En un generador, ¿por qué cuando la tensión del excitador aumenta, la tensión del generador disminuye?

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Tengo un proyecto donde tengo que construir un modelo eléctrico de un generador con un par constante a 1500 RPM y simularlo en LabView.

Tengo un manual que describe algunas mediciones que se realizaron en el generador mientras operaba a ciertos valores, y algo que me resulta muy extraño es el hecho de que cuando el voltaje del excitador está aumentando, el voltaje de salida está disminuyendo.

Aquí adjuntaré una tabla que muestra algunos valores de muestra.

Azul: Voltaje de salida Verde: corriente de salida Rojo: Voltaje de entrada del excitador

Puedo ver que la relación voltaje-corriente mantiene una potencia semi-constante de 420kW aproximadamente, pero al modelar este generador no sé cómo obtener un comportamiento similar como este.

También, ¿Calcular la impedancia de salida (con Z = V / I) me ayudaría al crear mi modelo? Consideré eso, pero no estoy seguro de dónde debería colocarlo.

    
pregunta Pablo Izquierdo

1 respuesta

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Hay dos conjuntos de condiciones tabuladas en esa tabla, voltajes de circuito abierto (excitador de 7V, salida de 267V, excitador de 8V = salida de 297V y salida de excitador de 9V = 340V), así que aproximadamente 37V a la salida por voltio en los terminales del excitador.

También tenemos un conjunto de valores bajo carga:

  • 30V = 267V @ 1575A
  • 29V = 297V @ 1415A
  • 28V = 340V @ 1235A

Ahora, todos estos valores equivalen a aproximadamente 420 kW, lo que más o menos tiene sentido para un par constante en el motor primario.

Utilizando nuestra estimación anterior de un factor de 37 V / V para el factor de escala de voltaje, un modelo ingenuo tendría los siguientes voltajes de salida:

  • 30V * 37V / V = 1110V
  • 29V * 37V / V = 1073V
  • 28V * 37V / V = 1036V

Entonces, ¿qué explica la diferencia?

Intentemos modelarlo como una resistencia en serie (o inductancia en serie para que no disipe la potencia), usaré el modelo de resistencia para demostrar, pero el inductor probablemente esté más cerca de la realidad.

El voltaje se redujo a través de nuestra supuesta impedancia de la serie:

  • @ 1575A 1110V - 267V = 843V @ 1575A = 0.535 ohmios.
  • @ 1415A 1073V - 297V = 776V @ 1415A = 0.548 ohmios.
  • @ 1235A 1036V - 340V = 696V @ 1235A = 0.563 ohmios.

Por lo tanto, me parece que un modelo aceptable (para algunas cosas) es una fuente de voltaje dependiente que tiene una ganancia de 37 V / V en serie con una resistencia o inductor que tiene una impedancia a la frecuencia de operación de ~ 0.55 ohms. p>

Lo que está viendo es que la caída de voltaje en la impedancia de las máquinas es en algunas corrientes mayor que el voltaje adicional del terminal debido a la mayor excitación. Es interesante dibujar una línea de carga para una salida de potencia constante y trazar en ella la corriente de excitación requerida para alcanzar ese nivel de potencia para varios valores de impedancia de carga.

    
respondido por el Dan Mills

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