Análisis de la operación del generador síncrono a frecuencias diferentes de la nominal

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se analiza el efecto que tiene la operación a frecuencias diferentes de la nominal, en los parámetros dinámicos y en las variables de operación de generador síncrono. Este tipo de estudio se requiere debido a que se está desarrollando una fuente de frecuencia y voltaje variables con inercia empleando un generador de 18.75kVA acoplado a un primo motor de inducción de jaula de ardilla de 20HP. Se requiere que la fuente antes mencionada pueda operar en un rango de frecuencias entre 30 y 70Hz, por lo que se desarrollan y aplican métodos para determinar los parámetros de la máquina y las regiones seguras de operación en este estado permanente en este intervalo de frecuencias. Se emplean las pruebas de vació y de corto circuito sosteniendo en este intervalo de frecuencias para obtener las reactancias síncronas de la máquina. Se desarrolla un método para determinar las tensiones en terminales y capacidades de potencia aparente a las que debe operar la máquina en las diferentes frecuencias consideradas. A partir de estos datos, se grafican las cartas de operación de la maquina síncrona a diferentes frecuencias para determinar los límites seguros de operación del generador en condiciones permanentes. Para evaluar el cambio en los parámetros dinámicos de la máquina síncrona a la varia la operación entre 50 y 60HZ, se aplicó la prueba de corto circuito trifásico súbito. Los resultados de esta prueba identificaron los parámetros que sufren un mayor efecto con el cambio de la frecuencia de operación. Como resultado de este trabajo se pudo determinar que tanto los valores de la tensión en terminales, como los de las diferentes potencias máximas de la máquina, son directamente proporcionales a la frecuencia de operación del generador. Los valores de las reactancias síncronas, a su vez, varían con la frecuencia siguiendo su misma tendencia. Aunque se podría esperar este tipo de comportamiento, las pruebas experimentales realizadas en el presente trabajo y los métodos teóricos empleados, permitieron determinar cuantitativamente los valores de los límites de operación y los parámetros de la máquina síncrona de 18.75 kVA de laboratorio.