En primer lugar, es necesario limitar el alcance de la discusión para evitar imprecisiones. El generador que se analiza aquí se refiere a un generador síncrono de CA trifásico sin escobillas, al que en adelante nos referiremos simplemente como el «generador».
Este tipo de generador consta de al menos tres partes principales, que se mencionarán en la siguiente discusión:
Generador principal, dividido en estator principal y rotor principal; El rotor principal proporciona un campo magnético y el estator principal genera electricidad para suministrar la carga; Excitador, dividido en estator y rotor del excitador; El estator del excitador proporciona un campo magnético, el rotor genera electricidad y, después de la rectificación mediante un conmutador giratorio, suministra energía al rotor principal; El regulador automático de voltaje (AVR) detecta el voltaje de salida del generador principal, controla la corriente de la bobina del estator del excitador y logra el objetivo de estabilizar el voltaje de salida del estator principal.
Descripción del trabajo de estabilización de voltaje del AVR
El objetivo operativo del AVR es mantener un voltaje de salida del generador estable, comúnmente conocido como “estabilizador de voltaje”.
Su funcionamiento es aumentar la corriente del estator del excitador cuando el voltaje de salida del generador es menor que el valor establecido, lo que equivale a aumentar la corriente de excitación del rotor principal, haciendo que el voltaje del generador principal aumente hasta el valor establecido; por el contrario, reduce la corriente de excitación y permite que el voltaje disminuya; si el voltaje de salida del generador es igual al valor establecido, el AVR mantiene la salida existente sin ajuste.
Además, según la relación de fase entre la corriente y el voltaje, las cargas de CA se pueden clasificar en tres categorías:
Carga resistiva, donde la corriente está en fase con el voltaje aplicado; Carga inductiva, donde la corriente está en fase con respecto al voltaje; Carga capacitiva, donde la corriente está en fase con respecto al voltaje. Una comparación de las tres características de carga nos ayuda a comprender mejor las cargas capacitivas.
Para cargas resistivas, cuanto mayor sea la carga, mayor será la corriente de excitación requerida para el rotor principal (para estabilizar el voltaje de salida del generador).
En la discusión posterior, utilizaremos como estándar de referencia la corriente de excitación requerida para cargas resistivas, lo que significa que las más grandes se denominan más grandes; las más pequeñas.
Cuando la carga del generador es inductiva, el rotor principal requerirá una mayor corriente de excitación para que el generador mantenga un voltaje de salida estable.
Carga capacitiva
Cuando el generador encuentra una carga capacitiva, la corriente de excitación requerida por el rotor principal es menor, lo que significa que la corriente de excitación debe reducirse para estabilizar el voltaje de salida del generador.
¿Por qué pasó esto?
Cabe recordar que la corriente en la carga capacitiva va por delante de la tensión, y estas corrientes de avance (que fluyen a través del estator principal) generarán una corriente inducida en el rotor principal, que se superpone positivamente con la corriente de excitación, lo que intensifica el campo magnético del rotor principal. Por lo tanto, la corriente del excitador debe reducirse para mantener una tensión de salida estable en el generador.
Cuanto mayor sea la carga capacitiva, menor será la salida del excitador. Cuando la carga capacitiva aumenta hasta cierto punto, la salida del excitador debe reducirse a cero. La salida del excitador es cero, lo cual constituye el límite del generador. En este punto, la tensión de salida del generador no será autoestable, por lo que este tipo de fuente de alimentación no es apta. Esta limitación también se conoce como "limitación de subexcitación".
El generador sólo puede aceptar una capacidad de carga limitada; (por supuesto, para un generador específico, también existen limitaciones en el tamaño de las cargas resistivas o inductivas).
Si un proyecto presenta problemas con cargas capacitivas, se pueden utilizar fuentes de alimentación de TI con menor capacitancia por kilovatio o inductores para compensar. No permita que el grupo electrógeno funcione cerca del límite de subexcitación.
Hora de publicación: 07-sep-2023
