DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA. LABORATORIO DE MAQUINAS SINCRONAS Y CD. PRACTICA NO° 3 OBTENCION DE LOS PARAMETROS DE UNA MAQUINA SINCRONA. OBJETIVO: El alumno determinara experimentalmente los parámetros de una maquina síncrona. MARCO TEORICO: Las pruebas realizadas a la maquina síncrona proporcionan características eléctricas y mecánicas de ésta, son parámetros que al tenerlos como referencia se pueden utilizar para comparaciones en pruebas posteriores. Así, se puede determinar qué factores afectan en el funcionamiento y características de la maquina, para poder tomar decisiones sobre la prevención de daños. Pruebas de C.D. para determinar la resistencia de armadura. Con esta prueba se obtiene el valor de la resistencia del estator de una forma más precisa, consiste en aplicar corriente directa a los devanados. Al aplicar esta corriente no hay voltajes inducidos en los devanados del rotor. Se energiza con voltaje de C.D. variable desde cero, hasta obtener el valor nominal de la corriente del devanado de armadura y se toma la lectura del voltaje aplicado, Aplicando la ley de ohm y sustituyendo los valores obtenidos podemos obtener el valor de resistencia de armadura. Prueba en vacio para obtener la curva de saturación. En esta prueba se obtiene la curva de saturación magnética, los materiales ferro magnéticos influyen en el comportamiento de los sistemas eléctricos en los que se emplean, estos materiales tienen un comportamiento no lineal, los materiales ferro magnéticos NICOLAS GARCIA SANCHEZ. ING. ELECTRICA 26/04/13.
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Practica 3 Obtencion de Los Parametros de Una Maquina Sincrona
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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA.LABORATORIO DE MAQUINAS SINCRONAS Y CD.
PRACTICA NO° 3 OBTENCION DE LOS PARAMETROS DE UNA MAQUINA SINCRONA.
OBJETIVO:
El alumno determinara experimentalmente los parámetros de una maquina síncrona.
MARCO TEORICO:
Las pruebas realizadas a la maquina síncrona proporcionan características eléctricas y mecánicas
de ésta, son parámetros que al tenerlos como referencia se pueden utilizar para comparaciones
en pruebas posteriores. Así, se puede determinar qué factores afectan en el funcionamiento y
características de la maquina, para poder tomar decisiones sobre la prevención de daños.
Pruebas de C.D. para determinar la resistencia de armadura.
Con esta prueba se obtiene el valor de la resistencia del estator de una forma más precisa,
consiste en aplicar corriente directa a los devanados. Al aplicar esta corriente no hay voltajes
inducidos en los devanados del rotor.
Se energiza con voltaje de C.D. variable desde cero, hasta obtener el valor nominal de la corriente
del devanado de armadura y se toma la lectura del voltaje aplicado, Aplicando la ley de ohm y
sustituyendo los valores obtenidos podemos obtener el valor de resistencia de armadura.
Prueba en vacio para obtener la curva de saturación.
En esta prueba se obtiene la curva de saturación magnética, los materiales ferro magnéticos
influyen en el comportamiento de los sistemas eléctricos en los que se emplean, estos materiales
tienen un comportamiento no lineal, los materiales ferro magnéticos forman parte de las maquina
eléctricas por lo cual es importante saber su comportamiento.
La maquina síncrona, genera un voltaje de C.A. cuya frecuencia depende totalmente de la
velocidad de rotación. La amplitud del voltaje generado depende de la velocidad, de la excitación
de campo en C.D. y del factor de potencia de la carga.
Si la velocidad del generador se mantiene constante y si se aumenta la excitación del campo con
C.D. el flujo magnético aumentara hasta alcanzar un valor lo suficientemente alto para saturar el
núcleo de hierro de la maquina.
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El voltaje de salida generado aumentara en proporción directa de la excitación del devanado de
campo hasta antes de llegar a la saturación magnética del núcleo del estator.
Para medir el grado de saturación se medirá el voltaje generado, ya que este se relaciona
directamente con la intensidad del flujo magnético. Conforme el valor de la corriente de campo se
va haciendo más grande, se tendrá un incremento menor en el flujo magnético cuando se
comience a saturar el núcleo.
Nota: es necesario conocer los datos de placa de la maquina síncrona.
Si se tiene un motor de C.D. que se usa como accionamiento mecánico para hacer girar la maquina
síncrona. Se conectan voltímetros de línea a línea en los devanados de armadura de la maquina
síncrona. El voltaje de C.D. del devanado de campo se ajusta a 0 volts. Una vez que la maquina
síncrona está girando a su velocidad nominal con el accionamiento mecánico de la máquina de
C.D. Se comenzara a tomar lecturas de los voltímetros. Simultáneamente se tomara la lectura del
amperímetro conectado en el devanado de campo de la maquina síncrona.
Prueba de corto circuito.
En esta prueba se obtiene la grafica característica de corto circuito. Se conectan las terminales de
armadura en corto circuito con los amperímetros entre las terminales de armadura.
La maquina síncrona se hace girar a su velocidad nominal con el accionamiento mecánico
proporcionado por la máquina de C.D. Se debe tener cuidado con esta prueba y asegurar que la
corriente de campo sea cero. La corriente de campo se incrementara desde 0 amperes hasta que
la corriente de armadura llegue a su valor nominal.
Entonces, se toma la lectura de la corriente de armadura correspondiente a los aumentos de
corriente de campo, teniendo cuidado en no exceder los valores nominales de corriente, con estos
datos se grafican la característica de corto circuito.
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MATERIAL Y EQUIPO:
1 Maquina síncrona. 1 Motor primo. 1 Fuente de energía de C.D. Fija. 1 Fuente de energía de C.D. regulable externa. 1 Reóstato de 510 Ω. 1 Voltímetro de C.D. 1 Amperímetro de C.D. 3 Amperímetros de C.A. 3 Voltímetros de C.A. 1 interruptor de 1 polo, 1 tiro. 10 Cables largos. 10 Cables medianos. 10 Cables cortos. 1 Multímetro. 1 Tacómetro.
PROCEDIMIENTO:
1.- Tome los datos de la placa de la maquina síncrona.
2.- Identifique las terminales del generador síncrono de la mesa.
3.- Conecte el circuito que se muestra en la siguiente figura 3.1.
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4.- Energice la fuente de energía de C.D. y regule con la perilla de la fuente hasta obtener un
voltaje de 10 Volts de C.D. observe la edición que se obtiene en el amperímetro y anote la lectura
en la tabla 1.
5.- Regrese con la perilla de la fuente a cero el voltaje y cambie las terminales del circuito a las
terminales FG1-FG3 de la maquina síncrona.
6.- Vuelva a energizar la fuente de C.D. y repita el paso N° 4.
7.- Repita el paso 4 para el par de terminales FG2-FG3 restantes.
8.- Calcule las resistencias correspondientes a las lecturas en cada par de terminales por medio de
la ley de Ohm.
9.- Obtenga el valor de la resistencia promedio de la resistencia.
10.- calcule la resistencia por fase de la conexión.
TABLA N°1TERMINALES DEL
GENERADORCORRIENTE (AMPERIOS)
VOLTAJE (VOLTS) RESISTENCIA (OHMS)
RESISTENCIA (POR FASE)
FG1-FG2 0.30 A 0.35 V 1.16 Ω 0.58 ΩFG2-FG3 0.30 A 0.40 V 1.33 Ω 0.66 ΩFG1-FG3 0.24 A 0.30 V 1.25 0.63 Ω
RESISTENCIA PROMEDIO: 1.2467 Ω
11.- Si es necesario corrija el valor de la resistencia si la temperatura (t) es diferente a 20° C. Por
medio de la siguiente formula.
Rc (°C)= Rcd (309.45/234.5+1)
Nota: El valor de la resistencia por fase es igual en ambos tipos de conexión (estrella o delta) y se
consideran a la temperatura ambiente.
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PRUEBA EN VACIO O CIRCUITO ABIERTO.
12.- Conecte el circuito como se indica en la figura 3.2.
13.- Arranque el equipo, una vez que el motor primo se ha puesto en funcionamiento vaya
aumentando progresivamente la velocidad del motor por medio del ajuste de velocidad (A.V.)
hasta alcanzar la velocidad nominal del generador síncrono (datos de placa) al tiempo que mide la
velocidad por medio del tacómetro de mano en la flecha de la maquina síncrona.
Observe si existe voltaje en los voltímetros que se encuentran conectados a las terminales del
generador. Si es así anote dicho valor.
Nota: El interruptor (K) Debe de estar abierto.
14.- Energice la fuente de C.D. a 125 volts que alimenta el campo del alternador y cierre el
interruptor (k).
15.- por medio del cursor del reóstato de campo alternador, regule la corriente de excitación. Los
incrementos de la corriente de excitación deben ser pequeños (un decimo de amperio) de tal
manera que se puedan hacer varios incrementos antes de llegar al 130% del valor nominal del
voltaje de la maquina síncrona.
16.- Calcule los voltajes de fase cada uno de los valores de voltaje de línea correspondientes a los
incrementos de corriente de excitación y anótelos en la tabla N° 2.
Nota: se debe mantener la velocidad constante en el generador, por medio del regulador de
velocidad de la maquina prima.
17.- En una hoja milimétrica, trace en coordenadas cartesianas, en el eje vertical o de las
ordenadas (y) los valores de voltaje de fase y en el eje horizontal o de las abscisas (x) marcar los
valores de corriente de excitación.
18.- Trace los puntos correspondientes de la tabla 2 y después una con una línea los puntos de la
grafica.
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DIAGRAMA 3.2 PARA PRUEBA EN VACIO O CIRCUITO ABIERTO.