Generador Síncrono Parte 2

Eva Monagas

23 Apr 202014:08

Summary

TLDREl guion trata sobre la conexión y el circuito equivalente de un generador trifásico, explicando las diferencias entre conexión en estrella y en triángulo. Se describen los componentes del rotor y el estator, así como cómo se determina la tensión en los terminales y la línea. Además, se detallan los ensayos de vacío y de cortocircuito para medir la impedancia sincrónica y la resistencia de armadura, proporcionando una visión clara del funcionamiento y la medición de estos dispositivos.

Takeaways

⚡ El generador síncrono trifásico puede estar conectado en estrella o triángulo, y ambos tienen circuitos equivalentes para el rotor y el estator.
🌟 En una conexión en estrella, la tensión de línea es la raíz de tres veces la tensión de fase, y la corriente de línea es igual a la corriente de fase.
🌀 El circuito de campo del rotor tiene una fuente de corriente continua y una impedancia que representa el paso de corriente a través de los polos magnéticos.
🔧 En el estator, se induce una tensión en cada devanado con una resistencia específica y una reactancia sincrónica que combina los campos magnéticos.
⚙️ Para la conexión en triángulo, las tensiones de fase y de línea son iguales, y la corriente de línea es la raíz de tres veces la corriente de fase.
📐 La ecuación característica para el generador en estrella implica la suma de tensiones inducidas, resistencias de armadura y reactancias sincrónicas, multiplicadas por la corriente.
💡 El ensayo de vacío se realiza llevando el generador a velocidad sincrónica sin carga y midiendo la corriente de campo frente a la tensión en terminales.
🔌 En el ensayo de cortocircuito, se lleva el generador a velocidad sincrónica con los terminales en cortocircuito, midiendo la corriente de armadura.
📊 La curva de magnetización muestra el comportamiento del generador a diferentes niveles de corriente de campo, con una fase de saturación.
📏 Con los ensayos de vacío y cortocircuito se pueden calcular la resistencia de armadura y la impedancia sincrónica, esenciales para el análisis del generador.

Q & A

¿Cuáles son los dos tipos de conexiones posibles para un generador trifásico?
-Los dos tipos de conexiones posibles para un generador trifásico son en estrella y en triángulo.
¿Qué representa la impedancia en el rotor de un generador sincrónico?
-La impedancia en el rotor de un generador sincrónico representa el paso de la corriente de campo a través de los polos magnéticos ubicados en el rotor.
¿Qué elementos eléctricos se encuentran en el estator de un generador conectado en estrella?
-En el estator de un generador conectado en estrella hay tres devanados idénticos, donde se induce una tensión. Cada devanado tiene una resistencia asociada al material y la longitud del mismo, y una reactancia sincrónica debido a los campos magnéticos generados.
¿Cómo se relaciona el voltaje en línea con el voltaje de fase en un generador conectado en estrella?
-En un generador conectado en estrella, el voltaje de línea es igual a la raíz de tres veces el voltaje de fase, con una diferencia de fase de 30 grados.
¿Qué diferencias existen en la relación de corrientes entre un generador conectado en estrella y uno en triángulo?
-En un generador conectado en estrella, la corriente de línea es igual a la corriente de fase. En un generador conectado en triángulo, la corriente de línea es la raíz de tres veces la corriente de fase, con una corrección de 30 grados.
¿Cómo se mide la tensión inducida en un ensayo de vacío para un generador conectado en estrella?
-En un ensayo de vacío para un generador en estrella, la tensión inducida se mide con un voltímetro en los terminales, dividiendo el voltaje medido entre la raíz de tres para obtener la tensión inducida real.
¿En qué consiste el ensayo de cortocircuito de un generador sincrónico?
-El ensayo de cortocircuito consiste en llevar al generador a su velocidad sincrónica nominal, aplicarle una corriente de campo y mantener los terminales en cortocircuito. En este ensayo, se mide la corriente de armadura para calcular la impedancia sincrónica.
¿Qué es la curva de magnetización y cómo se obtiene?
-La curva de magnetización muestra cómo aumenta la tensión inducida a medida que se incrementa la corriente de campo, hasta llegar a un punto de saturación del núcleo. Se obtiene en el ensayo de vacío del generador, midiendo la tensión en los terminales mientras la corriente de armadura es cero.
¿Qué parámetros básicos se pueden calcular a partir de los ensayos de vacío y cortocircuito?
-A partir de los ensayos de vacío y cortocircuito se pueden calcular la resistencia de armadura y la impedancia sincrónica del generador.
¿Qué ocurre en el devanado del estator cuando la corriente de armadura es cero en un generador conectado en triángulo?
-Cuando la corriente de armadura es cero en un generador conectado en triángulo, no se induce tensión en el devanado del estator y la tensión en los terminales será igual a la tensión inducida.

Outlines

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🔋 Conexión y modelo del generador sincrónico trifásico

Este párrafo introduce las dos formas principales en que los generadores sincrónicos trifásicos pueden conectarse: en estrella o en triángulo. Explica el circuito equivalente tanto para el rotor como para el estator. En una conexión en estrella, el circuito de campo en el rotor está alimentado por una corriente continua y una impedancia, mientras que en el estator, las tensiones se inducen en los devanados y se reflejan en las terminales. La ecuación característica para un generador en estrella se explica, teniendo en cuenta las tensiones inducidas, resistencias y reactancias sincrónicas, además de la relación entre el voltaje de línea y el voltaje de fase.

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🔄 Modelo del generador en triángulo

Este párrafo describe el comportamiento del generador cuando está conectado en triángulo. A diferencia de la conexión en estrella, las tensiones de fase y línea son iguales en esta configuración, pero las corrientes de línea son diferentes, siendo la corriente de línea raíz de tres veces la corriente de fase. Se explican las similitudes con el circuito en estrella, y cómo los parámetros de la ecuación característica no requieren una corrección de raíz de tres en esta configuración.

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⚙️ Ensayo de vacío del generador sincrónico

Se describe el procedimiento del ensayo de vacío para un generador sincrónico, el cual se realiza con los terminales en circuito abierto y llevando la máquina a su velocidad sincrónica nominal. En esta prueba, se mide la tensión inducida en los terminales en función de la corriente de campo. La curva característica del circuito abierto se obtiene, mostrando un comportamiento lineal de la tensión inducida hasta un punto de saturación del núcleo magnético.

Mindmap

Keywords

💡Generador síncrono trifásico

Un generador síncrono trifásico es una máquina eléctrica que convierte energía mecánica en energía eléctrica mediante el principio de inducción electromagnética. Está diseñado para operar en sistemas de corriente alterna trifásica, lo que significa que genera tres tensiones alternas desfasadas entre sí. En el video se explica cómo este tipo de generador puede estar conectado en estrella o en triángulo, y se estudian sus características de funcionamiento eléctrico.

💡Conexión en estrella

La conexión en estrella es una configuración común en generadores y motores trifásicos, donde cada una de las fases del devanado se conecta a un punto común llamado neutro. En esta configuración, el voltaje de línea es mayor que el voltaje de fase por un factor de raíz de 3. El video describe cómo se representa eléctricamente esta conexión en un generador y cómo afecta el comportamiento de las corrientes y tensiones.

💡Conexión en triángulo

En una conexión en triángulo, los extremos de los tres devanados de fase de un generador se conectan entre sí, formando un lazo cerrado. En esta configuración, las tensiones de línea y de fase son iguales, mientras que las corrientes de línea son mayores que las corrientes de fase por un factor de raíz de 3. El video compara esta configuración con la conexión en estrella, explicando las diferencias en las características eléctricas.

💡Resistencia de armadura

La resistencia de armadura es la resistencia eléctrica intrínseca de los devanados del estator del generador. Esta resistencia está relacionada con las pérdidas de energía en forma de calor dentro del generador. En el video se menciona cómo esta resistencia es parte de la ecuación característica que describe el comportamiento del generador y cómo afecta la tensión inducida.

💡Impedancia sincrónica

La impedancia sincrónica es la combinación de la resistencia de armadura y la reactancia sincrónica en un generador. Representa la oposición total al flujo de corriente en el generador cuando está operando en estado sincrónico. El video la describe como un parámetro clave para el análisis del circuito equivalente del generador y se obtiene a través de pruebas como el ensayo de cortocircuito.

💡Corriente de armadura

La corriente de armadura es la corriente que circula por los devanados del estator del generador. Esta corriente es crucial en el análisis del comportamiento del generador, ya que influye en la tensión inducida y en la potencia generada. En el video se analiza cómo la corriente de armadura se comporta de manera diferente según la conexión sea en estrella o triángulo.

💡Ensayo de vacío

El ensayo de vacío es una prueba realizada en el generador para medir el voltaje inducido cuando no hay carga conectada, es decir, cuando la corriente de armadura es cero. Este ensayo ayuda a determinar la curva de magnetización del generador. En el video se describe cómo se realiza esta prueba y su importancia para obtener los parámetros del circuito equivalente.

💡Ensayo de cortocircuito

El ensayo de cortocircuito es una prueba que se realiza en un generador con sus terminales en cortocircuito para medir la corriente de armadura y calcular la impedancia sincrónica. En el video se explica que esta prueba es similar al ensayo de cortocircuito de los transformadores y es clave para obtener parámetros eléctricos como la resistencia y la reactancia del generador.

💡Reactancia sincrónica

La reactancia sincrónica es la parte imaginaria de la impedancia sincrónica y representa la oposición que ofrece el campo magnético en el generador al flujo de corriente alterna. Esta reactancia es crucial para el análisis del comportamiento transitorio y estable del generador. En el video se discute cómo influye en la ecuación característica del generador.

💡Curva de magnetización

La curva de magnetización es una gráfica que muestra cómo varía la tensión inducida en el generador en función de la corriente de campo, reflejando la saturación del núcleo magnético. En el video se menciona cómo esta curva se obtiene a través del ensayo de vacío y muestra un comportamiento lineal al principio, seguido de una saturación a medida que el núcleo magnético alcanza su límite.

Highlights

El generador trifásico puede conectarse en estrella o en triángulo.

El circuito equivalente representa lo que ocurre en el rotor y el estator.

El circuito de campo en el rotor es una fuente de corriente continua y una impedancia.

La impedancia representa el paso de la corriente de campo a través de los polos magnéticos.

En el caso del estator en estrella, se induce una tensión en cada devanado de bornia.

La resistencia del material del devanado está determinada por la longitud y la sección.

El voltaje nominal es el voltaje que se indica por los fabricantes para las condiciones de operación.

La ecuación característica del generador síncrono se da por la ley de Keizo algebraica de tensiones.

La tensión inducida se olvida de poner las polaridades como aporta hacia la salida.

La tensión de línea es igual al voltaje en terminales y es igual a la raíz de tres veces el voltaje de fase.

La corriente de línea es igual a la corriente de fase en el caso del generador en estrella.

El generador en triángulo tiene una conexión diferente en el estator.

Las tensiones de fase de líneas son iguales en un generador en triángulo.

Las corrientes de fases en el generador en triángulo son la corriente de armadura y la corriente de línea.

La impedancia sincrónica es un parámetro clave que se determina en el ensayo de vacío.

El ensayo de vacío se realiza manteniendo la salida en circuito abierto y a velocidad sincrónica nominal.

El ensayo de cortocircuito se realiza manteniendo los terminales en cortocircuito y a velocidad sincrónica nominal.

La curva característica del circuito abierto muestra el comportamiento de la atención inducida.

La curva característica del cortocircuito muestra el comportamiento de la corriente de armadura.

Los parámetros del circuito equivalente se determinan con el ensayo de vacío y el ensayo de cortocircuito.