Parámetros Eléctricos de la Máquina Sincrónica
Marjorie Gabriela Sánchez Vaca Vaca Laboratorio de Máquinas Eléctricas, Departamento de Energía Eléctrica, Eléctrica, Escuela Politécnica Nacional Quito, Ecuador
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La práctica realizada en esta ocasión consistió en una introducción a las maquinas sincrónicas y los difere diferente ntess paráme parámetro tross que la con confor forman man.. Para ello ello la instructora explicó la teoría acerca de cada una de las pruebas que se hacen a la máquina y los circuitos a implementa implementarse. rse. Luego Luego de esto se procedió procedió a armar el el circ circui uito to para para la prue prueba ba de circ circui uito to abie abiert rtoo con con los los instrumentos de medida necesarios para tomar medidas. Seguidamente se realizó la prueba de cortocircuito con cada cada un unaa de sus sus espec specif ific icac acio ione ness y el circ ircuito uito correspondiente, y por ltimo la prueba de carga, para esta esta prueba prueba utiliz utilizamo amoss carga carga resist resisti!a i!a,, capac capaciti! iti!aa e indu induct cti! i!a. a. "ada "ada un unaa de las las prue prueba bass no noss ayud ayudan an a determinar la reactancia sincrónica, fuerza electromotriz y !olta#e terminal de la maquina sincrónica así como su comportamiento frente a cada tipo de carga conectada a sus terminales. Resumen-.
!
Tabular Tabular los datos obtenidos en los e"perimentos reali#ados +-L+ $$$ +'S * L+ P(D*-+ * "$("D$' +-$*(' #orr #orrie ient ntee de de #am #am(o (o $" )*+ )*+
4.99 + 4.91 + 4.:@ + 4.12 + 4.@2 + 4.@3 + 4.55 + 4.?@ + 4.>1 + 4.31 + 2.4@ + 2.21 +
55.? ; >4.@ ; 242.2 ; 299.9 ; 219 ; 259.5 ; 2>2.9 ; 944.5 ; 994.? ; 912.2 ;
[email protected] ; 9?@.@ ; 1.> ;
Voltaje remanente Vrem
$. $%&'()*
+-L+ $; +'S * L+ P(D*-+ * "'('"$("D$'
+. Tabular los datos de placa de la máquina objeto de estudio
+-L+ $ +'S * PL+"+ *L /*%*(+'( S$%"(0%$"' * L+ )*S+ 1
Voltaj ltajee Va Vab)V+ b)V+
#orriente de #am(o $" )*+
#orriente de *rmadura $a )*+
4.91 + 4.@> +
:.5 + >.? + 252.@ ;
Va Mot Gen N E Voltaje V #orriente $ Potencia S
9:4 ; < >.? + :.@ A;+
2&+3451617-3468 459313342442 !recuencia " 54 =z #os % 4.> & 2>44 rpm
+-L+ $$ +'S * PL+"+ * L+ )BCD$%+ )'($8 * L+ )*S+ 1
$ P &
Pasos
Voltaje V
#orriente $" $"
#orriente $a
4 2 9
994 ; 92:.> ; 94?.>;
4.>1 + 4.>: + 4.>: +
4+ 2.9 + 9.@ +
2E294@61 --54
'i(o V
+-L+ ; +'S * L+ P(D*-+ * "+(/+ ( *S$S$;+ *S$S$;+
994 ; < 2> 24 1.2 2.1@ 9254 ?@4
Estator
+ A7 rpm
5? ;
+-L+ ;$ +'S * L+ P(D*-+ * "+(/+ $ %D"$;+
9: +
Pasos
Voltaje V
#orriente $" $"
#orriente $a
4 2
994.9 ; 921.5 ;
4.>1 + 4.>1 +
4+ 4.1 +
9
&ig. 9 "ur!a de "aracterística de "ortocircuito """.
949.1 ;
4.>1 + 2.9 + +-L+ ;$$ +'S * L+ P(D*-+ * "+(/+ "+P+"$$;+
Pasos
Voltaje V
#orriente $"
#orriente $a
4 2 9
253.5 ; 2>2 ; 23:.>;
4.5 + 4.5 + 4.5 +
4+ 4.5 + 2.1 +
*sta cur!a nos muestra la relación que existe entre la corriente de campo I f , y la corriente de armadura Ia . "omo se puede obser!ar, a un !alor de corriente nominal el !olta#e Va se incrementa casi a un ?4 F del !olta#e nominal, por lo que es importante conocer los !alores de esta cur!a para e!itar daGos en la máquina.
$ra%icar la cur&a de magneti#aci'n (cur&a de &acío) para el generador sincr'nico *omentar + anali#ar su %orma .
C.
E
*alcular la reactancia sincr'nica en base a los datos obtenidos en la prueba de &acío + cortocircuito
X s=
Cur vaCCA 300
V anL ( circuito abierto ) I sc
e las tablas de los datos obtenidos en la práctica se obtiene que para I fmax =0.58 [ A ] H
250
200 ] V [ t V o d i c u 150 d n I e j a t l o V
V anL=161,5 [V ] I sc= 8.7 [ A ]
100
Z s=
50
0 0
0. 2
0. 4
0. 6 0. 8 Co r r i e n t ed eCa mp oI f [ A]
1
1. 2
1. 4
&ig. 2 "ur!a de Saturación de "ircuito +bierto ""+
. $ra%icar la cur&a de cortocircuito del alternador
8.7
X s=18.56 [ Ω ]
La cur!a nos muestra la relación entre el !olta#e inducido Va en los terminales que se encuentran en circuito abierto, y la corriente de campo If . Se puede obser!ar que la gráfica no empieza en un !olta#e de cero, esto se debe a que existe un !olta#e remanente en la máquina, este !olta#e es producido por una cierta cantidad de flu#o que se queda en los de!anados de la máquina causado por el uso frecuente de la misma.
161,5
-aciendo uso de los datos obtenidos en la prueba de carga + la reactancia sincr'nica calculada en el punto anterior, resuel&a el sistema de ecuaciones para determinar el ángulo de potencia ( &oltaje interno generado (
Ea )
´ a =V ´ a + j I ´ a X s E Para #ar,a esistia/
*#emplo de "álculoH Paso 4H
*omentar + anali#ar su %orma
δ ) + el
fp = 1 y
=0 °
∅
9
´ a =(220 ∠ 0 °)+(0 ∠ 0 ° )( 18.52 ∠ 90 ° ) E
8
´ a =(220 ∠ 0 ° )+ 0 E
Cur vaCCC
] A [ 7 a I a r u d a m r A 6 e d e t n e i r r o 5 C
´ a =( 220 ∠ 0 ° ) [ V ] E +-L+ ;$$$ ( *SDL+'S * L+ P(D*-+ * "+(/+ ( *S$S$;+ Pasos de #ar,a
Ea )V+
δ
4 2 9
994 921.3@ 929.>3
4 @.3: 29.@5
4
3 0. 2
0. 25
0. 3
0. 35
0. 4 0. 45 0. 5 Co r r i e n t ed eCa mp oI f [ A]
0. 55
0. 6
0. 65
)0+
RV =
Ea− V a V a
Para #ar,a $nductia/
*#emplo de "álculoH
RV =
209,75 −202.4 202.4
fp = 0,123 atraso ∅ =82,9 °
Paso 4H
× 100
× 100
RV = 3,63
´ a =(214,6 ∠ 0 ° )+(0,4 ∠ −82,9 ° )( 18.52 ∠ 90 °) E
Para #ar,a #a(acitia/
´ a =( 221,95 ∠ 0 , 24 ° ) [ V ] E RV =
+-L+ $I ( *SDL+'S * L+ P(D*-+ * "+(/+ $%D"$;+ Pasos de #ar,a
Ea )V+
4
994,9
4
2
992,3@
4,91
9
943,?@
4,9@
δ
Para #ar,a #a(acitia/
*#emplo de "álculoH fp = 0,02 adelanto ∅ =88,9 °
Paso 4H
RV =
)0+
´ a =(181 ∠ 0 ° )+( 0,6 ∠ 88,9 ° )( 18.52 ∠ 90 ° ) E
Ea− V a V a
× 100
182,69 −193.8 193.8
× 100
RV =−5,73 - E"presar todos los parámetros de la máquina sincr'nica obtenidos en esta práctica en por unidad, tomando como base la potencia + &oltaje nominales de la máquina
b= 3,5 [ !VA ] V b=230 [ V ] 3
I b=
´ a =( 169,9 ∠ 0,07 ° ) [ V ] E +-L+ $I ( *SDL+'S * L+ P(D*-+ * "+(/+ $%D"$;+ Pasos de #ar,a
Ea )V+
4
253,5
δ
Z b =
4
253,3
4,4?
9
2>9,53
4,45
$ *alcular la regulaci'n de &oltaje, en base a los resultados obtenidos en el punto anterior
RV =
V a
207,8
RV =2,44 Para #ar,a $nductia/
I b
=
230 8,79
=26,17 [ Ω ]
X real Z b
=
18,52 26,17
=0,71 pu
$$. "'%"LDS$'%*S •
× 100
212.89 − 207,8
V b
=8,79 [ A ]
X pu=
Para #ar,a esistia/
Ea−V a
√ 3 × 230
)0+
2
RV =
3,5 × 10
Se puede concluir de la práctica que al conectar una carga al generador, su !olta#e generado Ea se !e afectado de diferente manera por la característica de la carga, si es resisti!a e inducti!a Ea es mayor que V a , mientras que si es capaciti!a Ea es menor que V a J esto quiere decir que el !olta#e generado depende prácticamente de los requerimientos de la carga en sus terminales.
× 100 •
Se puede obser!ar que el ángulo de potencia aumenta conforme aumenta el !alor de la carga que se conecta en sus terminales.
•
*l !alor de la regulación de !olta#e depende de la carga que se encuentra conectada a la máquina sincrónica, lo que implica que en una carga capaciti!a se tenga una regulación de !olta#e negati!a. $$$. (*"')*%+"$'%*S
•
•
Se recomienda !erificar antes de la práctica que tanto los instrumentos de medida como los elementos a utilizarse en la práctica estKn funcionando adecuadamente, ya que si estos están daGados o en mal estado, no se podrá realizar la práctica. +segurarse de que los cables que unen los elementos del circuito estKn bien asegurados, si hay fugas de corriente o una mala conexión las medidas serán erróneas. $; (*&*(*%"$+S
2M =. +rcos. .puntes en clase de Máquinas Electricas. *P%. 9M -hags S. /uru. Máquinas Eléctricas / Trans%ormadores . ercera edición +lfaomega /rupo editor
; + %*I'
