ELECTROTECNIA Y ELECTRÓNICA BÁSICA
Lic. Antolín Prieto Murcia Lic. Vilma Vilma J. Méndez Gil Lic. Luis E. Alfaro García
PRACTICA GE!ERACI"! TRI#$%ICA 1
PROBLEMA
&Cu'les son las (artes (rinci(ales de un )enerador trif'sico* &Cu'l es la relaci+n de la frecuencia eléctrica con los (olos , con la frecuencia mec'nica &Cu'l es la relaci+n de los -oltaes de línea con los -oltaes de fase en una fuente trif'sica conectada en /elta , Estrella*
2 INFORM INFORMACI ACIÓN ÓN TEORI TEORICA CA Y FORMU FORMULAC LACIÓN IÓN DE HIPOT HIPOTESI ESIS S La m'0uina 0ue )enera una se1al trif'sica de -oltae se le conoce como Generador %incr+nico o Alternador Trif'sico2 Trif'sico2 , consta de las si)uientes (artes 3fi)ura 45
#i)ura 4 Alternador Alternador Trif'sico Trif'sico
El Estator Es la (arte est'tica del )enerador2 en donde est'n aloados tres 6o6inas RR7 %%7 , TT7 desfasadas 489 o entre si2 es la (arte donde se inducen los tres -oltaes 3Inducido5. El Rotor Es la (arte rotatoria del )enerador en donde se a(lica la ener)ía mec'nica del (rimer motor2 e in)resa el -oltae /C de e:citaci+n a tra-és de las esco6illas al electroim'n del rotor2 , 0ue al )irar ori)ina un cam(o ma)nético )iratorio 3Inductor5. Los rotores son de dos (olos no salientes 3(ara rotores de 8 a ; (olos5 , salientes 3(ara rotores de ; a m's (olos5. %e)
N ! d ra"#ras por Polo ' &as % N r
p
N! d ra"#ras
p$
N! d polos
& $
N ! d ra"#ras por polo N! d &ass
Fr(#"()a Fr(#"()a El*(tr)(a Los )eneradores son sincr+nicos (or0ue la frecuencia eléctrica (roducida esta entrelazada o sincronizada con la -elocidad de rotaci+n del rotor. &
/onde
f e n
m
P
"+ P 489
= frec frecue uenc ncia ia eléc eléctr tric icaa 3>z 3>z5. 5. = -elocida -elocidadd mec'nica mec'nica del del cam(o cam(o ma)nétic ma)néticoo r?min 3i)ual 3i)ual a la -eloc -elocidad idad del del rotor (ara las ma0uinas ma0uinas sincr+nicas5 = n
Fr(#"()a El*(tr)(a ' Fr(#"()a M(,")(a La relaci+n entre la frecuencia mec'nica , la frecuencia eléctrica resultante en funci+n de los (olos es P 5l*(tr)(os @9o+(,")(os = 4B9o 3 P
Práctica: Generación Trifásica
2
El n
N ()(los
P 8
CONE-IONES DEL .ENERADOR TRIFÁSICO/ En un )enerador trif'sico se acen dos cone:iones 6'sicas las 0ue tienen diferentes características de línea , de fase2 ellas son Co"0)" " Dlta o Tr)a"#lo Es el caso de cone:i+n2 como se indica en la fi)ura ;2 , cu,o dia)rama -ectorial de intensidades re(resentamos en la fi)ura 8. Para este sistema de cone:i+n2 el -alor de la tensi+n o f.e.m. del arrollamiento de fase V f coincide con el -alor de la línea V L2 (or lo 0ue 3& 4 3L Res(ecto a la intensidad2 como en este sistema no es ase0ui6le nin)
I TR
I RS
(or lo 0ue IL
I &
8
(os @9
8 I &
IL IL
@ 8
@ I &
Por consi)uiente2 la corriente de fase circula (or los de-anados2 como se indica en la fi)ura ; en circuito cerrado2 de modo 0ue en los (untos o nudos de salida la intensidad de línea es la com(uesta , -ale @ -eces m's 0ue la fase.
#i). 8 Re(resentaci+n -ectorial de intensidades en /elta
#i). @ Re(resentaci+n -ectorial de tensiones e intensidades en Estrella
Co"0)" Estrlla Es el caso de cone:i+n2 cu,a re(resentaci+n es0uem'tica se indica en la fi)ura D2 , cu,o dia)rama -ectorial de tensiones e intensidades lo di6uamos en la fi)ura @. Res(ecto las tensiones tenemos ELECTROTECNIA Y ELECTRÓNICA BÁSICA
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Práctica: Generación Trifásica
3
3RS
3 3L
3R
3S
(or lo 0ue 3L
3& 5 (os @9
8 3L
8 3& (os @9
8 3&
@ 8
@ 3&
3L
IL
I &
Es decir2 en la cone:i+n estrella la V L es
@
ma,or 0ue la tensi+n de fase o arrollamiento.
HIPOTESIS %prop#sto por l al#+"o$ 6 CONTRASTACIÓN DE HIPOTESIS5 651 E7UIPO
652
#uente Trif'sica 3anco de Transformadores 889V?48 F 9 485
Ma0ueta de un )enerador sincr+nico
Ca6les de cone:i+n
4 Voltímetro
DISE8O E-PERIMENTAL
#i)ura ; %istema trif'sico conectado en /elta
#i)ura D %istema trif'sico conectado en Estrella
656 REALI9ACIÓN DEL E-PERIMENTO Y OBTENCIÓN DE DATOS Parts d #" ."rador Tr)&,s)(o ELECTROTECNIA Y ELECTRÓNICA BÁSICA
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Práctica: Generación Trifásica
4
4. En la ma0ueta del )enerador2 identifi0ue las (artes del )enerador trif'sico. En el estator terminales de salida de 6o6inas , las ranuras2 en el rotor n
Co"0)o" Tr)&,s)(as 8. Hsar como fuente trif'sica los secundarios del 6anco trif'sico (ara -oltaes nominales de fase de 48 V. Con el -oltímetro -erifi0ue los -oltaes dis(oni6les en cada uno de los transformadores de la fuente trif'sica. @. Instalar un circuito de )eneraci+n trif'sica en /elta 3fi)ura ;5 , mida los -oltaes de línea , de fase2 anote sus resultados en la ta6la ! 4. ;. Re(ita el (aso D (ero (ara un )enerador trif'sico conectado en estrella. Anote los resultados en la Ta6la ! 4 Ta6la ! 4
Generaci+n Trif'sica en /elta Generaci+n Trif'sica en Estrella
65<
3olta: d Fas %3$ VTT7 = V%%7 = VRR7 = VR! = V%! = VT! =
3olta: d L;"a %3$ VR% = V%T = VTR = VR% = V%T = VTR =
ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS5
4.
/e cuantos (olos es el rotor del )enerador , cuantas ranuras tiene el estator.
8.
Cu antas ranuras (or (olo , ranuras (or (olo , fase tiene el )enerador de la (r'ctica.
@. ;. D. .
Par a una m'0uina de dos (olos cual es la relaci+n de )rados mec'nicos , )rados eléctricos , cual es la relaci+n de la frecuencia mec'nica con la frecuencia eléctrica. Cu antos ciclos se )eneran en una m'0uina de dos (olos. Cu al de6e de ser la -elocidad del rotor de la ma0ueta (ara una frecuencia de 9 >z. Hs ando las ecuaciones del fundamento te+rico2 calcular te+ricamente los corres(ondientes -oltaes de línea2 , los -oltaes de fase2 tanto (ara la cone:i+n delta como (ara la cone:i+n estrella2 , com(arar con los -alores e:(erimentales.
<5
CONCLUSIONES
=
TRANSFERENCIA/ %i se tiene un sistema de alimentaci+n Trif'sica de tres ilos en /elta2 con un -oltae de línea de @B9 Voltios , se desea conectar a una car)a trif'sica de seis terminales de -oltae nominal (or fase de 889 Voltios2 Cu'l , (or0ué de6e ser la cone:i+n a realizar entre la fuente , la car)a de tal manera 0ue no se deteriore el sistema2 a)a un dia)rama. ELECTROTECNIA Y ELECTRÓNICA BÁSICA
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