¿Por que esta confirmada la frecuencia de un generador síncrono a la taza de rotación de su eje?

¿Por que esta confirmada la frecuencia de un generador síncrono a la taza de rotación de su 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 la dirección 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 misma velocidad que el campo magnético, esta ecuación relaciona la velocidad de rotación del rotor con la frecuencia eléctrica resultante.

¿Por qué cae abruptamente el voltaje de un alternador cuando se le aplica una carga con un factor de potencia en atraso?

Si se añade carga con el factor de potencia en retraso, entonces IA, se incrementa pero mantiene el mismo ángulo con respecto a VØ. Por lo tanto, el voltaje de reacción en el inducido jXSIA es mayor que antes, pero tiene el mismo ángulo. Ahora puesto que,

EA=VØ+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 del inducido 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.

¿Por qué se eleva el voltaje de un alternador cuando se le aplica una carga con factor de partencia 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:

Si se añaden cargas en adelanto (-Q o cargas de potencia reactiva capacitivas) a un generador, VØ y el voltaje terminal aumentaran.

Dibuje los diagramas fasoriales y las relaciones de campo magnético para un generador síncrono que opera.

Con un factor de potencia unitario

Con un factor de potencia en atraso

Con un factor de potencia en adelanto

Explique con exactitud como puede determinarse un generador síncrono la impedancia síncrona y la resistencia del inducido.

La Impedancia Síncrona

La Resistencia del Inducido

Se puede obtener un valor aproximado de la resistencia por medio de la aplicación de un voltaje de cd a los devanados mientras la maquina esta estacionaria y midiendo el flujo de corriente resultante. La utilización de un voltaje de cd significa que la reactancia de los devanados será igual a cero durante el proceso de medición.

Esta técnica no es del todo exacta, debido a que la resistencia decae será un poco más grande que la resistencia de cd (como resultado del efecto pelicular a altas frecuencias). Si se desea, se puede introducir el valor medido de la resistencia en XS=EA/IA, para mejorar el valor estimado de XS.

¿Por qué debe reducir la potencia de un generador de 60Hz si se va aoperar a 50 Hz?, ¿En cuanto debe disminuir?

La potencia eléctrica se genera a 50 o 60Hz, por lo que el generador debe girar a una velocidad fija dependiendo del número de polos en la maquina. Por ejemplo para generar una potencia de 60Hz en una maquina de dos polos, el rotor debe girar a 3 600r/min. Para generar una potencia de 50Hz en una maquina de cuatro polos, el rotor debe girar a 1500r/min. La tasa de rotación requerida para cierta frecuencia siempre se puede calcular a partir de la ecuación:

fe=nmP120

¿Se esperaría que un generador de 400 Hz si se va a operar fuera mas grande o mas pequeño q un generador de 60 Hz de lamisma potencia de voltaje nominales?

Puede decirse que si moderadamente, siempre y cuando se cumplan ciertas condiciones. Básicamente el problema es que hay un flujo máximo al que se puede llegar en cualquier maquina, y debido a que EA=KØW, el EA máximo permitido cambia cuando cambia la velocidad. Específicamente si un generador de 400Hz va a operar a 60Hz, entonces el voltaje de operación debe degradar a 60/400, o a 83.3% de su valor original. Y si un generador de 60Hz va a operar en uno de 400Hz ocurre lo contrario.

¿Qué condiciones son necesarias para emparalelar dos generadores síncronos?

La figura muestra un generador síncrono G1 que suministra potencia a una carga con otro generador G2 a punto de conectarse en paralelo con G1 por medio del cierre del interruptor 1.

Se deben cumplir las siguientes condiciones:

Deben ser iguales los voltajes de línea rems de los dos generadores.

Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fase

Los ángulos de fase de las dos fases a deben ser iguales.

La frecuencia del generador nuevo, llamado generador en aproximación, deben ser un poco mayor que la frecuencia del sistema en operación.

Generador que se conecta en paralelo con un sistema de potencia en operación.

Estas condiciones de puesta en paralelo requieren ciertas explicaciones. La condición 1 es obvia: para de dos grupos de voltajes sean idénticos, deben tener la misma magnitud de voltaje rems.

Los voltajes en las fases a y a` serán completamente idénticos en todo momento si ambas magnitudes y sus ángulos son iguales, lo que explica la condición.

Fig. 5 Esquema de secuencia de fases.

La condición 2 asegura que la secuencia en la que el voltaje de fase llegue a su pico en los dos generadores sea la misma. Si la secuencia de fase es diferente en la figura 2a entonces aun cuando un par de voltajes (los de fase a) estén en fase, los otros dos pares de voltajes estarán desfasados por 120º. Si se conectan los generadores de esta manera, no habrá problema con la fase a, pero fluirá enormes corrientes en las fases

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