Curvas V de motores síncronos
Las curvas en V son de gran importancia para este tipo de motores, ya que con ellas podemos hacer una relación entre la corriente de excitación y la corriente absorbida por un motor síncrono a una potencia constante.
Las curvas V son ampliamente utilizadas para estudiar la estabilidad dinámica de los los moto motore ress síncr síncron onos, os, deter determi mina narr la reac reacta tanc ncia ia sinc sincró róni nica ca de una una mane manera ra indirecta y de evaluar las condiciones de adelanto y atraso o sub excitación y sobre-excitación de la inyección de reactivos y corrección del actor de potencia con respecto a un sistema el!ctrico. "demás al obtener las curvas de las distintas pruebas, podemos sacar una amplia gama de conclusiones, tales como# •
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$ue a menor corriente absorbida, más se acerca la curca al e%e de las ordenadas& por lo tanto, la corriente que circula es más inductiva en el sistema. 'ientras menor es la potencia desarrollada, menor será la corriente de excitación ()ex*, por consiguiente hay menor reacción del inducido. +i se aumenta la corriente de excitación el motor empieza a ceder potencia reactiva a la red. ara obtener un uncionamiento ideal, cos /. /. 0uando la curva de uncionamiento en vacío, se puede logra de me%or manera un amplio margen de variación de la ) ex.
Factor de potencia (FP)
1l actor de potencia es conocido como el cociente o la relación entre las otencias "ctiva (* y "parente (+*, que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando la orma de onda es sinusoidal pura, etc. 2odos los equipos electromecánicos que están constituidos por devanados o bobinas, tales como motores y transormadores necesitan la denominada corriente reactiva para establecer campos magn!ticos necesarios para su operación. La corriente reactiva produce un desase entre la onda de tensión y la onda de corriente, si no existiera la corriente reactiva la tensión y la corriente estarían en ase y el actor de potencia seria la unidad. +i el actor de potencia o cos es igual a /, pues así habría una me%or optimización y aprovechamiento del consumo de energía el!ctrica, o sea, habría menos p!rdida de energía no aprovechada y una mayor eiciencia de traba%o en los generadores que producen esa energía, or el contrario, un actor de potencia menor a la unidad signiica mayor consumo de energía necesaria para producir un traba%o 3til. Origen del factor de potencia
La mayoría de los equipos el!ctricos utilizan potencia activa o real que es la que hace el traba%o real y utilizan tambi!n la potencia reactiva, la cual no produce un traba%o ísico directo en los equipos. 4n alto consumo de energía reactiva puede producirse como consecuencia principalmente de# • • •
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4n gran n3mero de motores. resencia de equipos de rerigeración y aire acondicionado. 4na sub-utilización de la capacidad instalada en equipos electromecánicos, por una mala planiicación y operación en el sistema el!ctrico de la industria. 4n mal estado ísico de la red el!ctrica y de los equipos de la industria. ¿Cómo corregir el factor de potencia?
0omo principalmente el ba%o actor de potencia se origina por la carga inductiva, que algunos equipos requieren para su uncionamiento, es necesario compensar este consumo reactivo mediante bancos de capacitores y5o iltros de armónicas (0arga lineal y no lineal*. ara llevar a cabo corregir el actor de potencia se pueden mane%ar tres arreglos para la aplicación de capacitores, los cuales pueden combinarse entre sí seg3n el arreglo que más beneicie en cada caso.
/. Compensación individual: 6nicamente estaría en servicio cuando opere la carga a controlar.
7. Compensación en grupo: Varias cargas de igual capacidad y periodo de traba%o, se pueden compensar con un capacitor en com3n, en un punto 3nico como un centro de carga.
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Compensación central: 0argas distintas que operan a dierentes
períodos pueden ser compensadas, con un banco 3nico de capacitores, conectado usualmente a la entrada de la instalación, el cual me%ora el nivel de volta%e pero no reduce las p!rdidas.
!rran"ue con devanados de compensación
1stos arrollamientos sirven para compensar la acción de la uerza magneto motriz (.m.m.* de reacción de inducido que act3a deba%o de la expansión polar, eliminando la distorsión del campo que ella produce, y se los utiliza en máquinas de gran potencia, o tambi!n de peque8a y media potencia, que tienen características delicadas de uncionamiento (motores de amplia regulación de velocidad*. ara alo%ar las ranuras que contienen estos circuitos, es necesario disponer en la expansión de los polos principales de una mayor altura. 1ste arrollamiento tiene una sección del mismo valor de la utilizada en el inducido, por cuanto circula por !l la misma corriente. Las ranuras utilizadas por estos devanados, pueden ser abiertas o semicerradas y su n3mero no está vinculado con el n3mero de ranuras del inducido, estando ligada en cambio su cantidad a otros criterios constructivos. La .m.m. necesaria para contrarrestar la reacción del inducido se reparte entre el polo auxiliar y el devanado de compensación. ara tener un regular uncionamiento de la máquina manteniendo la distorsión dentro de límites adecuados, el entrehierro se puede determinar utilizando la expresión#
+iendo 0 un coeiciente que tiene en cuenta si la máquina tiene o no arrollamientos de compensación y se adopta# •
0 9.7 sin arrollamientos de compensación
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0 9.: con arrollamientos de compensación
La máxima utilización de la máquina se obtiene, con devanados de compensación, cuando la longitud del entrehierro es constante. 0abe recordar que la componente de reacción de inducido en correspondencia con las extremidades o cuernos de las expansiones polares, es causa de p!rdidas en los dientes y en el arrollamiento del inducido, y que en particular si la máquina no tiene devanados de compensación, por la distorsión del campo se produce un aumento de las p!rdidas en el hierro. or estos motivos, en la práctica se adopta una relación entre la parte constante del entrehierro y la longitud de la expansión polar igual a 9.:.
1l siguiente esquema que muestra las dimensiones del polo principal y del polo auxiliar, que permite interpretar las relaciones que se utilizan para el dimensionamiento, siendo#
C#$P % #&'# % *
La relación entre el entrehierro en el extremo del cuerno de la expansión y en el e%e del polo, que llamamos 0;1L, se adopta por e%emplo igual a /.< y permite a su vez calcular la dimensión ==(>,/* que resulta# ++(,-&) % .$/0! 1 (C.$/ 2 &)
La densidad de corriente en el inducido, como ya hemos visto para las otras máquinas, es unción de las condiciones de ventilación, tipo de servicio, clase de aislamiento, p!rdidas a garantizar, etc. ?4n valor tentativo de la densidad de corriente a utilizar se puede obtener a partir de la adopción de un adecuado valor de la carga t!rmica.@ +e contin3a el cálculo determinando la sección de un conductor, con el n3mero de conductores por ranura la sección total y la sección bruta de conductor, teniendo para ello en cuenta el coeiciente de aprovechamiento de ranura que depende, como ya hemos visto para otras máquinas, de cómo se realice el devanado (conductor redondo, planchuela* y del tipo de aislamiento utilizado. +e adoptan los datos que permiten determinar la geometría de la ranura del inducido. •
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2ipo de ranura "ncho de la entrada de la ranura
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"ncho de la ranura proyectada al entrehierro
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"ltura de la entrada
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"ltura de la cu8a
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"ltura de la aislación superior
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1spesor de la aislación "ncho total de los canales radiales de ventilación
1stos datos están incluidos en el quinto registro, recordamos que todas las dimensiones se dan en mm, y cuando algunos datos son nulos el programa adopta valores adecuados (como ocurre en otros casos*. 0on excepción de las máquinas muy peque8as, se utiliza ranura abierta de caras paralelas (tipo /*, que permite el monta%e de bobinas elaboradas uera de la máquina. "demás con una ranura de este tipo las bobinas tienen una inductancia menor y en consecuencia resulta más ba%o el valor de la tensión de reactancia, lo cual resulta venta%oso para la conmutación.
