Universidad del Valle Escuela de Ingeniera Elctrica y Electrnica Laboratorio de Maquinas IIFrancisco Riveros, Davinson Tulande, Steven SernaPractica V (Curvas en V y de cargabilidad)

Curvas en V y de cargabilidad

En esta prctica de laboratorio se realiz el estudio el funcionamiento de la maquina sincrnica para la obtencin de las curvas en v. Para ello se realizo el montaje pertinente para desarrollar la practica y realizar las mediciones de Iexc, Ia de armadura, tensin en terminales, factor de potencia y potencia activa de la maquina para poder graficar su comportamiento en distintos factores de potencia en adelanto y atraso. 5.6.1 Trazar en una misma grfica las curvas en "V" del generador sincrnicoestudiado. incluyendo las curvas de factor de potencia y los respectivos limites mximos permisibles y las curvas de factor de potencia.

Figura 1 Curvas en V de la MG2

5.6.2 Con ayuda de un esquema indicar cual fue el mtodo para lograr el arranque del motor sincrnico utilizado en el laboratorio.

Figura 2 Arranque del motor sincronico utilizado en el laboratorioEl mtodo utilizado es arrancar el motor sincrnico como motor asincrnico, esto debido a que el motor sincrnico no tiene par de arranque, por lo que se cortocircuita el devanado de campo, pero debido a su pequea resistencia se conecta una resistencia de descarga la cual limita la corriente en el momento del arranque, esta resistencia debe ser aproximadamente del orden de 10 veces el valor de la resistencia del devanado de campo.Despus del arranque se quita la resistencia de descarga y se conecta la fuente de DC que excitar el motor sincrnico.

5.6.3 Cuales son las ventajas e inconvenientes de los motores sincrnicos polifsicos con respecto a los polifsicos de induccin. Citar algunas aplicaciones industriales del motor sincrnico.Ventajas Tiene una eficiencia ligeramente mayor a la del motor de induccin o asincrnico.

La principal ventaja que tienen los motores sincrnicos es que su factor de potencia puede variarse a voluntad y este puede actuar como un compensador, lo que permite inyectar reactivos a la red en lugares donde sea necesario, por ejemplo, donde hayan varios motores de induccin.

En algunos procesos donde se necesita que se mantenga una velocidad constante el motor sincrnico es el indicado debido a que este es capaz de mantener la velocidad constante para pequeas fluctuaciones de carga.

Los motores sincrnicos tambin sirven como reguladores de tensin cuando se sitan en el extremo receptor de una lnea de transmisin ya que la tensin al final de la lnea se puede mantener prcticamente constante solo variando la excitacin del motor sincrnico.

Desventajas Se necesitan fuentes de DC para la excitacin.

Su volumen es mucho mayor con respecto a los motores de induccin

Debido a su velocidad constante, el motor sincrnico, no puede ser usado en procesos donde se requiere una variacin continua de velocidad, ya que se corre el riesgo de salir de sincronismo cuando se realice este procedimiento.

El motor sincrnico, no posee par de arranque, por lo cual no puede ser utilizado desde el momento de la puesta en marcha. Esto conlleva a que se necesite un mtodo de arranque, como el expuesto anteriormente, lo que origina un aumento en el costo de la instalacin y mantenimiento del motor.

El motor sincrnico tiene un mayor costo en comparacin a un motor de induccin, lo que origina problemas de sobre costos y de mantenimiento.

Algunas Aplicaciones industriales

Los motores sincrnicos son fabricados especialmente para atender las necesidades de cada aplicacin. Debido a sus caractersticas constructivas, operacin con alto rendimiento y adaptabilidad a todos los tipos de ambientes, son utilizados prcticamente en todos los segmentos de la industria, tales como: Minera (zarandas, molinos, cintas transportadoras y otros)

Siderurgia (laminadoras, ventiladores, bombas, compresores) Papel y celulosa (extrusoras, picadores, desfibradoras, compresores, cepilladoras)

Saneamiento (bombas)

Qumica y petroqumica (compresores, ventiladores, extractores de aire)

Cemento (zarandas, molinos, cintas transportadoras)

Coucho (extrusoras, molinos, mezcladores)

5.6.4 Explicar las ventajas del motor sincrnico sin escobillas respecto a los motores polifsicos convencionales.Los motores polifsicos sin escobillas disminuyen los costos de mantenimiento, ya que no es necesario estar verificando el estado de desgaste de estas. Adems no existen prdidas por la cada de voltaje en ellas, las cuales pueden ser considerables en mquinas con alta corriente de campo.

5.6.5 Porque es necesario aislar las bobinas inductoras de un motor sincrnico para una tensin muy superior a la normal?Cuando se hace el arranque asincrnico por el mtodo del cortocircuito la velocidad del campo magntico del rotor es la misma que la del estator y no hay movimiento relativo entre ellos. Esto implica que el voltaje inducido en los devanados es cero, el flujo de corriente resultante es cero y el campo magntico de los devanados es cero; el rotor no logra llegar a la velocidad sincrnica, pero su aceleracin es suficiente para desconectar el corto y aplicar la corriente de campo regular y entrar luego en sincronismo. En una mquina real los devanados de campo no pueden estar en circuito abierto durante el arranque, puesto que en este proceso se induciran voltajes muy altos, los cuales producirn un deterioro o ruptura en el aislamiento.

5.6.6 Trazar el diagrama de capacidad de acuerdo con el Libro de Stevenson con sus respectivos limites permisibles.

Figura 3 Diagrama de CargabilidadLos limites no se pueden calcular exactamente ya que no se cuenta con todos los datos requeridos, por lo tanto se muestran aproximaciones.5.6.7 Que le ocurre al diagrama de capacidad si aumenta la tensin en el barraje?, que sucede si disminuye?

Si se aumenta el voltaje en el diagrama de capacidad, es decir, el voltaje en terminales no es 1 p.u. lo que se hace es cambiar el valor de 1/Xd por V2/Xd p.u., cambiando la escala de la figura. As para obtener los valores correctos en Watts y Vars en por unidad en las condiciones reales de operacin se deben multiplicar los valores de P y Q en por unidad por el valor en por unidad V2 y despus por la base en voltamperes.

CONCLUSIONES Las variaciones de corriente de excitacin provocara un cambio en la magnitud de la corriente de armadura lo cual provocara que la maquina tenga un comportamiento sobrexcitado o subexcitado lo cual se puede ver representado en las curvas en v.

La curva de cargabilidad nos permite conocer los limites fsicos mximos permisibles para los cuales la maquina puede funcionar dentro de los cuales se encuentran: el lmite impuesto por el calentamiento en el devanado del estator, el limite por calentamiento del ncleo del estator en la parte de salida de las ranuras, mquina y el lmite de la turbina, los cuales clasifican la estabilidad de sistema. El motor sincrnico debe ser empleado en procesos donde se necesite garantizar velocidad constante.

El motor sincrnico puede ser utilizado como un compensador que permita la regulacin de reactivos del sistema al cual esta acoplado.

El motor sincrnico posee la caracterstica de que su velocidad no depende de la carga, sino de su forma constructiva (nmero de polos), lo cual hace de l una gran herramienta en procesos que requieren exactitud respecto a est caracterstica.

Un motor sincrnico no tiene par de arranque, por lo tanto hay que arrancarlo asincrnicamente, entonces se hace un cortocircuito en su rotor.

BIBLIOGRAFIAKOSTENKO, P. Piotrovski L. M. Mquinas Elctricas Tomo II. Editorial MIR.Guas de Laboratorio de Mquinas Elctricas Rotativas II Ing. Harold DazKosow, Irving. Maquinas Elctricas y Transformadores. Editorial Reverte. Pg. 256-257, 260.