GENERADORES SINCRONOS

LABORATORIO #1

INTEGRANTES:OCHOA ROBLES ARNOLD 092535D

1. OBJETIVO:

Conocer el comportamiento de la Maquina Sncrona. Tener presente las conexiones respectivas para cada tipo de ensayo asi como tambin las normas IEC y NEMA Saber el principio de funcionamiento de la mquina sncrona conociendo la constitucin electromecnica. Saber interpretar y analizar las grficas correspondientes de cada ensayo.

2. FUNDAMENTO TEORICOElgenerador sncronoes un tipo demquina elctricarotativa capaz de transformarenerga mecnica enenerga elctrica. El generador sncrono est compuesto principalmente de una parte mvil orotory de una parte fija oestator.El rotor gira recibiendo un empuje externo desde (normalmente) una turbina. Este rotor tiene acoplada una fuente de "corriente continua" de excitacin independiente variable que genera un flujo constante, pero que al estar acoplado al rotor, crea un campo magntico giratorio que genera un sistema trifsico de fuerzas electromotrices en los devanados estatricos.

3. PRUEBAS REALIZADAS MEDICIN DE LA RESISTENCIA HMICA

Se puede realizar esta medicin por los siguientes mtodos:

Voltio amperimtrico en CC y CA Ohmmetro de precisin Puente de medicin para resistencias pequeas.

Primero se mide el aislamiento en el estator: entre las bobinas u-V, v-W y w-U y despus el aislamiento entre cada bobina con tierra (la carcasa del generador) U-tierra, V- tierra y W- tierra. Y el aislamiento en el rotor: F1-masa y F2-masa.

MEDICIN DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

Se mide el nivel de aislamiento que hay entre bobinas y entre cada bobina con la carcasa de la maquina. Para este ensayo se utiliza un megometro.

PRUEBA DE VACO

La prueba en vacio se realiza primero haciendo girar la maquina a la velocidad de sincronismo por medio del motor primario: turbina, motor diesel, etc. y entonces se debe cambiar gradualmente la corriente de excitacin desde cero hasta un cierto valor mximo correspondiente a la saturacin y desde este ltimo nuevamente hasta cero.

Aqu se muestra la curva de vaco:

PRUEBA DE CORTOCIRCUITO

Esta prueba se realiza con la finalidad de obtener las perdidas en el cobre debido a la excitacin en el rotor cuando este se encuentre girando a la velocidad sncrona.

Las corrientes de armadura registradas sern para valores de 25%, 50%, 75%, 100% y 125% del valor nominal. Empezando con la corriente de campo en cero y elevando lentamente hasta obtener los valores antes mencionados.

Aqu se muestra la curva de cortocircuito:

Unin de la curva de vaco y cortocircuito:

PRUEBA CON CARGA

La diferencia de funcionamiento en vaco al de carga es que existe una composicin de flujos, debido a las corrientes que circulan en el inducido.- Estas alteran el valor y forma de la E inducida.

a) CARGA INDUCTIVA PURA

En este caso los flujos aparecen en sentido contrario. Produciendo un efecto desmagnetizante, es decir que los flujos se restan; y adems produciendo que los polos inducidos de igual nombre estn enfrentados.

b) CARGA RESISTIVAEl flujo producido por los polos del rotorp y el producido por las corrientes del inducidoi estn desfasados. Generando as una distorsin del campo resultante.

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

d) CARGA R-L-CEn este caso los flujos estn desfasados un ngulo 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.

4. EQUIPOS UTILIZADOS Generador Sncrono

Milmetros Digitales

Analizador de Redes

Fuente DC 1 y AC 3 Variable

Banco de Carga Resistiva

Banco de Carga Capacitiva

Banco de Carga Inductiva

Cables de Conexin

Megometro Digital

Freno Electromecnico

5. PROCEDIMIENTO Medicin de la Temperatura:Se asume la temperatura ambiente de:

Medicin de la Resistencia del Estator:

Resistencia Ohmica DC por fase a

DevanadoTerminales

RotorF1 vs F223320

EstatorU1 vs U210.120

V1 vs V210.120

W1 vs W210.220

Prueba en Vaco:Datos tomados en forma ascendente:VL(Vol)Vf(Vol)If(Amp)

8.930.030

71.56.580.076

118.410.040.119

129.411.010.131

258.22.220.267

288.423.50.297

410.235.440.457

444.7400.517

Datos tomados en forma descendente:VL(Vol)Vf(Vol)If(Amp)

402.235.290.453

301.924.890.316

285.723.30.293

206.616.760.206

122.510.320.121

115.69.830.114

75.77.30.081

57.95.760.06

9.270.0480.001

Prueba de Corto CircuitoIcc(Amp)Vf(Vol)If(Amp)

0.128.560.096

0.213.150.157

0.3321.160.262

0.4227.20.341

0.5333.680.43

0.6338.60.492

0.7344.10.573

0.8250.80.658

0.9558.50.756

163.30.814

1.1470.20.898

1.2274.90.962

Prueba con cargaCarga Resistiva:

IfVfV1IPfdpV2

0.64551.8232.10.2250.411.493

0.6854.7232.10.3274.511.493

0.79564.2232.10.55127.811.493

0.9577.4232.10.8184.111.493

1.10190.2231.81.0223011.493

1.39116.22311.3932011.493

1.535132.12301.5736011.493

Carga Inductiva:TingIfVfV1IPfdpV2

0.70.68457.22330.043.740.1751.493

0.70.78665.8232.50.228.690.1641.493

0.71.08691.62310.5318.180.1531.493

0.71.484127.22300.9230.10.1391.493

Carga Capacitiva:TingnIfVfV1IPfdpV2

-0.715000.49642.12300.070.33-0.0331.493

-0.715000.46139.052310.140.68-0.021.493

-0.715000.33628.842300.281.4-0.0191.493

-0.715000.12211.112330.564.1-0.0341.493

Carga RLC:TingnIfVfV1IPfdpV2

-3.4415001.07692.5235.40.59112.740.8051.493

-3.5815001.0792.4242.60.57118.20.8551.493

-3.8815001.0692.3256.40.54132.20.9561.493

-3.8815001.0591.4280.70.61154.32-0.9071.493

6. CUESTIONARIO1. Enumere y defina las caractersticas de funcionamiento nominales del generador sncrono. Tome los datos de placa del motor primo y del generador sncrono utilizados en sus ensayos.Las caractersticas de funcionamiento de un generador sncrono son las siguientes: Corriente Nominal:2.6A Corriente de Vaco:1.5A Tensin Nominal:230/440V RPM1500 Factor de Potencia (COS):0.8(considerando) Frecuencia Nominal:60Hz Conexin IP20 Potencia Nominal0.8KWLa potencia nominal de un generador sncrono simplemente es la que puede entregar, dentro de sus caractersticas nominales y en rgimen continuo. El factor de potencia es la relacin entre lapotencia activa, P, y lapotencia aparente, S, si las corrientes y tensiones son ondas perfectamente senoidales.La Tensin Nominal es a la cual va a operar el generador sncrono.La corriente nominal del generador sncrono es el valor eficaz de la corriente que dicho equipo puede transportar continuamente bajo condiciones de uso.La corriente de vacio es la corriente que consumir la mquina cuando no se encuentre operando con carga y es aproximadamente del 20% al 30% de su corriente nominal.Laconexin estrella-tringuloen un circuito de una maquina, se emplea para lograr un rendimiento ptimo en el arranque.2. Utilizando el mtodo V-A hallar el valor de Ra del campo y del estator.Resistencia Ohmica DC por fase a

DevanadoTerminales

RotorF1 vs F223320

EstatorU1 vs U210.120

V1 vs V210.120

W1 vs W210.220

Luego hacemos la correccin por temperatura con la formula siguiente:

No lo corregimos por efecto skin debido a que la potencia del generador es menor a 5HPResistencia Ohmica DC por fase a

DevanadoTerminales

RotorF1 vs F223320297.09

EstatorU1 vs U210.12012.88

V1 vs V210.12012.88

W1 vs W210.22013

Energizamos con tensin AC una bobina del generador y medimos los parmetros de tensin y corriente:

3. De los ensayos de vacio se le pide graficar y calcular la curva de excitacin, las perdidas rotacionales, lmites permisibles de los niveles de tensin y la frecuencia.

4. Del ensayo de corto circuito se le pide calcular y graficar: la curva de Icc (Ia vs If), hallar Xs.

En la grfica hallamos para una corriente nominal (=1.5A), una corriente de campo (=1.193A)

5. De las pruebas con cargas se le solicita calcular y graficar: V vs Ia, Pot vs Wm, Eaf vs Wm, Eaf vs Pot, Pot vs Ia, Ia vs If.

CONCLUSIONES:

Controlando la alimentacin del circuito de campo, se puede estabilizar la tensin inducida, la tensin de fase y la tensin de lnea. Se tiene q tener cuidado al momento de realizar la prueba de cortocircuito debido a la corriente elevada que se presenta. Cuando operamos con carga se recomienda comenzar con una carga mnima y aumentarlo en forma gradual hasta llegar al mximo permisible. Controlando la alimentacin del circuito de campo la mquina puede operar absorbiendo o inyectando reactivos a la red. Esto se podra usar para mejorar el factor de potencia del sistema elctrico. La curva de vaco y de cortocircuito nos sali como se esperaba, gracias a que los datos tomados en el laboratorio fueron buenos. Los generadores sncronos se utilizan para producir la mayor parte de la potencia elctrica que se utiliza en todo el mundo.

BIBLIOGRAFIA

Mquinas Elctricas, 3 edicinStephen Chapman Teora Y Anlisis De Maquinas Elctricas Ing. Agustn Gutirrez Paucar Teora y anlisis de Mquinas ElctricasIng. Agustn Gutirrez Pucar http://www.tuveras.com/motorsincrono/motorsincrono.htm http://www.nichese.com/sincrono.html