INFORME 1

MAQ. ELÉCTRICAS II

PREPARATORIO N°1 PARÁMETROS ELÉCTRICOS DE LA MÁQUINA SINCRÓNICA 6.

MORENO ALEX MORENO EDUARDO 01 NOVIEMBRE 2016 Objetivos  Conocer e implementar el circuito de conexión para utilizar una máquina sincrónica como Generador.  Observar la influencia de la velocidad de la máquina motriz y la excitación de campo en un Generador Sincrónico.  Realizar diferentes pruebas sobre la máquina sincrónica para determinar sus parámetros eléctricos.  Determinar la reactancia sincrónica a partir de las características de vacío y cortocircuito.  Observar el comportamiento del voltaje generador al conectar cargas resistivas, inductivas y capacitivas.

Consultar y explicar cada una de las partes constitutivas de una máquina sincrónica. 3

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VENTILADOR: Proporciona la refrigeración necesaria para que el motor funcione correctamente y no se sobrecaliente. 7. RODAMIENTOS: Es el conjunto de esferas que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, el rodamiento produce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual se apoya, comúnmente se los conoce como rulimanes. 8. CARCASA: La carcasa es la parte donde se encuentra la caja de bornes y protege al usuario de posibles accidentes físicos, básicamente es el recubrimiento externo de la máquina en general. 9. DEVANADOS DEL ESTATOR: Proporciona un campo magnético permanente para que el flujo de este interactúe con el rotor y se produzca movimiento y el rotor gire. 10. PLACA DE DATOS: Suministran una gran cantidad de información útil sobre diseño y mantenimiento. Esta información es particularmente valiosa para los instaladores y el personal electrotécnico de la empresa. 11. BASE: Es esencial una cimentación rígida para tener vibraciones mínimas y la alineación correcta entre el motor y la carga.

Consultar sobre rotores cilíndricos y rotores de polos salientes. Indique las diferencias entre ellos, y sus aplicaciones.

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1. 1. 1. 1. EJE: Un eje es una parte mecánica de la máquina destinada a guiar el movimiento de rotación de una pieza o de un conjunto de piezas. 2. BOBINAS DEL INDUCIDO: Consta de bobinas completamente aisladas unas de las otras, ubicadas entre las ranuras del núcleo. 3. CAJA DE BORNES: Es el lugar donde se alojan algunos dispositivos simples de conexión los cuales están diseñados para establecer conexiones eléctricas perdurables. 4. ESTATOR: Tiene como finalidad principal sustentar las piezas polares, las bobinas de campo y cierra el circuito magnético de la máquina. 5. ROTOR: Está formado por chapas magnéticas, barras conductoras. El rotor constituye la parte móvil del motor.

En las maquinas sincrónicas podemos encontrar claramente diferenciados 2 tipos de rotores: polos salientes y rotor liso o cilíndrico. ROTOR DE POLOS SALIENTES.- Este tipo de rotor generalmente se presenta en máquinas de velocidad menor a 1200 rpm (Gira a bajas velocidades). En el rotor de polos salientes se cuenta con una estructura de soporte en la cual se alojan los polos. La forma de dicha estructura depende de diferentes factores entre los cuales el más importante es el número de polos a ser colocados, lo cual se debe a que este tipo de rotores es aplicado en turbinas hidráulicas, las cuales alcanzan velocidades hasta las 1200 rpm y se tiene la necesidad de una frecuencia de 50 ó 60 Hz. POLOS LISOS (ROTOR CILÍNDRICO) El devanado de campo está distribuido en varias bobinas situadas en diferentes ángulos. Su uso principalmente se presenta cuando el rotor gira a gran velocidad. Es bien sabido que la eficiencia en turbinas de vapor de gran velocidad es mayor que las turbinas hidráulicas, lo cual se hace extensivo en los generadores. La velocidad centrifuga ejercida en los rotores de polos lisos es limitante en el diámetro máximo permitido. Otra limitante que se tiene es la vel. máx debido a que para un sistema de 60 Hz, no se puede utilizar menos de 2 polos por lo que la Vel. Máx puede ser 3600 rpm ó 1800 rpm para rotores de polos.

MAQ. ELÉCTRICAS II Diseñar y explicar el circuito, con los respectivos instrumentos de medida, para realizar la prueba de circuito abierto en la máquina sincrónica. Describa todos los pasos necesarios para realizar dicha prueba. Prueba de Circuito Abierto La prueba a circuito abierto, o en otras palabras prueba sin carga consiste, en colocar el Generador en vacío, es decir sin carga alguna en sus bornes (desconexión), haciéndola girar a su velocidad nominal y con corriente de campo igual a cero. Al ir aumentando gradualmente el valor de la corriente de campo, se obtienen diversos valores de

y ya que la corriente que

circula por la armadura siempre será cero

debido que

se encuentra en vacío, se obtendrá que Gracias a ésta prueba, con los valores obtenidos, se puede formar "La curva de Características de Vacío" que permite encontrar la tensión interna generada por una corriente de campo dada. La prueba de circuito abierto se lleva a cabo con los terminales de la máquina desconectada de cualquier circuito externo. El procedimiento de la prueba básica es:  Abrir el circuito de los terminales del generador  Llevar la máquina a la velocidad síncrona mediante un sistema mecánico externo.  Poco a poco ir aumentando la intensidad de campo y medir la tensión abierta en los bornes Técnicamente esta prueba se efectúa impulsando el generador a su velocidad nominal al tiempo que se deja abierto el devanado de la armadura. La corriente del campo se varía en pasos apropiados y se registran los valores correspondientes del voltaje a circuito abierto entre dos pares cualesquiera de los terminales de los devanados de la armadura. Técnicamente esta prueba se efectúa colocando un voltimetro en paralelo con dos de las tres líneas. Se incrementa gradualmente la corriente de campo y se registra el valor correspondiente de la corriente a corriente máxima de la armadura en cortocircuito

Prueba de Cortocircuito Como su nombre indica, la prueba de corto circuito se lleva a cabo con los terminales de la máquina de un cortocircuito, consiste en llevar nuevamente la corriente de campo a cero, para luego cortocircuitar (unir) los bornes del generador y seguir incrementando la corriente de campo. El procedimiento es el siguiente:  

Establezca la corriente de campo actual a cero. Un cortocircuito (unión) en los terminales de la armadura.  Accionar el generador a la velocidad síncrona con el sistema mecánico externo.  Poco a poco ir aumentando el devanado de campo en curso hasta que la corriente de corto circuito de la armadura alcanza el valor nominal de diseño. La prueba en cortocircuito brinda información acerca de las potencialidades de corriente de un generador síncrono. Se lleva a cabo impulsando el generador a su velocidad nominal, con las terminales del devanado de la armadura en cortocircuito.

Técnicamente esta prueba se la efectúa colocando un amperímetro en serie con una de las tres líneas en cortocircuito. Se va incrementando gradualmente la corriente de campo y se registra el valor de la corriente máxima de la armadura en cortocircuito, no debe exceder el doble de la corriente especificada del generador.

Diseñar y explicar el circuito, con los respectivos instrumentos de medida, para realizar la prueba de carga en un generador sincrónico. Describa todos los pasos necesarios para realizar dicha prueba. La diferencia de funcionamiento en vacío al de carga es que existe una composición de flujos, debido a las corrientes que circulan en el inducido.- Estas alteran el valor y forma de la E inducida.

Diseñar y explicar el circuito, con los respectivos instrumentos de medida, para realizar la prueba de cotocircuito en la máquina sincrónica. Describa todos los pasos necesarios para realizar dicha prueba.

MAQ. ELÉCTRICAS II CARGA INDUCTIVA PURA En este caso los flujos aparecen en sentido contrario. Produciendo un efecto desmagnetizante, esto indica que los flujos se restan; y además produciendo que los polos inducidos de igual nombre estén enfrentados.

Equipos utilizados Generador Síncrono

CARGA RESISTIVA El flujo producido por los polos del rotor y el producido por las corrientes del inducido están desfasados. Generando así una distorsión de la corriente de campo resultante.

Multímetro digital

CARGA CAPACITIVA PURA En este caso los flujos tienen igual sentido. Dando como resultado un efecto magnetizante, es decir que los flujos se van a sumar; y los polos inducidos contrarios enfrentados.

Fuente DC1 y AC3 Variable

CARGA R-L-C En este caso los flujos están desfasados un ángulo que depende de la carga del generador; en consecuencia se produce un efecto desmagnetizante, la suma vectorial de los flujos es menor; y los polos de igual nombre enfrentados, se rechazan apareciendo un momento resistente.

MAQ. ELÉCTRICAS II Banco de carga resistiva

Consultar teórica y gráficamente acerca del significado del ángulo de potencia (ɖ) en la máquina sincrónica. Banco de carga capacitiva El campo magnético en el entrehierro de una máquina eléctrica es el resultado de la combinación de las fuerzas magnetomotrices f.m.m. producidas por los devanados del inductor e inducido. En principio es el devanado de campo el que produce la densidad de flujo en el entrehierro, induciendo una fuerza electromotriz f.e.m. en los devanados del estator, al cerrar el circuito a los terminales del generador se produce la circulación de corriente en dicho devanado, creando una f.m.m. de reacción que al combinarse con la f.m.m. de campo origina una densidad de flujo resultante en el entrehierro. Es así que el ángulo de potencia puede ser definido como la separación angular entre el voltaje terminal de un generador y su voltaje interno. Banco de carga inductiva

Cables de conexión

Ángulo de potencia