Diagramas de f - Rosalina Alvarado Tirado

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Diagramas de f.e.m. y de f.e.m.m. de un generador sincrónico trifásico de polos no salientes
Construyamos el diagrama de f.e.m. de un generador sincrónico de polos no salientes primero para el caso de carga inductiva, en que 0 < ip < 90". Alineamos el vector de la tensión del generador entre sus bornes con la dirección positiva del eje de ordenadas (fig. 9-1 a) y trazamos el vector de corriente / retrasándolo respecto al vector de tensión Ü en un ángulo <p. Luego se traza el vector de la f.e.m. Éu producida por el flujo de excitación magnética 4>0. adelantado respecto al vector de corriente / un ángulo x|i. De acuerdo con la regla general, el vector de flujo <T>0 adelanta al vector de f.e.m. Éo en 90°.
La onda fundamental de la f.m.m. de reacción del inducido Fa de un generador sincrónico gira en sincronismo con su rotor. En una máquina de tipo de polos salientes la diferencia entre las permeancias en las direcciones del eje directo y del eje de cuadratura se pueden despreciar, y se puede suponer que la f.m.m. Fa crea sólo una onda sinusoidal de flujo de reacción 0O. La fase de este flujo coincide con la de la corriente I e induce en el devanado del estator una f.e.m. É„ cuya fase está retardada respecto a la de i un ángulo de 90". Si x„ es la reactancia inductiva de la reacción del inducido de una máquina de polos no salientes, Éa = — jtxa.
Por suma vectorial de los vectores de flujo <¡>() y <D0 y, respectivamente, los vectores de f.e.m. Éo y Éa se obtiene: 1) el vector del flujo resultante que reahpente existe en el entrehierro del generador y determina la saturación de su circuito magnético, y 2) el vector de la f.e.m. resultante en el devanado del estator, proporcional al flujo ÍM y retardado respecto a él en 90".
Al mismo tiempo que el flujo de reacción del inducido, existe un flujo de dispersión del devanado del estator cuyo vector, lo mismo que el del flujo <J>O, coincide en fase con la corriente / y crea en el devanado del estator una f.e.m. de dispersión de frecuencia fundamental É„a = — jÍXaa cuya fase está retardada 90° respecto a la corriente t. Aquí xaa es la reactancia de dispersión del devanado del es-
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TENSIONES DE GENERADORES CON CARGA EQUILIBRADA
tator. Además, es necesario tener en cuenta la f.e.m. Ér = — ir„, la
cual es de fase opuesta a la corriente /; aquí ra es la resistencia activa
del devanado del estator.
Por suma vectorial de los vectores de f.e.m. Éo, É„, Év9 y Ér, o, lo
que es lo mismo, de las ff.ee.mm. É», Éaa y É„ obtenemos el vector
Fig. 9-1.— Diagramas de f.e.m. de generador con polos no salientes.
Ü de la tensión existente entre los bornes del generador. El ángulo <p en que la corriente i está retardada respecto a la tensión Ü está determinado por los parámetros del circuito exterior de potencia al cual es conectado el generador y lo alimenta. El vector Üe de la tensión de línea está en oposición con el vector de tensión del generador Ü.
La figura 9-1 b es un diagrama de f.e.m. construido del mismo modo para el caso de una carga capacitiva, en que la corriente / ade
lanta a la f.e.m. Éo en un ángulo xp < 0 y 0 > xp > —
n
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Comparando los diagramas de las figuras 9-1 a y 9-1 b se ve que con carga inductiva la reacción del inducido produce un efecto desmagnetizante sobre el sistema de excitación, mientras que con carga capacitiva produce un efecto magnetizante. Por consiguiente, en el primer caso tenemos < 4*() y en el segundo > <P0; según esto, en el primer caso Et, < Eo, y en el segundo caso E» > Eo. Como ge-
DE GENERADOR DE POLOS NO SALIENTES
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neralmcnte Er < Ea„ con carga capacitiva, ordinariamente no sólo U > Eo» sino también U > Et.
Cuando se dibujan los diagramas vectoriales de una máquina sincrónica, lo que se representa no son las ff.ee.mm. Éa, É«a y É„ sino
Fig. 9-2. — Diagramas de e.f.m.m. de generador con polos no salientes.
sus valores inversos, los cuales son las caídas de tensión reactiva y activa en las secciones dadas del circuito, es decir,
— Éq ——		Eaa —	— Er — /t"a.
En este caso el diagrama de tensión da evidentemente la resolución de la f.e.m. En debida al flujo de excitación en componentes que representan las caídas de tensión /7x«, jixaa e ir„ y la tensión entre bornes del generador Ú. Por otra parte, el diagrama de tensión no representa los flujos 4>0, 4>0 y $«» sino las ff.mm.mm. Eo, Ea y E# que los producen; por esto se los denomina diagrama de f.e.m.m. Asf, los diagramas de f.e.m. de forma general de la figura 9-1 a y b para
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TENSIONES DE GENERADORES CON CARGA EQUILIBRADA
las corrientes adelantada y retardada constituyen los diagramas de f.e.m.m. de la figura 9-2 a y b.
Los vectores de caída de tensión //xo y jixaa de la figura 9-2 a y b se pueden sustituir por un vector de caída de tensión común
¡ix, -|- jlxa, = jix„
donde la reactancia
x, = x, -|- X<ra
se denomina reactancia sincrónica de la máquina de polos salientes.
Es interesante representar la disposición relativa en el espacio de
las partes principales de una máquina, estator y rotor, y de los deva-
Fig. 9-3. — Diagrama de espacio de
f.m.m. de generador con polos no sa-
lientes.
Le.m. Én en este mismo ángulo 1
el vector de f.m.m. £■„ al vector
nados de éstos, conjuntamente con
las ff.mm.mm. que crean.
La figura 9-3 a representa la
posición del rotor en el instante co-
rrespondiente a los valores instantá-
neos de corriente de la figura 9-3 b.
El ángulo indica el desplaza-
miento en el espacio de los conduc-
tores por los que pasa la máxima
corriente I con respecto a los con-
ductores entre cuyos extremos está
aplicada la máxima f.e.m. Eo y que
son opuestos al eje del polo. La co-
rriente t está retardada respecto a la
< en cuanto al tiempo. Si sumamos
de f.m.m. del devanado de excita-
ción Eo, obtendremos el vector de f.m.m. resultante En que está re-
tardado en el espacio respecto a Fo el mismo ángulo fl' en que la
f.e.m. Én está retardada respecto a la f.e.m. Éo en cuanto al tiempo.