Reporte Maquinas Sincronas

8/16/2019 Reporte Maquinas Sincronas

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Maquinas Eléctricas

PRÁCTICA: MAQUINAS SINCRONAS. “GENERADORES SINCRONOS Y MOTORESSINCRONOS”.

LABORATORIO MÁQUINAS ELÉCTRICAS.

0 | P á g i n a

Ing. Elect!"ec#n$c%

P!&e'!: Ing. (!') M$g*el G%c+% G*,"#n.

Al*"n!:

• B$,%! A-e! (*%n D%n$el.• G%c+% P%c-ec! O"% /%nc$'c!.• 0en#ne, G%c+% Ben%! A+.• P$nt! Be,*n,% 1le2e A2%-%".• R%"+e, Reg%l%! D$eg!.• 3%g%' R!+g*e, (!') Re4e'.


PRÁCTICA: MAQUINAS SINCRONAS!"ENERA#ORES SINCRONOS $MOTORES SINCRONOS%



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&n'ic() Intr*'ucci+n,- O./(ti*s1

, Marc* t(+ric* '( 2*t*r(s s3ncr*n*s4

,) Circuit* (quial(nt(5

,- O6(raci+n '( 2*t*r s3ncr*n* (n (sta'* (staci*nari*7

,-) Cura caract(r3stica 6ar8(l*ci'a' '( l*s 2*t*r(s s3ncr*n*s7

,-- E9(ct*s '( l*s ca2.i* '( carga (n l*s 2*t*r(s s3ncr*n*s

,-, E9(ct* '( ca2.i*s '( la c*rri(nt( '( ca26* (n l*s 2*t*r(ss3ncr*n*s)0

; Alcanc(s < li2itaci*n(s '( la 6ráctica '(l 2*t*r s3ncr*n*)-

;) Alcanc(s (s6(ra'*s:)-

;- Alcanc(s l*gra'*s:)-

;, =i2itaci*n(s:)-

1 Marc* t(+ric* '( g(n(ra'*r(s s3ncr*n*s:)-

1) =a (l*ci'a' '( r*taci+n '( un g(n(ra'*r s3ncr*n*),

1- >*lta/( int(rn* g(n(ra'* 6*r un g(n(ra'*r s3ncr*n*);1, Circuit* (quial(nt( '( un g(n(ra'*r s3ncr*n*);

1; #iagra2a 9as*rial '( un g(n(ra'*r s3ncr*n*)

11 "(n(ra'*r s3ncr*n* qu( *6(ra s*l*-)

11) E9(ct* '( l*s ca2.i*s (n la carga (n un g(n(ra'*r s3ncr*n* qu(*6(ra s*l* -)

4 Alcanc(s < li2itaci*n(s '( la 6ráctica '(l g(n(ra'*r s3ncr*n*-,

4) Alcanc(s-,

4)) Alcanc(s (s6(ra'*s:-,4)- Alcanc(s l*gra'*s:-,

4- =i2itaci*n(s-;

5 Mat(rial < (qui6*-;

5) Mat(rial:-;

5- Equi6*:-4

) | P á g i n a


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7 Pr*c('i2i(nt*-

7) Pr*c('i2i(nt* 6ara (l 9unci*na2i(nt* '( un 2*t*r s3ncr*n*-7- Pr*c('i2i(nt* 6ara (l 9unci*na2i(nt* '( un g(n(ra'*r s3ncr*n*,)

R(sulta'*s '( la 6ráctica,,

) "(n(ra'*r s3ncr*n*,;

- M*t*r s3ncr*n*10

)0 C*nclusi*n(s1)

)) R(9(r(ncias1-

- | P á g i n a


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1 Introducción

Se le ll%"% gene%! '+nc!n! % %5*ell% "%5*$n% '+nc!n% 5*e 'e *t$l$,% 6%%c!n7et$ 6!tenc$% "ec#n$c% en 6!tenc$% el)ct$c%8 t%"2$)n 'e le' c!n!ce c!"!%lten%!. L% %,9n 6! l% c*%l e't% "#5*$n% el)ct$c% e' ll%"%% “"%5*$n%'+nc!n%” e' e2$! % l% $g*%l% ente l% &ec*enc$% el)ct$c% c!"! l% &ec*enc$%%ng*l%8 e' ec$8 el gene%! g$%# % l% 7el!c$% el c%"6! "%gn)t$c!8 % e't%$g*%l% e &ec*enc$%' 'e le en!"$n% “'$nc!n$'"!”.

Un gene%! '+nc!n! e't# 6$nc$6%l"ente c!"6*e't! 6! *n% 6%te "97$l !t!;4 *n% 6%te &$


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L!' "!t!e' '+nc!n!' '!n c%% 7e, "#' el "!t! el)ct$c! 6e&e$! 6%% l%'

%6l$c%c$!ne' e %lt% 6!tenc$% c!n c%g%' 6e'%%'. E't! 'e e2e % '* c%6%c$%e e*c$ l!' c!'te' e$7%!' el c!n'*"! el)ct$c! 4 l% "e

L% $n7e't$g%c$9n e%l$,%% 2*'c% %n%l$,% e "%ne% c!nc$'% el gene%! '+nc!n! %'+ c!"! el "!t! '+nc!n! e=6l!%! % et%lle l%' c%%cte+'t$c%' e%"2!' -%c$en! -$nc%6$) en '*' c!"6!nente' 4 &*nc$!n%"$ent!.

; | P á g i n a


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2 Objetivos.

•

C!"6ene l!' c!nce6t!' 2#'$c!' 4 6$nc$6$!' e &*nc$!n%"$ent! e l!'gene%!e' '+nc!n!'.• Se c%6%ce' e t%,% $%g%"%' &%'!$%le' e %c*e! % l%' c%%cte+'t$c%'

e *n gene%! '+nc!n!.• Ient$&$c% l%' $&eenc$%' ente *n gene%! '+nc!n! 5*e t%2%


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3 Marco teórico de motores síncronos.

P%% l!g% *n 2*en %n#l$'$' e "!t! '+nc!n!8 'e e5*$ee %nte' 5*e 'e c!n!,c%el &*nc$!n%"$ent! te9$c! e e'te8 %'+ "$'"! tene l%' 2%'e' 6%% %lc%n,% *n6e&ect! e'%!ll! e l% 6#ct$c%8 %e"#' e 6!e c!"6ene elc!"6!t%"$ent! el "!t! %nte' e 5*e e'te e%cc$!ne 6! l%' c%g%' $n*c$%'.

A'+ e e't% "%ne% c!n'eg*$ *n% 2*en% c%6t%c$9n e l!' %t!' 5*e %!

6!tenc$% el)ct$c% en 6!tenc$% "ec#n$c%.Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. P%% c!"6ene el c!nce6t! 2#'$c! e *ngene%! '+nc!n! 'e 6*ee !2'e7% l% Figura 1 5*e "*e't% *n! c!n !'

6!l!'. L% c!$ente e c%"6! I F el "!t! 6!*ce *n c%"6! "%gn)t$c! en el

e't%t! *n$t%$! B R . Se %6l$c% *n c!n?@>;. Un c!n


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el e't%t! g$%8 el c%"6! "%gn)t$c! el !t! t%t% c!n't%nte"ente e %lc%n,%l!.

M$ent%' "#' g%ne 'e% el #ng*l! ente l!' !' c%"6!' "%gn)t$c!'8 "%4! 'e#el 6% el en !t! e l% "#5*$n%.

3.1 "ircuito equivalente.

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. Un "!t! '+nc!n! e' $g*%l en t!!' l!' %'6ect!' %*n gene%! '+nc!n!8 e=ce6t! en 5*e l% $ecc$9n el &l*

e=ce6c$9n en 5*e l% $ecc$9n e &ec*enc$% I A e't% $n7et$%8 t%l 4 c!"! 'e

"*e't% % c!nt$n*%c$9n en l% '$g*$ente Figura 2.

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Figura 2. "ircuito equivalente com!leto de un motor síncrono tri#$sico.

De2$! %l c%"2$! en l% $ecc$9n e I A 8 c%"2$% t%"2$)n l% ec*%c$9n e l% le4

e 7!lt%


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Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. En l% Figura 3 'e "*e't% l% c*7% c%%cte+'t$c%

6%7el!c$%. L% 7el!c$% en e't%! e't%c$!n%$! el "!t! e' c!n't%nte e'e7%c+! -%'t% el 6% "#=$"! 5*e el "!t! e' c!n't%nte e'e 7%c+! -%'t% el 6% "#=$"! 5*e el "!t! 6*ee '*"$n$'t% ll%"%! 6% "#=$"!;8 6! l! 5*e l%eg*l%c$9n e 7el!c$% el "!t! e' e ?. L% ec*%c$9n 6% e'

τ ind=k B R Bnet senδ ;

Figura 3. "aracterística !ar%velocidad de un motor síncrono. &uesto que la velocidad es

constante su regulación de velocidad es cero.

El 6% "#=$"! 'e 6e'ent% c*%n! F ?H. S$n e"2%g!8 l!' 6%e' n!"%le' %6len% c%g% '!n "*c-! "en!e' % e'te.

3.2.2 E#ectos de los cambio de carga en los motores síncronos.

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. S$ 'e &$


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$nce"ent! en el 6% $n*c$! % l% l%g% %cele% e n*e7! el !t! 4 el "!t! 7*el7e

% g$% % 7el!c$% '+nc!n%8 6e! c!n *n #ng*l! e 6% δ "#' g%ne.

Figura '. (a) *iagrama #asorial de un motor que o!era con un #actor de !otencia enadelanto. (b) E#ecto de incremento de la carga en la o!eración de un motor síncrono.

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. P%% e=6l$c% el $%g%"% &%'!$%l *%nte e'te6!ce'!8 'e e2e e=%"$n% l%' e't$cc$!ne' '!2e l% "%5*$n% *%nte *n c%2$! enl% c%g%. L% Figura ' %; "*e't% el $%g%"% &%'!$%l el "!t! %nte' e 5*e 'e

$nce"enten l%' c%g%'. El 7!lt%?@>;. Se -% e't*$%! c9"! *n c%"2$! e l% c%g% en ele


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c%"2$! en I F n! %&ect% l% 7el!c$% el e?@>;. N9te'e 5*e c!n&!"e 'e $nce"ent% el 7%l! e

E A 8 l% "%gn$t* e l% c!$ente en el $n*c$! I A 6$"e! $'"$n*4e 4 l*eg!

'e $nce"ent%. C!n *n E A 2%

"!t! e' *n% c%g% $n*ct$7%. Act% c!"! *n% c!"2$n%c$9n e $n*ct! 4 e'$'t! 4c!n'*"e 6!tenc$% e%ct$7% Q . A "e$% 5*e 'e $nce"ent% l% c!$ente e c%"6!8

l% c!$ente en el $n*c$! % l% l%g% 'e %l$ne% c!n V f 4 el "!t! 6%ece

6*%"ente e'$'t$7!. S$ 'e $nce"ent% l% c!$ente e c%"6! %n "#'8 l% c!$enteen el $n*c$! e't# en %el%nt! 4 el "!t! 'e c!n7$ete en *n% c%g% c%6%c$t$7%.

A-!% %ct% c!"! *n% c!"2$n%c$9n e c%6%c$t! 4 e'$'t!8 c!n'*"e 6!tenc$%

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e%ct$7% neg%t$7% ,Q !8 %lten%t$7%"ente8 '*"$n$'t% 6!tenc$% e%ct$7% Q %l

'$'te"%.

' -lcances limitaciones de la !r$ctica del motor síncrono.

'.1 -lcances es!erados/ C*26*rta2i(nt* '(l 2*t*r c*n(cta'* al .us innit* C*26r*.aci+n '( las (cuaci*n(s qu( '(scri.(n (l c*26*rta2i(nt* '(l

2*t*r s3ncr*n* C*n*c(r la 9*r2a c*rr(cta '( c*n(Bi+n '(l 2*t*r s3ncr*n* O.s(rar la r(laci+n '( la c*rri(nt( ( ca26* < (l 6ar C*26*rta2i(nt* '(l 2*t*r s3ncr*n* al s*2(t(rs( a 'i9(r(nt(s cargas

r(sistias ca6acitias ( in'uctias AnaliDar la r(laci+n '( la 9r(cu(ncia (l*ci'a' < 6ar '(l 2*t*r s3ncr*n*

'.2 -lcances logrados/

S( *.s(r+ (l c*26*rta2i(nt* '(l 2*t*r s3ncr*n* al (star c*n(cta'* al.us innit* P*r 2('i* '( las (cuaci*n(s analiDa'as (n clas( s( 6r('i/* (l

c*26*rta2i(nt* '(l 2*t*r s3ncr*n* S( a6r(n'i+ la 9*r2a c*rr(cta '( c*n(Bi+n '(l 2*t*r s3ncr*n* ?c*n(Bi+n

(str(lla@ S( 6u'* analiDar (l c*26*rta2i(nt* '(l 2*t*r s3ncr*n* al g(n(rar una

2a


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Falta '( (B6(ri(ncia 6ara la 2ani6ulaci+n '(l (qui6* (n (l á2.it*

6ractic*

+ Marco teórico de generadores síncronos/

D%! 5*e8 el 6$nc$6%l !2?@>;. L!' gene%!e' '+nc!n!' ! %lten%!e' '!n"#5*$n%' '+nc!n%' 5*e 'e *t$l$,%n 6%% c!n7et$ 6!tenc$% "ec#n$c% en 6!tenc$%el)ct$c% e CA. En *n gene%! '+nc!n! 'e 6!*ce *n c%"6! "%gn)t$c! en el!t! 4% 'e% "e$%nte el $'e! e e'te c!"! *n $"#n 6e"%nente ! "e$%nte l%%6l$c%c$9n e *n% c!$ente e CD % '* e7%n%! 6%% ce%n *n elect!$"#n. El!t! el gene%! g$% "e$%nte *n "!t! 6$"%$!8 4 6!*ce *n c%"6!"%gn)t$c! g$%t!$! ent! e l% "#5*$n%. E'te c%"6! "%gn)t$c! g$%t!$! $n*ce*n c!n


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nm F 3el!c$% "ec#n$c% el c%"6! "%gn)t$c! en K"$n $g*%l % l% 7el!c$% el

!t! e *n% "%5*$n% '+nc!n%;. P F N*"e! e 6!l!'.

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. De2$! % 5*e el !t! g$% % l% "$'"% 7el!c$% 5*eel c%"6! "%gn)t$c!8 e't% ec*%c$9n el%c$!n% l% 7el!c$% e !t%c$9n el !t! c!nl% &ec*enc$% el)ct$c% e'*lt%nte. L% 6!tenc$% el)ct$c% 'e gene% % J?0, ! ?0,86! l! 5*e el gene%! e2e g$% % *n% 7el!c$% &$


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M$ent%' 5*e '$ H 'e e=6e'% en %$%ne' "ec#n$c!' 6! 'eg*n!8 ent!nce'

= " c P

√ 2 ;

El 7!lt%

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. El 7!lt%?@>;. Se e't*$%#n l!' e&ect!' e l!' 6$"e!' te'&%ct!e' 4 'e e'%!ll%# *n "!el! e l% "#5*$n% % 6%t$ e ell!'. El 6$"e

e&ect! "enc$!n%!8 4 n!"%l"ente el "#' g%ne8 e' l% e%cc$9n el $n*c$!.

C*%n! el !t! e *n gene%! '+nc!n! g$%8 'e $n*ce *n 7!lt%)1 | P á g i n a


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e'*lt%nte. A e'te e&ect! 'e le ll%"% e%cc$9n el $n*c$! 6!5*e l% c!$ente el

$n*c$! e't%t!; %&ect% el c%"6! "%gn)t$c! 5*e l! 6!*?@>;. P%% entene l% e%cc$9n el $n*c$!8 e"+t%'e % l%Figura . L% Figura (a) "*e't% *n !t! 2$6!l% 5*e g$% ent! e *n e't%t! t$'$c!. N! -%4 n$ng*n% c%g% c!nect%% %l e't%t!. El c%"6! "%gn)t$c! el !t! BR 6!*ce *n 7!lt%


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Figura *esarrollo de un modelo de la relación de inducido/ (a) n cam!o magnético

giratorio !roduce el voltaje interno generado E A . (b) El voltaje resultante !roduce un

#lujo de corriente en atraso cuando se conecta a una carga en atraso. (c) 0a corriente en el

estator !roduce su !ro!io cam!o magnéticoB s que !roduce su !ro!io voltaje

Eestat

en los devanados del estator de la m$quina. (d) El cam!o magnéticoB s se suma a

B R

se trans#orma en Bnet . El voltaje Eestat se suma a E A !roduce V ɸ en la

salida de la #ase.

)5 | P á g i n a

?.@?a@

?'?c@


19/52




Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. De2$! % 5*e l!' #ng*l!' E A 4 B R '!n $g*%le'

4 l!' #ng*l!' Eestat 4 Bs t%"2$)n '!n $g*%le'8 el c%"6! "%gn)t$c! e'*lt%nte

Bnet c!$nc$$# c!n el 7!lt%?@>;. P%% -%ce el "!el%! e l!' e&ect!' e l%e%cc$9n el $n*c$! en el 7!lt%


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7!lt%


21/52




Figura 5. "ircuito equivalente com!leto de un generador síncrono tri#$sico

+.' *iagrama #asorial de un generador síncrono.

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. De2$! % 5*e l!' 7!lt%


22/52




ent! e *n% &%'e E A V f 8 j X S I A 4 R A I A ; 4 l% c!$ente I A en l% &%'e

e t%l &!"% 5*e 'e "*e'ten l%' el%c$!ne' ente ell!'8 l% g#&$c% e'*lt%nte 'ell%"% $%g%"% &%'!$%l.

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. P! e


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Figura 17. *iagramas #asoriales de un generador síncrono con un #actor de !otencia (a) en

atraso (b) en adelanto.

+.+ 8enerador síncrono que o!era solo

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. El c!"6!t%"$ent! e *n gene%! '+nc!n! c!n*n% c%g% 7%+% "*c-!8 l! c*%l e6ene el &%ct! e 6!tenc$% e l% c%g% 4 e5*e el gene%! !6ee '!l! ! en 6%%lel! c!n !t!' gene%!e' '+nc!n!'.

+.+.1 E#ecto de los cambios en la carga en un generador síncrono que o!era

solo

Ste6-en (. C-%6"%n. >?@>;. P%% entene l%' c%%cte+'t$c%' e &*nc$!n%"$ent!e *n gene%! '+nc!n! 5*e !6e% '!l!8 e=%"+ne'e *n gene%! 5*e %l$"ent%*n% c%g%. Un $nce"ent! e l% c%g% e' *n %*"ent! e l% 6!tenc$% e%l8 e%ct$7%8! %"2%'8 5*e 'e !2t$ene el gene%!. Un $nce"ent! e l% c%g% %*"ent% l%c!$ente e l% c%g% 5*e 'e !2t$ene el gene%!. De2$! % 5*e n! 'e -%c%"2$%! el e'$'t! e c%"6!8 l% c!$ente e c%"6! e' c!n't%nte 48 6! l! t%nt!8el &l*

7el!c$% c!n't%nte 78 l% "%gn$t* el 7!lt%


24/52




E A=V ɸ+ jX I A @;

j X S I A De2e e=tene'e ente V f % *n #ng*l! e ?H 4 E A 5*e t$ene l%

e't$cc$9n e "%ntene l% "$'"% "%gn$t* 5*e %nte' el $nce"ent! en l% c%g%.S$ 'e $2*


25/52




-lcances limitaciones de la !r$ctica del generador síncrono.

P%% l% 6#ct$c% e gene%! '+nc!n! l!' %lc%nce' 4 l$"$t%c$!ne' '!n l!''$g*$ente':

.1 -lcances

.1.1 -lcances es!erados/

O2'e7% el c!"6!t%"$ent! e *n gene%! '+nc!n!. C!"6ene el c!nce6t! e “B*' In&$n$t!” 4 c9"! 'e c!"6!t% el gene%!

c!nect%! % )l. D$&eenc$% ente l%' &!"%' e c!ne=$9n elt% 4 e'tell% 4 %6ene en c*#l

e ell%' e' "e

3e l% el%c$9n e=$'ten ente l% &ec*enc$% 4 l% 7el!c$% el gene%!. C!"6!2% 5*e l%' ec*%c$!ne' 6e7$%"ente 7$'t%' en cl%'e e'c$2en elc!"6!t%"$ent! el gene%! '+nc!n!.

O2'e7%c$9n 4 !2tenc$9n e %t!' el 7!lt%


26/52




Se !2'e79 5*e l% &ec*enc$% 4 el n!. De 6!l!' n! 7%+%n 6! 5*e l%

7el!c$% e' c!n't%nte. De6en$en! e l% c%g% % l% 5*e 'e '!"et$9 el gene%! 'e 6*!!2'e7% el &%ct! e 6!tenc$% % l% 5*e 'e enc!nt%2% t%2%


27/52




M*lt+"et!

En l% Figura 1' 'e *t$l$,9 el "*lt+"et! 6%% l%"e$c$9n e l% c%g% 4 el 7!lt%


28/52




Figura 1+. 0$!i; cuaderno.

4.2 Equi!o/

M!t!KAlten%! '+nc!n!:

Figura 1. Motor


29/52


30/52




Figura 15. Fuente de alimentación.

Se *t$l$,9 *n% &*ente e %l$"ent%c$9n t$'$c% Figura 15; 6%% %l$"ent% el "!t! 6$"! 48 en c%'! el gene%! '*"$n$'t% el 7!lt%


31/52




Se c!nect%!n $7e'%' c!"2$n%c$!ne' e c%g%' e'$'t$7%' Figura 16) en l%'

te"$n%le' e l!' gene%!e' 6%% !2'e7% l% 7%$%c$9n e V T c!n e'6ect! %

I A 8 %'+ c!"! el c!"6!t%"$ent! el gene%! c!n l%' c%g%' "enc$!n%%'.

C%g%' In*ct$7%'

Se c!nect%!n $7e'%' c!"2$n%c$!ne' ec%g%' $n*ct$7%' Figura 27) en l%' te"$n%le' e l!' gene%!e' 6%% !2'e7%

l% 7%$%c$9n e V T c!n e'6ect! % I A 8 %'+ c!"! el c!"6!t%"$ent! el

gene%! c!n l%' c%g%' "enc$!n%%'.

C%g%' C%6%c$t$7%'

,0 | P á g i n a

Figura 27. "argas inductivas.

Figura 21. "argas inductivas.


32/52




Se c!nect%!n $7e'%' c!"2$n%c$!ne' e c%g%' c%6%c$t$7%' Figura 21) en l%'

te"$n%le' e l!' gene%!e' 6%% !2'e7% l% 7%$%c$9n e V T c!n e'6ect! %

I A 8 %'+ c!"! el c!"6!t%"$ent! el gene%! c!n l%' c%g%' "enc$!n%%'.

5 &rocedimiento.

5.1 &rocedimiento !ara el #uncionamiento de un motor síncrono.

@. C!l!c%c$9n el "!t! '+nc!n!8 gene%!8 &*ente e %l$"ent%c$9n8 c%g%'$n*ct$7%'8 e'$'t$7%' 4 c%6%c$t$7%'; Figura 22;.

>. C!ne=$9n el "!t! '+nc!n! c!n el gene%! "e$%nte *n% 2%n%. A'eg*%n! e 5*e 'e c!l!5*e 2$en l% 2%n% ente l!' !$ll!' 6%% 5*e-%4% 2*en% ten'$9n. Ae"#'8 e2en e 5*e% "*4 2$en %l$ne%!'.

. Se c!nect% el c%2le e 2%


33/52




. En el "!t!8 c!nect%"!' el e9't%t! % l% &*ente e %l$"ent%c$9n CC &$? 3 >A; 4 '* te"$n%l neg%t$7% el e9't%t! l% "%n%"!' % ne*t! el% &*ente e %l$"ent%c$9n CC &$.C!nect%"!' l%' c%g%' e'$'t$7%' en l%' te"$n%le' e 7!lt%


34/52




@.Se enc$ene l% &*ente 4 6!2%"!' el e&ect! e l% c%g% en el c*%l 7ee"!'

el c%"2$! e “I%” l% c*%l 'e %*"ent%# 4 'e c%"2$%# el &%ct! e 6!tenc$%[email protected] 6*! !2'e7% 5*e %l %*"ent% l% c%g% %*"ent% l% [email protected] 6*ee !2'e7% 5*e tene"!' *n %*"ent! e 6!tenc$% %ct$7%[email protected]! 'e 6*ee %6ec$% el "!7$"$ent! e l% 6!tenc$% e%ct$7% Q;8 e't! 'e

e2e % E%8 3T 4 S '!n c!n't%nte'. [email protected] "ete *n% c%g% el "!t! '+nc!n! 'e e"6e,9 % e'2!c%[email protected] c!ncl*49 5*e el "!t! %*"ent% '* c!$ente 6! 5*e 6$e "#' 6%8 4%

5*e el gene%! "%n% "#' c!$ente % l% c%g%8 e't! 'e 7e e&le


35/52




J. En el gene%! '+nc!n!8 c!nect%"!' el e9't%t! % l% &*ente e

%l$"ent%c$9n CC &$? 3 >A; 4 '* te"$n%l neg%t$7% el e9't%t! l%"%n%"!' % ne*t! e l% &*ente e %l$"ent%c$9n CC &$?38 %-!% l! '*2$"!' % >>?3 el 7!lt%


36/52




@.C!"en,%"!' c!n c%g%' $n*ct$7%' c!n *n &%ct! e 6!tenc$% en %t%'!

c!nect%! en c!ne=$9n t$6! e'tell%[email protected] gene%! '+nc!n! %l$"ent%% % e't%' c%g%'[email protected]!cee"!' % "e$ l% c!$ente "$ent%' 'e le 7% "et$en! c%g%' %l

gene%! '+nc!n!8 'e t!"%n %t!' e e'te 6!ce$"[email protected] 6*ee %6ec$% 5*e el 3T c%e %2*6t%"[email protected]!cee"!' % "ete c%g%' e'$'t$7%' %l gene%! '+nc!n! c!n *n%

c!ne=$9n t$6! e'tell%[email protected]$%"!' 5*e el 3T c%e l$ge%"ente c!"6%%! c!n l%' c%g%'

$n*ct$7%'[email protected]'e7%"!' 5*e %l "ete c%g%' e'$'t$7%' e ?. el "!t! n! %g*%nt! 4 'e

e'2!c!.

>?.A-!% 6!cee"!' % 6!ne c%g% c%6%c$t$7%' c!nect%%' en c!ne=$9n t$6!e'tell%.

>@.Se c-ec% 5*e el 3!lt%


37/52




6.1 8enerador síncrono.

P%% c!"en,% c!n $c-% 6#ct$c% 6$"e! 'e e2en c!n!ce l%' c!n$c$!ne' 5*ee2e c*"6l$ *n gene%! '+nc!n! 6%% 6!e &*nc$!n% '!l!8 e't! '$gn$&$c% 5*en! 'e c!nect% % *n 2*' $n&$n$t!. L%' e't$cc$!ne' 6%% e'te gene%! '!n: 'e t$ene5*e "%ntene l% 7el!c$% ω e &!"% c!n't%nte8 "e$%nte el "!t! 6$"!8 e$g*%l "%ne% el 7!lt%


38/52




Al %6l$c% c%g%' c!n *n &%ct! e 6!tenc$% en %t%'! puramente inductivas; % l%'

te"$n%le' el gene%! '+nc!n! 'e !2t$enen l!' '$g*$ente' %t!' "!'t%!' enl% >abla 1.>abla 1.% "argas inductivas (F& en atraso)

Ia >7 (En vacío)

-@@8 3

?8@ A @@8 3?8> A @?8J 3?8 A @?8> 3?8 A 8 3?8J A 3?8 A 8 3?8 A 3

L% >abla 1 "*e't% *n% c%+% c!n'$e%2le en el 7!lt%


39/52




( ) 22

cos sin A S A S A

V E X I X I φ θ θ = − −

>?;

E' $"6!t%nte "enc$!n% 5*e 6%% 6!e e%l$,% l% '$"*l%c$9n %n n!' &%lt%ete"$n% l% e%ct%nc$% '+nc!n% el gene%!8 6e! e' c$l e%l$,% '*e*cc$9n8 e't! 'e l!g% e l% '$g*$ente "%ne% 6$"e! 'e e'6e


40/52




?8 A 8 3 J.>J

?8J A 3 J@.?8 A 8 3 .

?8 A 3 .@>

C!"! 'e l!g% !2'e7% en l% >abla 2 c!n&!"e %*"ent% l% c!$ente e"%n%%6! l% c%g%8 5*e en e'te c%'! e' l% c!$ente I% el gene%!8 l% e%ct%nc$%'+nc!n% ecece e *n% "%ne% n! t%n l$ne%l.

A-!% 5*e 'e c!n!cen t!!' l!' 6%#"et!' e l% Ecuación 27 'e 6*ee e%l$,% el "!el%! el c!"6!t%"$ent! e 3T IL el gene%! '+nc!n!8 4 c!"! 'ee'6e%2% 6e'ent% el "$'"! c!"6!t%"$ent! 5*e l% c*7% 6! l!' %t!' !2ten$!'en l%2!%t!$!8 e't% 'e en!"$n% “/P %el%nt!” 4 'e enc*ent% en l% Figura 32.

A-!% 7%"!' % c!n'$e% el c!"6!t%"$ent! el gene%! c*%n! 'e %6l$c%!nc%g%' c!n *n &%ct! e 6!tenc$% *n$t%$! puramente resistivas; % l%' te"$n%le'

el gene%! '+nc!n!8 4 l!' %t!' !2ten$!' *%nte l% 6#ct$c% 'e "*e't%n %c!nt$n*%c$9n en l% >abla 3.

>abla 3. "argas resistivas (F& unitario)

Ia >

7 (En vacío) - @>? 3?8@ A @@8> 3

?8> A @@8 3

?8 A @@8 3

?8 A @@> 3

?8J A @?8> 3

L% >abla 3 "*e't% *n% c%+% en el 7!lt%


41/52




%cc$ente c!n l!' c!"6%e!' e cl%'e8 6e! %*n %'+ c!n l!' %t!' !2ten$! e'

'*&$c$ente 6%% !2'e7% el c!"6!t%"$ent! el 7!lt%


42/52




Tabla 4.- Calculo de la reactancia síncrona del generador.

Ia > ?s

7 (En vacío)-

@>? 3 N! 'e 6*eeete"$n%.

?8@ A @@8> 3 >?.?J>

?8> A @@8 3 @.

?8 A @@8 3 @>@.@J

?8 A @@> 3 @?.?

?8J A @?8> 3 .J??

C!"! 'e l!g% !2'e7% en l% >abla ' c!n&!"e %*"ent% l% c!$ente e"%n%%6! l% c%g%8 5*e en e'te c%'! e' l% c!$ente I% el gene%!8 l% e%ct%nc$%'+nc!n% ecece e *n% "%ne% n! t%n l$ne%l.

D*%nte l% 6#ct$c% '!l! 'e c%6t*%!n 7%l!e'8 e't! % c%*'% e 5*e 'e ten+%n6!2le"%' %l %6l$c% "#' c%g% %l gene%!8 6e! en el "!el%! e'te 6!2le"%n! 'e 6e'ent% e2$! % 5*e '!l! e' *n% '$"*l%c$9n8 %'+ 5*e 6!e"!' %geg% l%'c%g%' 5*e &%lt%!n en l% 6#ct$c% l%' c*%le' &*e!n e ?. 4 ?.Pe! 6%% e't! 'e nece'$t%n ete"$n% l%' !' e%ct%nc$%' &%lt%nte'8 e't! e'6!'$2le "e$%nte l%' -e%"$ent% $nten% “c&t!!l” e M%tl%28 6%% e't! 6$"e!

e2e"!' ce% *n g#&$c! 5*e "*e'te el c!"6!t%"$ent! 5*e t$ene l% e%ct%nc$%%nte l% c!$ente e c%g%8 4 'e "*e't% en l% Figura 25.

;) | P á g i n a


43/52




0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.580

100

120

140

160

180

200

220

Carga aplicada IL (Corriente Ia del generador)

R e a c t a n c i a s i n c r o n a " X s "

Reactancia sincrona del generador en fucncion de la corriente de carga

Xs - IL

Figura 25. "om!ortamiento de la reactancia síncrona en #unción de la corriente que

demanda la carga con F& unitario.

A-!% 5*e 'e t$ene el g%&$c! e l% Figura 25 'e %2e l% -e%"$ent% “c&t!!l” l%c*%l n!' 6e"$te "!el% *n% ec*%c$9n e=6!nenc$%l 5*e e'c$2e elc!"6!t%"$ent! e l% e%ct%nc$% '+nc!n% el gene%! en &*nc$9n e l% c!$entee c%g% c!"! 'e "*e't% en l% Figura 26.

;- | P á g i n a


44/52




Figura 26. so de la @erramienta Ac#toolB.

De l% -e%"$ent% “c&t!!l” 'e l!g% !2tene l% '$g*$ente ecuación 2' 5*e n!'6e"$te c!n!ce l!' 7%l!e' e ' 6%% ?. 4 ?. A.

( ) ( )( )9.602

0.5584222.2 129

I A

A I

S X e e

− − = + ÷

?-;@

C!n %4*% e l% ec*%c$9n 2' 'e 6*een ete"$n% l!' 7%l!e' &%lt%nte' 6%% l%e%ct%nc$% '+nc!n%8 e't!' %t!' 'e "*e't%n en l% '$g*$ente tabla +.

>abla +.% "alculo de la reactancia síncrona del generador !ara IaC 7. 7.4 -.

Ia ?s

?8 A >.?8 A .J

;, | P á g i n a


45/52




P%% c!"6!2% 5*e l% Ecuación 2' !2ten$% e “c&t!!l” e' c!ect% 'e 6*ee

g%&$c% 4 % '* 7e, c!"6%% c!n l% g#&$c% e l% Figura 25 l% c*%l "*e't% l!'7%l!e' e e%ct%nc$% '+nc!n% 6e! '!l%"ente -%'t% l% c!e'6!n$ente % ?.J A8'$n e"2%g! l% ec*%c$9n 6*ee g%&$c% "#' 7%l!e' e e%ct%nc$% '+nc!n%8 c!"!'e "*e't% en l% Figura 37.

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.880

100

120

140

160

180

200

220


R e a c t a n c i a s i n c r o n a

" X s "

Reactancia sincrona del generador en fucncion de la corriente de carga

Xs - IL

Ecuación obtenida de “cftool”

Figura 37. "om!robación de la ecuación eD!onencial obtenida en Ac#toolB.

Al c!n!ce t!!' l!' 6%#"et!' 'e e6e'ent% el 7!lt%


46/52




>abla .% "argas ca!acitivas (F& en adelanto)

Ia >

7 (En vacío) - @>?8 3

?8@ A @>J 3

?8> A @>8J 3

?8 A @8 3

?8 A @? 3

?8J A @J 3

?8 A @J?8> 3

?8 A @JJ8 3

L% >abla "*e't% *n% %*"ent! c!n'$e%2le en el 7!lt%


47/52




t!"%n! en c*ent% l! '$g*$ente e' c$l e e*c$8 6$"e! c!"! e' *n% c%g% e

/P en %el%nt! ent!nce' 5*e F ?H e2$! % 5*e l% c%g% c!nect%% e'6*%"ente c%6%c$t$7%8 e't! n!' 6e"$te '$"6l$&$c% l% Ecuación 2+8 4 %l e'6eabla 4*t$l$,%n! l% Ecuación 2 'e ete"$n%n l%' e%ct%nc$%' '+nc!n%' e e'te

gene%! '+nc!n!8 l%' c*%le' 'e "*e't%n en l% >abla 4.E' $"6!t%nte "enc$!n% 5*e el 7!lt%?. 7 4 e'c!n't%nte en t!! "!"ent!.

>abla4.% "alculo de la reactancia síncrona del generador.

Ia > ?s

7 (En vacío)

-@>?8 3

N! 'e 6*eeete"$n%.

?8@ A @>J 3

?8> A @>8J 3

?8 A @8 3 .

?8 A @? 3 .>J??

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?8 A @J?8> 3 .

?8 A @JJ8 3 J?.@

A-!% 5*e 'e c!n!cen t!!' l!' 6%#"et!' e l% Ecuación 2+ 'e 6*ee e%l$,% el "!el%! el c!"6!t%"$ent! e 3T IL el gene%! '+nc!n!8 e't! 'e l!g%%6ec$% en l% Figura 32 !ne 'e enc*ent% l% c*7% “/P en %t%'!”c!e'6!n$ente % e't% '$"*l%c$9n.

;4 | P á g i n a


48/52




P%% !2'e7% "eablas 1 3 4 .

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.780

90

100

110

120

130

140

150

160


V T

( V o l t a j e d e f a s e d e l g e n e r a d o r )

Característica VT-IL del generador síncrono que opera solo cuando se conectan cargas con distintos FP.

FP en atraso

FP unitario

FP en adelanto

Figura 31. "om!ortamiento real del generador síncrono que o!era solo cuando se conectancargas con distinto F& (atraso unitario adelanto).

De $g*%l "%ne% 5*e 6%% el c!"6!t%"$ent! e%l 'e 6*ee 6e'ent% *n g#&$c!5*e "*e'te l!' c!"6!t%"$ent!' te9$c!' el 7!lt%


49/52




0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.780

90

100

110

120

130

140

150

160


V T

( V o l t a j e d e f a s e d e l g e n e r a d o r )

Modelo computacional de la característica VT-IL del generador síncrono que opera solo cuando se conectan cargas con distintos FP.

FP en atraso

FP unitario

FP en adelanto

Figura 32. "om!ortamiento teórico obtenido mediante so#tare com!utacional delgenerador síncrono que o!era solo cuando se conectan cargas con distinto F& (atrasounitario adelanto).

6.2 Motor síncrono

P%% l% 6#ct$c% e "!t!e' '+nc!n!' el 6!&e'! n!' e=6l$c9 *n c!nce6t! "*4$"6!t%nte en e'te te"%8 5*e &*e el %%n5*e e "!t!e'8 *%nte l% 6#ct$c% 'e%%nc9 el "!t! '+nc!n! c!n el !t! %l$"ent%! c!n CD 6! l! 5*e e'te n!%%nc!8 4 el "!t! gene%2% *n '!n$! '$"$l% %l e *n en


50/52




P! l! t%nt! nunca se e2e %%nc% el "!t! '+nc!n! c!n el e7%n%! el !t!

%l$"ent%! 6!5*e e5*$ee *n 6% e %%n5*e "*4 %lt!.C!"! 'e "enc$!n9 c!n %nte$!$% %*n '$ BR n! e'te eneg$,%! el "!t! 6e'ent% *n 6% "%gn)t$c!8 6! l! t%nt! n! 6*ee %%nc% 6! '+ "$'"!. A'+ 5*ee=$'ten %lg*n%' t)cn$c%' 5*e 'e 6*een %6l$c% en l% $n*'t$%8 6%% -%ce %%nc% *n "!t! '+nc!n!:

@. Re*c$ l% &ec*enc$% el e't%t! % *n n$7el e %%n5*e 'eg*!.>. U'% *n "!t! 6$"%$! e=ten!.. D$'6!ne e7%n%!' e %"!t$g*%"$ent! ! %ten*%c$9n en el "!t! 6%%

%cele%! -%'t% lleg% cec% e l% 7el!c$% '+nc!n% %nte' e %6l$c% *n%

c!$ente $ect% % '*' e7%n%!' e c%"6!.

Un% c%%cte+'t$c% $"6!t%nte 5*e 'e e"!'t9 en l% 6#ct$c% &*e 5*e c*%n! 'e%6l$c% c%g% %l "!t! '+nc!n!8 l% c!$ente e %"%*% %*"ent%8 e't! 'e e2e %5*e l% c%g% le 6$e "#' 6% %l "!t! 6! l! t%nt! t$ene 5*e %*"ent% I%8 6! e


51/52




e 6!tenc$% 'e e&$ee. /*e e "*c-% %4*% e=6e$"ent% c!n l%'

c%%cte+'t$c%' e c$c*$t! %2$et! OCC.• L!' "!t!e' 6*een %%nc%'e e 7%$%' "%ne%' 6e! l% "%ne% "#'

ec!"en%2le e' c!n *n "!t! e %%n5*e 5*e e'6*)' 'e e'%c!6l% el"!t! '+nc!n!.

• Se 6*! !2'e7% e "%ne% cl%% 4 c!nt*nente el c!"6!t%"$ent! el

"!t! %l %6l$c#'ele *n% c%g% $n*ct$7%8 *n% c%g% c%6%c$t$7% 4 *n% c%g%e'$'t$7%. S$en! l% c%g% e'$'t$7% l% 5*e en l% "%4!+% e l!' c%'!'6!7!c% 5*e $c-! "!t! 'e% e=$g$! e "%' 6! l% 6!tenc$% %ct$7% 5*ee"%n% l% e'$'tenc$%.

A-!% en&!c#n!n!' e't$ct%"ente c!n l% 6#ct$c% 6!e"!' c!ncl*$ 7%$%' c!'%':• Un gene%! '+nc!n! c!n7$ete l% eneg+% "ec#n$c% % eneg+% el)ct$c%• C!n 2%'e % l!' e'*lt%!' !2ten$!' e l% 6#ct$c%8 'e 6*ee c!ncl*$ 5*e

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