Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

160 CAPÍTULO 4 Generadores síncronos
E A (o V T ), V
I A , A
Línea de entrehierro
Característica
de circuito
abierto (OCC)
a)
Característica
de cortocircuito
(SCC)
I f , A
muestra una característica de circuito abierto típica. Nótese que al principio
la curva es casi perfectamente lineal, hasta que se observa cierta
saturación con corrientes de campo más altas. El hierro no saturado en
el marco de la máquina síncrona tiene una reluctancia muchos miles de
veces menor a la reluctancia en el entrehierro, por lo que al principio
casi toda la fuerza magnetomotriz pasa a través del entrehierro y el incremento
del flujo resultante es lineal. Cuando finalmente se satura el
hierro, la reluctancia en éste se incrementa de manera notoria y el flujo
se incrementa mucho más despacio con el incremento en la fuerza magnetomotriz.
La porción lineal de una OCC se llama línea de entrehierro
de la curva característica.
El segundo paso del proceso es la realización de una prueba de
cortocircuito. Para realizar una prueba de cortocircuito se establece la
corriente de campo igual a cero y se hace cortocircuito en las terminales
del generador por medio de un conjunto de amperímetros. Entonces se
mide la corriente en el inducido I A o la corriente de línea I L conforme se
incrementa la corriente de campo. Una gráfica como ésta se llama característica
de cortocircuito (SCC, por sus siglas en inglés) y se muestra en
la figura 4-17b). Es esencialmente una línea recta. Para entender por qué
esta curva característica es una línea recta se debe analizar el circuito
equivalente de la figura 4-12 cuando las terminales de la máquina están
en cortocircuito. En la figura 4-18a) se aprecia un circuito con estas características.
Nótese que cuando las terminales están en cortocircuito, la
corriente en el inducido I A está dada por
I f , A
FIGURA 4-17 a) Característica de circuito abierto (OCC)
de un generador síncrono. b) Característica de cortocircuito
(SCC) de un generador síncrono.
b)
y su magnitud está dada por
I A
I A
E A
R A jX S
(4-23)
E A
RA
2 XS
2
(4-24)
El diagrama fasorial resultante puede observarse en la figura 4-18b) y los campos magnéticos correspondientes
se muestran en la figura 4-18c). Debido a que B S casi cancela B R , el campo magnético
neto B net es muy pequeño (corresponde únicamente a las caídas resistivas e inductivas internas).
Debido a que el campo magnético neto en la máquina es tan pequeño, la máquina no está saturada
y la SCC es lineal.
j X S
R A
E A
+
–
I A
V
= 0 V
I A
V = 0 V
j X S I A
E A
a)
I A R A
b)
E
I A
A =
R A + jX S B R
B net
B estat
c)
FIGURA 4-18 a) Circuito equivalente de un generador síncrono durante la prueba de
cortocircuito. b) Diagrama fasorial resultante. c) Campos magnéticos durante la prueba
de cortocircuito.