BENEMERITA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE PUEBLA
Facultad de Ingeniería
Colegio de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Materia: Maquinas Síncronas
Docente: Marco Antonio Correa Nieto
Luna Cano Brandon !"!#"
%$&orario: #:!!'( ) %:!! '(
Introducción
En esta investigación se pretende anai!ar os distintos "#todos de reguación de vota$e para una "a%uina s&ncrona' ade"(s se reai!ar( una e)picación acerca de os siguientes "#todos* • • • •
Reguación de vota$e por AIEE Reguación de vota$e por e "#todo ASA Reguación por +uer!as eectro,"otrices Reguación por "#todo de do-e reacción
LA reguación de Vota$e .RV/ es a "edida de a capacidad de un generador para "antener un vota$e constante en sus ter"inaes cuando a carga varia' una reguación de vota$e positiva signi+ica una caracter&stica descendente' una reguación de vota$e negativa signi+ica una caracter&stica creciente' "ientras %ue una reguación de vota$e pe%ue0a es 1"e$or2 puesto %ue e vota$e en as ter"inaes de generador es "(s constante ante as variaciones de a carga3
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Reguación de Tensión por e "#todo AIEE Es un "#todo ana&tico de c(cuo %ue considera a saturación de 8 e' por o %ue sus resutados son -astante precisos3 E procedi"iento a seguir es e siguiente* 9on a curva en vac&o : dos vaores de a caracter&stica de 8p en atraso' de deter"ina e ; de portier' conocer e <3 Se procede a a +3e3"3 de entre=ierro' %ue est( de+inida por
Se deter"ina a corriente de ca"po .I +s=/ correspondiente a a de carga .Ia/ no"' se deter"ina a corriente de ca"po correspondiente a Vno" en a &nea de entre=ierro I +g' Se pro:ecta e vaor V no" =asta %uedar > grados de e$e de corriente de ca"po' se su"a este V no" e vaor de Ia Ra : uego a < $'uniendo e origen con este +actor su"a ' se tiene Er' %ue se trasada a e$e de tensiones' de "odo %ue se encuentra un vaor' ta %ue e)iste una di+erencia entre e entre=ierro : a curva de vac&o de M3S3 a este vaor se e deno"ina I+s : corresponde a un vaor de 9orriente de ca"po en saturación3
Para encontrar a corriente de ca"po .i + / t %ue corresponde a a corriente de carga Ia a a tencion no"ina V no" para un +actor de potencia +i$o' se di-u$a I+g =ori!onta"ente Se copia e vaor de I+g en +or"a =ori!onta A > grados de a vertica' se e su"a a co"ponente I +s= A vector su"a de os anteriores' se su"a directa"ente I +s E resutado de eos es I+t Levado I+t a e$e de corriente de ca"po' se evanta una perpendicuar %ue a cortar a curva de vac&o de a "(%uina' per"ite encontrar E + 3
Nótese' en esta construcción' %ue as ?nicas varia-es son e Anguo > : a corriente I+s %ue precisa"ente respeta e e+ecto de saturación3 E$ercicio*
Reguación de vota$e por e "#todo ASA
63 Se tra!a a curva de saturación : a &nea de entre =ierro 43 La corriente de ar"adura se ocai!a so-re e e$e de corriente de e)citación : con e Anguo de 83P3 se tra!a e vota$e no"ina' ca&da de tensión en a resistencia de ar"adura : por reactancia de Potier de+inir I+s3 Ia<@ reactancia de Potier I+g@ corriente de e)citación de vota$e no"ina' antes de a saturación3 OB@ corriente de e)citación para o-tener corriente no"ina de ar"adura I+ @ corriente de e)citación para generar e vota$e no"ina : corriente de ar"adura no"ina antes %ue ocurra a saturación3 I+s@L@ corriente de e)citación %ue contrarresta e e+ecto de saturación de tri(nguo de Potier I+@ de+ine e vaor de Eo' para a reguación de Vota$e
M#todo de reguación de as +uer!as eectro,"otrices
En e "#todo de a i"pedancia s&ncrona se sustitu:e una reacción de inducido o una +3"3"3 por una tensión3 En este "#todo se sustitu:e una tensión por una +3"3" : precisa"ente a ca&da I< en e inducido de aternador3 En otras paa-ras' se considera nua a reactancia de dispersión de inducido' pero se au"enta a reacción de "is"o para co"pensar esta anuación3
La apicación de este "#todo re%uiere =acer un ensa:o en corto circuito : otro en circuito a-ierto por o %ue en ese aspecto es si"iar a de a i"pedancia s&ncrona' a anterior +igura representa e principio de "#todo3 E diagra"a se =a tra!ado para +actor de potencia unidad' V es a tensión en ter"inaes3 A esta se e agrega a ca&da de tensión IR' o-teni#ndose a tensión V6' e vaor de esta +3"3"3 e)presada por a corriente e)citatri! se deter"ina por "edo de a curva de saturación co"o en a siguiente i"agen3 Se encuentra e vaor de a corriente de e)citación 86 %ue corresponde a V63 Se tra!a uno +or"ando3
Para a-reviar e caso de 83P@ a unidad a ca&da IR se agrega a a tensión en as ter"inaes : a intensidad de a corriente de e)citatri! correspondiente a esa su"a se deter"ina por "edio de a curva de saturación3 Se pone uego e aternador en corto circuito : se o-tiene a corriente de e)citación necesaria para =acer circuar a corriente no"ina por e inducido3 Se cacua a ra&! cuadrada de a su"a de os cuadrados de estas dos corrientes e)citatrices3 E vaor de a +3e3"3 Cue corresponde' en a curva de saturación' a esta corriente de saturación resutante' es a %ue se supone %ue es a +3e3"3 en vac&o de aternador3 9uando e vaor de 83P es "enor %ue a unidad su diagra"a es as&*
La tensión V6 es a su"a vectoria de V e IR' este vaor se =aa +(ci"ente por cacuo pro:ectando as co"ponentes so-re e vector intensidad as&@
En a "a:or&a de os casos es su+iciente"ente apro)i"ando a su"a arit"#tica de V e IR3 E vaor de (nguo
Por o genera
se encuentra deter"inando e (nguo
es tan pe%ue0o %ue puede despreciarse3
La parte de a +3"3"3 A %ue es e+ectiva"ente reacción de inducido es de"asiado eevada en corto circuito' de-ido a a -a$a saturación : a posición +avora-e de as espiras de inducido con reación a os poos
inductores3 9o"o en e "#todo de a i"pedancia s&ncrona' este +actor tiende a dar un vaor e)cesivo de a reguación3 Estas dos causas de error tienden a co"pensarse en e "#todo e as +3"3"' "ientras %ue producen errores de "is"o sentido en e "#todo de a i"pedancia s&ncrona3 E "#todo de a +3"3"' por o tanto da por reguar resutados %ue se acercan "(s a a reguación rea %ue os de "#todo de a i"pedancia s&ncrona3 E vaor e+ectivo de a reguación de aternador se =aa genera"ente entre os dos vaores %ue se =an deter"inado3 Si a curva de saturación +uese una recta' a"-os "#todos dar&an apro)i"ada"ente e "is"o resutado3
Reguación de tensión por "#todo de do-e reacción3 1M#todo de Bonde para "(%uinas de poos saientes2
En "(%uinas de rotor ci&ndrico' a reuctancia de circuito "agn#tico de este +u$o es independiente de su posición de espacio : de a=& %ue estas "(%uinas e e+ecto de a dispersión de +u$o de inducido pueda ser tenido en cuenta por una reactancia s&ncrona
3 No es de sorprender por tanto %ue as "a%uinas den resutados discordantes : erróneos "u: en particuar e re+erente a Anguo par En as "(%uinas de poos saientes es "uc=o "(s e)acto e "#todo -asado en a teor&a de as dos reacciones de Bonde' teor&a %ue tiene en cuenta a dependencia de a reuctancia "agn#tica de ca"po resutante' con a posición anguar de os poos de siste"a inductor respecto a este circuito3 Si a corriente de inducido esta retrasa F5G respecto a a +3e3"3 E' entonces e +u$o de reacción de inducido > A se encuentra en dirección contraria a +u$o de rotor >p 9uando a corriente e inductor est( en +ase con a +e" en vac&o E' e e$e de a onda de a reacción de inducido est( "u: distorsionado : corresponde +unda"enta"ente a una tercera ar"ónica3 De-ido a a ata reuctancia de
entre=ierro de os poos' a +unda"enta de +u$o de reacción de inducido es "enos a a %ue crear&a a "is"a corriente si e +u$o +uese opuesto a os poos3 Por o tanto a reactancia "agneti!ante es "enor cuando a corriente est( en +ase con a +e" %ue cuando esta cuadrada os e+ectos de os poos saientes se pueden to"ar en cuenta si se resueve a corriente I en as dos co"ponentes' una en e e$e directo I d' : otra en e e$e de a cuadratura I %3 E siguiente diagra"a es tra!ado para un generador de poos saientes no saturado con un +actor de potencia en retraso .inductivo/3 La co"ponente directa Id' est( en cuadratura con a +e" de vac&o E' : produce e +u$o de reacción de inducido en e e$e directo > ad3 La co"ponente en cuadratura I %' produce e +u$o de reacción de inducido en e e$e de cuadratura > a%' Entonces para una "a%uina no saturada' e +u$o de reacción de inducido > A es a su"a de as co"ponentes >ad : >a%3 E +u$o resutante > r es a su"a de > A : e +u$o de rotor > P
9on cada una de as corrientes co"ponentes I d I% =a: asociada una ca&da de tensión de-ido a a co"ponente de reactancia sincrónica HI d
La reactancia de dispersión < a se supone a "is"a para as corrientes de e$e directo : de cuadratura3 Las ecuaciones son si"iares a a de rotor ci&ndrico3
Bi-iogra+&a* Tratado de eectricidad' To"o 4 corriente aterna' 9=est=er L3 DaJis
Ma%uinas "otrices' generadores de energ&a e#ctrica' Hos# Ra"&re! V(!%ue! : Loren!o Betr(n Vida
M(%uinas E#ctricas' 9=ap"an' Step=en H' McKraJ,i
