Generadores sincronicos

GENERADORES SINCRONOS
Los generadores síncronos son por definición síncronos, lo que quiere decir que la frecuencia eléctrica se produce y entrelaza o sincroniza con la tasa mecánica de rotación del generador. El rotor de un generador síncrono consta de un electroimán al que se le suministra corriente directa. El campo magnético del rotor apunta en la dirección en que gira el rotor. Ahora, latasa de rotación de los campos magnéticos en la maquina está relacionada con la frecuencia eléctrica del estator por medio de la ecuación
fe=nmP120
Donde,
fe= frecuencia eléctrica en Hz
nm=velocidad mecánica del campo magnético en r/min (igual a la velocidad del rotor de una maquina síncrona)
P= numero de polos
Debido a que el rotor gira a la misma velocidad que el campo magnético, estaecuación relaciona la velocidad de rotación del rotor con la frecuencia eléctrica resultante.
Si se añade carga con el factor de potencia en retraso, entonces IA, se incrementa pero mantiene el mismo ángulo con respecto a VØ. Por lo tanto, el voltaje de reacción en el inducido jXSIA es mayor que antes, pero tiene el mismo ángulo. Ahora puesto que,
EA=VØ+jXSIA
jXSIA debe extenderse entre VØ a unángulo de 0 grados y EA que tiene la restricción de mantener la misma magnitud que antes del incremento en la carga. Si se dibujan estas restricciones en el diagrama fasorial, hay un solo punto en el que el voltaje de reacción del inducido es paralelo a su posición original mientras se incrementa su tamaño.
Si se cumplen las restricciones, se observa que conforme se incrementa la carga, el voltaje VØdecrece abruptamente.
Como conclusión decimos que:
Si se añaden cargas en retraso (+Q o cargas de potencia reactiva inductivas) a un generador, VØ y el voltaje en los terminales VT decrecen significativamente.

Si se añaden nuevas cargas con el mismo factor de potencia, el valor de voltaje de reacción del inducido es mayor a su valor previo y VØ aumenta> en este caso, un incremento en lacarga en el generador produjo un incremento en el voltaje en los terminales.
Como conclusión decimos que:
Si se añaden cargas en adelanto (-Q o cargas de potencia reactiva capacitivas) a un generador, VØ y el voltaje terminal aumentaran.


5. La Impedancia Síncrona

La Resistencia del Inducido
Se puede obtener un valor aproximado de la resistencia por medio de la aplicación de un voltaje decd a los devanados mientras la maquina esta estacionaria y midiendo el flujo de corriente resultante. La utilización de un voltaje de cd significa que la reactancia de los devanados será igual a cero durante el proceso de medición.
Esta técnica no es del todo exacta, debido a que la resistencia de ca será un poco más grande que la resistencia de cd (como resultado del efecto pelicular a altasfrecuencias). Si se desea, se puede introducir el valor medido de la resistencia en XS=EA/IA, para mejorar el valor estimado de XS.
La potencia eléctrica se genera a 50 o 60Hz, por lo que el generador debe girar a una velocidad fija dependiendo del número de polos en la maquina. Por ejemplo para generar una potencia de 60Hz en una maquina de dos polos, el rotor debe girar a 3 600r/min. Paragenerar una potencia de 50Hz en una maquina de cuatro polos, el rotor debe girar a 1500r/min. La tasa de rotación requerida para cierta frecuencia siempre se puede calcular a partir de la ecuación:
fe=nmP120

Puede decirse que si moderadamente, siempre y cuando se cumplan ciertas condiciones. Básicamente el problema es que hay un flujo máximo al que se puede llegar en cualquier maquina, y debido aque EA=KØW, el EA máximo permitido cambia cuando cambia la velocidad. Específicamente si un generador de 400Hz va a operar a 60Hz, entonces el voltaje de operación debe degradar a 60/400, o a 83.3% de su valor original. Y si un generador de 60Hz va a operar en uno de 400Hz ocurre lo contrario.
La figura muestra un generador síncrono G1 que suministra potencia a una carga con otro generador G2 a...