Funcionamiento y aplicación del estabilizador de voltaje (regulador automático de voltaje)
Voltaje automáticoReguladorRegula la tensión de la red, generador, transformador o alimentador. Cuando una carga eléctrica consume corriente de la red, generador o transformador, se produce una caída de tensión en la línea o cable de transmisión. El medio de transmisión tiene cierta resistencia y la caída de tensión IR en la línea de transmisión resulta en una tensión más baja en el extremo receptor. La caída de tensión en la línea depende del factor de potencia de la carga. Las cargas con menor factor de potencia consumen más corriente, lo que resulta en una mayor caída de tensión.
Es fundamental mantener la tensión según la tensión nominal de la carga eléctrica. Si la tensión de alimentación no se encuentra dentro del rango nominal, el rendimiento del equipo eléctrico se verá afectado. Un regulador de tensión es un dispositivo que controla la tensión de salida y la mantiene dentro de los límites establecidos.
1. Existen varios métodos utilizados para regular el voltaje del suministro de CA y CC:
La tensión de los alimentadores de igual longitud en un sistema de CC se regula mediante generadores compuestos. Sin embargo, si las longitudes de los alimentadores son desiguales, la tensión se regula mediante amplificadores de alimentación. Transformadores elevadores, reguladores de tensión inductivos, condensadores en derivación y reguladores de tensión automáticos (AVRs), etc., regulan la tensión de alimentación de CA. Tras comprender la necesidad de los reguladores de tensión, analizaremos cómo mantienen la tensión requerida.
2. Principio de funcionamiento del regulador de voltaje:
El controlador del regulador automático de voltaje compara el voltaje real con el valor de consigna y emite una señal de error que controla la alimentación del excitador. La señal de salida se obtiene de la salida del generador tras la reducción de voltaje a través del transformador de tensión. El rectificador controlado por silicio (SCR) controla el voltaje de salida del excitador.
Cuando el voltaje generado es inferior al valor de consigna, el controlador emite una señal de error amplificada que reduce el ángulo de disparo del SCR, lo que resulta en un aumento del voltaje del excitador. Este aumento del voltaje del excitador conlleva un aumento de la corriente y el flujo de campo. Por lo tanto, el voltaje del generador también aumenta hasta alcanzar el valor de consigna del regulador automático de voltaje. Esto ocurre cuando aumenta la carga del generador.
Si el generador funciona con poca o ninguna carga, su voltaje podría superar el valor establecido. Para solucionar este problema, el controlador emite una señal de error amplificada que aumenta el ángulo de disparo del SCR, lo que resulta en una disminución del voltaje del excitador. Esta disminución del voltaje del excitador conlleva una disminución de la corriente y el flujo de campo. Esta disminución, a su vez, reduce el voltaje de salida del generador.
Para mantener una salida de voltaje constante, el sistema de excitación del generador de CA debe ajustarse a los cambios repentinos de carga. Aquí es donde entra en juego el regulador automático de voltaje (AVR). El AVR controla la corriente de campo del excitador y modifica el voltaje de salida. Sin embargo, es importante tener en cuenta que, durante fluctuaciones severas, el AVR podría no responder con la rapidez necesaria.
Se utiliza un regulador de tensión de reacción rápida basado en el principio de sobreimpulso para obtener una respuesta rápida. Según este principio, al aumentar la carga, también aumenta la tensión de excitación. Sin embargo, antes de que la tensión alcance el valor correspondiente al aumento de la excitación, el regulador la reduce al valor adecuado. Esto garantiza que la tensión se mantenga dentro del rango requerido y evita daños al sistema.
3.Aplicación del regulador de voltaje automático:
Regula el voltaje del sistema para acercar la máquina a un funcionamiento estable.
Cuando varios alternadores funcionan en paralelo, comparten la carga reactiva entre ellos.
El regulador automático de voltaje reduce la sobretensión causada por la pérdida repentina de carga en el sistema.
En condiciones de falla, mejora la excitación del sistema para garantizar que la máxima potencia sincrónica esté disponible durante la eliminación de la falla.