Diagrama de Fasores del Generador Síncrono
Diagrama de Fasores Definido
Un diagrama de fasores es una representación gráfica de las relaciones de fase entre diferentes cantidades eléctricas en un circuito AC, específicamente utilizado aquí para generadores síncronos.
Conceptos Básicos de Dibujo
Ef que denota el voltaje de excitación
Vt que denota el voltaje terminal
Ia que denota la corriente del armadura
θ que denota el ángulo de fase entre Vt e Ia
ᴪ que denota el ángulo entre Ef e Ia
δ que denota el ángulo entre Ef y Vt
ra que denota la resistencia por fase del armadura
Relaciones de Fasores
En el diagrama, el fasor del voltaje de excitación (Ef) siempre está adelante del voltaje terminal (Vt), crucial para entender las operaciones del generador.
Condiciones Operativas
Los diagramas de fasores varían con las condiciones operativas—factores de potencia retrasado, unidad y adelantado—cada uno afectando las relaciones de voltaje y corriente de manera diferente.
Diagrama de Fasores del Motor Síncrono
Comprender el diagrama de fasores de los motores síncronos ayuda a predecir y gestionar el comportamiento eléctrico bajo diferentes cargas de factor de potencia.
Ejemplo
Operación de generación con factor de potencia retrasado
Podemos derivar la expresión para Ef tomando primero el componente de Vt en la dirección de Ia. El componente de Vt en la dirección de Ia es VtcosΘ, por lo tanto, la caída total de voltaje es a lo largo de I
De manera similar, podemos calcular la caída de voltaje en la dirección perpendicular a Ia. La caída total de voltaje perpendicular a Ia es . Con la ayuda del triángulo BOD en el primer diagrama de fasores, podemos escribir la expresión para E
Operación de generación con factor de potencia unidad
Aquí también podemos derivar la expresión para E
f tomando primero el componente de Vt en la dirección de Ia. Pero en este caso, el valor de theta es cero, por lo que tenemos ᴪ = δ.
Con la ayuda del triángulo BOD en el segundo diagrama de fasores, podemos escribir directamente la expresión para Ef como
Operación de generación con factor de potencia adelantado.
El componente en la dirección de Ia es VtcosΘ. Como la dirección de Ia es la misma que la de Vt, la caída total de voltaje es .
De manera similar, podemos escribir la expresión para la caída de voltaje en la dirección perpendicular a Ia. La caída total de voltaje resulta ser . Con la ayuda del triángulo BOD en el primer diagrama de fasores, podemos escribir la expresión para E
