¿Qué es un diagrama de fasores para motor síncrono?

¿Qué es un diagrama fasorial para un motor síncrono?

Definición de diagrama fasorial

Un diagrama fasorial para un motor síncrono muestra las relaciones entre diversas cantidades eléctricas como el voltaje y la corriente.

Ef para representar el voltaje de excitación

Vt para representar el voltaje terminal

Ia para representar la corriente del armadura

Θ para representar el ángulo entre el voltaje terminal y la corriente del armadura

ᴪ para representar el ángulo entre el voltaje de excitación y la corriente del armadura

δ para representar el ángulo entre el voltaje de excitación y el voltaje terminal

ra para representar la resistencia por fase del armadura.

Fasor de referencia

Vt es el fasor de referencia, con la corriente del armadura y el voltaje de excitación trazados en relación a él.

Fases opuestas

La corriente del armadura está en oposición de fase al emf de excitación en un motor síncrono.

Operaciones de factor de potencia

Diferentes operaciones de factor de potencia (atrasado, unidad, adelantado) afectan las expresiones para el emf de excitación, utilizando componentes del voltaje terminal y la corriente del armadura.

 Operación motriz con factor de potencia atrasado.

Operación motriz con factor de potencia atrasado: Para derivar la expresión para el emf de excitación en la operación atrasada, primero tomamos el componente del voltaje terminal en la dirección de la corriente del armadura Ia. El componente en la dirección de la corriente del armadura es VtcosΘ.

Como la dirección del armadura es opuesta a la del voltaje terminal, por lo tanto, la caída de voltaje será –Iara, por lo que la caída total de voltaje es (VtcosΘ – Iara) a lo largo de la corriente del armadura. De manera similar, podemos calcular la caída de voltaje en la dirección perpendicular a la corriente del armadura. La caída total de voltaje resulta ser (Vtsinθ – IaXs). A partir del triángulo BOD en el primer diagrama fasorial, podemos escribir la expresión para el emf de excitación como

Operación motriz con factor de potencia unitario.

Operación motriz con factor de potencia unitario: Para derivar la expresión para el emf de excitación en la operación con factor de potencia unitario, nuevamente tomamos primero el componente del voltaje terminal en la dirección de la corriente del armadura Ia. Pero aquí, el valor de theta es cero y, por lo tanto, tenemos ᴪ = δ. A partir del triángulo BOD en el segundo diagrama fasorial, podemos escribir directamente la expresión para el emf de excitación como

Operación motriz con factor de potencia adelantado.

Operación motriz con factor de potencia adelantado: Para derivar la expresión para el emf de excitación en la operación con factor de potencia adelantado, nuevamente tomamos primero el componente del voltaje terminal en la dirección de la corriente del armadura Ia. El componente en la dirección de la corriente del armadura es VtcosΘ. Como la dirección del armadura es opuesta a la del voltaje terminal, por lo tanto, la caída de voltaje será (–Iara), por lo que la caída total de voltaje es (VtcosΘ – Iara) a lo largo de la corriente del armadura. De manera similar, podemos calcular la caída de voltaje en la dirección perpendicular a la corriente del armadura. La caída total de voltaje resulta ser (Vtsinθ + IaXs). A partir del triángulo BOD en el primer diagrama fasorial, podemos escribir la expresión para el emf de excitación como

 Ventajas de los diagramas fasoriales

• Los fasores son muy útiles para obtener una comprensión física de la operación de los motores síncronos.

• Podemos derivar expresiones matemáticas para diversas cantidades fácilmente con la ayuda de los diagramas fasoriales.