Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

Escuela : Ingeniería Eléctrica.

Tema :

Profesor :Ing. Cesar Chilet

Alumnos:

Armijos Altamirano Alfredo A. 080585A

Miranda Ugarte Miguel Angel 080042hCuchillo Valenzuela Bernard Erasmo

Turno : 90G

Determinar la impedancia síncrona del generador.

Analizar la curva de magnetización.

Modelar el generador síncrono en la operación de estado estable.

2. FUNDAMENTO TEORICO.

2.1 SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA La energía eléctrica es fundamental para el desarrollo de un país, para ello es necesario suministrar dicha energía en forma adecuada y oportuna.Un sistema eléctrico de potencia está constituido por la generación, centros de transformación, líneas de transmisión y sistemas de distribución, que deben ser operados en forma eficaz cumpliendo los estándares de calidad y preservando el medio ambiente.

• Generadores• Transformadores de potencia.• Líneas de transmisión• Cargas• Compensadores

2.2 GENERADOR SINCRONOEl generador síncrono es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica (en forma de rotación) en energía eléctrica. Su principio de funcionamiento consiste en la excitación de flujo en el rotor.

ESTRUCTURA Devanado trifásico (en el estator) .- Llamado inducido o armadura Devanado de campo (en el rotor) .- llamado devanado de campo o de excitación

GENERADOR SINCRONO

CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR SINCRONO

Xd = Reactancia de dispersión.IA = Corriente por la armadura.ФA = Flujo de reacción de armadura.EA = Tensión de reacción de armadura.RA = Resistencia del devanado de armadura.XS = Reactancia Síncrona.NOTA: RA <<< XS

CIRCUITO EQUIVALENTE DEL GENERADOR SÍNCRONO

DESPRECIANDO EL VALOR DE RA

CIRCUITO EQUIVALENTE APROXIMADOLa tensión inducida internamente (E).

Como la velocidad es prácticamente constante.

CARACTERÍSTICA DE MAGNETIZACIÓN O DE VACÍO

E = K N ф

E = N ф

En el circuito equivalente Aproximadamente.

Diagrama fasorial

Φ = Ángulo del f.d.p.δ = Ángulo de potencia.

Ensayo en CIRCUITO ABIERTO (vacio).

Datos Obtenidos

I exit. Eo0 3.67

0.016 16.80.06 51.4

0.105 94.90.158 148.30.263 250.70.356 330

0.41 3720.494 4290.562 4670.705 5240.812 5530.914 5750.999 590

Ensayo en CORTO CIRCUITO.

Datos obtenidos:

I exitacion I cc (A)0 0

0.01 0.0230.09 0.12

0.159 0.2030.215 0.2720.301 0.3790.382 0.4770.456 0.5670.524 0.6520.621 0.7740.721 0.8950.799 0.9880.863 1.0760.912 1.131.004 1.243

1. ¿Por qué se tiene tensión inducida en la armadura siendo la Iexc=0 ?

Se tiene tensión inducida en la armadura debido a que en el núcleo del estator, en el que se tiene el devanado estatórico, existe un flujo remanente que depende de la historia previa del material magnético y en el cual los dominios magnéticos que constituyen al material forman un imán permanente; Por lo tanto, al existir este flujo remanente en el núcleo y apoyándonos en la ley de inducción de Faraday es que se induce una tensión en los devanados del estator y ésta tensión es la que se obtiene en los terminales de la armadura sin q se inyecte corriente de excitación al devanado rotórico.

2. ¿En qué zona de la curva de magnetización se tiene la tensión nominal?

Al obtener la curva de magnetización con las características de magnetización o de vacío se observa que el punto de operación de los generadores se encuentra al final de la Zona lineal de la curva de magnetización por lo tanto es en este punto en donde obtenemos los valores nominales y el valor nominal de la tensión de trabajo de la máquina.

3. ¿A qué se denomina razón a cortocircuito?

La razón de Cortocircuito (R.C.C) de un Generador Síncrono se define como el cociente de la corriente de campo Necesaria para dar tensión nominal en circuito abierto y la exigida para hacer circular corriente a plena carga en el inducido cuando esta en Corto Circuito.

En resumen:

En forma practica teniendo en cuenta la saturacion podemos decir :

4.- ¿Qué diferencia existe entre la Zs en la zona lineal y la zona saturada?

El valor de Zs tiende a ser constante en la parte lineal de la curva de magnetización de la maquina, en la zona saturada su valor disminuye. Con las características de vacío y cortocircuito puede obtenerse la reactancia síncrona en forma aproximada.

5.- Dibuje el Circuito equivalente monofásico del Generador.

RA << Xs entonces no lo consideramos.

Xs=(0.49/1.004)-1

Xs=(0.48804)-1

Xs=2.04

6.- Dibujar la Línea del Entrehierro.

Se observa que al graficar, los datos obtenidos en el laboratorio, estos nos brindan una buena tendencia de las verdaderas características magnéticas del material ferromagnético, en donde se puede observar la zona lineal, el codo de saturación y la zona más alta en donde la Línea del entrehierro tiende a graficar una recta la cual se denomina zona de saturación del entrehierro.

7.- Determine la corriente de excitación necesaria para obtener la tensión nominal en vacío.

Al graficar V0 vs Iect podemos proyectar el valor del voltaje nominal, el cual lo obtenemos de la placa de característica del generador (Vn = 440), en la curva obtenida y con esto encontramos el valor de la corriente de excitación necesaria(Iexc)

Así obtenemos que la corriente de excitación necesaria para obtener la tensión nominal en vacío será Iexc = 0.5 ampere.

- Los generadores son accionados por turbinas, ruedas hidráulicas y motores diesel u otros tipos de motores principales.

- Los Máquinas síncronas que suelen construirse con rotor cilíndrico están especificadas para trabajar a altas velocidades y pocos polos magnéticos en contraste con las máquinas síncronas de polos salientes que trabajan a bajas velocidades y están constituidas con más de 4 polos magnéticos.

- El voltaje por fase generado debe ser igual a la caída de voltaje a través de la impedancia síncrona.

- En un generador síncrono se aplica corriente continua al devanado del rotor conocida como corriente de excitación, la cual produce un campo magnético en el rotor.

- El eje del rotor gira a una velocidad igual a la velocidad mecánica.

- El circuito de excitación de un generador síncrono puede estar alimentado por un fuente de tensión externa, para lo cual se utiliza escobillas y anillos rozantes con el fin de cerrar el circuito eléctrico de potencia DC, o puede estar alimentado por un excitador sin escobillas para lo cual se necesita un circuito de campo montado en el estator y un circuito de armadura montado en el eje del rotor.

- Los generadores y motores más grandes utilizan excitadores o excitatrices sin escobillas para suministrar a la máquina corriente de campo CD.

- Los excitadores sin escobillas requieren mucho menos mantenimiento que los anillos rozantes y las escobillas.