Previo1 Maquinas.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CURSO:

LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS II

PREVIO

INFORME

EXPERIENCIA

E-3

PROFESORES:

DOMINGUEZ-ROJAS

GRUPO II ALUMNO

CÓDIGO

Julian Farje Rondon

20151269C

SECCIÓN

M CICLO

2019-I

NOTA

Informe previo N°3: GENERADOR SINCRONO 1. OBJETIVO



Demostrar de forma práctica los ensayos de rutina aplicados al generador síncrono, como son: prueba de vacío, cortocircuito trifásico, carga puramente inductiva y resistiva, características en “V”, así como la característica angular (de potencia). Demostrar la operación del generador síncrono en régimen autónomo y en paralelo con la red.

2. EQUIPO A UTILIZAR - Resistencia de arranque Ra, 30Ω, 8,5 A.

- Resistencia de campo motor 1000 Ω, 1.2 A. Campo de la Ms. - 03 Llaves cuchilla 2x30 A. - 01 Amperímetro CD 0-40 A. - 01 Amperímetro CD 0-1,2 A. - 01 Amperímetro CA 0-10 A. Ia. - 01 Voltímetro CA 0-300 V. - 01 Multímetro digital. - 01 Instrumento multifunción FLUKE 39. - Resistencias de carga de 0-15 A, 220V o Lámparas incandescentes. - 01 Amperímetro CD 0-1,5 A. Campo generador. - 01 Tacómetro o estroboscopio. - 01 Autotransformador trifásico. - Cables de conexión.

3. FUNDAMENTO TEORICO Es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica (en forma de rotación) en energía eléctrica. Su principio de funcionamiento consiste en la excitación de flujo en el rotor. El generador síncrono está compuesto principalmente de una parte móvil o rotor y de una parte fija o estator.

El rotor gira recibiendo un empuje externo desde (normalmente) una turbina. Este rotor tiene acoplada una fuente de "corriente continua" de excitación independiente variable que genera un flujo constante, pero que al estar acoplado al rotor, crea un campo magnético giratorio (por el teorema de Ferraris) que genera un sistema trifásico de fuerzas electromotrices en los devanados estatóricos. A) ROTOR DEL GENERADOR SINCRONO: Es la parte de la máquina que realiza el movimiento rotatorio, constituido de un material envuelto en un enrollamiento llamado de "enrollamiento decampo", que tiene como función producir un campo magnético constante así como en el caso del generador de corriente continua para interactuar con el campo producido por el enrollamiento del estator.

B) ESTATOR O ARMADURA: Parte fija de la máquina, montada envuelta del rotor de forma que el mismo pueda girar en su interior, también constituido de un material ferromagnético envuelto en un conjunto de enrollamientos distribuidos al largo de su circunferencia.

C) CARACTERISTICA DE UN GENERADOR SINCRONO BAJO CARGA 

CARGA INDUCTIVA PURA

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



CARGA RESISTIVA

El flujo producido por los polos del rotor inducido

y el producido por las corrientes del

están desfasados. Generando así una distorsión del campo resultante.

1. ESQUEMAS ELECTRICOS:



ENSAYO EN VACIO:



ENSAYO EN CORTOCIRCUITO TRIFASICO:

Retirar la excitación, abriendo S2 (If=0). Poner en cortocircuito los bornes del generador síncrono RST, tal como se muestra en la figura 3.2.

Imax=1,2In

+

S2

A A A

If

A

220 Vdc

-

Rx Excitación

Ms Figura. 3.2. En seguida cerrar el circuito de excitación y aumentar gradualmente If de tal manera que se obtenga de 3 a 5 valores de la corriente de armadura Icc. Anotar este juego de valores en una tabla. If

Icc

If p.u.

Icc p.u.

Esta característica resulta ser lineal debido a que su mismo devanado representa una carga inductiva (ra≈0).

Ensayo bajo carga de factor de potencia cero. Para realizar esta prueba es necesario acoplar o poner en paralelo el generador síncrono con la red industrial (barra infinita). Entre la red y el generador se conectará un autotransformador de tensión regulable, el cual representará a la carga inductiva. El esquema de conexión en paralelo es el mismo que de la figura 1, para la puesta en paralelo se utilizan las lámparas o el sincronizador, como se muestra en la figura 3.3

R S T

220 Vac

Lámparas al apagado.

V

S1 +

S2

A

A A

GA

220 Vdc -

+

A

Rx

M =

J

K

220 Vdc

HB

Ra

Rx -

Figura. 3.3

Con la máquina ya en sincronismo con la red, incrementar la excitación o sobreexcitar (disminuyendo Rx del devanado de campo del generador) hasta que entregue su corriente nominal, anotar los valores de If y V. Ajustar la tensión del autotransformador a un nuevo valor y mantener constante la corriente de armadura actuando sobre la corriente de excitación. Anotar nuevamente las nuevas mediciones If y V. La prueba será satisfactoria si cosφ ≤ 0,1-0,2 lo que se verifica con el fluke 39.

If (A)

V (V)

P (W)

Q (VAr)

Cos φ

If (pu)

V (pu)

Repetir el proceso para otras 4 ó 6 tensiones del autotransformador. 

Ensayo bajo carga resistiva Estando el generador síncrono operando a condiciones nominales de vacío (tensión y frecuencia nominal), sin el autotransformador, conectar una carga trifásica resistiva que consuma a tensión y frecuencia nominal la corriente de armadura nominal. Para mantener constante la tensión se debe interactuar sobre If, Rx del generador síncrono, y para mantener constante la velocidad se debe interactuar sobre la corriente de campo If, Rx del generador shunt.

Anotar el valor de la corriente de armadura, corriente de excitación, frecuencia y tensión del generador síncrono (Ia, If, f, V).

Ia (A)

If (A)

f (Hz)

V (V)

A continuación desconectar la carga gradualmente sin variar la corriente de excitación del generador If y manteniendo constante la frecuencia con la corriente del campo del motor shunt, medir la tensión generada en vacío. Tener cuidado que el generador no se embale al quitar la carga.

Nota: Como carga resistiva se puede utilizar tres reóstatos o tres juegos de lámparas.

A

+

A

220 Vdc

-

Rx

Ms