3.1 Principio de funcionamiento y construcción del generador sincrónico.

3.1 Principio de funcionamiento y construcción del generador sincrónico.

El generador síncrono es el principal generador gene rador de la energía eléctrica que se utiliza en todo el mundo. Como se indica en el subtema 3.1.1 la máquina síncrona se puede hacer funcionar como motor y como generador, por lo tanto la construcción del generador sincrónico es la misma que la del motor síncrono. Una de las características principales del generador síncrono, es que su rotor o parte rotatoria se construyen de dos formas: rotores de polos salientes y rotores de polos lisos o cilíndricos. Los primeros se usan por lo general en centrales hidroeléctricas y los segundos en centrales térmicas impulsados por turbinas de vapor. Otra parte importante de la máquina es el estator también conocido como armadura, representa la parte fija de la máquina y está formado por las laminaciones de acero de alta permeabilidad magnética. Tanto el rotor como el estator representan las partes principales del generador sincrónico. sincrón ico. Su principio de funcionamiento se basa en la ley de inducción electromagnética Faraday. En este caso se aplica una excitación de corriente directa a las terminales del devanado del rotor con el propósito de producir un campo magnético. Posteriormente el rotor del generador se hace girar mediante un motor primario dando como resultado la producción de un campo magnético rotatorio en la máquina, a su vez este campo magnético induce en el devanado del estator voltaje de salida, cumpliéndose de esta forma la ley de Faraday. En esta máquina se tienen devanados en el rotor y en el estator, a los devanados del rotor también se le conoce cono ce como devanado de campo y al devanado de vanado del estator como devanado de inducido [10]- [13]. En la figura 3.12 se observa el rotor de un generador sincrónico una sección de corte.

3.2 Obtención del circuito equivalente del generador síncrono monofásico y trifásico

El circuito equivalente del generador síncrono, representa el modelo de la máquina para determinar el comportamiento de la tensión en las terminales del generador. Éste voltaje depende del tipo de carga que se encuentre conectada a la máquina y puede mayor o menor que el voltaje generado. Esta diferencia de voltaje generado voltaje en las terminales de la máquina obedece a varios factores, como son: La reacción de armadura. La caída de voltaje en la resistencia de armadura. La caída de voltaje o reactancia de distorsión en la armadura. La forma del rotor de polos salientes. En la figura se observa el circuito equivalente de un generador síncrono trifásico, la resistencia RA nos representa la caída de voltaje en la armadura, la reactancia XS nos representa el voltaje o reacción del inducido o armadura más la caída de voltaje o reactancia de distorsión en la armadura, EA nos representa el voltaje interno generado.

Se aprecia del lado izquierdo, una fuente de potencia de corriente directa que proporciona la excitación al circuito de campo del rotor, donde se modela con una inductancia y una resistencia conectadas en serie con la bobina. La resistencia de

Rajust, es un registro ajustable que tiene como propósito limitar la corriente de campo. RF y LF representan la resistencia y la inductancia de la bobina de campo.

Debido a que las tres fases del generador síncrono son idénticas en todos sus parámetros excepto en el ángulo de fase, nos permite la utilización de un circuito equivalente por fase tal como se observa En este circuito se puede apreciar cómo la resistencia el circuito de campo interno y la resistencia variable externa se han combinado y se representan en un solo resistor denominado RF. Es importante recalcar que el análisis del circuito equivalente por fase será válido siempre que la carga conectada al generador esté balanceada en sus tres fases, en caso contrario será necesario recurrir a otras técnicas para su análisis.

3.3 regulación de voltaje en el generador con factor de potencia La regulación de voltaje un generador síncrono se define como la razón de cambio del voltaje en las terminales de la máquina de este el voltaje en vacío hasta plena carga. Así la regulación de voltaje porcentual queda determinada por la siguiente expresión:

La regulación de voltaje depende del tipo de carga conectada al generador, así para cargas resistivas e inductivas el voltaje en las terminales es menor al voltaje generado mientras que para una carga capacitiva, el voltaje en las terminales es mayor al voltaje generado. Para determinar la regulación de tensión se acude a los diagramas fasoriales que modelan los elementos del generador síncrono y que dependen del tipo de carga conectada. El generador con la menor o mínima variación en la tensión en bornes tiene la menor relación en % y por lo tanto está más próximo al generador ideal como fuente de fem constante, independiente de la carga. Si se añaden o quitan cargas adicionales, un generador ideal continuara suministrando la misma tensión en bornes de la carga. Un examen indica que el generador presenta la tendencia a disminuir su tensión al aumentar la carga. Si la carga está situada en las proximidades del generador, la caída de tensión puede compensarse mediante reguladores automáticos de tensión que reduzcan la resistencia de excitación y restablezcan la tensión a su valor en vacío. 3.4 Análisis de la relación de potencia y par  Generalidades

El par motor o "torque" ( T ) es el producto de la fuerza aplicada ( F ) de empuje por la distancia ( d ) al eje geométrico de giro T = F · d 

El par o torque motor se mide, según el Sistema Internacional de Unidades, en Newton metro ( N·m), aunque también puede aparecer expresado a la inversa, metro Newton ( m·N ). Curva de par 

Intuitivamente se entiende que la fuerza ( F ) que produce el par motor es una fuerza variable, que en el caso de un motor de 4T es máximo en el momento que se produce la combustión de la mezcla y su posterior expansión en el cilindro, siendo negativa, esto es, no genera par motor en las demás fases (expulsión de gases, aspiración o llenado y compresión de la mezcla).

Y dentro de la fase donde se genera par motor (es decir, en la fase de combustión), el rendimiento del motor no es el mismo dependiendo del régimen de giro, y por ende el valor de la fuerza ( F ) de empuje que se genera.  Así, a bajas revoluciones la combustión de la mezcla no resulta óptima debido a la escasa inercia que poseen los gases, que provoca que el llenado del cilindro no sea el óptimo, al igual que su vaciado. Y por otro lado, si el motor funciona a un elevado régimen, tampoco el llenado de los cilindros es completo, y ello es debido al escaso tiempo que dispone el gas para ocupar todo el recinto. En consecuencia, la curva de par ( T ), que debería ser una recta horizontal, se convierte en una curva, con un tramo central casi recto que proporciona el máximo par, y las zonas extremas donde el par motor decrece según lo comentado anteriormente.  A continuación, se adjunta una gráfica con la curva par motor-potencia frente a las revoluciones de giro del motor, que puede responder a un caso general de vehículo:

Efectivamente, en la gráfica anterior se puede comprobar cómo es, de forma genérica, la curva de par motor ( T ), además de la de potencia, pero ésta se estudiará más adelante. En ella se representa en el eje horizontal las revoluciones por minuto ( r.p.m.) de régimen giro ( n) del motor y en el eje vertical el par ( T ) que proporciona durante todo su rango de funcionamiento. En los motores de combustión, la curva de par empieza siendo ascendente hasta llegar a las revoluciones donde el motor rinde el par máximo (T 1), que es el punto de diseño óptimo. A partir de ese momento, el par comienza a disminuir progresivamente. Esto es así, porque a partir del punto óptimo de revoluciones del motor empiezan a aparecer dificultades, como ya se han comentado anteriormente algunas, y que están relacionadas fundamentalmente con los siguientes factores: - Una inadecuada evacuación de gases quemados conforme aumenta las revoluciones del motor, según se ha visto; - Insuficiente llenado de aire en cada ciclo; - La combustión empieza a no ser óptima; - La fracción de tiempo para cada combustión se reduce; - La mezcla de aire-combustible no se acaba de completar; - El avance a la inyección no es suficiente. En consecuencia, aunque quememos más combustible acelerando el motor y consiguiendo que la potencia todavía aumente, el par desciende. De ahí que los consumos específicos óptimos estén en valores próximos a la zona de par máximo, aumentando el consumo del motor conforme se aleja de este rango. Una curva con una gran zona plana en el centro (como la que presentan la gran mayoría de motores diesel), define un motor muy elástico, es decir, con poca necesidad de cambiar de marchas para adaptarse a los cambios de conducción. Ello es así, porque un motor elástico, que dispone del par elevado en un amplio rango de revoluciones, permite acelerar con fuerza, incluso en marchas largas, sin tener que hacer uso

del cambio de marchas. Gracias e ello, con un motor más elástico es posible circular empleando marchas más largas, revolucionando menos el motor y por tanto, mejorando el consumo. En efecto, en el caso de los motores diesel la curva de par es prácticamente horizontal para un amplio rango de revoluciones del motor, incluso en niveles próximos al ralentí del motor. Esto garantiza un buen par motor incluso a bajas revoluciones, lo cual resulta muy útil en situaciones difíciles, como pueda ser reanudar la marcha con el vehículo parado en una pendiente.

Potencia Generalidades

La potencia ( P ) desarrollada por el par motor ( T ) viene dada por la siguiente expresión: P=T·ω Siendo (ω) la velocidad angular de giro ( rad/s) del eje de transmisión o

eje del cigüeñal. La potencia del motor se mide, según el Sistema Internacional de Unidades, en watios ( W ). En ocasiones es interesante conocer la potencia en función de las revoluciones por minutos ( r.p.m.) a la que gira el motor en vez de la velocidad angular. En efecto, si ( n) son las revoluciones por minuto a la que gira el motor, entonces la potencia ( P ) se expresa como sigue, T·n P = T · ω = 60 / 2·π 

que aproximadamente resulta, T·n P= 9,55 

donde, P , T , n,

es la potencia motor, en W ; es el par motor, en N·m; son las revoluciones por minuto de giro del motor ( r.p.m.)

Pero también resulta útil conocer la potencia expresada en otras unidades de uso muy común, como son: HP y CV. - HP (Horse Power): o caballo de potencia, es la unidad de medida de

la potencia empleada en el sistema anglosajón de unidades, y se define como la potencia necesaria para levantar a la velocidad de 1 pie/minuto un peso de 32572 libras. Sus equivalencias con otros sistemas son las siguientes:  1 HP = 745,69987 W  1 HP = 1,0139 CV Por lo que la anterior expresión de la potencia ( P ) en función del par y las revoluciones del motor podría expresarse de la siguiente manera: • •

T*n P HP  = 7120,91

donde, P HP , es la potencia motor, expresada en HP ; T , es el par motor, en N·m; n, son las revoluciones por minuto de giro del motor ( r.p.m.) - CV (Caballo de Vapor):  Unidad de medida que emplea unidades del

sistema internacional, y se define como la potencia necesaria para levantar un peso de 75 Kgf. en un segundo, a un metro de altura. Y sus equivalencias con otros sistemas son las siguientes:  1 CV = 735,49875 W  1 CV = 0,9863 HP Y la potencia ( P ) en función del par y las revoluciones del motor quedaría de la siguiente manera: • •

T·n P CV  = 7023,50 

donde, P CV , es la potencia motor, expresada en CV ; T , es el par motor, en N·m; n, son las revoluciones por minuto de giro del motor ( r.p.m.) Por último, y en el caso que el par motor ( T ) estuviera expresado en kgf·m, entonces la expresión anterior que proporciona la potencia del motor (P ) se expresaría como:

T·n P CV  = 716,2 

donde, P CV , es la potencia motor, expresada en CV ; T , es el par motor, pero esta vez expresado en kgf·m; n, son las revoluciones por minuto de giro del motor ( r.p.m.)

Por otro lado, la fuerza motriz (F ) transmitida por el neumático al suelo, en función de la potencia del motor ( P ) y la velocidad de marcha del vehículo (V ), se puede expresar como: 75 · ηt  · P  F= V 

donde, P  es la potencia motor, en CV ; V  es la velocidad de marcha del vehículo, en m/s; ηt  es el rendimiento total de la cadena cinemática de

transmisión, expresado en tanto por uno; F  es la fuerza motriz transmitida por el neumático al suelo, en kgf .

El rendimiento total de la cadena de transmisión ( ηt ) se obtendrá a partir de los rendimientos de cada uno de los elementos y órganos que constituyen el sistema de transmisión, desde el eje de salida del motor hasta el palier de la rueda (embrague, caja de cambios, ejes de transmisión, grupo cónico-diferencial o mecanismo reductor del eje motriz), es decir: ηt  = η1 · η2  · ... · ηn

En la mayoría de los vehículos que dispongan de un sistema de transmisión clásica, este rendimiento total ( ηt ) de la cadena de transmisión estará comprendido entre un 80 y un 90%. Curva de potencia

En la siguiente gráfica se representa de nuevo la curva conjunta de potencia (P ) y par motor ( T ), en función de la velocidad de giro ( n) en r.p.m. para un motor tipo.

Como se puede observar de la anterior figura, la potencia que puede ofrecer un motor de combustión interna tipo aumenta conforme sube de régimen de giro, hasta un máximo (representado por P 3) que se alcanza cuando gira a n3 (r.p.m.). En estas condiciones, aunque se acelere más la velocidad del motor, éste no es capaz de entregar más potencia dado que la curva entra en su tramo descendente. El límite máximo de revoluciones a la que puede girar el motor lo marca n4, establecido por las propias limitaciones de los elementos mecánicos que lo constituyen. .

Lo primero que se puede comprobar es que la máxima potencia no corresponde con el régimen del máximo par motor (punto de revoluciones n1). En la mayoría de los casos, el punto de par máximo se encuentra en torno al 70% del régimen nominal, es decir, de aquel al que se produce la máxima potencia. Esto es así porque según se vio en al apartado 2.1 anterior, la potencia es el producto del par motor por el número de vueltas, y aunque se alcance el punto donde se comienza ligeramente a disminuir el par que ofrece el motor, este efecto se compensa por el aumento, que proporcionalmente es mayor, del régimen de giro del motor, y por ello su producto, que proporciona la potencia, sigue aumentando. En otro orden de cosas, el rango de velocidades que produce un funcionamiento estable del motor, según la gráfica de la figura 3 anterior, sería el comprendido entre el régimen de velocidades n1 y n2 , valores que por otro lado no se corresponde con el punto de máxima potencia. En efecto, si el motor se encuentra funcionando a un régimen de velocidades entre n1 y n2 , cualquier situación cambiante que se produzca durante la conducción y que suponga un aumento del par resistente, por ejemplo al subir una carretera en pendiente, el motor se adapta automáticamente disminuyendo su régimen de giro porque esto supone que aumentará el par motor. Y análogamente, si de nuevo baja el momento resistente, por ejemplo al volver a un tramo sin pendiente en la carretera, las necesidades del par motor son menores que se consigue automáticamente aumentando la velocidad del motor. En los motores diesel la curva de par es prácticamente horizontal para un amplio rango de revoluciones del motor, como ya se vio en el

apartado anterior, mientras que la curva de potencia se aproxima a una recta que pasa por el origen, como se comprueba en la figura 4 adjunta.

El disponer en los motores diesel de una curva de potencia tan pronunciada y ascendente, indica que en este tipo de motores a más revoluciones se obtiene mayor potencia. Este hecho unido a que el par permanece prácticamente constante, cualquier disminución en el par resistente con la que se encuentre el vehículo, por ejemplo, en una carretera llana o ligeramente descendente, ocasionaría un aumento brusco de las revoluciones del motor. Por ello, y para evitar que el motor se embale se incluye en los motores diesel un elemento regulador que a partir de cierta velocidad de giro reduce la cantidad de combustible inyectado, reduciendo de este modo el par y la potencia que ofrece el motor (situación indicada con los puntos P´ 3 y T´ 3, de la figura 4). De este modo a la máxima velocidad de funcionamiento sólo podrá funcionar el motor en vacío, evitando así que el motor se revolucione de manera descontrolada.

3.5 Paralelaje de alternadores síncronos Generadores síncronos en paralelo

La principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos, se encuentra en su sistema de alimentación en continua para la fuente de excitación situada en el rotor. Seguramente todos nos planteamos la pregunta ¿Por qué la utilización de los alternadores en paralelo? Pues la respuesta seria que varios alternadores o generadores pueden alimentar una carga más grande que una sola máquina. Como se mencionó brevemente en la introducción el tener varios generadores incrementa la confiabilidad del sistema de potencia, debido a que la falla de cualquiera de ellos no causa la pérdida total de potencia en la carga. Tener varios generadores que operan en paralelo permite separar uno o más de ellos para cortes de potencia y mantenimientos preventivos. Si hacemos un análisis simple vemos que al usar un solo generador y este operar cerca de plena carga, entonces será relativamente ineficiente. Con varios generadores más pequeños trabajando en paralelo, es posible operar sólo una fracción de ellas. Las que están operando lo hacen casi a plena carga y por lo tanto de manera más eficiente Condiciones requeridas

Para conectar generadores en paralelo es necesario tener muy en cuenta algunos aspectos para el correcto funcionamiento y de esta manera evitar cualquier tipo de problemas tales como que los generadores se dañen severamente y que la carga pierda potencia dichos aspectos se explican a continuación Voltajes iguales

Si los voltajes de los generadores no son exactamente iguales, habrá un flujo de corriente muy grande cuando se cierre el interruptor. Para evitar este problema, cada una de las tres fases debe tener exactamente la misma magnitud de voltaje y ángulo de fase que el conductor al que se conectara. En otras palabras, el voltaje de fase a debe ser exactamente igual al voltaje en la fase a" y así en forma sucesiva para las fases b-b` y c-c`. Y también hay que asegurarse de ser iguales los voltajes de línea rms. Frecuencias iguales

Las frecuencias de los 2 o más generadores al igual que los voltajes deben ser las mismas ya que se ocasionarían graves problemas, esto lo podemos visualizar en las siguientes graficas: La primera grafica tiene 60 HZ y un voltaje fase de 120v

Fig. 1 Grafica del voltaje 120V, 60Hz La siguiente grafica tiene 58 HZ apenas 2 HZ menor que la anterior y el mismo voltaje de fase

Fig. 2 Grafica del voltaje 120V, 58Hz Y en la síguete grafica podemos ver la el resultado de que sucedería si ponemos a funcionar el generador a frecuencias diferentes (60HZ y 58 HZ)

Fig. 3 Diferencia de frecuencias 2Hz. Como se puede ver en la grafica resultante de la suma de las  ondas a distintas frecuencias y al mismo voltaje se obtiene a la salida un voltaje totalmente distorsionado y con una frecuencia igual a la diferencia entre el valor de las frecuencias de las dos primeras ondas lo cual nos ocasionaría grandes problemas en la carga 3.3 Secuencias de fase

Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fase.

Fig.4 Secuencia de fases "Un sencillo método permite comprobar la sucesión de fases. Para ello se recurre a un pequeño motor asíncrono trifásico, que se conecta provisionalmente a las barras de la red. Luego se van acoplando sucesivamente, pero uno a uno, los distintos alternadores, pudiendo estar  seguros que la sucesión de fases es idéntica para todos ellos cuando el motor gira en el mismo sentido."

Los ángulos de fase de las dos fases deben de ser iguales, 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 entonces aun cuando un par de voltajes 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 b y c, lo que dañara ambas  máquinas. Similares características constructivas

Un factor casi no mencionado en fuentes bibliográficas es que las maquinas deben ser iguales, es obvio que no se podrá obtener dos generadores totalmente idénticos, pero al menos que se parezcan mucho en su parte constructiva, a mas de eso que las potencias que entregan cada uno sean de similar valor, y preferiblemente del mismo fabricante. Procedimiento para conectar los g eneradores

En este punto común mente llamo puesta en paralelo de generadores se deben seguir algunos pasos y precauciones para el optimo funcionamiento de estas maquinas síncronas. Poner en funcionamiento el generador a conectar 

En este punto se pone en funcionamiento el generador que se desea colocar en paralelo esto conlleva a llevarlo a su velocidad síncrona (igualando de esta manera f1=f2) e igualando el valor de sus voltajes, otra condición es la secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar con la secuencia de fase del sistema en operación. Para asegurarnos de cumplir estas condiciones y de las expuestas en puntos anteriores se indican algunos métodos a continuación Secuencia de fases

Otra condición es la secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar con la secuencia de fase del sistema en operación. Para asegurarnos de cumplir esta condición y de las expuestas en puntos anteriores se indican algunos métodos a continuación Existen muchas formas de comprobar esto una de ellas es conectar alternativamente un pequeño motor de inducción a los terminales de cada uno de los dos generadores. Si el motor gira en la misma  dirección en ambas ocasiones, entonces la secuencia de fase es la misma en ambos generadores. Si el motor gira en direcciones opuestas, entonces las secuencias de fase son diferentes y se deben invertir dos de los conductores del generador en aproximación. Otro método más simple un, para medir la secuencia es el uso de un secuencimetro, el mismo que puede ser electrónico o un electromecánico, pero ambos siguen el mismo principio de el motor de inducción expuesto anteriormente Sincronización de los generadores

Este punto es el de mayor importancia cuanto se trata de generadores en paralelo, es por eso que se antes de poner en funcionamiento los dos o más generadores debemos hacer algunas pruebas para asegurarnos de su correcta sincronía

El método de las "lámparas de fase apagadas"

Fig. 5 Sincronización: Lámparas apagadas Este método consiste en conectar las lámparas entre UU', VV", WW" la diferencia de potencial entre lámparas, nos indica si se cumplen las condiciones es decir cuando las lámparas están apagadas se verifican las condiciones

Fig.6 Diferencia de potencial en las lámparas. El método de las "luces rotantes o encendidas"

Fig. 7 Sincronización: Lámparas encendidas

Las diferencias de potencial entre lámparas varían en módulo si las velocidades de rotación son diferentes. Cuando están en sincronismo la lámpara UU' está apagada y las otras dos brillan igualmente, de no ocurrir esto se ve el encendido alternativamente en un sentido u otro como si girasen, indicando que la máquina va más lenta o más rápida. Una vez cumplida las condiciones se puede decir que las maquinas están es sincronía.

Fig. 8 Diferencia de potencial  A continuación se indica un esquema con todas estas características juntas En la grafica se puede ver un voltímetro llamado voltímetro cero, se lo coloca como se indica en el esquema entre la misma fase y recibe su nombre debido a que cuando indica un valor de cero voltios el generador esta en sincronía

Fig.9 Instrimentos para la puesta en paralelo del generador. Uso de un Sincronoscopio

Un sincronoscopio como es de suponer es un instrumento que nos indica la sincronía de los generadores, mide la diferencia en los ángulos de fase de cualquier fase entre los dos sistemas.

Fig.10 Sincronoscopio de luces encendidad. Entre los principales están los de aguja y los electrónicos

Fig.11 Sincronoscopio de aguja. Puesta a carga

En un alternador una vez que tiene las rpm deseadas lo que conlleva a la frecuencia de red y la tensión ajustada a la de servicio, al aplicársele carga existirá una caída de tensión que deberá ser compensada con una mayor excitación y mantener la tensión de operación de forma automática o de forma  manual, de la misma forma al asumir carga (Kw) la maquina motriz necesitara compensar la caída de velocidad del mismo modo de la tensión De la misma forma un alternador que pierde carga tendrá que hacer ajustes de velocidad y de voltaje, de no haces esto podríamos provocar grandes daños a la máquina, como un embalamiento y todos los problemas que acarrea dicha situación. La carga en un alternador implica ajuste de voltaje y ajuste de velocidad. En caso de alternadores en paralelo, una vez trabajando sincronizada mente el ajuste de tensión será controlada por un compensador en cuadratura, que irá a mantener el FP (factor de potencia) lo cual implica un cuidado especial del mismo modo las cargas entre los alternadores será controlada por el torque de la maquina al ser ajustado el control de velocidad  A continuación se explican más detalladamente algunos casos que pueden suceder en la puesta a carga de los generadores: Se considera el caso de una máquina, conectada a barras sobre las cuales existen ya trabajando otras máquinas, tales que sus potencias son muy superiores a la primera, de manera que ésta no puede alterar la tensión de barras, por esto se considera u = cte. y se dice sobre barras infinitas.

Caso1: Máquina en vacío: será I = 0, d = 0, E0 = U porque el estar en vacío es su

fem la que coincide con la tensión de barras.

Fig. 12 Maquina en vacio. Caso2: Se le aumenta la velocidad de la máquina motriz conectada al alternador. Como d es una medida de la potencia desarrollada, el incremento de la velocidad resultará en un avance de E0 sobre u en un ángulo d. Con esto fluirá una I perpendicular a j.Xd. I en conclusión se entrega corriente a la red

Fig. 13 Aumento de la maquina motriz. Caso 3: Se varía solamente la excitación. Sobreexcitado: corriente en retraso de p /2 Subexcitado: corriente en adelanto de p/2 Y en conclusión se produce corriente reactiva pura

Fig. 14 Variación de la excitación. Caso 4: Se aumenta la velocidad y la excitación. Como la diferencia E01 - U es mayor, la I será mayor y en conclusión a este caso mejoramos o variamos el cosF según la necesidad o norma presente

Fig. 15 Aumento de velocidad y excitación.

3.1 Principio de funcionamiento y construcción del generador sincrónico. 1.- ¿La máquina síncrona se puede hacer funcionar como? a) motor y generador b) motor c) generador d) solo como maquina 2.- ¿El generador síncrono con rotores de polos salientes se usan en centrales? a) hidroeléctricas b) termoeléctricas c) nucleares 3.- ¿El generador síncrono con rotores de polos lisos o cilíndricos se usan en centrales? a) hidroeléctricas b) termoeléctricas

c) nucleares 4.- ¿Otra parte importante de la máquina es el estator también conocido como? a) rotor b) polos c) camisa d) armadura 5.- ¿Su principio de funcionamiento se basa en la ley de inducción? a) electromagnética Faraday. b) 1 ley de la termodinámica c) 2 ley de la termodinámica d) electromecánica 6.- ¿En esta máquina se tiene devanados en el rotor que también se les conoce cómo? a) devanado de inducido b) Devanado de campo c) devanado de ardilla d) devanado de armadura 7.- ¿Esta máquina tiene devanados en el estator también conocidos como? a) b) Devanado de campo b) devanado de ardilla c) devanado de armadura d) devanado de inducido

8.-

¿Después

que

el

rotor

y

el

estator

estén

en

sincronización, la fuerza de torsión no deberá excederse si no? a) se dañará b) puede quemarse c) el generador quedará fuera de sincronismo d) se amarra 1.- ¿La máquina síncrona se puede hacer funcionar como? a) motor y generador b) motor c) generador d) solo como maquina 2.- ¿El generador síncrono con rotores de polos salientes se usan en centrales? a) hidroeléctricas b) termoeléctricas c) nucleares 3.- ¿El generador síncrono con rotores de polos lisos o cilíndricos se usan en centrales? a) hidroeléctricas b) termoeléctricas c) nucleares 4.- ¿Otra parte importante de la máquina es el estator también conocido como? a) rotor b) polos c) camisa

d) armadura 5.- ¿Su principio de funcionamiento se basa en la ley de inducción? a) electromagnética Faraday. b) 1 ley de la termodinámica c) 2 ley de la termodinámica d) electromecánica 6.- ¿En esta máquina se tiene devanados en el rotor que también se les conoce cómo? a) devanado de inducido b) Devanado de campo c) devanado de ardilla d) devanado de armadura 7.- ¿Esta máquina tiene devanados en el estator también conocidos como? a) devanado de campo b) devanado de ardilla c) devanado de armadura d) devanado de inducido 8.-

¿Después

que

el

rotor

y

el

estator

estén

en

sincronización, la fuerza de torsión no deberá excederse si no? a) se dañará b) puede quemarse c) el generador quedará fuera de sincronismo d) se amarra

3.2 Obtención del circuito equivalente del generador síncrono monofásico y trifásico

1.- ¿Qué representa el circuito equivalente del generador síncrono? a) el modelo de la máquina para determinar el comportamiento de la tensión en las terminales del generador b) circuito se puede apreciar cómo la resistencia el circuito de campo interno c) en caso contrario será necesario recurrir a otras técnicas para su análisis. d) nos permite la utilización de un circuito equivalente por fase tal como se observa

2.- ¿Qué significa RA?} a) el voltaje en el circuito b) la caída de tensión del circuito c) nos representa la caída de voltaje en la armadura d) la disminución de a velocidad

3.- ¿Qué es un incremento de carga? a) es un incremento en la potencia real o la reactiva suministrada por el generador

b) es cuando el voltaje aumenta c) la caída de tensión del circuito d) circuito se puede apreciar cómo la resistencia el circuito de campo interno

4.- ¿Qué produce una carga inductiva pura? a) aumentar la intensidad de corriente b) circuito se puede apreciar cómo la resistencia el circuito de campo interno c) nos representa la caída de voltaje en la armadura d) en caso contrario será necesario recurrir a otras técnicas para su análisis

5.- los sistemas electrónicos de potencia están constituidos por: a) 500 kv b) series de capacitores en serie c) circuitos en serie alimentando altas tensiones d) por cientos de generadores que alimentan a todas las cargas de forma paralela

1.- ¿Qué representa el circuito equivalente del generador síncrono?

 a) el modelo de la máquina para determinar el comportamiento de la tensión en las terminales del generador b) circuito se puede apreciar cómo la resistencia el circuito de campo interno c) en caso contrario será necesario recurrir a otras técnicas para su análisis. d) nos permite la utilización de un circuito equivalente por fase tal como se observa

2.- ¿Qué significa RA? a) el voltaje en el circuito b) la caída de tensión del circuito c) nos representa la caída de voltaje en la armadura d) la disminución de a velocidad

3.- ¿Qué es un incremento de carga? a) es un incremento en la potencia real o la reactiva suministrada por el generador b) es cuando el voltaje aumenta c) la caída de tensión del circuito d) circuito se puede apreciar cómo la resistencia el circuito de campo interno

4.- ¿Qué produce una carga inductiva pura? a) aumentar la intensidad de corriente b) circuito se puede apreciar cómo la resistencia el circuito de campo interno c) nos representa la caída de voltaje en la armadura d) en caso contrario será necesario recurrir a otras técnicas para su análisis

5.- Los sistemas electrónicos de potencia están constituidos por: a) 500 kv b) series de capacitores en serie c) circuitos en serie alimentando altas tensiones d) por cientos de generadores que alimentan a todas las cargas de forma paralela

3.3 regulación de voltaje en el generador con factor de potencia 1.- ¿Cómo se define la regulación del voltaje de un motor síncrono? 1) El cambio de voltaje en las terminales de la maquina 2) El cambio de fase de la maquina 3) Es cuándo la maquina cambia su ángulo de fase 4) Ninguna de las anteriores

2.- ¿Cuál es la fórmula para la regulación porcentual? a) W =I/y b) M = F*L c) % =

 − 

∗ 100

d) Ninguna de las anteriores

3.- ¿De qué depende la regulación del voltaje? a) De la conexión del generador b) Del tipo de carga conectada al generador c) Del tipo de motor d) Ninguna de las anteriores 4.- ¿Cómo se determina la regulación de tensión? a) Se acude a los diagramas fasoriales b) Al diagrama de cuerpo libre c) Al diagrama de cortantes d) Ninguna de las anteriores 5.- ¿El generador con la menor o mínima variación en la tensión en bornes tiene? a) Tiene la mayor relación en % b) Tiene la menor relación en % c) Tiene el mejor rendimiento d) Ninguna de las anteriores

1.- ¿Cómo se define la regulación del voltaje de un motor síncrono? 5) El cambio de voltaje en las terminales de la maquina 6) El cambio de fase de la maquina 7) Es cuándo la maquina cambia su ángulo de fase 8) Ninguna de las anteriores 2.- ¿Cuál es la fórmula para la regulación porcentual? e) W =I/y f) M = F*L g) % =

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h) Ninguna de las anteriores 3.- ¿De qué depende la regulación del voltaje? e) De la conexión del generador f) Del tipo de carga conectada al generador g) Del tipo de motor h) Ninguna de las anteriores 4.- ¿Cómo se determina la regulación de tensión? e) Se acude a los diagramas fasoriales f) Al diagrama de cuerpo libre g) Al diagrama de cortantes h) Ninguna de las anteriores 5.- ¿El generador con la menor o mínima variación en la tensión en bornes tiene? e) Tiene la mayor relación en %

f) Tiene la menor relación en % g) Tiene el mejor rendimiento h) Ninguna de las anteriores 3.4 Análisis de la relación de potencia y par 1.- ¿Qué es el par motor? a) Es el producto de la fuerza aplicada de empuje por la distancia al eje geométrico de giro b) Es un factor que indica el grado de perdida de energía, trabajo o potencia de cualquier aparato eléctrico o mecánico, c) Es la relación que existe entre la velocidad de los campos del estator y la velocidad de giro del rotor: d) Es el par que va a desarrollar el motor para romper sus condiciones iniciales de inercia y pueda comenzar a operar.

2.- ¿Cuál es la fórmula del par motor? a) P= F.v b) T = F · d c) Ec=I.ω2/2 d) Ec=1/2 m.v2

3.- ¿En qué unidad se mide el par motor? a) Psi

b) N*m c) Watts d) Joules

4.- ¿Qué es la potencia? a) Es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía. b) Es la rapidez del flujo de carga que pasa por un punto dado en un conductor eléctrico en un tiempo determinado. c) Es la cantidad de corriente que consumirá en condiciones normales de operación. d) Es la rapidez con la que se realiza un  trabajo

5.- ¿Cuál es la fórmula para calcular la potencia? a) P = M·V b) W = I·T·(Va-Vb) c) P = T ·

ω 

d) F = G·M·M/D2

6.- ¿En qué unidades se mide la potencia? a) Hp b) Watt c) Joules d) Todas las anteriores 7.- ¿Qué es el Hp (horse power)? a) Unidad de medida que emplea unidades del sistema internacional, b) Es la unidad de medida de la potencia empleada en el sistema anglosajón c) Unidad del Sistema Internacional de Unidades para energía en forma de calor d) Ninguna de las anteriores

1.- ¿Qué es el par motor? a) Es el producto de la fuerza aplicada de empuje por la distancia al eje geométrico de giro b) Es un factor que indica el grado de perdida de energía, trabajo o potencia de cualquier aparato eléctrico o mecánico, c) Es la relación que existe entre la velocidad de los campos del estator y la velocidad de giro del rotor: d) Es el par que va a desarrollar el motor para romper sus condiciones iniciales de inercia y pueda comenzar a operar.

2.- ¿Cuál es la fórmula del par motor? a) P= F.v b) T = F · d c) Ec=I.ω2/2 d) Ec=1/2 m.v2

3.- ¿En qué unidad se mide el par motor? a) Psi b) N*m c) Watts d) Joules

4.- ¿Qué es la potencia? a) Es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía. b) Es la rapidez del flujo de carga que pasa por un punto dado en un conductor eléctrico en un tiempo determinado. c) Es la cantidad de corriente que consumirá en condiciones normales de operación. d) Es la rapidez con la que se realiza un  trabajo

5.- ¿Cuál es la fórmula para calcular la potencia? a) P = M·V b) W = I·T·(Va-Vb) c) P = T ·

ω

d) F = G·M·M/D2

6.- ¿En qué unidades se mide la potencia? a) Hp b) Watt c) Joules d) Todas las anteriores

7.- ¿Qué es el Hp (horse power)? a) Unidad de medida que emplea unidades del sistema internacional, b) Es la unidad de medida de la potencia empleada en el sistema anglosajón c) Unidad del Sistema Internacional de Unidades para energía en forma de calor d) Ninguna de las anteriores

3.5 Paralelaje de alternadores síncronos 1.- ¿Cuál es la principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos? a) Se encuentra en su sistema de  alimentación en continua para la fuente de excitación situada en el rotor. b) El tamaño del generador c) La marca del generador d) Ninguno de las anteriores 2.- ¿Qué aspectos se deben tomar en cuenta para conectar generadores síncronos en paralelo? a) Voltejes iguales, frecuencias iguales, secuencias de fase, similares características constructivas. b) Marca de generador c) Tipos de generadores d) Ninguna de las anteriores 3.- ¿Cuál es el procedimiento para conectar generadores? a) Poner en funcionamiento el generador, verificar la secuencia de fase, verificar la sincronización de los generadores, utilizar el método de las lámparas apagadas, y uso de un sincronoscopio. b) Encender el generador, usar el método de las lámparas

apagadas,

usar

el

sincronoscopio,

y

verificar la secuencia de fase. c) Verificar voltaje, verificar impedancia, hacer un cálculo de caída de tensión, usar método de las lámparas apagadas. d) Ninguna de las anteriores

4.-¿La carga en un alternador implica? a) ajuste de voltaje y ajuste de velocidad. b) desalienación c) desale ración d) el paro de un motor 5.-¿Qué es un sincroniscopio? a) Nos indica el voltaje b) Nos indica la corriente de los generadores c) Es un instrumento que nos indica la sincronía de los generadores, mide la diferencia en los ángulos de fase de cualquier fase entre los dos  sistemas d)Nos indican la velocidad

1.- ¿Cuál es la principal diferencia entre los diferentes tipos de generadores síncronos? a) Se encuentra en su sistema de  alimentación en continua para la fuente de excitación situada en el rotor. b) El tamaño del generador c) La marca del generador d) Ninguno de las anteriores 2.- ¿Qué aspectos se deben tomar en cuenta para conectar generadores síncronos en paralelo? a) Voltejes iguales, frecuencias iguales, secuencias de fase, similares características constructivas. b) Marca de generador