introducción practica gennerador

2015

INSTITUTO TECNOLOGICO DE LAZARO CARDENAS

ALTERNADOR TRIFASICO

Introducción

Los alternadores son la fuente más importante de energía eléctrica. Estos generan un voltaje de c-a cuya frecuencia depende totalmente de la velocidad de rotación. El valor del voltaje generado depende de la velocidad de la excitación del campo en c-d y del factor de potencia de la carga.

Si se mantiene constante la velocidad de un alternador y se aumenta la excitación de campo de c-d, el flujo magnético, y por tanto, el voltaje de salida, aumentaran en proporción directa a la excitación. No obstante con incrementos progresivos en la corriente de campo de c-d, el flujo alcanzara finalmente un valor lo suficientemente alto para saturar el hierro del alternador.

Las tres fases del alternador están espaciadas mecánicamente a intervalos idénticos unas de otras y, por lo tanto, los voltajes respectivos generados no están en fase, sino que están desfasados entre si 120 grados eléctricos

INSTRUMENTOS Y EQUIPO.

Módulo de motor / generador síncrono

Módulo de motor de inducción de jaula de ardilla

Módulo de interruptor de sincronización

Módulo de fuente de alimentación (120V / 208 V c-d).

Módulo de medición (250 / 250 / 250 V).

Módulo de medición de c-a (2.5 / 25A)

Módulo de medición de c-a (2.5 / 25A)

Cables de conexión.

Banda.

Procedimiento.

Para comenzar con esta práctica procederemos a conectar el circuito mostrado a continuación, acoplando el motor y el generador mediante la banda, y ajustando el reóstato a su posición extrema en sentido de las manecillas del reloj.

Conectamos la fuente de alimentación, si la excitación de cd es nula medimos el voltaje de E1 , E2 y E3.

E1=3.2V ca E2=3.2V ca E3=3.3V ca

El voltaje que se midió y se muestra anteriormente que se genera aunque no hay excitación en cd se debe a que queda un campo residual y esto genera el voltaje.

Después cerramos el interruptor del motor, aumentamos la excitación de cd para, a partir de 0 hasta 0.1 A cd, medimos E1 , E2 y E3, después procederemos a variar los valores de la corriente como se muestra en la tabla:

Registramos los valores obtenidos y realizamos una gráfica en relación al voltaje y la corriente.

I 1 (amps)

E1 (volts)

E2 (volts)

E3 (volts)

0

0.1 66.3 66.7 66.4

0.2 66.7 66.5 66.6

0.3 97.2 97.1 98.1

0.4 152.4 151.5 152.5

0.5 181.4 180.2 181

0.6 194.8 193.9 194.4

0.7 212.8 211.9 212.7

0.8 225 222.6 223.2

0.9 235 234.2 235.1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

40

80

120

160

200

240

CORRIENTE DEL ROTOR (A c-d)

VOLT

AJE

GEN

ERAD

O (E

c-a

)

EL ALTERNADOR CON CARGA

INSTRUMENTOS Y EQUIPO.

Módulo de motor / generador síncrono

Módulo de motor generador de cd

Módulo de resistencia

Módulo de capacitancia

Módulo de inductancia

Módulo de fuente de alimentación (120V / 208 V c-d).

Módulo de medición (250 / 250 / 250 V).

Módulo de medición de c-a (2.5A)

Módulo de medición de c-d (2.5A)

Cables de conexión.

Banda.

Procedimiento.Para comenzar con esta práctica procederemos a conectar el circuito mostrado a continuación, acoplando el motor y el generador mediante la banda, y ajustando el reóstato a su posición extrema en sentido de las manecillas del reloj.

Después colocaremos el reóstato de campo del alternador en la posición extrema moviendo la perilla de control en el sentido contrario de las manecillas del reloj. Conectamos las cargas resistivas al circuito para así poder hacer las mediciones correspondientes como se muestra a continuación.

Carga Resistiva.

ɳ=1800 rpmE=208 VI=0 AI=0.5 Af=60 Hz

Normal Regulada Normal Regulada Normal Regulada

ɳ=1650 rpm ɳ=1800 rpm ɳ=1561 rpm ɳ=1800 rpm ɳ=1426 rpm ɳ=1800 rpm

E=177 V E=208 V E=176 V E=208 V E=202 V E=208 VI=0 .0 A I=0.1 A I=0.4 A I=0.2 A I=0.5 A I=0.0 AI=0.0 A I=0.0 A I=0 A I=0.0 A I=0.0 A I=0.4 Af=55.8 Hz f=60 Hz f=52 Hz f=60 Hz f=47.5 Hz f=60 Hz

Vacio

1200Ω 600Ω 300Ω

Carga Inductiva.

ɳ=1844rpmE=208 VI=0 AI=0.0 Af=60 Hz

Regulada Regulada Reguladaɳ=1773 rpm ɳ=1805 rpm ɳ=1836 rpmE=240 V E=220 V E=214VI=1.0 A I=0 A I=0.1 AI=4.4 A I=0.2 A I=0.2 Af=59.1 Hz f=60 Hz f=61.3 Hz

Carga Capacitiva.

ɳ=1800 rpmE=208 VI=0 AI=0.5 Af=60 Hz

Regulada Regulada Reguladaɳ=1742 rpm ɳ=1759 rpm ɳ=1780 rpmE=166 V E=184 V E=196 VI=0 A I=0 A I=0 AI=0.4 A I=0.2 A I=0 Af=58 Hz f=58.6 Hz f=59.1 Hz

Vacio

300Ω 600Ω 1200Ω

Vacio

300Ω 600Ω 1200Ω

SINCRONIZACION DEL ALTERNADOR

INSTRUMENTOS Y EQUIPO.

Módulo de motor / generador síncrono

Módulo de motor generador de cd

Módulo de interruptor de sincronización

Módulo de fuente de alimentación (120V / 208 V c-d).

Módulo de medición (250 / 250 / 250 V).

Módulo de medición de c-a (2.5A)

Cables de conexión.

Banda.

Procedimiento.

Para comenzar con esta práctica procederemos a conectar el circuito mostrado a continuación, acoplando el motor y el generador mediante la banda, y ajustando el reóstato a su posición extrema en sentido de las manecillas del reloj. Después colocaremos el reóstato de campo del alternador en la posición extrema moviendo la perilla de control en el sentido contrario de las manecillas del reloj.

Después dejamos el interruptor de sincronización en posición abierta, y abrimos el interruptor del motor síncrono, conectamos la fuente de alimentación y ajustamos le velocidad del motor aproximadamente a 1800 rpm, medimos el voltaje que nos proporciona C.F.E. y nos dio el siguiente resultado:

E2=220V ca

Después ajustamos la excitación de cd del alternador hasta que el voltaje de salida E1 fuera igual al voltaje que nos proporciona C.F.E. (E2). Y esto provoco que las tres luces de sincronización parpadearan encendiéndose y apagándose pero no hacían esto intermitentemente lo que esto nos decía es que la secuencia de fases no es la correcta, y para corregir esto desconectamos la fuente de alimentación e intercambiamos dos de los cables que salen del estator, esto provoco que las luces de sincronización encendieran y apagaran intermitentemente.

Luego de los pasos anteriores ajustamos la velocidad del motor hasta que las tres luces aumentaron y disminuyeron lentamente, esto nos indica que la frecuencia del alternador es muy semejante a la tiene C.F.E. y después de ajustar la velocidad y el voltaje para que los tres focos de sincronización quedaran los tres apagados esto nos indica que el motor ya está sincronizado.

Algunas de las condiciones que se nos presentaron en esta práctica fue que al principio cuando conectamos el circuito la secuencia de fases no era la correcta, después de ajustar la secuencia de fases las tres luces encendían al mismo tiempo esto nos indica que los voltajes del alternador y del sistema están desfasados 180 grados (que nos dice que es la condición diente-diente y el interruptor de sincronización nunca se debe de cerrar en estas condiciones).

POTENCIA DEL ALTERNADOR

INSTRUMENTOS Y EQUIPO.

Módulo de motor / generador síncrono

Módulo de motor generador de cd

Módulo de interruptor de sincronización

Módulo de wattimetro trifásico.

Módulo de fuente de alimentación (120V / 208 V c-d).

Módulo de medición (250 / 250 / 250 V).

Módulo de medición de c-a (2.5A)

Módulo de medición de c-d (2.5A)

Cables de conexión.

Banda.

Procedimiento.

Lo primero que realizamos fue conectar el circuito como se muestra en la siguiente figura, básicamente lo que hicimos en esta práctica fue sincronizar el motor como se realizó en la práctica anterior solo que en este caso le conectamos también un wattimetro para medir la potencia real y la potencia reactiva.

Después conectamos la fuente de alimentación y ajustamos el reóstato del motor de cd para que trabajara a una velocidad de 1800 r/min, después ajustamos la excitación de cd del alternador para obtener un voltaje de salida E1=208V ca.

Después ajustamos la excitación de cd del alternador, así como la velocidad del motor hasta que los dos wattimetros indicaran 0 watts y medimos:

E1=219.7V caI 1=0 Aca I 2=0 Acd

Esto indica que el alternador se encuentra “flotando” en la línea de potencia, ni recibe potencia de la línea ni entrega potencia a esta.

Después de eso incrementamos solo la excitación de cd del alternador, haciéndolo gradualmente hasta que I 1=0.33 A ca, y medimos.

W 1=real ,W 2=reactiva , E1 e I 2

W 1=0WW=−130W E1=220V ca I 2=1.3 Acd