Medición de la frecuencia frente a variaciones de carga utilizando un prototipo de generación

Abstract

En el documento se describe los fundamentos de control de Potencia-frecuencia en un generador síncrono y con el objeto de conocer el comportamiento de la frecuencia ante variaciones de carga y de parámetros de operación del sistema de generación en tiempo real, se desarrolló un módulo de visualización, monitoreo y adquisición de datos para la medición de frecuencia, velocidad y voltaje, empleando una placa de Arduino Nano y la pantalla Nextion a través de una programación adecuada y así evaluar los efectos producidos en el sistema. Para ello se realizó el estudio del comportamiento de la onda de voltaje para determinar la duración de cada ciclo, mediante la utilización de un transformador reductor y un circuito electrónico el cual permite convertir la onda senoidal en una onda cuadrada capaz de ser procesada, permitiendo obtener el tiempo de duración de cada ciclo y por medio de los cruces por cero lograr obtener la gráfica lineal de la frecuencia y a su vez medir el tiempo de duración de los transitorios. Debido a que la frecuencia varía ante cualquier perturbación de la carga, fue necesario realizar un modelo de práctica para comprender las variables que están inmersas en el control P.F. es por ello que en la etapa experimental al inyectar una carga resistiva en el grupo motor generador del módulo LabVolt se comprobó que la frecuencia disminuye en un 60% de su valor nominal y se estabiliza en un tiempo de 10 segundos en dicho valor, debido al incremento de carga afectando directamente a la frecuencia. Se comprobó que el voltaje generado disminuye entre un 30% y un 40% debido a que circula una corriente en el devanado del generador lo que ocasiona una caída de voltaje en la resistencia propia del mismo, dando como resultado que el voltaje en los bornes sea menor al momento de suministrar una carga.