrientes que se indica en la figura. El momento en que la corriente de la bobina es nula coincide precisamente con media duración de la conmutación. El final de la misma se obtiene cuando la escobilla deja de hacer contacto con la delga 3, en cuyo instante la corriente en la sección C se ha invertido y vuelve a tomar el valor de partida Ii /2. El paso produce unos arcos eléctricos. CIRCUITOS EQUIVALENTES

Fig.2 Circuitos equivalentes CIRCUITO EQUIVALENTE DEL ESTATOR (CIRCUITO DE CAMPO) En el caso de que el estator sea de imanes permanentes, no tiene sentido hablar de circuito equivalente. Esos imanes permanentes crearán un flujo por polo Ф, que será el que aparecerá en el circuito equivalente del rotor y será un valor fijo marcado por los imanes permanentes utilizados. En el caso más general de un estator consistente en un devanado arrollado sobre unos polos salientes, el circuito equivalente será, simplemente, el de una bobina (inductancia). Como toda inductancia real, su circuito equivalente será el de una inductancia Le en serie con una resistencia parásita, que será la resistencia del hilo conductor con el que se ha bobinado para hacer el devanado. El valor de la inductancia Le es el que relaciona el flujo que se crea en una máquina para una corriente Ie del estator determinada.

25

El valor de LF es una constante en la zona de comportamiento lineal del material ferromagnético. A medida que nos acercamos a la zona de saturación, el campo B llega a una saturación con el incremento de la corriente Ie, lo que equivale a decir que LF disminuye. El valor de LF es una constante en la zona de comportamiento lineal del material ferromagnético. A medida que nos acercamos a la zona de saturación, el campo B llega a una saturación con el incremento de la corriente Ie , lo que equivale a decir que LF disminuye. Cuando se conecta una tensión de continua Vf al estator, empieza a aumentar la corriente hasta que se alcanza el régimen permanente en que

Mientras no se varíe la tensión o se añada alguna resistencia en serie con el estator, la corriente permanecerá constante y, por tanto, también el flujo y la energía magnética. Las pérdidas en la resistencia RF serán pérdidas por efecto Joule, y una vez llegado al régimen permanente, el gasto de energía de la fuente que alimenta al estator se va precisamente en esas pérdidas por efecto Joule. CIRCUITO EQUIVALENTE DEL ROTOR (ARMADURA) El circuito equivalente del rotor tiene bobina real, una tensión que se induce en las espiras del inducido al estar girando dentro de un campo magnético, y una caída de tensión en las escobillas. Como una espira está formada por dos barras, tenemos que la tensión inducida por la ley de Faraday es E=2Blv En el conjunto de todas las espiras del devanado del inducido se inducirá una tensión que será proporcional a la que se induce en cada espira, y que depende de la velocidad de giro de la máquina, sus dimensiones y el valor del campo magnético. En general se puede poner la expresión: Donde k es una constante que depende, entre otras cosas, del número de espiras, n son las revoluciones a las que gira la máquina, y Ф es el flujo por polo que atraviesa las espiras y depende del campo magnético y las dimensiones de la máquina. En el caso de un generador la EA se denomina fuerza electromotriz y en el caso de un motor una fuerza contraelectromotriz. Si una corriente de armadura fluye a través del sistema de escobillas y conmutador, esta corriente pasa a través de los conductores del rotor y se genera un par. Por la Ley de Ampere de la fuerza, este par generado es proporcional al flujo y a la corriente de armadura.

Siendo KT es una constante que depende del tamaño del rotor, del número de vueltas del rotor, y de los detalles de interconexión de estas vueltas. Del circuito equivalente se tiene

Pgen =EIa es la potencia que sale del circuito eléctrico como potencia mecánica. Por consiguiente, la ley de conservación de la energía demanda que la potencia generada sea La potencia de salida P, será la potencia generada menos las pérdidas por rotación

26

LA EXCITACIÓN PARA MAQUINAS C.C. Se distinguen:  Máquinas con excitación independiente: el devanado inductor es alimentado mediante una fuente de alimentación externa.  Máquinas autoexcitadas: se excita a si misma tomando la corriente inductora del propio inducido (caso de funcionamiento como generador) o de la misma red que alimenta el inducido (caso de trabajar como motor) Se clasifican a su vez en:   

Máquina serie Máquinas shunt o derivación Máquinas compound o compuestas

Fig. Máquinas autoexitadas INVERSIÓN DEL SENTIDO DE GIRO DE UN MOTOR DE C.C La corriente en uno de los devanados, a saber:  Manteniendo fija la polaridad del devanado de excitación, cambiamos la polaridad del inducido.

27



Manteniendo fija la polaridad del inducido se cambia la polaridad del devanado de excitación.

En la práctica se suele optar por la primera solución puesto que la segunda acarrea ciertos problemas debido a la elevada inductancia del devanado de excitación y al magnetismo remanente de las piezas polares. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD DE GIRO DEL MOTOR La velocidad de giro de un motor es directamente proporcional a la tensión aplicada al inducido e inversamente proporcional al flujo magnético. Ello nos permite deducir que la variación de dicha velocidad puede conseguirse de cualquiera de las tres formas siguientes:  Cambiando la resistencia del devanado de campo  Cambiando el voltaje del inducido  Cambiando la resistencia del inducido De todos ellos, el más utilizado es el de control de voltaje en el inducido (Ward-Leonard).

28

CONTROL VECTORIAL EN MOTORES ASÍNCRONOS Para conseguir velocidades variables es necesario variar la frecuencia de las señales aplicadas al estator, como hemos visto hasta ahora. Nos interesa que el flujo magnético en el motor se mantenga constante, por lo que, al mismo tiempo, variamos la tensión y, por consiguiente, la corriente. Habitualmente, se ha utilizado la técnica V/F=constante, mediante un inversor trabajando en PWM, (como se comentó anteriormente), por modulación senoidal para conseguir variar la velocidad y la tensión, pero esta técnica asegura un buen control en régimen permanente, no así en el transitorio (aceleraciones y deceleraciones), lo que da lugar a unos comportamientos dinámicos peores que en el motor de corriente continua. Hoy en día, hay unas técnicas de control llamadas de control vectorial o de orientación de campo que, incorporando rápidos microprocesadores para realizar cálculos complejos, han hecho posible que el motor de inducción se controle y se comporte como un motor de corriente continua, lo que permite que sea utilizado en aplicaciones que requieren grandes prestaciones dinámicas. Este control se empezó a desarrollar en Alemania a principios de la década de 1970, pero debido a su gran complejidad de implementación, no se comenzaron a realizar prototipos hasta la década de 1980, y a partir de 1990 los primeros accionamientos de control electrónico. El sistema se basa en la modelización del motor asíncrono, y se utiliza la teoría de vectores espaciales o la teoría de los ejes d-q en cuadratura (transformación de una máquina trifásica en una máquina bifásica equivalente). Ambas teorías trabajan con notación vectorial, es decir, módulo y ángulo. Este sistema de control, mediante complejos sistemas matemáticos, controla y orienta los componentes o vectores magnetizantes y productor de par de la corriente de estator, para conseguir que el resultado sea, en todo momento, la obtención del máximo par del motor. Esquema fasorial representativo para una fase del estator de un motor asíncrono.

29

U la tensión aplicada al estator del motor y ∅ el campo magnético resultante en el motor como consecuencia de aplicar dicha tensión, que forma entre sí un ángulo de 90º o cuadratura. Esto genera una fasor de corriente en el estator I1, cuyas componentes son descompuestas en dos: I∅ que es la llamada corriente magnetizante, y IM o corriente motriz, que es la que genera realmente el par motor. Por lo que el sistema de control electrónico hace corregir en todo momento el ángulo φ en función de la velocidad del rotor del motor, manteniendo así constante el flujo del motor y, en consecuencia, el par aplicado al mismo. De toda esta técnica, la base primordial está en calcular adecuadamente las constantes de tiempo del rotor. Tr=Lr/Rr es el parámetro que tiene que estar bien identificado y, aunque su valor se calcule correctamente en ensayos previos, cambiará debido a que la resistencia del rotor depende de la temperatura, y la inductancia, de la saturación. La identificación on-line de este parámetro es clave. Existen para ello infinidad de métodos, entre los cuales podemos destacar: 

Compensación de la variación de la resistencia del rotor mediante sensores de temperatura incorporados en el motor (solo a nivel experimental de laboratorio).



Control adaptativo, con modelo de referencia (caso más usual de variadores sin ningún tipo de sensores).



Estimación con filtros de Kalman. La mayoría de estos métodos utilizan sensores adicionales, son dependientes del resto de los parámetros y usan algoritmos difíciles de implementar. En condiciones de régimen permanente,

30

el variador opera normalmente, pero este modo de operación varía durante un cambio repentino de carga, lo cual puede ser explicado como sigue: 

El par de carga crece rápidamente.



La corriente del estator se incrementa y cambia la componente de carga, y esta es detectada por los circuitos de control.



La corriente de estator es forzada por el sistema de control a incrementar la amplitud.



La corriente de estator es forzada por el sistema de control a incrementar la frecuencia (forzando un par más alto, el deslizamiento es mayor al incrementar la carga, para una misma velocidad).



La corriente del estator es forzada por el sistema de control a una nueva posición de la fase (la fuerza magnetomotriz está siendo forzada más allá del flujo principal). En conclusión, con esta técnica se consiguen unas prestaciones dinámicas similares a las de los motores de corriente continua, pero utilizando un motor mucho más barato, estándar y sin mantenimiento. Por contra, el control es algo más caro y muchísimo más complejo, ya que utilizan procesadores digitales muy rápidos (DSP) que tienen que estimar en tiempo real la posición del vector flujo en el rotor, transformar coordenadas, calcular algoritmos PI en los reguladores y hacer una estimación on-line de las resistencias rotóricas.

31

Pero, debido a la gran evolución de los circuitos integrados y a la reducción de los costes de fabricación de todos estos procesadores digitales, los precios de los variadores de frecuencia han ido ajustándose cada vez más a las necesidades del mercado. Resumiendo: este método de trabajo en modo vectorial, a nivel práctico se aconseja en los siguientes casos: 

Máquinas que requieren un alto par de arranque.



Máquinas que requieren par a bajas vueltas.



Máquinas donde las fluctuaciones de carga tengan un amplio margen.

TÉCNICAS DE CONTROL UTILIZADAS EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN    

Control vectorial indirecto. Se impone desde el control el valor de flujo enlazado del rotor y el valor del par electromagnético. El cálculo del vector espacial de flujo enlazado del rotor no depende de las condiciones en los terminales de la máquina. También llamado control feedforward del flujo.

32

Conclusiones Maquinas síncronas Para que la máquina síncrona sea capaz de efectivamente convertir energía mecánica aplicada a su eje, es necesario que el enrollamiento de campo localizado en el rotor de la máquina sea alimentado por una fuente de tensión continua de forma que al girar el campo magnético generado por los polos del rotor tengan un movimiento relativo a los conductores de los enrollamientos del estator. La máquina sincrónica se puede utilizar como generador, tanto para alimentar cargas aisladas o para entregar potencia a una red eléctrica compleja. Para incrementar la cantidad de potencia es necesario aumentar el flujo de vapor, agua o gas que está circulando por la turbina de accionamiento. Al incrementa la potencia de accionamiento de un generador que alimenta a una carga aislada, las masas rotantes del sistema se aceleran y aumenta la frecuencia y la fuerza electromotriz. Estas nuevas condiciones de operación deben ser corregidas mediante un controlador de velocidad y tensión que mantengan dentro de los límites tolerables a estas variables. El generador síncrono consta de una igualdad entre la frecuencia eléctrica y la frecuencia angular, es decir, el generador girara a la velocidad del campo magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo. Éstos se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. La protección de generadores sincrónicos se deben considerar las condiciones de operación anormal más extremas que en la protección de cualquier otro elemento del sistema de potencia. Las unidades generadoras grandes usan protección de alta rapidez para detectar las fallas severas en el devanado del estator y minimizar el daño. Maquinas asíncronas Para concluir este seminario sobre los temas complementarios de las maquinas asincrónicas, donde se ha podido investigar y estudiar un poco más profundo lo que es el funcionamiento, aspectos constructivos y la clasificación de las maquinas asincrónicas. En este seminario se especifica lo que es el arranque de los motores asincrónico que es el proceso de puesta en marcha de la maquina asincrónica. Se habla también de los métodos de arranque para el motor asincrónico, métodos de regulación de velocidad para los motores asincrónicos que se puede llevar acabo por variación de números de polos, variación de frecuencia, variación del deslizamiento y por variación de velocidad por impulso. Se habla muy detalladamente de lo que es el motor asincrónico monofásico y su circuito equivalente. Prácticamente todas las realizaciones de este tipo de motores son con el rotor en jaula de ardilla. Suelen tener potencias menores de 1KW, aunque hay notables excepciones como los motores de los aires acondicionados con potencias superiores a 10KW. El motor monofásico de inducción es netamente inferior al motor de inducción trifásico. Para iguales pesos, su potencia bordea solo el 60% de la del motor de inducción trifásico; tiene un factor de potencia más bajo y menor rendimiento.

33

Máquinas de corriente continua Al concluir el presente ensayo se pudieron obtener varios resultados los cuales nos han servido para tener en cuenta al momento en el que necesitemos utilizar una máquina de corriente continua saber escoger correctamente la maquina dependiendo del tipo de aplicación en la que se vaya a utilizar la máquina, se ha podido observar que las máquinas de corriente continua son utilizadas ampliamente en lo que son aplicaciones de pequeño tamaño como son en motores de herramientas manuales ya que al estos necesitar de escobillas resultaría un elevado costo de operación y mantenimiento en aplicaciones grandes, siendo una gran desventaja ante las máquinas de corriente alterna. Una gran ventaja que poseen estas máquinas es que pueden ser utilizadas tanto como motores y generadores, lo cual significa que la maquina puede ser utilizada en diferentes aplicaciones, lo cual no limita su uso y por lo tanto equipara las desventajas ante las máquinas de CA. La forma de construcción de estas máquinas resulta un poco costosa por las diferentes partes que se utilizan, pero se tiene una gran variedad de formas de construir estas máquinas, pudiéndose acomodar fácilmente la persona que va a construir la máquina. Actualmente estas máquinas son bastante utilizadas en pequeñas aplicaciones y están en nuestro cotidiano vivir, por lo que es de gran utilidad saber el funcionamiento de las mismas y los posibles problemas que podríamos tener ante estas. Control vectorial de máquinas AC En conclusión, con esta técnica se consiguen unas prestaciones dinámicas similares a las de los motores de corriente continua, pero utilizando un motor mucho más barato, estándar y sin mantenimiento. Por contra, el control es algo más caro y muchísimo más complejo, ya que utilizan procesadores digitales muy rápidos (DSP) que tienen que estimar en tiempo real la posición del vector flujo en el rotor, transformar coordenadas, calcular algoritmos PI en los reguladores y hacer una estimación on-line de las resistencias rotóricas Bibliografía Maquinas síncronas [1] Cortés Cherta, Manuel. “Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas. Tomo IV: Máquinas síncronas y motores de c.a. de colector”. Editores técnicos asociados. Barcelona. 1977. [2] Fraile Mora, Jesús. “Máquinas eléctricas”. McGrawΚHill/Interamericana de España, S.A.U. Madrid. 2003. [3] Kostenko, M. P.; Piotrovski, L. M. “Máquinas eléctricas. Tomo II”. Editorial Mir. Moscú. 1976. [4] IEEE Std 1110Κ2002. “IEEE Guide for Synchronous Generator Modeling Practices and Applications in Power System Stability Analyses”. IEEE Power Engineering Society. Nueva York. 2003.

34

[5]

Sanz

Feito,

Javier.

“Máquinas

eléctricas”.

Pearson

Educación.

Madrid.

2002.

[6] S. Sarma, Mulukutla. “Synchronous machines”. Gordon and Breach Science Publishers. Nueva York. 1979 Maquinas asíncronas [1] AENOR. 1997. UNE 60034-2: Máquinas eléctricas rotativas. Parte 2: Métodos para la determinación de las pérdidas y del rendimiento de las máquinas eléctricas rotativas a partir de los ensayos (excepto las máquinas para vehículos de tracción). Madrid: AENOR. [2]

CHAPMAN.

2005.

Máquinas

eléctricas.

Madrid:

McGraw-Hill

Interamericana.

[3] CORTES. 1977. Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas. Tomo 3: Máquinas de c.a. asíncronas. Barcelona: Editores Técnicos Asociados. [4] FAURE BENITO. 2000. Máquinas y accionamientos eléctricos. Madrid: Colegio oficial de ingenieros navales y oceánicos. [5] FITZGERALD, KINGSLEY Y UMANS. 2004. Máquinas eléctricas. Madrid: McGraw-Hill Interamericana. Máquinas de corriente continua [1]

CHAPMAN.

2005.

Máquinas

eléctricas.

Madrid:

McGraw-Hill

Interamericana.

[2] CORTES. 1977. Curso moderno de máquinas eléctricas rotativas. Tomo II: Máquinas de corriente continua. Barcelona: Editores Técnicos Asociados. [3] FAURE BENITO. 2000. Máquinas y accionamientos eléctricos. Madrid: Colegio oficial de ingenieros navales y oceánicos. [4] FITZGERALD, KINGSLEY Y UMANS. 2004. Máquinas eléctricas. Madrid: McGraw-Hill Interamericana. [5] FRAILE MORA, J. 2015. Máquinas eléctricas. Madrid: Ibergarceta Publicaciones, S.L. [6] IVANOV-SMOLENSKI. 1984. Máquinas eléctricas. Tomo 3. Moscú: Editorial Mir. [7] KOSTENKO y PIOTROVSKI. 1979. Máquinas eléctricas. Tomo I. Moscú: Editorial Mir. Control vectorial de máquinas AC [1]

SANZ

FEITO.

2002.

Máquinas

eléctricas.

Madrid:

Pearson

Educación.

[2] SERRANO IRIBARNEGARAY. 1989. Fundamentos de máquinas eléctricas rotativas. Barcelona: Marcombo Boixareu Editores. [3] SUÁREZ CREO, J.M. y MIRANDA BLANCO, B.N. 2006. Máquinas eléctricas. Funcionamiento en régimen permanente. Santiago de Compostela: Tórculo Edicións, S.L.

35