Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

198 CAPÍTULO 4 Generadores síncronos
en particular puede tolerar 20% de sobrecarga por 1 000 segundos, 100% de sobrecarga por 30 segundos
y 200% de sobrecarga por alrededor de 10 segundos antes de dañarse.
10 4
10 3
Tiempo máximo, s
10 2
10 1
10 0 0 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3
Corriente por unidad
FIGURA 4-53 Curva de daño térmico en una máquina síncrona usual; se supone que los devanados ya
se encontraban a temperatura de operación cuando se aplicó la sobrecarga. (Cortesía de Marathon Electric
Company.)
El máximo aumento de temperatura que puede soportar una máquina depende de la clase de
aislamiento de sus devanados. Hay cuatro clases estándar de aislamientos: A, B, F y H. Aun cuando
hay cierta variación en la temperatura aceptable, dependiendo de la construcción particular de la
máquina y del método de medición de la temperatura, estas clases corresponden por lo general a
aumentos de 60, 80, 105 y 125°C, respectivamente, sobre la temperatura ambiente. Mientras más
alta sea la clase de aislamiento de una máquina, mayor será la potencia que puede suministrar sin
que se sobrecalienten los devanados.
El sobrecalentamiento de los devanados es un problema muy grave en un motor o generador.
Una vieja regla general establece que por cada 10°C de aumento de temperatura sobre la temperatura
nominal de los devanados, se reduce a la mitad la vida media de una máquina (véase la figura
3-20). Los materiales de aislamiento modernos son mucho menos susceptibles de averiarse, pero los
aumentos de temperatura reducen de manera drástica su vida. Por esta razón no se debe sobrecargar
una máquina síncrona a menos que sea absolutamente necesario.
La siguiente pregunta está relacionada con el problema del sobrecalentamiento: ¿qué tan bien
se conoce el requerimiento de potencia de una máquina? Antes de su instalación a menudo se tienen
sólo estimaciones aproximadas de la carga. Debido a esto, las máquinas de propósito general
normalmente tienen un factor de servicio. El factor de servicio es la razón entre la potencia máxima
verdadera de la máquina y el valor nominal determinado en su placa de características. Un generador
con un factor de servicio de 1.15 puede operar en realidad a 115% de su carga nominal indefinidamente
sin sufrir ningún daño. El factor de servicio en una máquina provee un margen de error en
caso de que se estimen en forma equivocada las cargas.