alternador sincronico
PROBLEMA 1
Dado un alternador trifásico, cuyas características de placa son: SN = 4 MVA; UN = 6600 V; conexión estrella.
Se ensaya en vacío y cortocircuito, obteniéndose los siguientes datos:
Ensayo de vacío (Tensiones de fase)
10 20
30
40
60
80
100
Ie (A)
E0 (F) (V) 960 1920 2800 3440 4220 4600 4800
Ensayo de cortocircuito
Ie = 20 A
Icc = 464 A
Laresistencia de inducido es despreciable. Determinar:
1. Regulación a Tensión y Corriente nominal con fp = 0.8 inductivo.
2. Excitación necesaria para el caso anterior.
Nota: Tomar como Reactancia Sincrónica el valor que se obtiene con la excitación necesaria para tensión
nominal en vacío.
Solución:
ܫே =
ܵே
√3ܷே
=
4 ܣܸܯ
√3 ∙ 6600 ܸ
= 350 ܷ ;ܣே ሺܨሻ =
1
ܷே ሺܮሻ
√3
=6600
√3
= 3810 ܸ
ALTERNADOR SINCRÓNICO
Cálculo de la XS para el punto dado: Del gráfico, se obtiene para Eo (F) = 3810 V la correspondiente Ie = 50 (A)
de excitación la que le corresponde un valor de corriente ensayo de cortocircuito ICC = 1160 A.
ܺௌ =
ܧ ሺܨሻ 3810 ܸ
=
= 3.28 Ω
ܫ
1160
Cálculo de la f.e.m. EO para la carga indicada (por fase).
ሶ
ܧሶ ሺܨሻ = ܷሶேሺܨሻ∠0º + ܫ ∙ ܺሶௌ = 3810∠0º + 350∠ − 36.9º ∙ 3.28∠90º = 3810∠0º + 1148∠53.1º =
= 4592.5 ∠11.5º ሺܸሻ
ܧ ሺܨሻ = 4592.5 ሺܸሻ
ܧ ሺܮሻ = √3 ∙ ܧ ሺܨሻ = √3 ∙ 4592.5 ܸ = 7954.4 ܸ ;
Luego:
ߝሺ%ሻ =
ܧ ሺܮሻ − ܷே ሺܮሻ
7954.4 − 6600
∙ 100 =
∙ 100 = 20.5 %
ܷே ሺܮሻ
6600
Para producir una f.e.m E0 (F) = 4592.5 V ingresando en la gráfica se consigue que la corriente deexcitación
necesaria será aproximadamente: Ie = 81 (A).
PROBLEMA 2
Dado un alternador trifásico, cuyas características de placa son: SN = 500 KVA; UN = 240 V; conexión estrella.
Se ensaya en vacío y cortocircuito, obteniéndose los siguientes datos:
Ensayo de vacío
Ie (A) 45 60 70 90 115
E0 (V) 175 215 240 270 300
Ensayo de cortocircuito
Ie = 20 A
Icc = 550 A
La máquina alimenta unreceptor de P = 200 KW con un fp = 0.85 inductivo, a tensión nominal.
1. Determinar la Reactancia Sincrónica XS para el punto dado.
2. Calcular el valor de corriente de excitación necesaria para la carga especificada (asumiendo XS = cte) y
el respectivo valor de f.e.m.
3. Encontrar la corriente de excitación necesaria, para la misma corriente de carga pero fp = 0.85
Capacitivo, además delcorrespondiente valor de f.e.m.
4. Determinar la Reactancia Sincrónica XS para Icc = IN
Solución:
ܫே =
ܵே
√3ܷே
=
500 ܣܸܭ
√3 ∙ 240 ܸ
= 1203 ܫ ;ܣ =
2
ܲ
√3 ∙ ܷே ∙ cos ߮
=
200 ܹܭ
√3 ∙ 240 ∙ 0.85
= 566 ܣ
ALTERNADOR SINCRÓNICO
Cálculo de la XS para el punto dado: Del gráfico se obtiene la f.e.m. correspondiente para el valor de corriente
de excitación datodel ensayo de cortocircuito. Eo (L) = 78 V
ܧ ሺܨሻ =
ܧை ሺܮሻ
√3
=
78 ܸ
√3
= 45 ܸ; ܺௌ =
ܧ ሺܨሻ 45 ܸ
=
= 0.0818 Ω
ܫ
550
Cálculo de la f.e.m. EO para la carga indicada (por fase).
ܷே ሺܨሻ =
ܷே ሺܮሻ
√3
=
240 ܸ
√3
= 138.6 ܸ;
ሶ
ܧሶ ሺܨሻ = ܷሶே ሺܨሻ∠0º + ܫ ∙ ܺሶௌ = 138.6∠0º + 566∠ − 31.8º ∙ 0.0816∠90º = 138.6 + ሺ24.35 + ݆39.26ሻ
=ሺ162.9 + ݆39.26ሻ = 167.6 ∠13.5º ሺܸሻ
ܧ ሺܨሻ = 167.6 ሺܸሻ
ܧ ሺܮሻ = √3 ∙ ܧ ሺܨሻ = √3 ∙ 167.6 ܸ = 290 ܸ ;
Entrando en la curva de vacío se obtiene la corriente de excitación necesaria: Ie = 105 (A).
Cálculo de la f.e.m. EO para la carga indicada (por fase) con factor de potencia fp = 0.85 capacitivo.
ሶ
ܧሶሺிሻ = ܷሶே ሺܨሻ∠0º + ܫ ∙ ܺሶௌ = 138.6∠0º + 566∠31.8º ∙ 0.0816∠90º =138.6 + ሺ−24.35 + ݆39.26ሻ
= ሺ114.25 + ݆39.26ሻ = 120.8 ∠19º ሺܸሻ
ܧ ሺܨሻ = 120.8 ሺܸሻ
ܧ ሺܮሻ = √3 ∙ ܧ ሺܨሻ = √3 ∙ 120.8 ܸ = 209.24 ܸ ; Entrando en la curva de vacío se
obtiene la corriente de excitación necesaria: Ie = 57 (A).
Según la teoría la reactancia sincrónica se debe calcular para una ICC = IN; luego: interceptando la recta del
ensayo de cortocircuito con el...
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