Máquinas Eléctricas II

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1 etro de Estudiates de Igeiería Tecológico (.E.I.T.) UNIVERSIDAD TENOLOGIA NAIONAL FAULTAD REGIONAL AVELLANEDA DTO. DE ELÉTRIA átedra: Máquias Eléctricas II TRABAJO PRÁTIO N 6 ENSAYO DINÁMIO DE MÁQUINA ASINRÓNIA urso 006 oordiadores: Ig. Gerardo Veutolo Ig. Walter Noviello Ig. Fabiá Jofre - 1 -

2 1. Determiació de las curvas de cupla y corriete e fució de la velocidad para u motor asicróico Itroducció. Utilizado u istrumeto graficador trazaremos las curvas de cuplas y corriete e fució de la velocidad. Nuestro graficador debe cotar co dos etradas para el eje "Y" y co ua para el eje "X". Tambié puede utilizarse u osciloscopio co memoria. El método cosiste e aplicar a la etrada "Yl" la señal de cupla, a la "Y" la corriete, y a "X" la señal de velocidad. Haciedo que el motor gire desde la velocidad ula hasta la velocidad omial lograremos trazar dicha curvas. Ua forma práctica de realizarlas es utilizado el arraque de u motor asicróico e vacío. omo el proceso de arraque puede ser muy rápido y la velocidad de respuesta del graficador o resulta suficiete, colocaros u volate de iercia para obteer u arraque leto, evitado cargar así co cupla efectiva al motor. Por igual razó, el gráfico o se obtiee partiedo del motor parado ya que la iercia del registrador impide el rápido acomodamieto de la pluma e el istate iicial. Para elimiar este problema se arraca el motor co marcha ivertida, se ivierte luego u par de fases iiciado el registro a partir del fucioamieto como freo. 1.. Obteció de la señales Velocidad. Al motor asicróico se le debe acoplar ua díamo taquimétrica o u geerador c.c. M 3 G = A B La salida e los bores A-B es ua tesió proporcioal a la velocidad de giro ( U AB ~ E = K.. φ ) - -

3 Para bloquear algú tipo de riple o ruido que pudiera afectar las medicioes, filtramos esta señal co u cuadripolo pasabajos. Á B R X R 500Ω 16µ F Esta señal va al eje X del graficador dado ua tesió proporcioal a la velocidad, e todo el espectro e que esta varía upla: aalizamos u grafico teórico de cupla e fució de la velocidad. = f (). m a r sicróica m: cupla motora r: a: cupla resistete cupla aceleradora : revolucioes por miutos El motor arraca desde la velocidad cero, acelera y llega a la velocidad de equilibrio. La cupla que permite la aceleració es a = m r. uado el motor está e vacío r 0 y a m. La cupla aceleradora provee de eergía ciética a las masas - 3 -

4 ierciales que el sistema posee: rotor del motor asicróico, rotor del geerador de.. y volate de iercia. Prácticamete la úica iercia válida y apreciable es la del volate exterior. Sabemos que a = J. d ω/dt dode J es el mometo de iercia total (cte). ω es la velocidad agular (=cte. ) y dω es la aceleració. dt Por lo tato si derivamos la señal de (eje x ) respecto del tiempo, podremos graficar a, que e vacío es aproximadamete la cupla motora. Esto se cosigue a través de u circuito derivador, obteiedo para cada valor de u valor de cupla correspodiete. R X velocidad Y cupla R 00KΩ 0.5 µ F orriete. Tomamos la corriete a través de u trasformador de Itesidad. Esta señal la itroducimos e u trasductor registrador (eje Y). I / U para itroducir la señal de salida e el ca cc TI M?3 I ca /U cc Y 1.3. Determiació de las escalas Velocidad: (eje x). Fijado el puto "cero" (que o debe variar), para el motor girado a la velocidad "" se varía la Uexc hasta que la amplitud e el gráfico sea la deseada (x1). Luego medimos esta velocidad co u tacómetro (1). x 1 Escala de velocidad: [ r.p.m / cm] 1-4 -

5 El valor Uexc o debe variarse e todo el proceso upla (eje Y1): Vimos que a = J.d ω/dt. estado el mometo de Iercia expresado por J =G.D /4.g dode G es el peso del volate e Kgr; D, el diámetro equivalete e mts.; g, la aceleració de la gravedad e m/seg. π d Por otra parte ω = π. / 60 y su derivada co respecto al tiempo d ω/ dt =.. 60 dt Para hallar d ω / dt puto a puto, trazamos el gráfico = f (t) colocado la señal de e el eje "y" y el tiempo e el eje x. Para hallar dω / dt A, para el puto cle velocidad " A " (ver gráfico) se procede así se traza ua tagete al puto A de la curva y se halla su pediete: π dω / dt ( A ) = 1 / t1[ 1/ seg] 60 alculado de esta maera la cupla correspodiete a ua velocidad A, y dividiédola por la ordeada correspodiete (medida e cm.) e el gráfico a = f (), se obtedrá la escala de cuplas (Kgm/cm). l.3.3. orriete (eje Y). oociedo: a) Relació del trasformador de itesidad: K I b) Relació del trasductor: K T (5A/X-mV) c) Relació del eje Y: K y (X.mV/cm.) Tedremos: Escala de corriete, K (A/cm) = K I.K T.K Y 1.4. oclusió. Obteidos los gráficos y hallado las escalas correspodietes, podemos medir e los gráficos y hallar valores de cuplas y corrietes para cualquier valor de Apédice

6 orrecció por la presecia de cupla resistete ( r 0 ). Se tedrá m a, y será ecesario, cuado se requiere precisió, efectuar esta correcció ya que osotros graficamos a =J.dw/dt y e realidad queremos m. El problema se limita a coocer r = f(). Ya obteida, tedremos m. El graficador registra a = J.d ω/dt m - r, y observemos que si m = 0, será a = - r = J.dωdt. Es decir que podemos graficar r, e la descoexió del motor (cuado m = 0) variado desde su valor omial hasta cero (motor deteido). omo el proceso es iverso, la derivada dω / dt es egativa y r se registra ivertida (ver gráfico). Por lo tato ivertimos dicho gráfico (respecto del eje abscisas) y le sumamos la curva de a obteiedo m.. Trabajo práctico: Determiació del gráfico de cupla y corriete e fució de la velocidad..1. ircuito: A R=500 Ω x = 16 µ F 0,5 µ F 00 KΩ Y1 B - 6 -

7 . Procedimieto. a ) Se arraca co cotador "A". o U exc se establece la amplitud del gráfico y la escala de velocidades. Se verifica la lectura U (debiedo estar costate U exc e todo mometo). La lectura U 1 es la tesió omial de esayo y tambié permaecerá costate. b ) Se coecta el cotactor "B" (marcha ivertida). Luego de estar e la velocidad omial se verifica que las putas del graficador apoye sobre el papel. Se coecta uevamete el cotactor "A" y comezará a trazarse el gráfico. Luego, descoectado la máquia de la red, se traza el gráfico ivertido de cupla resistete R. c ) olocaros el eje x e tiempo (por ejemplo 1 cm/seg) y la señal de sobre el eje y (ajustado la llave selectora de "y" a la ueva señal). oectado el cotactor "A" se verifica el registro gráfico de e fució del tiempo. d ) Repetimos los pasos a); b); y c); para otro valor de U 1 (tesió de alimetació). (Para rotores bobiados, variaros la resistecia rotórica). e ) Se calcula las escalas, se corrige el gráfico por r 0 y se verifica co la expresió teórica de max el correspodiete obteido e el gráfico. f) Aálisis de los resultados obteidos..3. Para el esayo sobre la máquia del Laboratorio, los siguietes valores os dará ua buea proporció de los gráficos: (la máquia está preparada co volate). y x y 1 U 0 (cupla) = 990rpm (corriete) 105V Volate de iercia : J 0,144 kgm seg Peso : 60 kgr. Dm : 0,434 m 50mV/cm 10V/cm K K K T y os I = 1000rpm = 10A / 5A = 5A /10mV = 1mV / cm - 7 -

8 Dm esp Para u disco de espesor costate: 1 D = Dm.4. Para verificar max utilizamos la expresió aproximada: max. 3pUi = 4πf R1 + R1 + x cc (kgm) 9,81 dode: p: es el úmero de pares de polos (=3000/ sic. ) f: frecuecia estatórica (=50Hz). R 1 : Resistecia estatórica (de ua fase). Medida co u puete de Wheastoe se observó u promedio de Ω ). x cc : reactacia de cortocircuito. Se calcula mediate el diagrama circular (tomado ϕ y ϕ 70 ) cc Para mayor exactitud e la fórmula de max, se recomieda realizar el esayo de vacio y corto circuito. Agregado los valores de I 0 e Icc obteidos del gráfico correspodiete se halla el diámetro del diagrama circular (e Amperes) D cc. Luego x cc =U /D cc. S=1 I cc ϕ cc ϕ 0 D cc (A) I 0-8 -

9 1000 A t 1 A 1 esc = 100 rpm/cm esc t = 1 seg/cm dω 100. π A = dt 60. 0,7 ( max) = 14,96 1/seg I I max M a R - R os - 9 -