Método MMF de Regulación de Voltaje

El Método MMF, también conocido como el Método de las Ampere-vueltas, se basa en un principio distinto del método de impedancia síncrona. Mientras que el método de impedancia síncrona se apoya en sustituir el efecto de la reacción del armazón con una reactancia imaginaria, el Método MMF se centra en la Fuerza Magnetomotriz. Específicamente, en el Método MMF, el efecto de la reactancia de fuga del armazón se reemplaza por una fuerza magnetomotriz adicional equivalente. Esto permite combinar esta fuerza magnetomotriz equivalente con la reacción real del armazón, facilitando un enfoque diferente para analizar el comportamiento de la máquina eléctrica.

Para calcular la regulación de tensión utilizando el Método MMF, es esencial disponer de la siguiente información:

• La resistencia del devanado del estator por fase.

• Las características a circuito abierto medidas a velocidad síncrona.

• Las características a cortocircuito.

Pasos para Dibujar el Diagrama Fásico del Método MMF

El diagrama fásico correspondiente a un factor de potencia retrasado se presenta a continuación:

Seleccionando el fasor de referencia:

La tensión terminal del armazón por fase, denotada como V, se elige como el fasor de referencia y se representa a lo largo de la línea OA. Esto sirve como la base para construir el diagrama fásico, proporcionando un punto de referencia fijo para los demás fasores.

Dibujando el fasor de corriente del armazón:

Para el ángulo de factor de potencia retrasado ϕ para el cual se necesita calcular la regulación de tensión, el fasor de corriente del armazón Ia se dibuja de tal manera que se retrase detrás del fasor de tensión. Esto refleja con precisión la relación de fase entre la corriente y la tensión en un sistema eléctrico con factor de potencia retrasado.

Añadiendo el fasor de caída de tensión por resistencia del armazón:

Luego se dibuja el fasor de caída de tensión por resistencia del armazón Ia Ra. Dado que la caída de tensión a través de un resistor está en fase con la corriente que fluye a través de él, Ia Ra se dibuja en fase con Ia a lo largo de la línea AC. Después de conectar los puntos O y C, la línea OC representa la fuerza electromotriz E'. Este E' es una cantidad intermedia en la construcción del diagrama fásico, que ayuda en el análisis posterior de las características de la máquina eléctrica utilizando el método MMF.

Basándose en las características a circuito abierto representadas anteriormente, se calcula la corriente de campo If' correspondiente a la tensión E'.

A continuación, se dibuja la corriente de campo If' de tal manera que adelante a la tensión E' en 90 grados. Se asume que, durante una condición de cortocircuito, toda la excitación se contrarresta con la fuerza magnetomotriz (MMF) de la reacción del armazón. Esta suposición es fundamental en el análisis, ya que ayuda a comprender la interacción entre el campo y el armazón bajo condiciones eléctricas extremas.

Con referencia a las características a cortocircuito (SSC) presentadas anteriormente, se determina la corriente de campo If2 necesaria para conducir la corriente nominal bajo condiciones de cortocircuito. Esta corriente de campo particular es la que se necesita para contrarrestar la caída de reactancia síncrona Ia Xa.

Posteriormente, la corriente de campo If2 se traza en una dirección exactamente opuesta a la fase de la corriente del armazón Ia. Esta representación gráfica es crucial, ya que visualiza los efectos magnéticos opuestos entre el campo y el armazón durante un evento de cortocircuito.

Calculando la Corriente de Campo Resultante

Primero, se calcula la suma fásica de las corrientes de campo If' y If2. Este valor combinado resulta en la corriente de campo resultante If. Esta If es la corriente de campo que sería responsable de generar la tensión E0 cuando el alternador opera en condiciones sin carga.

Determinando la FEM a Circuito Abierto

La fuerza electromotriz a circuito abierto E0, que corresponde a la corriente de campo If, puede obtenerse a partir de las características a circuito abierto del alternador. Estas características proporcionan una relación entre la corriente de campo y la emf generada cuando el alternador no tiene carga conectada.

Calculando la Regulación del Alternador

La regulación de tensión del alternador luego puede determinarse utilizando la relación presentada a continuación. Este valor de regulación es un parámetro crucial, ya que indica qué tan bien el alternador mantiene su tensión de salida bajo diferentes condiciones de carga.

Esto es todo acerca del método MMF de regulación de tensión.