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F.N.I
LABORATORIO # 5 CARACTERISTICATICA EXTERNA DE LA L A MAQUINA SINCRONICA SINCRONICA 1. OBJETIVOS. • • • •
Tomar conocimiento del funcionamiento en carga de una maquina sincronica. Conocer el diagrama fasorial. Evaluar y determinar la regulación de tensión. Comportamiento de la maquina sincrónica en función a variaciones de la carga.
2. FUNDAMENTO TEORICO. 2.1. Funcionai!n"o Funcionai!n"o !n ca$a % !accion &! in&uci&o.' Una vez puesto en funcionamiento un alternador sincrono en vacio, con unadeterminada corriente de excitación, posteriormente se requiere se alimenta a unacarga a su voltaje y frecu frecuen encia cia nomin nominal, al, se debe debe realiz realizar ar un ajuste ajuste en la corri corrien ente te decam decampo po para para cada cada variación en la condición de carga en las terminales del generador. ara ara que que entre entre la carga carga,, en princ principi ipia a se cierra cierra el circu circuito ito del del induc inducido ido,, conec conectan tando do unaim unaimpe peda danci ncia a de carga carga a sus termin terminal ales, es, se obtie obtiene ne una una tensio tension n ! en borne bornes s de lamaquina sincr"nica inferior al valor que presentaba en vacioEo. #a redu reducc cció ión n en la tens tensió ión n de sali salida da del del gene genera rado dorr es debi debida da a la apar aparic ició ión n de unacorriente en el inducido que provoca una ca$da de tensi"n en este circuito a la par queproduce una f.m.m. que reacciona con la del inductor modificando el flujo delentre %ier %ierro ro de la maqu maquin ina. a. #a ca$d ca$da a de tens tensi" i"n n en el circ circui uito to del del indu induci cido do se debe debe a la&mpedancia que presentan los arrollamientos de este devanado. #a composici"n de las f.m.m.s., del inductor y del inducido, se analiza seg'n sea lacarga resistiva, inductiva ( capacitiva. )i la carg carga a es resi resist stiv iva, a, el fact factor or de pote potenc ncia ia es la unid unidad ad,, y si se pres presci cind nde e de laimpedancia del inducido se podr* considerar que el desfase entre +a f.e.m. y la corriente es q - . Cuando la carga es inductiva, el desfase entre la f.e.m. y la corriente es de /(0. En estecaso, el m*ximo de las corrientes estar* desplazado en el espacio respecto del m*ximo de las f.e.m.s. en un *ngulo de /(0 en sentido contrario al del giro del rotor. Una cargaind cargainducti uctiva va produce produce una reacción reaccióndes desmagn magnetiz etizante ante,, que tiende tiende a reducir reducir la f.m.m. f.m.m. resultante. Cuando la carga es capacitiva, la corriente del estator alcanzara1 su m*ximo, /(0el2ctricos antes de que el polo se enfrente a +(sconductores que forman las espiras de&nducido, que es el momento en que es m*xima la f.e.m. En esta situación se produceun esfuerzo de la f.e.m. del inductor, +( que significa que las cargas capacitivas ayudana la acci"n del campo de los polos provocando un efecto magnetizante sobre losmismos.
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2.2. Dia$aa (a)oia* &!* a*"!na&o +!)i)"i,o-.' E& diagrama fasorial de un alternador determina de forma grafica la relación existenteEntre la f.e.m. y la tensi"n en los diversos regimenes de funcionamiento de la maquina. En principio, para este analisis, se tiene la .siguiente representaci"n por fase del alternador sincronico3
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2.. R!$u*aci/n &! "!n)i/n.' )e define la regulación de tensión, de la siguiente manera3
4onde3 Eo- !oltaje interne generado por fase sin carga. !n- !oltaje entre terminales por fase a carga nominal. #a regulación de tensión expresa el cambio en la tensión de bornes del generador de vacio a plena carga para una determinada excitación en los polos. #a curva que representa la tensión en bornes del alternador en función de la corriente de la carga se denomina caracter$stica exterior. En el siguiente grafico se representanlas curvas, que corresponden, respectivamente a factores de potencia resistiva,inductiva y capacitiva.
En la operaci"n del alternador, el comportamiento a analizar ser*3
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5 !oltaje terminal !s corriente de carga. 5 Corriente de excitaci"n !s corriente de carga,#a representación grafica, es como sigue3
. MATERIALES 0 LABORATORIO.
EQUIOS ARA
•
Una
maquina motriz.
•
Una dinamo con autoexcitación compuesto acumulativa, que tiene las siguientes características:
•
o
Tensión nominal :
o
Corriente nominal:
o
Velocidad nominal:
o
otencia nominal:
V n
I n
ωn
=230 ( V )
=19.6 ( A )
=1430
P n
= 4.5
(rpm) (!")
#os motores de corriente continua, con las siguientes características: o
Tensión nominal :
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V n
=220 ( V )
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•
o
Corriente nominal:
o
Velocidad nominal:
o
otencia nominal:
I n
ωn
=31.5 ( A )
=1500
P n
(rpm)
=5.7
(!")
#os generadores síncronos (alternador), que tienen las siguientes características:
•
V n
=
220
o
Tensión nominal :
o
Corriente nominal:
o
Velocidad nominal:
o
$recuencia nominal: %&' (z)
o
otencia nominal:
I n
ωn
380
(V )
=9.6 ( A )
=1500
Sn
=6.3
(rpm)
(*V+)
nstrumentos de medición: voltímetros, amperímetros.
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•
Un tacómetro.
•
Un secuenciometro.
•
nterruptores termomagneticos.
•
•
$recuencímetros.
•
#os maletines de medición (con amperímetros, voltímetros, vatímetros).
•
Ca-les para conexión.
. MONTAJE 3CIRCUITO DE CONEXIONES4. Maquinas Eléctricas
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5. ROCEDIMIENTO. 6ealizar el circuito de laboratorio, como se indica en el punto 7. 8acer funcionar el conjunto maquina motriz9dinamo para tener tensión continua, la que ser* necesaria para el funcionamiento de la maquina motriz del alternador :que es un motor de corriente continua;.
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reparar la carga, seg'n se indica en el circuito :punto 7;, con el interruptor de
carga abierto. osterior ala misma, se pone en funcionamiento al conjunto maquina motriz del alternador9alternador trif*sico, %asta alcanzar velocidad nominal :en vac$o;,la que determina la frecuencia con la que opera el alternador. Con el cuidado respectivo, cerrar el interruptor de carga, tomando en cuenta el valor de las relaciones, comenzar a tomar las lecturas correspondientes. !ariar la carga, lo que variara la corriente de carga, registrar todas las lecturas. roceder a corregir el voltaje terminal, procediendo a corregir la corriente de campo, de forma que a plena carga el alternador entregue voltaje nominal, registrar las lecturas. 6educir sucesivamente la corriente de armadura, registrara las lecturas correspondientes. Cabe mencionar que durante todo el proceso, debe mantenerse la velocidad nominal constante.
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. RE6ISTRO DE DATOS.
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" "#7 ! 1#7 1 2#5 3#3 3#3 ! 2#5 ! 1#7 4 "#7 "
3"
"
"
37
56"
56"
112"
112"
16"
16"
216"
216"
3"
224"
224"
32# 2
16"
16"
34
12""
12""
56"
56"
"
"
376# ! 375# 1 373# 6
35# ! 37
" 1#"27"" !3 1#""331" "2 1#""2263 43 "#!7573 7! 1#""3!31 53 "#!7!46 7 1#"36!"7 1 1#"74132 ! "
>. 6RAFICOS 0 CURVA CARACTERISTICA.
Voltaje terminal Vs. Corriente de carga 3!" 35 3" V [v]
375 37" 365 "
".5
1
1.5
2 I [A]
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Página 1"
2.5
3
3.5
4
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Corriente de exitacion Vs Corriente de caraga 2.25 2.2 2.15 2.1 If [A]
2."5 2 1.!5 1.! "
".5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
I [A]
?. ANLISIS 0 RESULTADOS.' En la presente pr*ctica podemos concluir lo siguiente3 )e pudo ver el funcionamiento del generador s$ncrono. ues fue dif$cil regular la corriente de campo y la tensión terminal con carga. #a regulación es muy peque?a para una maquina sincrónica.
=¿
R REGULACION
(.@A+ B
Tcarga $ 5"% @. BIBLIO6RAFA.'
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*quinas el2ctricas, . Dosteno y #. iotrovsy, *g. >F7 9 >F" :Editorial3 ontaner y )imón ).G., Espa?a 9+/"A; *quinas el2ctricas, Hitzgerald, Dingsley, Duso, *g. >@( 9 >@> :Editorial3 8ispano Europea, Espa?a;
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