Generadores Sincronos de Anillos Rozantes 233ede

GENERADORES SINCRONOS DE ANILLOS ROZANTES

INTRODUCCION Los generadores síncronos de anillos rozantes de corriente alterna, GS, son mu im!ortantes de"ido #an sido !rimeros conser$adores de energía mec%nica en el&ctrica 'ue la #umanidad #a tenido  tiene #asta nuestros días( Estos conser$adores suministran energía el&ctrica a los di$ersos usuarios tales como) !red !redio ioss uni* uni*la larres  res esid iden enci cial ales es,, come comerc rcio ios, s, indu indust stri ria a ma manu nu+a +act ctur ura, a, metalmec%nica entre otros( En su a!licacin industrial #a sido irrem!laza"le m%s aun cando los GS #an sido modernizados !resentando !resentando actualmente modelos totalmente inducti$os de ultim ultima a genera generaci cin n donde donde los tra"a tra"a-os -os de ma mante ntenim nimien iento to #an #an dismi disminui nuido do considera"lemente( Los Gs m%s im!ortantes son los siguientes • •

GS de anillos rozantes( GS totalmente inducti$os(

LOS OBJETIVOS DEL LABORATORIO Los o"-eti$os del !resente tra"a-o son) • •

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.acer conocer la constitucin electromec%nica electromec%nica de los GS( /amiliarizarse con la sim"ología  cone0ionado de los GS de nuestro la"oratorio en los ensaos seg1n las normas IEC  NE2A( Cone0in  !uesta en ser$icio del GS( In$ersin de giro Determinar sus !&rdidas, e*ciencia en +uncin de la corriente de cam!o  armadura( A !artir de los ensaos realizados o"tener el modelo de la m%'uina( Registro de los $alores características  cur$as características de +uncionamiento +uncionamiento "a-o carga de los GS( E$aluacin de las mediciones realizadas  registradas( 3resentacin del !rotocolo de !rue"as seg1n normas IEC, NE2A  IEEE(

PRECAUCIONES

Dado las circunstancias del la"oratorio  teniendo en cuenta 'ue los e'ui!os son mu $aliosos es 'ue de"emos tener mu en cuenta lo siguiente( 4( El alumno $eri*cara el dimensionamiento de la instrumentacin a utilizarse, asi mismo constatar% 'ue sus es'uemas est&n "ien !lanteadas( 5( 3ara e$itar el deterioro 6o a$ería de los instrumentos  e'ui!os, el alumno no de"e accionarse !or ning1n moti$o, sin la a!ro"acin !re$ia del !ro+esor( 7( La escala de todos los instrumentos de"e ser la m%0ima( 8( Al o!erar las cargas, comenzar con una carga mínima  aumentarlo en +orma gradual #asta llegar al m%0imo !ermisi"le(

EQUIPOS Y MAQUINAS ELECTRICAS A UTILIZAR • • • •

/uente DC 9oltímetro  am!erímetros AC  DC /recuencímetro  ca"les de cone0in  accesorios( :anco de cargas resisti$as, inducti$as  ca!aciti$as(

El !resente la"oratorio de"e +acilitarse com!ro"ar los conocimientos !ro!orcionados en el curso de teoría( Al concluir el !resente la"oratorio ;d #a"r% a!rendido el modo de +uncionamiento, o!eracin  res!uesta de las características de o!eracin en estado !ermanente( Así mismo se demostrara las !r%cticas del control de tensin $ariando la corriente de e0citacin  la $elocidad del motor !rimo(

ENSAYOS NORMALIZADOS (IEC 34-2) 1. CONEXIÓN DEL ENERADOR SINCRONO

2ODELO ELECTRICO DE ;N GENERADOR SINCRONO DE ANILLOS ROZANTES  TAL CO2O EN DE N;ESTRO LA:ORATORIO

O!eracin din%mica en estado estacionario de las ma'uinas síncronas !udiendo ser) GS 2S< CO23( DINA2ICO 2S< CARGAS 3ESADAS •

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2. MEDICION DE LA RESISTENCIA DEL ESTATOR NORMALIZADO (IEEE 112!1"#$-%&' 4.1) VER APENDICE ADJUNTO A LAS UIAS Esta medicin se realiza a!licando los siguientes m&todos) • • •

5(4( 5(5(

9oltio = am!erímetro en CC  CA( O#mímetro de !recisin( 3uente de medicin !ara resistencias !e'ue>as( 2edicin de la R/  L/ del circuito de cam!o 2edicin de la Ra  La del circuito del estator

3. MEDICION DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO NORMALIZADO (IEEE 112!1"#$-%&' 4.1) ' (IEEE-43!1""1) VER APENDICE ADJUNTO A LAS UIAS

Realizar las medidas tal como se !resenta en el GCC  motores ti!o -aula de ardilla  anillos rozantes(

4. PRUEBA EN VACIO (IEEE 112!1"#$ ITEM 4.) ?nicamente !ara controlar las !&rdidas en el n1cleo  las !erdidas rotacionales( 2antenimiento S4 al S8 a"iertos

*. PRUEA CON CARA (IEEE 112!1"#$ ITEM 4.2) 3ara la !rue"a con carga se tendr% 'ue conectar el +reno LN( Seguir las indicaciones del !ro+esor En +orma mu lenta  delicada mani!ular el regulador de $elocidad del +reno din%mico #asta 'ue la corriente circulante consumida !or el motor es la corriente nominal(

Des!u&s del registro de las cargas a!licadas en el motor el registro de la $elocidad  tor'ue( A!licando la siguiente e0!resin se lograra calcular la !otencia 1til(

3ara la !rue"a con carga se tendr% 'ue conectar en los interru!tores S4 al S8 seg1n sea el ti!o de ensao 'ue se $aa a realizar(  Putil =T  ( N −m )∗ RPM ( PI / 30 )  EF = P util / P ingreso

. ENSAYO DE TEMPERATURA (IEEE 112!1"#$ ITEM *.3 MET.3) Consiste el registrar la tem!eratura  el tiem!o  tener la cur$a Tem!( 9s  Tiem!o( El tiem!o mínimo es 8 #oras cuando la tem!eratura comienza a disminuir en @5 grados centígrados durante las dos #oras siguientes(

#. CLASI+ICACION DE LOS ENERADORES SINCRONOS

$. PARAMETROS NOMINALES DE LOS ENERADORES SINCRONOS 3ara !oder seleccionar adecuadamente los alternadores es con$eniente tener las siguientes in+ormaciones en +orma clara, !recisas  correctas) a " c d e + g # i  -

3otencia nominal B9A Numero de !olos /recuencia .z Altitud msnm Tensin de armadura DC R&gimen de ser$icio Ti!o de a!licacin Características de la carga Rango de a-uste de tensin /actor de !otencia cos ( φ )

 Numero de +ases l Tem!eratura am"iente m 3roteccin t&rmica n Ti!o de e0citacin o Grado de !roteccin de la ma'uina ! /orma constructi$a ' 3recisin de la regulacin r Ti!os de regulacin) 9  / ctes

s t

". APLICACIONES INDUSTRIALES u $ De"ido a su sim!licidad en la o!eracin este ti!o de alternadores son mu utilizados como) centrales de generacin del sistema interconectado  !e'ue>os centros de energía !rinci!almente donde las redes de distri"ucin de energía el&ctrica no est%n !resentes( Generalmente es utilizado como +uentes de energía de emergencia se !onen o!erati$os cuando #a interru!cin de enrgia de la red esto se da en) la industria manu+actura, em"arcaciones na$ales, #os!itales, centrales de conmutacin, aero!uertos, centrales de comando de telecomunicaciones, etc( Otra a!licacin tí!ica es el uso de alternadores agru!ados a motores !ara trans+ormacin de +recuencia  tensin  en con$ertidores rotati$os( F

1,. CUESTIONARIO 0 4( Enumere  de*na las características de +uncionamiento nominales del GS(  Tome los datos de !laca del motor !rimo  del GS( ;tilizados en sus ensaos z 5( De los ensaos de $acío gra*car tomar datos de las !erdidas rotacionales( aa.aga una demostracin terica de sus resultados( a" 7( Del ensao con carga gra*car las siguientes cur$as( ac V vs I a ad

POT vsW m

ae   EFvsW m a+   EF vs POT  POT vs I a ag a# ai 8( Como $eri*car si el sistema de esco"illas esta cali"rado correctamente #aga un es'uema( En caso de no estar "ien cali"rado, este e+ecto, como

a+ectaría en el tra"a-o normal del GS E0!li'ue detalladamente su res!uesta(

a- H( Recomendaciones  conclusiones a al RECO2ENDACIONES am an aoCONCL;SIONES •

•

a!

El desarrollo de la !ractica me audo a com!render el com!ortamiento de la ma'uina síncrona en !rue"as, $istas en clase de +orma terica(

Como conclusin, mediante una coordinacin de todos los integrantes del e'ui!o de m%'uinas síncronas, determinamos e0!erimentalmente los !ar%metros de una ma'uina síncrona(

a' ar as at 3ROTOCOLO DE 3R;E:AS 3ARA GENERADORES SINCRONOS DE ANILLOS ROZANTES au ) TABLA N ° 1  RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

/)

0) azTER2INALE S

a DE9ANAD O "cROTOR "g "#

"d /4 9S 2ASA "i ;4