Regulación de tensión

Unidad V Regulación de Tensión

Para una misma corriente de excitación, la diferencia entre la f.e.m. generada en vacio y la tensión de salida depende de la corriente y factor de potencia que defina las características de la carga.

Entendemos por caída de tensión la diferencia entre Vsc y Vpc. Si referimos este valor a la tensión en la carga obtenemos el coeficiente de regulación en lamaquina.

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Para la determinación de la caída de tensión existen distintas técnicas, unas con mayor grado de precisión que otras.

Diagrama Fasorial de un Generador Síncrono

Puesto que los voltajes en un generador sincrónico son voltajes de ca, generalmente se representan por fasores. Como los fasores tienen tanto una magnitud como un ángulo, la relación entre ellos se debe expresar endos dimensiones. Cuando los voltajes presentes en un fase (EA, Vφ, jXSIA, y RAIA) y la corriente IA en la fase se dibujan de tal modo que muestren la relación entre si, la grafica resultante se denomina diagrama fasorial.

Por ejemplo, en la figura 8-13 muestra estas relaciones cuando el generador alimenta una carga de potencia unitaria (Una carga puramente resistiva). De la ecuación [pic]Deducimos que el voltaje total EA se diferencia del voltaje de los bornes de la fase Vφ por las caídas de voltaje inductivo y resistivo. Todos los voltajes y corrientes se referencian con Vφ, el cual, arbitrariamente, se presupone estar en un ángulo de 0°.

Este diagrama fasorial se puede comparar con el de los generadores que funcionan con factores de potencia en atraso y en adelanto. Talesdiagramas fasoriales se ven en la Fig. 5-14. Obsérvese que para un voltaje dado y una corriente de armadura, se necesita un voltaje interno EA mayor para cargas en atraso, que para cargas en adelanto. Por lo tanto, se necesita una corriente de campo mayor con cargas en atraso para obtener el mismo voltaje terminal.

Alternativamente, para cierta corriente de campo y cierta magnitud de corriente decarga, el voltaje en los terminales es menor para cargas en retraso y mayor para cargas en adelanto.

En las maquinas sincrónicas reales, por lo regular la reactancia síncrona es mucho mas grande que la resistencia del devanado RA, por lo que a menudo se desprecia RA en el estudio cualitativo de las variaciones de voltaje. Obviamente, para obtener resultados numéricos exactos se debe considerarRA.

Relación entre la tensión en vacio y la tensión en la carga

El comportamiento de un generador síncrono con una carga varia mucho dependiendo del factor de potencia de la carga y de si el generador opera solo o en paralelo con otros generadores síncronos. Ahora veremos solo el comportamiento de los generadores síncronos con operación individual.

A menos que se indique lo contrario, enesta sección se supondrá que la velocidad de los generadores es constante y todas las características de los terminales se dibujan de acuerdo con esta suposición. También, se supone que el flujo del rotor en el generador es constante a menos que se cambie específicamente la corriente de campo.

Para entender las características de funcionamiento de un generador síncrono que opera solo, examíneseun generador que alimenta una carga. En la figura 5-21 se muestra un diagrama de un solo generador que alimenta una carga.

Un incremento en la carga es un incremento en la potencia real o reactiva, que se obtiene del generador. Un incremento en la carga aumenta la corriente de la carga que se obtiene del generador. Debido a que no se ha modificado la resistencia de campo, la corriente de campoes constante y, por lo tanto, el flujo φ es constante. Debido a que el motor primario también tiene una velocidad constante ω, la magnitud del voltaje interno generado EA es constante.

Si decimos que EA es constante, surge la pregunta, entonces ¿Qué cambia con una variación de la carga?, la respuesta a esta pregunta se encuentra dibujando diagramas fasoriales que muestren el incremento en la...