Este artículo usa técnicas modernas de elementos finitos para obtener eficientemente la respuesta a la frecuencia de máquinas síncronas en reposo. Responde al continuo interés que existe por evitar pruebas experimentales en máquinas de alta potencia, debido a que implican altos costos y riesgo de daños. En este trabajo se utilizan multiplicadores de Lagrange para crear mallas diferentes, que se unen en el entrehierro de la máquina, y permiten la existencia de nodos sobre lados de otros elementos y facilitan la simulación del giro libre del rotor. Esto no es realizable con códigos convencionales de elementos finitos, donde la unión de mallas de diferentes densidades para el rotor y el estator no es una opción. El modelo de elementos finitos desarrollado en este trabajo también toma en consideración la circuitería externa conectada a la máquina a través de una solución simultánea de las ecuaciones de los circuitos y del dominio electromagnético. Las simulaciones siguen fielmente los procedimientos de la norma IEEE. Los resultados concuerdan muy bien con una aproximación de elementos finitos obtenida anteriormente, menos eficiente, pero que sirve como marco de comparación, ya que fue completamente validada.
Escarela-Pérez, R. et al. (2006). Finite-Element Calculation of the SSFR of Synchronous Machines. Científica: La Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica, 10(2), pp. 91-102.
1988-1992 Licenciatura: Ingeniería Eléctrica en Sistemas de Potencia, Utilización, y Control, Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco, México, D.F.
1992-1993 Diplomado: Máquinas Eléctricas Rotatorias, Universidad Autónoma Metropolitana, México, D.F.
1993-1996 Doctorado: En el área de Ingeniería (Potencia Eléctrica). Realizado en el Imperial College of Science, Technology and Medicine de la Universidad de Londres, Inglaterra.
El trabajo de investigación asignado consistió en la determinación de circuitos equivalentes de turbogeneradores (generadores de rotor sólido) utilizando técnicas transitorias de elemento finito. Las contribuciones originales de mi tesis doctoral fueron: 1) Desarrollo de un modelo novedoso de elementos finitos, que utiliza hojas laminares de corriente, para reducir tiempos de cómputo en simulaciones transitorias de generadores síncronos. 2) Desarrollo de un método simple pero preciso que incrementa la longitud del entrehierro del modelo de corrientes laminares, tal qué es posible tomar en consideración la caída de fuerza magnetomotriz en el estator. 3) La incorporación de la conexión delta-estrella de transformadores, a los que usualmente se conectan los turbogeneradores, en modelos de elemento finito y que anteriormente había sido despreciada. 4) La comparación de dos métodos bien establecidos para calcular inductancias de devanados de máquinas eléctricas en términos de sus costos computacionales y de sus estabilidades numéricas. 5) El desarrollo de un método enteramente novedoso para determinar parámetros transitorios de dos ejes de generadores con rotor sólido, utilizando un procesamiento directo de las soluciones transitorias producidas por modelos de elementos finitos. 6) La afirmación de que circuitos equivalentes de dos ejes con parámetros constantes pueden simular una gran cantidad de condiciones de operación, si las inductancias de magnetización se modifican adecuadamente.
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