Generadores electromecánicos

| Electricidad
ENTREGA 5
Generadores electromecánicos
Elaborado por Ing. José Barona Gurrea
4. Potencia eléctrica
La potencia que es capaz de producir un
alternador depende de las dimensiones
y tipo de construcción de la máquina y
se expresa en volt-amperios (V.A.) o kilovoltios –amperios (K.V.A.) que representan respectivamente los productos de la
tensión eficaz entre dos terminales activos (E voltios) por la intensidad eficaz
(L amperios) multiplicado por un factor
que depende de la clase de conexión.
Para alternadores monofásicos:
E.I. (Volt-amperios).
Para alternadores bifásicos:
2 E.I. (Volt-amperios) = 1,41 E.I.
Para alternadores trifásicos:
3 E.I. (Volt-amperios) = 1,71 E.I.
La potencia desarrollada es menor
que la indicada en las fórmulas anteriores ya que depende de la inductancia y capacidad del circuito de carga,
produciéndose un desfasamiento entre la f.e.m. y la intensidad.
Las fórmulas anteriores vienen modificadas por la introducción de un
nuevo factor (cos ϕ) que depende
del desfasamiento entre los valores
máximos de la f.e.m. y la intensidad
en el circuito exterior.
Este factor, denominado factor de potencia varía entre 0,7 y 0,9.
Un alternador monofásico que desarrolla una corriente de 100 A a una tensión
de 100x1000 = 100.000 VA, conectado a un circuito cuyo factor de potencia
sea de 0,8 desarrollará una potencia W,
expresada en vatios, de:
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W= 100 x 1.000 x 0,8 = 80.000 vatios = =80 kw
Si en el circuito exterior sólo se alimentasen resistencias puras, lámparas de alumbrado y otros elementos sin autoinduc-
P(caballos) =
tencia necesaria para su funcionamiento?
Aplicando la fórmula (2) tenemos:
800
1.000 x 0,8
= 1.211 HP
=
0,56
0,736 x 0,9
ción ni capacidad el factor de potencia
(cos ϕ) sería igual a la unidad y por tanto:
(1)
Excitación de los alternadores
La corriente continua necesaria para la
W = 100 X 1.000 = 100.000 vatios = 100 kw
Esto significa que en los circuitos en que
la intensidad está retrasada en fase respecto a la tensión se necesita un generador mayor y por tanto más costoso que
en un circuito sin inducción para producir la misma potencia útil.
excitación de los alternadores es suministrada, generalmente, por dinamos denominadas excitatrices, aun cuando en
otros casos puede proveerse por medio
de una batería de acumuladores o por la
red industrial, si es de corriente continua.
Resumiendo diremos que el número de
kilovatios (K.W.) es igual a la de los kilovoltios-amperios (K.V.A.) multiplicado
por el factor de potencia.
Para la excitación se requiere una potencia que depende de la del alternador
y que en los de pequeña potencia suele ser del orden del 10% de la de éste,
del 3% en los de mediana potencia y del
1% en los de gran potencia.
Como el caballo de vapor (HP) es equivalente a 736 vatios (0,736 kW), si representamos por η el rendimiento del alternador, la potencia mecánica que hemos
de aplicar al eje del mismo para obtener
una potencia útil kw, será:
P(caballos) =
Es corriente que el inducido de la excitatriz vaya montado sobre el mismo eje
del alternador y en este caso se dice que
el acoplamiento es directo.
KVA cos ϕ
KW
1,36 kw
=
=
0,736 η
0,736 η
η
A título de ejemplo consideraremos el
caso de un alternador de 1.000 kVA cuyo rendimiento es del 90% conectado a
un circuito exterior que alimenta máquinas y cuyo factor de potencia sea 0,8.
¿Cuál será en caballos de vapor la po-
v
Para que la excitación cumpla las condiciones requeridas para un buen funcionamiento del alternador debe estar calculada para tener una gran estabilidad y
resistir las variaciones ocasionadas en el
circuito inductor como consecuencia de