Que sucede internamente en un generador de CA para mover el factor de potencia?

Question

Quiero saber como le hacen los controladores para que un generador de corriente alterna sincronizado con un bus infinito trabaje con un factor de potencia preestablecido y que sucede dentro del generador para que si sucede algun cambio externo este haga la corrección y se mantenga en el punto deseado.

Answer 1

Desde hace mucho -aproximadamente un siglo- se sabe que un generador puede operar como motor, siempre que se cumplan ciertas condiciones. Esto sucede tanto en los generadores de CD como en los de CA. Cuanto esto sucede -a veces de manera no intencional, como probablemente sabes- el generador TOMA energía eléctrica de la línea y la convierte en energía mecánica; naturalmente, por lo general lo que sucede es el proceso inverso: toma energía mecánica y la convierte en eléctrica. Pero lo que hay que destacar es que la misma máquina puede operar en cualquiera de los dos modos, si bien, desde luego, un generador está optimizado para esa función y no a la inversa.


En el caso específico de un generador de CA (como los empleados en centrales hidroeléctricas, por ejemplo), la máquina es capaz de operar como un motor síncrono. Ambas máquinas tienen esencialmente la misma construcción. La característica más notable de este tipo de motores es que no tienen par de arranque: para poder operar, tiene que llevarse primero a la velocidad de sincronía mediante un motor auxiliar. En el caso de un generador hidroeléctrico, esto no es necesario, porque el rotor puede moverse simplemente dejando pasar agua a la turbina.

Lo que hace tan especial al motor síncrono es que es capaz de operar con un factor de potencia unitario, lo que no puede hacerse con los motores de inducción. No solo eso, sino que el factor de potencia puede variarse desde atrasado -como un motor de inducción- hasta adelantado; esto se consigue variando la corriente de campo. Cuando un motor síncrono trabaja con factor de potencia unitario, se dice que está excitado normalmente. Esto ocurre a cierto valor de corriente de campo; si este valor se aumenta, se dice que está sobre-excitado, y opera con un factor de potencia adelantado. Si se disminuye, se dice que está sub-excitado, y el factor de potencia queda atrasado.

Hace poco tuve la oportunidad de ver como se hace esto en una central hidroeléctrica. En realidad, dado que los equipos están totalmente automatizados, el operador lo único que tiene que hacer es dar la orden para que el generador opere como motor mediante una terminal de computadora; tras de lo cual, el sistema pide se le indique el factor de potencia deseado. Una vez introducido el dato, el sistema se encarga de todo lo demás.

Cabe aclarar que ambos modos de operación son mutuamente excluyentes. En el caso que cito, la máquina (en realidad eran tres) estaba desocupada; no era necesario que generara, y en ese caso, puede operar como motor síncrono para mejorar el factor de potencia del sistema. Se entiende que había otra central que estaba dedicada a generar la potencia necesaria. Pero es una cosa o la otra, no las dos al mismo tiempo.

Si fuera posible lograr que el factor de potencia del generador se ajustara según fuera conveniente, desde la misma central, todas las empresas del ramo estarían empleando ese sistema.

Obviamente, tampoco tendrían que penalizar a nadie por tener un factor de potencia bajo.

Answer 2

Las correcciones sobre el factor de potencia no se hacen en los generadores, se aplican capacitores directamente en cada domicilio donde existe el problema generado por las cargas inductivas .....Saludos

Answer 3

Generalmente el factor de potencia en el generador ya es fijo por sus caracteristicas de diseño. el que se puede modificar es el de la carga agregando un banco de capacitores en paralelo con la carga. Aparentemente tu veras el cambio en la corriente demandada al generador.