UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA

ANTONIO JOSE DE SUCRE

VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS

NUCLEO CHARALLAVE

TEMA III MAQUINAS SINCRNICAS

EN PARALELO

CLASE 2 ANLISIS VARIANDO LA POTENCIA

MECNICA EN LA MAQUINA SINCRNICA, LA RED DE POTENCIA INFINITA (RPI).

PROF.: PEDRO VASQUEZ

CHARALLAVE; mayo de 2008

Funcionamiento en paralelo de la maquina sincrnica.

Debe tenerse en cuenta que Ef1 = Ef2, en magnitud, frecuencia y fase para poder lograr la sincronizacin.

E

f2

Ef1 = Ef2

f1

a1

Ef1

Xs1

Ef2.

Xs2

a2

Ia

M1 M2

If If N

S

N

S

V

V

V

It

dt

dxJfrenadodeTorquemovimientodelfavorenTorque

)(

cttedt

dxJperdidasmecanico

0

Variaciones en la corriente de excitacin Iexc no se traducen en variaciones de la velocidad.

Variacin de la potencia mecnica aplicada al eje de la maquina. (a una sola).

Qu ocurre si se le aumenta el torque mecnico a la maquina 1?. Si el torque mecnico aumenta, con relacin a este la velocidad tambin aumentar, se desalinean los rotores y se produce un desfasaje de tensiones, la tensin 1 adelanta a la 2 y se produce una circulacin de corriente.

En sincronizacin no hay torque electromagntico ya que no existe corriente por lo que a su vez, no hay campo de armadura. A la maquina 1 se le aumento la potencia aplicada (gradualmente) ahora el torque electromagntico ser distinto de cero y la maquina tender a acelerarse.

E

f2

Ef1 = Ef2 f1

ar1

Ef1

Ef2 ar2

Ia

01111 BaryBfSenxBarxBfxKfield

02222 BaryBfSenxBarxBfxKfield

ANALISIS DE LA SITUACION PLANTEADA:

Se quiere que la maquina 1 disminuya la velocidad y que la maquina 2 aumente la suya para sincronizar nuevamente las maquinas.

Maquina 1:

El Tfield es de frenado (el Br hala hacia atrs al rotor). En sincronizacin Ia = 0 y Ef1 = Ef2. Se le aumento la potencia mecnica y se desalinearon los rotores, esto

produjo la aparicin de una corriente y del Bar. En este momento, la maquina 1 se comporta como generador ya que esta entregando potencia a la maquina 2.

S

N

Nar. Sar.

Bar.

Corriente mxima. Tensin mxima.

N

S S

N

Nar. Sar.

Bar.

Bf Br

Maquina 2: En la maquina 2 la corriente es mxima y positiva entrando por inicio de fase(ESTO ES CONTRARIO A LA REFERENCIA QUE NOS HEMOS PLANTEADO PARA ANALIZAR LOS CAMPOS MAGNETICOS EN LAS MAQUINAS). El Tfield es de acelerado (El Br2 ayuda al movimiento del rotor). La maquina 2 se acelera ya que esta recibe un torque en favor del movimiento. La maquina 1 experimenta un torque de frenado. Al final ambas maquinas se van a acoplar a una misma velocidad. Debido a que Br1 ocasiona que la maquina 1 pierda velocidad y el Br2 permite que la maquina 2 se acelere.

a que velocidad quedaran ambas maquinas?

Repaso.

Se tienen maquinas sincronizadas Ef1 = Ef2. Rotores alineados.

Se le aumenta la potencia mecnica a la maquina 1, se desalinean los rotores por aumento de la velocidad, circula ahora una corriente y aparecen Bar1 y Bar2, existen dos torques.

Maquina 1, El Tfield es de frenado.

Maquina 2, El Tfield es de acelerado.

N

S S

N

Sar. Nar.

Bar.

Bf Br

Ia(corriente) es de una nica frecuencia. En este caso porque #P1 = #P2, entonces se igualan las velocidades y frecuencias.

Si los polos de las maquinas son diferentes, sus velocidades deben ser tal que la frecuencia de las tensiones inducidas en esas maquinas sean iguales.

21212#1# ffPP

Sincronizacin de las maquinas.

Se chequea la frecuencia.

Se dan marcha a las maquinas a velocidad tal que las seales sean de igual frecuencia.

Se varan las If hasta que las tensiones sean iguales (en frecuencia y magnitud).

Cuando el voltmetro marque valor de diferencia de potencial cero, se accionan los interruptores de acople.

Conectando carga a la maquina.

Se le conecta a la maquina una carga inductiva, que es lo que generalmente se emplea. El diagrama elctrico se representa a continuacin:

Al cerrar S circularan corrientes, aparecern campos y un torque de frenado.

Ef1

Xs1

Ef2.

Xs2

I1 I2

IT

VT

S +

_

Carga

21 III

11 JXsVtEf

21 JXsVtEf

Caso 1:

Caso 2:

Caso 3:

I2

Ef1

I1 IT

I1 JXs1 I2 JXs2

Ef2

I2

Ef1 = Ef2

I1

IT

I1 JXs1 = I2 JXs2

Vt

Caso 4:

El caso ideal se presenta cuando I1 e I2 se encuentran en fase ya que de esta forma se puede suministrar mas potencia.

I2

Ef1

I1

IT

I1 JXs1

I2 JXs2

Ef2

I2

Ef1

I1 IT

I1 JXs1

I2 JXs2

Ef2

Qu es una red de potencia infinita?

Es aquella en la cual el voltaje en terminales y la frecuencia se mantienen constantes independientemente de las variaciones de la carga. Realizando el equivalente de Thevenin para el circuito nos queda:

Conectar la maquina a una red de potencia infinita, permite mantener a Vt constante independientemente de lo que ocurra en cualquier parte del sistema. En caso que ocurra una falla trifsica o una falla de lnea a tierra en el sistema elctrico, se presentara lo siguiente:

Zth = 0 en cuyo caso la Icc tiende a infinito as como tambin Pcc.

El sistema de regulacin automtica actuara sobre la corriente de excitacin Iexc y sobre la potencia mecnica en la RPI para que no caiga la tensin ni se modifique la frecuencia.

Los reguladores son de amplio rango e inmediatamente que se produce la falla se genera su actuacin.

Nota Importante: Se recomienda revisar estas notas con el material de apoyo (libros, guas, etc.) que usted cuente ya que las mismas son incompletas y representan solamente una induccin al tema.

VT

ZTh

VT

VTh