¿Por qué el devanado del inducido en el estator en una máquina síncrona?

En la máquina síncrona, el devanado del inducido se proporciona en el estator y el devanado de campo en el rotor, lo que es contrario a otras máquinas eléctricas. De hecho, hay ciertos problemas debido a los cuales proporcionamos bobinado de armadura en el estator. Los beneficios de esto son los siguientes:

Mas economico:

Es más económico proporcionar devanado de armadura en el estator y devanado de campo en el rotor. Consideremos una máquina síncrona trifásica de 750 MVA y 21 kV conectada en estrella.

Corriente de línea = (750×103)/(1.732×21) = 20,620 A

Si el devanado del inducido se coloca en el rotor, necesitamos tres anillos rozantes, cada uno capaz de manejar 20 620 A. Solo que no esto, necesitamos proporcionar anillos rozantes con un aislamiento de (21/1,732 = 12,12 kV). El punto de estrella para la conexión a tierra también debe sacarse a través del cuarto anillo colector.

Ahora, suponga que el requerimiento de energía para el Campo es de 2 MW a 500 V. Entonces

Excitación/Corriente de Campo = 2000/0.5 = 4000A

En este caso, solo se requieren dos anillos deslizantes, cada uno capaz de manejar 4000 A. Además, el requisito de aislamiento para el anillo colector en este caso es de solo 500 V.

Esto significa que es mucho mejor y más económico usar el devanado de campo en el rotor en lugar de la armadura.

Más eficiente:

Con la armadura en el estator y el devanado de campo en el rotor, solo se requieren dos anillos colectores, por lo que se reducen las pérdidas asociadas con el anillo colector y las escobillas de carbón y aumenta la eficiencia.

Mejor aislamiento:

Como el devanado del inducido es estacionario, es posible aislar el devanado del inducido para un nivel de voltaje más alto y hacer posible generar energía a un voltaje más alto de hasta 33 kV.

Mejor enfriamiento:

Es posible un mejor enfriamiento del devanado de la armadura ya que el devanado está estacionario. Esta es la razón por la que se realiza el enfriamiento con DM (agua desmineralizada) para el devanado del inducido.

Más potencia de salida:

Como el enfriamiento es eficiente debido al devanado de armadura estacionario y el peso del rotor también es menor, por lo tanto, es posible una mayor velocidad del rotor, lo que aumenta la salida de la máquina síncrona para una dimensión dada.

Más fuerza de diente de armadura:

La máquina síncrona de alta corriente requiere más armadura de cobre para cada ranura. Se puede acomodar una mayor cantidad de cobre si la ranura o el diente son lo suficientemente profundos y fuertes. Si la armadura hubiera estado en el rotor, la ranura o el diente habrían sido más estrechos y débiles. Por lo tanto, la armadura en el estator permite ranuras/dientes más fuertes y profundos. Strong Teeth también reduce el ruido debido a la vibración y es menos probable que se dañe durante la fabricación y el uso.