Laboratorio de Motores Eléctricos

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD BICENTENARIA DE ARAGUA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA
SAN JOAQUIN DE TURMERO - EDO ARAGUA
SUMATIVA I
EL GENERADOR SÍNCRONO
AUTOR: SEBASTIAN USECHE
C.I.: 28.278.276
San Joaquín de Turmero, abril, 2022
EJERCICIO
SOLUCIÓN
El generador síncrono funciona según el principio de las leyes de inducción electromagnética de Faraday. La inducción electromagnética establece la fuerza electromotriz inducida en la bobina del inducido si está girando en el campo magnético uniforme. La fuerza electromotriz (FEM) también se generará si el campo gira y el conductor se vuelve estacionario. Por lo tanto, el movimiento relativo entre el conductor y el campo induce la EMF en el conductor. La forma de onda del voltaje inducido es siempre una curva sinusoidal.
Los generadores síncronos trifásicos tienen muchas ventajas en generación, transmisión y distribución. Los grandes generadores síncronos se utilizan en el sistema nuclear, térmico e hidroeléctrico para generar los voltajes.
Debemos tener presente que los generadores síncronos no se utilizan en acoplamientos en serie por presentar poco interés práctico porque no se los podría acoplar fácilmente sin tener que apagar todo el sistema y además porque el funcionamiento es inestable.
El presente ejercicio se realiza en base a los fundamentos básicos de operación de los motores síncronos en paralelo.
Parte (a): Calculas las caídas de velocidad del generador 1 y del generador 2. 
Primeramente, debemos saber en las turbinas de vapor, de gas, hidráulicas, motores Diesel, etc, son accionados por un motor primario, independientemente de la fuente original de potencia tomada de ellos se incrementa, por ende, decrece la velocidad a la cual giran. Como esta disminución de velocidad no es lineal, usualmente se incluye alguna forma de mecanismo gobernador para hacerla lineal con el incremento de potencia demanda.
Cualquiera que sea el gobernador presente en el motor primario, siempre se ajusta para suministrar una caída suave con el incremento de la carga. 
Entonces se procede a utilizar la fórmula de la caída de velocidad de un motor primario.
CV: Caída de velocidad
: velocidad de vacío.
: velocidad a plena carga.
Se sustituyen los valores por cada generador:
· Cálculo de la caída de velocidad del generador 1 
.
· Cálculo de la caída de velocidad del generador 2
La mayoría de los motores primarios tienen una caída de velocidad de 2 a 4% como se observa en los cálculos ya obtenidos.
Parte (b): Encuentra la frecuencia de operación del sistema de potencia. 
Lo primero es calcular la frecuencia de vacío y a plena carga del generador 1 y el 2 para cada tipo de velocidad que corresponda cada uno.
Entonces se utilizará la siguiente formula:
: Frecuencia.
: Voltaje
 : Velocidad
: cantidad de polos o número de polos.
Entonces se sustituye los valores por cada caso:
· Generador 1 a plena carga del mismo.
· Generador 1 de vacío del mismo.
· Generador 2 a plena carga del mismo.
· Generador 2 de vacío del mismo
Tras obtener los valores de las frecuencias por cada caso, se procede a calcular la pendiente de la curva de potencia, utilizando la siguiente formula.
Entonces es:
· Generador 1
· Generador 2
La frecuencia de vacío del generador 1 es de 50,66 Hz y la frecuencia de vacío del generador 2 es de 50 Hz, se sabe que la potencia total que deben suministrar es de 200 kW, por lo que la frecuencia del sistema se puede encontrar a partir de la siguiente ecuación.
Se sabe que la fórmula de potencia es:
: potencia.
: pendiente de la curva de potencia.
: Frecuencia sin carga.
: Frecuencia del sistema.
Se descompone la ecuación.
Se sustituye valores:
Parte (c): Encuentra la potencia que está siendo suministrada por cada uno de los generadores en este sistema
Para calcular la potencia suministrada por cada generador, se procede a utilizar la siguiente formula.
Entonces se sustituye los valores:
Para generador 1
Para generador 2.
Parte (d): Si Vt es 460V, ¿Qué deben hacer los operadores de los generadores para corregir el bajo voltaje en terminales?
Si el voltaje terminal es de 460 V, los operadores de los generadores deben aumentar las corrientes de campo en ambos generadores simultáneamente. Esa acción aumentará los voltajes terminales del sistema sin cambiar el reparto de energía entre los generadores.
Finalmente mencionamos algunas consideraciones a tener en cuenta basadas en el acoplamiento aplicadas a la práctica real 
Se debe tener mucho cuidado con los valores de corriente y voltaje para no dañar la máquina ya que es posible que la línea a la que nos deseamos acoplar supero el voltaje que puede producir nuestro alternador. 
Si se acopla mal la máquina actuará como motor, girando en sentido contrario.
Para ajustar la repartición de potencia real entre los generadores sin cambiar (frecuencia del sistema), se deben incrementar simultáneamente los puntos de ajuste del mecanismo regulador en un generador al mismo tiempo que se disminuyen los puntos de ajuste en el mecanismo regulador del otro generador.
En este trabajo se han podido destacar las grandes ventajas que brinda la configuración de alternadores en paralelo, como es el suministrar la suficiente potencia que requieran las cargas, como el suministro en la distribución de energía eléctrica. y esto a su vez satisface una demanda que cada día va creciendo debido a que el mundo es más dependiente de la energía eléctrica.
REFERENCIAS
Wildi, T. (2007). Máquinas eléctricas y sistemas de potencia. México: Pearson Educación
Chapman, S. (2000). Máquinas Eléctricas. México: McGraw-Hill.
Fraile, J. (2008). Máquinas Eléctricas. México: McGraw-Hill.
Fitzgerald, A. (2004). Máquinas Eléctricas. México: McGraw-Hill.
Kostenko, M. (1975). Máquinas Eléctricas II. Rusia: Mir.
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