UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL Alumno: Patiño Ricardo Curso: Maquinas eléctricas y laboratorio II Fecha: 16/12/2017
Ventajas y desventajas de las máquinas sincrónicas de inductor móvil
1. Aumento de la resistencia de los dientes del inducido: Las máquinas de mayor capacidad requieren más cobre en el inducido i nducido y ranuras más profundas en el hierro del inducido que las necesarias en una máquina construida para servicio menos duro. En un inducido fijo, a medida que las ranuras se hacen más profundas, los dientes del inducido resultan más anchos y fuertes. En un inducido móvil, sin embargo, a medida que las ranuras se hacen más profundas, los dientes del inducido resultan más estrechos y por lo tanto más débiles. Debe hacerse notar que en ambos casos, la parte superior de la ranura debe ser más estrecha que el fondo. Construyendo así las ranuras se evita que el devanado se “salga” de la ranura en caso de vibraciones. Tales desplazamientos del devanado dañarían la máquina. En un inducido móvil, los dientes pueden estar sometidos a elevadas fuerzas centrífugas; y en cualquier inducido, ya sea móvil o fijo, los dientes están sometidos a choques ya sea en la etapa de construcción o durante el funcionamiento. Debido a sus dientes más robustos, es menos probable que un inducido fijo resulte dañado. 2. Reactancia del inducido reducida: El flujo mutuo en el entrehierro creado por la fmm de excitación primaria debe pasar a través del hierro del inducido y de las ranuras. Para una misma anchura del entrehierro en el fondo de la ranura, de una determinada bobina de inducido, el inducido fijo proporciona una reluctancia reducida al flujo. Esto es debido a un aumento de la sección del hierro. La reluctancia reducida reduce también la cantidad de flujo de dispersión del inducido producido, debido a que el camino del flujo del inducido ve aumentada
la reluctancia, particularmente en el caso en que los conductores del inducido estén situados en el fondo de las ranuras.
3. Mejor aislamiento: En los alternadores reales de velocidad, tensión y potencia elevadas circulan corrientes apreciables a tensiones apreciables, lo cual requiere un aislamiento suficiente. Los ejes, a través de los cojinetes metálicos, están eléctricamente puestos a tierra con la carcasa fija de la máquina. Resulta más fácil aislar una parte fija que una parte móvil, puesto que el tamaño, el peso y la cantidad de aislamiento no son críticos para los primeros. Además, como el rotor está puesto a tierra, presenta menos problemas aislar el campo de c.c. de baja tensión de un rotor que un inducido de c.a. de alta tensión.
4. Ventajas constructivas: En los grandes estatores polifásicos, el devanado del inducido es más complejo que el devanado de excitación. Las distintas bobinas e interconexiones de fase pueden realizarse más fáci lmente en una estructura rígida fija que en un rotor, y el devanado del inducido queda sujeto más firmemente cuando se construye sobre una estructura rígida.
5. Número de anillos rozantes aislados necesarios: Si el inducido de un alternador polifásico pudiera girar, un alternador trifásico necesitaría un mínimo de tres anillos rozantes, un alternador hexafásico seis, etc. El problema de la transferencia de altas tensiones inducidas (en algunos casos de has ta 13000 V/fase) a corrientes elevadas desde los anillos rozantes del inducido a las escobillas fijas del inducido en contacto con estos anillos, no se consiguen fácilmente. El aislamiento de los anillos rozantes respecto al eje es un problema. La suficiente separación de los anillos rozantes para evitar contorneo constituye otro. Al aumentar el número de fases, el problema de aislamiento se complica. Sin embargo, un inducido fijo no presenta ninguno de estos problemas, y la tensión por fase se aísla y se saca fuera más fácilmente en una máquina fija. Solamente se necesitan dos anillos rozantes para alimentar el devanado de excitación a una tensión relativamente baja, del orden de 300 V de corriente continua como máximo.
6. Menores peso e inercia del rotor: De la discusión anterior se deduce fácilmente que un devanado de excitación de baja tensión, que usa muchas espiras de hilo
fino para producir la fmm de excitación, difícilmente precisará el peso de cobre y el aislamiento equivalentes necesarios para los devanados de un inducido de alta tensión. Es fácil construir rotores para buen funcionamiento a altas velocidades, usando devanados de excitación de baja tensión como parte giratoria. La inercia del rotor juega un papel importante en el tiempo necesario para llevar el alternador a su velocidad; y en alternadores de potencia extremadamente elevada, incluso con la excitación de c.c. en el rotor, se tarda varias horas para llevar máquina a su velocidad y tensión nominales, particularmente cuando se usan turbinas de vapor como motores de accionamiento.
7. Ventajas de ventilación: La mayor parte de calor se produce y está relacionado con el devanado del inducido y el hierro que lo rodea. Con un inducido fijo, el devanado puede ser refrigerado más eficazmente, debido a que el núcleo del estátor y su tamaño periférico tienen menores limitaciones. Así, el núcleo del estator puede hacerse algo más largo para permitir conductos de aireación radiales y agujeros de ventilación para aire forzado, hidrógeno, u otras formas de refrigeración.
