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Las maquinas sincronas se utilizan en mayor medida como generadores de corriente alterna que como motores de corrinete alterna, ya que no presentan par de aaranque y hay que emplear diferentes metodos de arranque y aceleracion hasta la velocidad de siscronismo.

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Funcionamiento en vacío.

Un alternador síncrono funciona en vacío cuando gira a su velocidad de sincronismo y su circuito inducido está abierto. Es evidente que en estas condiciones, tanto la corriente en el inducido como la potencia generada son nulas.
En el funcionamiento en vacío el único devanando por el que circula alguna corriente es el devanando inductor o de excitación.

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Ensayo de vacío

El ensayo de vacío de una máquina síncrona consiste en hacerla funcionar en vacío siempre a la velocidad de sincronismo, ir variando el valor de la corriente de excitación Ie y medir para cada Ie la f.e.m. E0 que le corresponde. Si se representan las medidas obtenidas en este ensayo sobre unos ejes de coordenadas, de forma que el eje de abscisas representa a la corriente de excitación Ie y el eje de ordenadas al valor eficaz E0 de la f.e.m. inducida, se obtiene la curva de vacío o característica de vacío.

Valores por unidad.

En el caso de un circuito de corriente alterna trifásica, como es el inducido de una máquina síncrona, se necesitan las siguientes magnitudes base:
Sb Potencia base. Se utiliza para expresar en p.u. las potencias activa, reactiva y aparente.
VbL Tensión de línea base. Se utiliza para expresar en p.u. las tensiones y f.e.m.s de línea (entre fases).
Vb Tensión de fase base. Se utiliza para expresar en p.u. las tensiones, caídas de tensión y f.e.m.s de fase.
IbL Corriente de línea base. Se utiliza para expresar en p.u. las corrientes de línea.
Ib Corriente de fase base. Se utiliza para expresar en p.u. las corrientes de fase.
Zb Impedancia base. Se utiliza para expresar en p.u. las impedancias, resistencias y reactancias

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Partes que componen las maquinas síncronas trifásicas

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Partes que componen las maquinas síncronas trifásicas

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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. En aplicaciones industriales los motores sincrónicos son usados donde es  deseada velocidad constante
El motor inducido o estator Está formado por laminaciones delgadas de acero sumamente permeable a fin de reducir las pérdidas en el núcleo. Las laminaciones se mantienen juntas por medio del bastidor del estator. El bastidor, que puede ser de hierro fundido o fabricarse con placas soldadas de acero suave, no se diseña para conducir flujo, sino para dar
apoyo mecánico al generador síncrono. El interior del estator tiene una variedad de ranuras cuyo objetivo es alojar los gruesos conductores de la armadura (devanados).

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Turbo alternadores: es una unión de una turbina y un alternador por lo tanto hace el trabajo de la turbina y del alternador. El alternador es una máquina destinada a transformar la energía mecánica en eléctrica, generando, mediante fenómenos de inducción, una corriente alterna, consta de dos partes fundamentales, el inductor, que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor el cual es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo

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El rotor de un generador síncrono es un gran electroimán, que está sujeto a campos magnéticos variables, se construye con láminas delgadas agrupadas para reducir las pérdidas por corrientes parásitas; desde el punto de vista constructivo se distinguen dos formas: de rotor cilíndrico o de polos lisos y rotor de polos salientes.

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Grupo electrógeno: Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador eléctrico a través de un motor de combustión interna, son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico. Así mismo, la legislación de los diferentes países puede obligar a instalar un grupo electrógeno en lugares en los que haya grandes densidades de personas, como hospitales, centro de datos, centros comerciales, restaurantes, cárceles, edificios administrativos, etc.

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1. No son 100% reversibles.

2. Es preferible que se arranquen a vacío.

3. Se debe realizar correctamente su puesta a funcionamiento como motor síncrono.

4. Tienen una sola velocidad, que es la de sincronismo.

5. No se les puede variar la carga de forma brusca ya que corren el riesgo de perder su velocidad de sincronismo.

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Compensadores Síncronos: Un compensador síncrono, también llamado condensador síncrono, es una máquina síncrona cuyo eje no está unido a ninguna carga. La corriente en su devanado de campo se controla a través de un regulador de tensión, de forma que la máquina genera o consume potencia reactiva según lo requiera el sistema al que está conectada.

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Funcionamiento en carga.

Cuando una máquina síncrona funciona en carga circulan corrientes tanto por el devanado de excitación como por el bobinado inducido. En consecuencia, el campo magnético principal de la máquina es la resultante de los efectos de todas estas corrientes; es decir, ahora el campo magnético no es debido sólo acción de la corriente de excitación Ie, sino también a las corrientes en las fases del inducido.

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Los elementos más importantes del estator de un generador de corriente alterna, son las siguientes:

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Los elementos más importantes del estator de un generador de corriente alterna, son las siguientes:

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1-     Componentes mecánicas

2-     Sistema de conexión en estrella.

3-     Sistema de conexión en delta.

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https://youtu.be/EiMEYNtcl9E

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https://youtu.be/GiQTpbFC_wQ

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https://prezi.com/pebiuijympdc/aplicaciones-de-maquinas-rotativas-de-corriente-alterna/?frame=29f3332f1a9ed908acee2a9b3b0ccf061419ead1

https://sites.google.com/site/maquinaselectricascarlos/maquinas-sincronas

https://www.academia.edu/36250879/_MOTOR_SINCRONO_ASPECTOS_CONSTRUCTIVOS_PRINCIPIO_DE_FUNCIONAMIENTO_VELOCIDAD_DE_GIRO_CARACTERISTICAS_APLICACIONES_Y_CIRCUITO_EQUIVALENTE_

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Análisis no lineal.

En un análisis no lineal se usa la característica de vacío real. Esto, en principio, le hace más preciso que un análisis lineal, pero no permite definir un circuito equivalente. En este documento se van a estudiar dos análisis no lineales: el método de Potier y método ASA. Aunque estos métodos, en principio, se desarrollaron para las máquinas de rotor liso, dan resultados suficientemente precisos si se utilizan en máquinas de polos salientes.

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Es la única máquina que oferta garantía en la estabilidad de la velocidad.

Buen rendimiento.

Pueden servir como dispositivos de corrección del Factor de Potencia. El factor de potencia se controla variando la excitación del rotor y puede ser del 100% o unitaria con la excitación normal.

Pueden ser conectados directamente a una red de alta tensión sin necesidad de transformador intermedio- Posibilidad de funcionar como generadores de potencia reactiva llamados en este caso condensadores síncronos.

Los motores sincrónicos suministran potencia a cargas que son básicamente dispositivos de velocidad constante.

El voltaje en los terminales y la frecuencia del sistema serán constantes, independientemente de la cantidad de potencia tomada por el motor.

Ahorro de materiales en equipos, líneas de transmisión y distribución.

Generación de campos magnéticos rotantes (Principio de funcionamiento de los motores).

Potencia instantánea constante (Lo cual hace que los motores tengan una marcha más suave y silenciosa).

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Existen dos tipos de métodos de análisis:

1. Análisis lineal

2. Análisis no lineal

Análisis lineal

En un análisis lineal de la máquina síncrona se sustituye su característica de vacío por una ideal rectilínea, la cual puede ser la recta de entrehierro u otra recta elegida adecuadamente. Los análisis lineales permiten obtener circuitos equivalentes de la máquina síncrona. En este texto se va a tratar de estos métodos de análisis lineal: el método de Behn-Eschenburg y el análisis lineal mejorado para turboalternadores y el método de Blondel y el análisis lineal con polos salientes mejorado en las máquinas con polos salientes.