Protocolo de ensayos normados IEC, VDE, NEMA, UL, ANSI. 1 PRUE PRUEBA BAS S DIVE DIVERS RSAS AS RESISTENCIA DE AISLAMIENT . Norma IEEE Std 43-1974; El valor demasiado bajo de la resistencia de aislamiento puede indicar la presencia de humedad en el aislamiento.
PRUEBAS DIELECTRICAS ! PARCIALES DE DESCAR"A . Norma NSI !"#.1#-1977 $ NSI%NE& &'1-197(. )a prueba del alto-voltaje *eneralmente se aplica pero no necesariamente despu+s de ,ue se ha$an terminado el resto de las pruebas. urante la prueba de los devanados inductores de m,uinas *randes/ las escobillas se deben levantar $ aislar el+ctricamente de los anillos del colector de modo ,ue no se impon*a nin*una tensi0n de voltaje ecesiva en el devanado inductor. Se usan los m+todos2 -
METD 1. PRUEBA DE VLT VLTA#E ALTERN ALTERN A LA $RECUENCIA $RECU ENCIA DE DE LA ENER"IA. se basa sobre el uso de los transormadores potenciales diseados para el uso de instrumentos ,ue determinan eactamente 5ndices del voltaje.
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METD %. PRUEBA DE VLTA#E DIRECT EN LAS BBINAS DEL ESTATR. 6n voltaje directo es i*ual a 1.7 veces el valor del rms del
voltaje especicado en la prueba 8valor eca: se aplica a la bobina probada. ara el m+todo de la prueba/ ver IEEE Std 4-199" e IEEE Std 9"-1977. -
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METD &. PRUEBAS DE BA#A $RECUENCIA EN LAS BBINAS DEL ESTATR. 6n voltaje de baja recuencia 8<)=: con la cresta i*ual a 1.>3
veces el valor del rms del voltaje especicado por la prueba de recuencia aplicada a la bobina. )a prueba del <)= es ventajosa en las ma,uinas *randes con alta capacitancia de la bobina donde puede dar lu*ar a escala reducida del e,uipo de prueba re,uerido. ver IEEE Std 433-1974. METD '. PRUEBA PARCIAL DE LA DESCAR"A. Norma IEEE Std ">1977/ dems/ la clusula 7.1.? de IEEE Std >?-197(. describe medidas parciales de la descar*a en las m,uinas de rotaci0n.
MEDIDAS DE LA RESISTENCIA. Norma IEEE Std 11(-197(. -
RE$ERENCIA DE LA RESISTENCIA DE CAMP. )a resistencia es medida com@nmente en estado estacionario para obtener un valor de reerencia 8Ab: desde el cual se determinar la temperatura de campo durante las pruebas de uncionamiento !on este n/ el rotor permite ser epuesto a una temperatura ambiente esencialmente constante por un tiempo sucientemente lar*o para ,ue el rotor alcance la temperatura
ambiente. !uando la resistencia de campo es medida por la ca5da de tensi0n/ un valor relativamente bajo. -
RE$ERENCIA DE LA RESISTENCIA DEL CAMP DESDE UNA PRUEBA DE $UNCINAMIENT. ara los rotores con conductores r5os/ la temperatura de la bobina puede cambiar demasiado rpido por hacer esto.
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PRUEBA DE $UNCINAMIENT PARA LA TEMPERATURA DE LA RESISTENCIA DEL CAMP. Se debe medir por el m+todo de la ca5da
de tensi0n despu+s de ,ue la ma,uina ha$a uncionado con la corriente de campo re,uerida $ cercana a las condiciones de car*a re,ueridas durante bastante tiempo para ,ue la temperatura uniorme sea alcanada. E$ECT DE LA CAIDA DE TENSIN EN LAS ESCBILLAS. ara determinar la resistencia del campo eactamente de una m,uina en uncionamiento/ es necesario obtener la ca5da de voltaje a trav+s del devanado inductor sin incluir la ca5da de voltaje en las escobillas ,ue suministran la corriente de campo. Esto es mu$ importante cuando la corriente de campo es mu$ pe,uea/ o cuando se determina el valor de la resistencia de reerencia. CRRECCIN A LA TEMPERATURA ESPEC($ICA. !uando la resistencia/ At/ de una bobina ha sido determinada a una temperatura de prueba tt/ la resistencia se puede corre*ir a una temperatura ts/ especicados por la ecuaci0n si*uiente2
As.- Es la resistencia de la bobina/ corre*ida a la temperatura espec5ca/ ts 8ohmios:. ts - Es la temperatura espec5ca/ B!. At.- Es el valor de la prueba de la resistencia de la bobina 8ohmios:. tt.- Es la temperatura de la bobina cuando la resistencia ue medida/ B!. C.- Es la constante caracter5stica del material de la bobina.
% PRUEBAS DE CRTCIRCUIT DE CAMP "IRATRI El objeto de estas pruebas es detectar las bobinas de campo *iratorio ,ue estn cortocircuitadas/ el n@mero incorrecto de vueltas/ o tamao incorrecto del conductor. No todos las bobinas de campo *iratorias cortocircuitadas son evidentes/ en estado estacionario $ una prueba a la velocidad determinada puede ser re,uerida.
METD 1. CAIDA DE VLTA#E DE CRRIENTE CNTINUA. Se puede utiliar para detectar vueltas cortocircuitadas solamente cuando las coneiones entre las bobinas son accesibles. )a prueba es hecha/ con el rotor parado/ pasando una corriente continua constante por el devanado inductor.
)a ca5da de voltaje de cada bobina o pares de bobinas se mide por medio de un volt5metro. Si estas lecturas var5an ms ,ue el ?D del promedio/ es una indicaci0n ,ue puede haber vueltas cortocircuitos en la bobina/ o ,ue la bobina este enrollada con el n@mero incorrecto de vueltas.
METD %. CAIDA DE VLTA#E EN CRRIENTE ALTERNA. 6na prueba ms sensible para ver las espiras cortocircuitadas es pasando corriente alterna de amplitud constante por el devanado inductor. Si ha$ acceso a las coneiones entre las bobinas/ con el rotor parado/ el voltaje a trav+s de cada bobina o los pares de bobinas debe ser medido. El voltaje a trav+s de una bobina ,ue tiene una vuelta cortocircuitada ser substancialmente menor ,ue el voltaje a trav+s de una bobina en buen estado.
METD &. RESISTENCIA PR CRRIENTE CNTINUA. Se hace una comparaci0n entre la resistencia de campo $ un valor obtenido previamente por una prueba o el clculo. espu+s de ,ue el rotor se ha$a epuesto a una temperatura ambiente por un periodo bastante lar*o para ,ue la bobina del rotor este en la temperatura ambiente/ la resistencia de campo es medida por un puente doble $ la temperatura del rotor es medida por varios term0metros o termopares situados en los puntos convenientes.
METD '. E)CITACIN DE LA BBINA PARA RTRES CILINDRICS. Este m+todo utilia un dispositivo de prueba ,ue tiene una base en orma de 6 capa de puntear sobre una ranura de la bobina de un rotor cil5ndrico/ teniendo una bobina ecitada enrollada en carcasa. )a prueba es hecha poniendo el dispositivo sucesivamente a trav+s de cada ranura de la bobina de campo $ pasando corriente alterna a trav+s de la bobina de ecitaci0n
METD *. DETECCIN DE LA $RMA DE NDA DEL RTR PARARTRES CILINDRICS. Este m+todo utilia un transductor o una bobina de captaci0n para determinar la orma de onda del campo ma*n+tico del rotor. El captador ma*n+tico debe ser montado en el estator/ en el entrehierro en *ran proimidad al rotor/ $ conectar con el osciloscopio u otro dispositivo conveniente de *rabaci0n.
& PRUEBA DE LA PLARIDAD PARA LS PLS DE CAMP )a polaridad de los polos de campo se puede comprobar por medio de un pe,ueo imn permanente montado de modo ,ue pueda *irar e invertir su direcci0n libremente. ara este n es necesario ener*iar el devanado del inductor con el " o 1#D de la corriente dada.
' CRRIENTE DE E#E ! AISLAMIENT DEL C#INETE El objetivo de esta prueba es determinar la uera electromotri ,ue puede crear una corriente ,ue atraviesa los cojinetes/ el eje $ los soportes de los cojinetes/ esto debido a la eistencia de irre*ularidades en el circuito ma*n+tico.
METD 1. A TRAVES DE LS E)TREM DEL E#ES. )a presencia de voltaje del eje puede ser determinada midiendo el voltaje de etremo a etremo del eje con un volt5metro de alta impedancia.
METD %. A TRAVES DE UNA PELICULA DE ACEITE DEL C#INETE, C#INETES SIN AISLAR. Esta prueba re,uiere de las adecuadas caracter5sticas de la pel5cula de aceites del cojinete para soportar el voltaje del eje sin daarse.
METD &. A TRAVES DEL AISLAMIENT DEL C#INETE . ara eliminar las corrientes del eje/ muchas ma,uinas tienen uno o ms cojinetes aislados/ se asume ,ue el aislamiento est situado entre el cojinete $ la carcasa de la m,uina. ara determinar ,ue se presente un voltaje ,ue produca corrientes en eje de la m,uina/ un conductor de resistencia baja se conecta desde el eje hasta el cojinete sin aislar cortocircuitndolo/ la pel5cula de aceite/ $ un volt5metro de ! de baja escala est conectado entre el eje $ la carcasa sucesivamente en cada cojinete aislado.
METD '. AISLAMIENT DEL C#INETE. El aislamiento puede ser probado conectando un volt5metro de corriente alterna de escala baja a trav+s del aislamiento. METD *. AISLAMIENT DEL C#INETE. 6n me**er de "## < puede tambi+n ser utiliado. Esto es mucho ms sensible ,ue el m+todo antes dicho $ puede tender a daar el aislamiento ,ue es adecuado para evitar ca5das de voltaje en el eje causando corrientes perjudiciales. METD +. DBLE AISLAMIENT. )a prueba del m+todo " es aplicada entre el separador metlico $ la carcasa de la m,uina. Esta prueba se debe realiar en cada uno de las varias tra$ectorias m@ltiples entre el eje $ la carcasa donde se utilian los cojinetes aislados; esto para ma,uinas con cojinetes con doble aislamiento.
* SECUENCIA DE $ASE )a prueba de secuencia de ase se hace para comprobar el acuerdo de la ma,uina con los terminales marcados $ la rotaci0n de ase espec5ca/ o con los re,uisitos de NE& &'1-197(. )os resultados se utilian cuando los terminales de la l5nea se conectan con los terminales de la armadura para obtener una correcta puesta de ase de un *enerador/ o la direcci0n correcta de rotaci0n para los motores.
METD 1. INDICADRES DE LA SECUENCIA DE $ASE. )a secuencia de ase se determina haciendo uncionar la m,uina como *enerador en la direcci0n de la rotaci0n para la cual ue diseada $ conectando los terminales a un indicador de secuencia de ase o a un motor de inducci0n/ cu$a direcci0n de la rotaci0n se sabe cundo una secuencia de ase dada se aplica a sus terminales.
METD %. INDICACIN DEL DI$ERENCIAL DE VLTA#E. !uatro transormadores potenciales estn conectados se*@n las indicaciones de la =i*ura para las m,uinas trisicas. Es necesario tener un *ran cuidado para mantener una polaridad correcta de las coneiones del transormador. )os asteriscos muestran los terminales correspondientes de las bobinas primarias $ secundarias. Esta conei0n tiene luces indicadoras a trav+s de los interruptores de desconei0n entre el *enerador $ el sistema. El *enerador debe tener una velocidad $ una ecitaci0n correspondiente/ aplicada al voltaje normal. !uando est cerca de la velocidad s5ncrona/ las lmparas conectadas con los secundarios del transormador de potencia se aclararan o amorti*uan simultneamente si el *enerador tiene la misma secuencia de ase ,ue el sistema/ mientras ,ue se aclararan o amorti*uan primero uno despu+s el otro si la secuencia de ase son opuestas.
METD &. DIRECCIN DE RTACIN PARA MTRES. En el caso de un motor/ la secuencia de ase puede ser comprobada comenando desde su uente normal de ener*5a $ observando su direcci0n de rotaci0n. Si resulta un dao por la rotaci0n incorrecta/ el motor debe ser desconectado del aparato ,ue puede ser daado. En al*unos casos/ el aparato tal como un trin,uete irreversible no puede ser desconectado. En este caso/ una tensi0n sucientemente baja se debe utiliar para no daar el aparato.
+ $ACTR DE IN$LUENCIA TELE$NICA Solamente se mide normalmente cuando su ecitaci0n recticada ha sido substituida por una uente de ondulaci0n libre $ los transormadores de ener*5a se han ,uitado de la l5nea. Se obtiene como el cociente de un valor undamental car*ado rms $ los arm0nicos de una onda de voltaje/ $ el valor de la ra5 cuadrada de la onda.
EFI= .- Es el valor de la onda del voltaje ponderado rms/ usando los actores de ponderaci0n Fn. Fn.- Es el actor de ponderaci0n del FI= para el n arm0nicos. En.- Es el valor del rms de los n componentes arm0nicos del voltaje 8componente la componente undamental de voltaje: en las mismas unidades ,ue EFI= . Erms.- Es el valor de la onda del voltaje rms/ en las mismas unidades ,ue EFI=. El actor de ponderaci0n/ Fn/ usado antes/ es i*ual al solo al actor de inGuencia tele0nica. FI= / correspondiendo a la n recuencia arm0nica.
$ACTRES DE PNDERACIN. ara ,ue los actores de ponderaci0n sean utiliados en el clculo del FI=/ ver NSI !"#.13-19(9 o a nema &'1-197(. CNSIDERACINES PTENCIALES DEL TRANS$RMADR. Si un transormador potencial est conectado entre la m,uina $ el instrumento/ debe estar establecido ,ue el contenido arm0nico del voltaje de la m,uina no sea aectado por la presencia del transormador. ara realiar tal vericaci0n/ un divisor de voltaje resistente 8aproimadamente 3## H%< $ diseado para producir el voltaje deseado para un analiador arm0nico: se debe poner a trav+s de los terminales de la m,uina con el transormador potencial desconectado/ $ el contenido arm0nico del voltaje de la m,uina debe ser obtenido.
DESVIACIN DE LA $RMA DE NDA DEL VLTA#E EN LS TERMINALES DEL ESTATR ! $ACTRES DE TENSIN ara la denici0n del actor de desviaci0n $ distorsi0n/ ver IEEE Std 1##-199?. )a orma de onda del voltaje en la prueba es re*istrada usando un oscil0*rao ajustado para producir una desviaci0n amplia/ $ operando a alta velocidad para poder subdividir el intervalo de tiempo de un semiciclo en una serie de intervalos i*uales. ara permitir un anlisis adecuado/ la amplitud mima de la onda a partir de cero debe ser por lo menos 3.? cm/ $ la distancia para un semiciclo por lo menos 4 cm.
- PRUEBAS DE VELCIDAD E)CESIVA Se hacen las pruebas de velocidad ecesiva solamente cuando estn especicadas. Se especican *eneralmente para los *eneradores s5ncronos conectados con turbinas u otro e,uipo mecnico ,ue uede estar sujeto a velocidad ecesiva por perdida de car*a u otra causa.
PRCEDIMIENT. ntes de hacer una prueba de velocidad ecesiva/ la m,uina se debe eaminar cuidadosamente/ cerciorndose de ,ue todos los pernos de sujeci0n $ pieas de rotaci0n est+n apretados $ en buenas condiciones. El rotor debe tener un buen e,uilibrio mecnica como sea posible antes de comenar la prueba. Se debe tomar cada precauci0n para prote*er la vida $ las caracter5sticas de la prueba en caso de cual,uier des*racia. )a velocidad se debe leer con un tac0metro el+ctrico u otro dispositivo ,ue indi,ue la velocidad. Normalmente/ la prueba de velocidad ecesiva se hace con la m,uina sin ecitaci0n. Si la m,uina es ecitada/ se debe tener cuidado al reducir la ecitaci0n durante la prueba de modo ,ue el voltaje no eceda de 1#"D del voltaje clasicado.
CAPACIDAD DE CAR"A DE LINEA )a capacidad de car*a de l5nea de una m,uina s5ncrona es su ener*5a reactiva en Cilovoltamperios al uncionar s5ncronamente con el actor de potencia cero/ voltaje determinado/ $ con la corriente de campo reducida a cero. METD 1. CM MTR. )a m,uina unciona como motor s5ncrono sin car*a/ desacoplada preeriblemente/ $ con voltaje $ recuencia determinados/ con la ecitaci0n reducida a cero. METD %. CM "ENERADR. )a m,uina unciona a la velocidad normal $ est conectada con las secciones de la l5nea de transmisi0n/ usando sucientes secciones para dar el voltaje determinado cuando la ecitaci0n del *enerador se reduce aproimadamente a cero. )a capacidad de la car*a es la entrada de ener*5a reactiva en Cilo-voltamperios. or,ue una l5nea de transmisi0n re,uiere por lo menos una pe,uea uente s5ncrona de ecitaci0n/ no es posible hacer la prueba con ecitaci0n cero. PRECAUCIN. bserv+ ,ue el l5mite para la reducci0n de la corriente de campo de las &a,uinas de rotor cil5ndrico en el voltaje determinado puede ser establecido por el abricante para evitar calentamiento local en la armadura. Si eiste tal limite/ los datos se pueden tomar en varios valores ma$ores de la corriente de campo.
1/CURVAS DE LA SATURACIN, PERDIDAS SEPARADAS, ! E$ICIENCIA E$ICIENCIA. )a eciencia verdadera de una m,uina es el cociente de la potencia de salida por la potencia de entrada bajo condiciones espec5cas. En las pe,ueas m,uinas/ estos se pueden medir directo. En un e,uipo ms *rande donde la potencia mecnica no puede ser medida eactamente/ se utilia una eciencia convencional/ basado en p+rdidas se*re*adas. )as p+rdidas ,ue se utiliaran en la determinaci0n de la eciencia convencional de una m,uina s5ncrona $ de su m+todo de evaluaci0n se prescriben en los estndares aplicables )os m+todos de prueba para determinar las perdidas individuales si*uientes se dan en los subclausulas subsecuentes2
a0 erdida de la ricci0n $ del viento 0 erdida del hierro 8circuito abierto: c0 +rdidas por perdida en la car*a 8cortocircuito: d0 p+rdida de la armadura I?A a usar la corriente de la armadura a la car*a espec5ca $ la Aesistencia de armadura en !.!. corre*idas a una temperatura especica e0 !olocar I?A usando la corriente de campo $ la resistencia de campo corre*ida a una temperatura especica
METDS DE MEDIDA DE LAS P2RDIDAS Ja$ cuatro m+todos disponibles para medir las p+rdidas de una m,uina s5ncrona2 a0 &+todo de impulsi0n separada 0 &+todo de entrada el+ctrica c0 &+todo del retraso d0 &+todo de la transerencia t+rmica:
11E)CITACIN DE LA CAR"A ! RE"ULACIN DE VLTA#E )a corriente o la ecitaci0n de campo re,uerida para uncionar una m,uina s5ncrona bajo varias condiciones de car*a de estado estacionario de potencia aparente/ actor de potencia/ $ voltaje se puede obtener por los m+todos descritos ms abajo. ara hacer estos c0mputos se re,uiere la inormaci0n si*uiente de la m,uina2 curva de saturaci0n en circuito abierto/ resistencia de la armadura/ reactancia directa no saturada del eje/ reactancia no saturada del eje en cuadratura/ $ la reactancia de salida de otier.
METDS DE PRUEBA a0 !urva de saturaci0n en circuito abierto 0 Aesistencia de la armadura 8Aa: c0 Aeactancia s5ncrona no saturada del eje directo 8Kdu: d0 Aeactancia s5ncrona no saturada del eje en cuadratura 8K,u: 1%PRUEBAS DE TEMPERATURA
)as pruebas de temperatura se hacen para determinar la subida de temperatura de ciertas pieas de la m,uina sobre una cierta temperatura de reerencia al uncionar bajo condici0n de car*a especicada. Esta temperatura de reerencia se ha reerido etensamente como la temperatura ambiente 8o temperatura ambiente interna:. Fales temperaturas de reerencia dependen de una manera por la cual la m,uina es reri*erada. )as pruebas de la temperatura se pueden hacer con el uncionamiento de la m,uina a una o muchas condiciones de car*a. )a inormaci0n/ ,ue se re,uiere *eneralmente/ es la subida de temperatura de una m,uina en uno o ms valores especicados de car*a. uesto ,ue la car*a en una condici0n de car*a deseada no es siempre posible/
METD 1. CAR"A CNVENCINAL. El m+todo preerido para hacer una prueba de temperatura es llevar a cabo las condiciones espec5cas de corriente/ potencia/ voltaje/ $ de la recuencia de la armadura hasta ,ue la m,uina alcance temperatura constante/ tomando lecturas cada media hora o menos. Si la m,uina est e,uipada con un voltaje u otro re*ulador/ este deber5a estar inoperante durante esta prueba de modo ,ue la corriente de campo sea constante.
METD %. RE"ENERACIN SINCRNA. )as dos m,uinas se acoplan juntas $ estn conectadas el+ctricamente de modo ,ue una sirva como un motor $ el otro como *enerador. )a salida del *enerador se alimenta el+ctricamente para suministrar al motor. !ual,uiera de estas m,uinas puede ser la m,uina bajo prueba. )as p+rdidas de las dos m,uinas son suministradas por una tercera m,uina 8un motor:/ derivando su potencia de una uente disponible tal como la utilidad el+ctrica local. )a tercera m,uina suministra potencia a las otras dos m,uinas mecnicamente con un acoplador/ un en*ranaje/ o un arre*lo conveniente de la correa. 6n m+todo alterno de suministrar perdidas es utiliar una uente de corriente el+ctrica en lu*ar de la tercera m,uina 8un motor:.
METD &. $ACTR DE PTENCIA CER . Este m+todo consiste en hacer uncionar la m,uina sin nin*una car*a como condensador s5ncrono/ manteniendo condiciones apropiadas de la corriente de la armadura/ voltaje/ $ recuencia hasta ,ue la m,uina alcance temperatura constante.
1&PRUEBA DEL PAR En muchos casos es imprctico realiar pruebas del par con el voltaje clasicado. or lo tanto/ los procedimientos prev+n pruebas con el voltaje reducido. )os resultados entonces se ajustan al voltaje especicado en caso de necesidad. ebido a diversos eectos de saturaci0n presentes en diversos voltajes/ las pruebas a dos o preeriblemente a los tres voltajes puede ser necesario permitir un raonablemente ajuste eacto en el voltaje especicado. cual,uier velocidad/ el par en el entrehierro es una unci0n del voltaje $ de la recuencia. El par de salida neta es i*ual al par en el entrehierro menos el par por la ricci0n $ eectos del viento/ si la m,uina se est uncionando.
CRRIENTE ! PAR DE RTR BL3UEAD. Esta prueba se toma para determinar $ dibujar la corriente de la armadura del motor durante el arran,ue/ con el par desarrollado a rotor blo,ueado/ $ la corriente de campo inducida resultante. uede ser tomada con un reno pron$ ajustado para evitar ,ue el motor *ire/ o una vi*a r5*ida li*ada al eje del motor con su etremo libre ,ue se reclina sobre una escala para medir el par desarrollado. 6na uente ajustable de voltaje alterno de recuencia especica se conectada con la armadura.
En esta prueba/ los circuitos del amorti*uaci0n $ del estator se calientan mu$ rpido $ la prueba se debe hacer lo ms rpidamente posible. )a prueba inicial se debe hacer con la corriente mima ,ue no causar un calentamiento perjudicial durante la prueba. )as pruebas subsecuentes se deben hacer sucesivamente con corrientes ms bajas. El voltaje de la armadura/ la corriente/ la potencia/ el par/ $ la corriente de campo inducida deben ser re*istrados en cada punto de prueba.
DETERMINACIN DE LA CRRIENTE DE RTR BL3UEAD. !uando la m,uina no tiene eectos de saturaci0n/ la corriente de rotor blo,ueado varia directo como el voltaje/ $ la potencia como el cuadrado del voltaje. Si los eectos de la saturaci0n estn presentes/ la prueba se debe tomar con bastantes valores para traar una curva de corriente vs el voltaje ,ue se puede etrapolar para dar la corriente en el voltaje especicado. )a corriente de la armadura ,ue se traara es el promedio de todas las ases. )os datos de las pruebas se traan se*@n las indicaciones
