Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

4.8 Generador síncrono que opera solo 171
El par opositor inducido está dado por
P conv ind m
P conv 34.1 kW
por lo que
ind
V 104.7
seg
rad
e) La regulación de voltaje de un generador se define como
325.7 N • m
VR
V sc
V pc
V pc
100% (3-67)
Por medio de esta definición, la regulación de voltaje para los casos de los factores de potencia en
retraso, unitario y en adelanto son:
1. Caso de factor de potencia en retraso: VR
480 V 410 V
410 V
100% 17.1%
2. Caso de factor de\potencia unitario: VR
480 V 468 V
468 V
100% 2.6%
3. Caso de factor de potencia en adelanto: VR
480 V 535 V
535 V
100% 10.3%
En el ejemplo 4-3 las cargas en retraso originaron una caída del voltaje en las terminales, las
cargas con factor de potencia unitario originaron un pequeño efecto en V T y las cargas en adelanto
originaron un incremento de voltaje en las terminales.
EJEMPLO 4-4
Suponga que el generador del ejemplo 4-3 opera en vacío con un voltaje en las terminales de 480 V. Haga
la gráfica de la característica de las terminales (el voltaje en las terminales y la corriente de línea) de este
generador conforme varía la corriente en su inducido desde vacío hasta plena carga con un factor de potencia
a) de 0.8 en retraso y b) de 0.8 en adelanto. Suponga que la corriente de campo permanece constante.
Solución
La característica de las terminales de un generador es una gráfica de su voltaje en las terminales y la corriente
de línea. Debido a que este generador está conectado en Y, el voltaje de fase está dado por V f 5 V T /
Ï3. Si se ajusta V T a 480 V en condiciones de vacío, entonces V f 5 E A 5 277 V. Puesto que la corriente de
campo permanece constante, E A seguirá siendo 277 V en todo momento. La corriente de salida I L de este
generador será la misma que la corriente del inducido I A , debido a que está conectado en Y.
a) Si el generador se carga con una corriente con un FP de 0.8 en retraso, el diagrama fasorial resultante
es el que se observa en la figura 4-24a). En este diagrama fasorial se sabe que V f tiene un ángulo de
0°, que la magnitud de E A es de 277 V y que la cantidad jX S I A se extiende entre V f y E A como se puede
ver en la figura. Las dos cantidades desconocidas del diagrama fasorial son la magnitud de V f y el
ángulo d de E A . Para encontrar V f , el método más fácil consiste en construir un triángulo rectángulo en
el diagrama fasorial, como se aprecia en la figura. Con base en la figura 4-24a), el triángulo rectángulo
nos muestra que
E 2 A (V X S I A sen ) 2 (X S I A cos ) 2
Esta ecuación se puede emplear para calcular V f en función de la corriente I A :
V E 2 A (X S I A cos ) 2 X S I A sen
Se puede utilizar un archivo M del programa MATLAB para calcular V f (y por lo tanto V T ) en función
de la corriente. Este archivo se muestra a continuación: