PRÁCTICA Nº 5:
REGULACIÓN DE LA POTENCIA
REACTIVA EN LA RED. GENERADOR
DE REACTIVA.
Objetivo:
Conocer las distintas características de funcionamiento de este motor y su aplicación
práctica. Ejecutar las técnicas de ensayo oportunas para el cálculo del rendimiento del
motor síncrono y de la carga máxima admisible por el mismo.
Contenidos:
Característica de vacío y característica de cortocircuito.
Curvas de Mordey o curvas en “V”.
Determinación del rendimiento por el método de las pérdidas separadas.
Característica en carga.
Determinación de la estabilidad de la máquina.
a) Característica de vacío y característica de cortocircuito.
Se obtienen haciendo funcionar el motor como alternador, ver “trazado de las
características de los alternadores”. Estas dos curvas permiten prever la estabilidad del
motor que será tanto mayor cuanto más débil sea la impedancia síncrona Zs (se deduce,
por ejemplo, por el método de Behn - Eschemburg). Empíricamente se puede decir que la
estabilidad es conveniente cuando, en el ensayo en cortocircuito, la intensidad nominal se
consigue con una corriente de excitación a la que corresponde, en la característica de
vacío, una tensión que es un tercio de la tensión nominal.
b) Curvas de Mordey o curvas en “V”.
Fundamento teórico:
I
En las instalaciones de alumbrado y fuerza de media y pequeña potencia se emplean
baterías de condensadores para corregir el factor de potencia por ser solución muy
económica. Sin embargo,
50% ca rga
para instalaciones de gran
potencia, como son las
1 0 0% ca rg a
redes de distribución, se
emplean
los
motores
E n va c ío
síncronos
que,
sobreexcitados,
absorben
corriente
en
adelanto
respecto de la tensión, por lo
que
funcionan
como
condensadores. Por ello se
denominan
también
C am p o ca p a c it ivo
condensadores rotativos o
C am p o ni d u c t vi o
generadores de potencia
reactiva.
A
Ie x
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Regulación de la Potencia Reactiva
Juan A. Palacios García. Departamento de Ingeniería Eléctrica
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Al sumarse esta corriente en adelanto con la del resto de la instalación se produce:
a) Mejora del factor de potencia.
b) Una intensidad menor en la instalación.
c) Menores caídas de tensión en los finales de línea.
En la figura podemos apreciar las curvas I = (Iex) de un motor síncrono,
denominadas curvas de Mordey y que, también por su forma, son conocidas por curvas
en V.
Podemos observar que, a medida que aumenta la carga del motor, aumentan las
intensidades absorbidas para igual excitación, a la vez que se desplazan hacia la izquierda
igual que la línea de trazos. Esta línea de trazos representa la separación del campo
inductivo del capacitivo, es decir, la línea en la cual sus puntos corresponden a un
funcionamiento puramente resistivo del motor (el valor de cos  es la unidad). En estos
puntos un aumento de excitación hace que el motor comience a funcionar como carga
inductiva, entregando potencia reactiva a la red en la cual se acopla y mejorando el factor
de potencia de la distribución.
Las máquinas síncronas poseen los inconvenientes ya conocidos en la anterior
práctica para ser utilizadas como motores, por lo que generalmente, no son empleados
para entregar potencia mecánica útil. Trabajan, por tanto, en vacío, en cuyas condiciones
y con la excitación adecuada absorben la corriente de línea mínima, que se emplea para
cubrir sus pérdidas de vacío (punto A de la curva) a un cos  = 1. Se obtiene siempre
este factor de potencia regulando exclusivamente la corriente de excitación. Nótese que
la ordenada del punto A es la medida de la potencia de pérdidas en vacío del motor. En
un motor ideal, el punto A estaría sobre el eje de abscisas.
Para un valor distinto de la excitación indicada, el motor absorberá de red una
intensidad mayor y con un valor para el cos  distinto de 1. Como se ha dicho, para mejorar
el factor de potencia de una gran carga de tipo inductivo, interesa sobreexcitar el motor
para que absorba corriente en adelanto de la instalación a la que se acopla el motor.
Desarrollo de la práctica:
Según el montaje eléctrico y el proceso de arranque empleado en la anterior práctica,
a motor en vacío, una vez en marcha sincrónica y desconectado el motor auxiliar
procederemos como sigue:
a) Regular la intensidad de excitación al mínimo para que I no rebase el máximo valor
admisible según placa de características. Tomar lecturas de ambos amperímetros.
b) Incrementar Iex con saltos aproximados de 0,1 A y tomar las lecturas correspondientes
de las corrientes, observando el descenso progresivo de la corriente absorbida por el
motor I. Las anotaciones se llevarán al cuadro de valores.
Marcha en vacío
Corriente absorbida I
Corriente excitación Iex
1ª lectura 2ª lectura 3ª lectura 4ª lectura 5ª lectura 6ª lectura 7ª lectura
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c) Determinar el valor de Iex que hace mínima a la corriente
(Punto A o vértice de la curva de Mordey).
I absorbida por el motor.
d) Dar por terminado el ensayo cuando I en valor creciente alcance otra vez su valor
nominal. Se desconectará entonces el inducido de red y, cuando el motor se haya
parado, se cortará la excitación.
Posteriormente, cargaremos el eje del motor con un generador que actúe como freno,
al cual haremos funcionar sobre una carga resistiva. Repetiremos el ensayo para el 100
% de la carga mecánica del motor y para varios regímenes. De esta forma, obtendremos
el haz de curvas de Mordey.
Carga 100%
Corriente absorbida I
Corriente excitación Iex
1ª lectura 2ª lectura 3ª lectura 4ª lectura 5ª lectura 6ª lectura 7ª lectura
Carga 50%
Corriente absorbida I
Corriente excitación Iex
1ª lectura 2ª lectura 3ª lectura 4ª lectura 5ª lectura 6ª lectura 7ª lectura
Presentación de resultados:
La memoria deber ser sucinta. Después de una ligera introducción se expondrán,
debajo de cada epígrafe, los esquemas eléctricos usados, la explicación de los
procedimientos seguidos, así como los datos obtenidos de las medidas en sus tablas y
gráficos.
Material:
Un voltímetro de corriente alterna.
Dos amperímetros de corriente alterna.
Un amperímetro de corriente continua.
Un voltímetro de corriente continua.
Un sincronoscopio, o tres lámparas para comprobar el sincronismo.
Un motor de arrastre asíncrono de rotor bobinado.
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Regulación de la Potencia Reactiva
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