CARACTERISTICA “ POTENCIA – ANGULO DE PAR “

CARACTERISTICA “ POTENCIA – ANGULO DE PAR “ :

Tanto en la máquina de rotor cilíndrico como en la de polos salientes, la potencia en bornes es una función, más o menos simple, del ángulo de par . Asumiendo constantes la tensión en bornes y la excitación y aceptando despreciable la resistencia de los devanados del estator, la representación gráfica de esta función es una senoide en el caso de la máquina de rotor cilíndrico, en tanto que en la máquina de polos salientes es una curva suma de la senoide anterior y de otra senoide de frecuencia doble.

P



Característica P = f (), en la máquina síncrona de polos salientes

Pe = Potencia debido al par electromagnético.

Pr = Potencia debida al par de reluctancia.

De estas dos componentes de la potencia, cuantitativamente, la primera es la más importante, en tanto que la segunda introduce el efecto de los polos salientes y representa el hecho físico de que la onda de flujo en el entrehierro produce un par que tiende a alinear los polos en la posición de mínima reluctancia.

Este sumando es la potencia correspondiente al par de reluctancia, el cual, como hemos puntualizado antes, es independiente de la excitación del inductor. Incluso sin excitación alguna en el inductor (Eo=0), esta componente de la potencia de la máquina síncrona de polos salientes no es nula.

Si se toma en consideración todo el campo posible de variación del ángulo , la cura de P en función de , se hace periódica con valores positivos y negativos. Las partes positivas de P (0     ; 2    3 , etc.) corresponden al funcionamiento como generador, en tanto que las partes negativas (-    0 ;     2 , etc.) corresponden al funcionamiento como motor.

Si por exceder el par resistente al par motor pierde la máquina su velocidad de sincronismo, el ángulo  aumenta o disminuye continuamente y la máquina pasa alternativamente del funcionamiento como generador al funcionamiento como motor, lo que hace obligado desconectar la máquina de la red y proceder a una nueva maniobra de sincronización.

• Cuestionario:

1.) Relación de las lecturas obtenidas en la experiencia

• Característica en “V” del generador síncrono

P = 50%(PN)

If 0.85 1.05 1.15 0.675 0.58

Ia 2 3 4 3 4

P = 25%(PN)

If 0.85 0.7 0.6 0.53 1.05 1.12 1.2

Ia 0.7 2 3 4 2 3 4

P = 0%(PN)

If 0.85 1.01 1.11 1.15 0.65 0.56 0.5

Ia 0 2 3 4 2 3 4

Prueba de deslizamiento

Para s  2% y V3 = 0.25VN

Vx = 0

V 45

Ia 3.9

Vx = Vmax

V 45.9

Ia 2.5

2.) Con la información obtenida en la prueba de deslizamiento, estimar las reactancias de eje directo y cuadratura (Xd,Xq) de la máquina AEG.

Reactancia Síncrona Transversal:

 

Reactancia Síncrona Longitudinal:

 

3.) Calcular la relación Xd/Xq y compruebe si este valor se encuentra dentro del rango usual para máquinas de este tipo y potencia. Explique.

Según el ensayo de deslizamiento se hace girar la máquina síncrona, accionada por un motor auxiliar, a una velocidad ligeramente distinta de la de sincronismo, bien sea por encima o por debajo de ésta, pero en todo caso, con un deslizamiento muy pequeño, a la vez que se aplica al devanado inducido un sistema de tensiones trifásicas equilibrado de reducido valor y se mantiene abierto el devanado inductor. La diferencia de velocidades entre el campo giratorio que las corrientes del inducido generan y el rotor da lugar a que alternativamente los ejes del campo del inducido coincidan con los de los polos inductores o estén en cuadratura con éstos. Cuando ambos ejes coinciden, la f.m.m. del inducido actúa sobre el circuito longitudinal de reluctancia mínima y, por tanto, el flujo será máximo, en tanto que cuando están en cuadratura actúa sobre el circuito transversal de reluctancia máxima y el flujo será mínimo. Admitiendo despreciable la resistencia óhmica del devanado, la f.e.m. inducida en cada fase del devanado estatórico será igual u opuesta a la tensión aplicada, por lo que el cociente de esta tensión, por la corriente absorvida, nos dará el valor de la reactancia síncrona del devanado inducido.

La reactancia síncrona transversal Xq es siempre menor que la Xd. Obsérvese que en máquinas de polos salientes, normalmente:

En nuestro caso, de los datos obtenidos del calculo anterior:

Observamos que la relación Xq/Xd está dentro del rango teórico para las máquinas de polos salientes.

4.) Utilizando

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