Generadores

Generadores Síncronos (Maquinas Eléctricas)

1. ¿Por qué la frecuencia de un generador síncrono está confinada a la tasa de rotación del eje?
2. ¿Por qué cae abruptamente el voltaje de un alternador cuando se le aplica una carga con un factor de potencia en retraso?
3. ¿Por qué aumenta el voltaje de un alternador cuando se le aplica una carga con un factor de potencia en adelanto?
4. Dibujeel diagrama fasorial y relaciones del campo magnético de un generador síncrono que opera con un factor de potencia a) unitario, b) en retraso c) en adelanto.
5. Explique cómo se pueden determinar la impedancia síncrona y la resistencia del inducido en un generador síncrono.
6. ¿Por qué se debe reducir la potencia de un generador de 60Hz si va a operar a 50Hz? ¿Cuánta reducción se debe llevar acabo?
7. ¿Esperaría que un generador de 400Hz sea menor o mayor a un generador de 60Hz con la misma potencia y voltaje nominales? ¿Por qué?
8. ¿Qué condiciones son necesarias para conectar en paralelo dos generadores síncronos?
9. ¿Por qué el generador en aproximación en un sistema de potencia debe conectarse en paralelo a una frecuencia más alta que la del sistema en operación?
10. ¿Qué es unbus infinito? ¿Qué restricciones impone sobre un generador que está conectado en paralelo con él?
11. ¿Cómo se puede controlar la repartición de potencia real entre dos generadores sin afectar la frecuencia del sistema? ¿Cómo se puede controlar la repartición de potencia reactiva entre dos generadores sin afectar el voltaje en los terminales del sistema?

5.1. ¿Por qué la frecuencia de ungenerador síncrono está confinada a la tasa de rotación del eje?
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 ladirección en que gira el rotor. Ahora, la tasa 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 mismavelocidad que el campo magnético, esta ecuación relaciona la velocidad de rotación del rotor con la frecuencia eléctrica resultante.

5.2. ¿Por qué cae abruptamente el voltaje de un alternador cuando se le aplica una carga con un factor de potencia en retraso?
Si se añade carga con el factor de potencia en retraso, entonces IA, se incrementa pero mantiene el mismo ángulo Ѳ con respecto a VØ. Por lotanto, el voltaje de reacción en el inducido jXSIA es mayor que antes, pero tiene el mismo ángulo. Ahora puesto que,
EA=V∅+jXSIA
jXSIA debe extenderse entre VØ a un ángulo 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 delinducido 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 VØ decrece 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.


5.3. ¿Porqué aumenta el voltaje de un alternador cuando se le aplica una carga con un factor de potencia en adelanto?
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 la carga en el generador produjo un incremento en el voltaje en los terminales.
Como conclusión decimos que:...