UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL AVELLANEDA DTO. DE ELÉCTRICA. Cátedra: Máquinas Eléctricas II

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL AVELLANEDA DTO. DE ELÉCTRICA. Cátedra: Máquinas Eléctricas II"

José María Vega Ortiz
hace 7 años
Vistas:

1 NIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACLTAD REGIONAL AVELLANEDA DTO. DE ELÉCTRICA Cátedra: Máquinas Eléctricas II TRABAJO PRÁCTICO N 2 Características Internas y Externas de Máquinas Sincrónicas - Triángulo de Pothier Curso 2009 Coordinadores: Ing. Gerardo Venutolo Ing. Walter Noviello Ing. Fabián Jofre Página 1 de 7

2 1-Objeto del trabajo práctico TRABAJO PRACTICO N 2 Se determinaran las características internas y externas de un generador sincrónico trifásico. Se obtendrán datos para el trazado del triángulo de Pothier. 2-Datos del equipamiento utilizado Instrumentos empleados: estos datos se relevarán en el momento del ensayo y se consignarán en el informe como Apéndice I. 3-Esquema de conexiones 4-Programa de ensayos 4.1- Medición de resistencia de armadura y de excitación Se medirán los valores de la resistencia de los bobinados usando el puente de Weastone, se efectuarán las correcciones necesarias a fin de obtener dichos valores referidos a 75 º C según establecen las normas. Valores obtenidos de la medición : Rab Rbc Rca Rexc Temperatura ambiente [ta] Valores a calcular : Se medirá las resistencias en serie de dos fases, por lo cual dicho valor de Rarm se dividirá por 2. r1 = Rab + Rbc + 6 Rca k + 75 k + ta [ Ω ] Siendo k Página 2 de 7

3 234,5 para cobre recocido 100% de conductividad 241 para cobre estirado en frío de 97,3% de conductividad. 228 para aluminio estirado en frío de 61% de conductividad. R R 2 1 = k k ta 4.2- Característica en vacío [=f() con Ia=0] Se determinará el comportamiento magnético de la máquina analizando las características de vacío. En rigor esta característica tiene dos ramas que delimitan el área del ciclo de histéresis del circuito magnético. De acuerdo con la Norma IRAM 2152 trazaremos la parte ascendente del lazo según la siguiente rutina : 1.- Llevar el generador a su velocidad de sincronismo. 2.- Excitar al generador gradualmente para llevar su tensión en bornes desde cero al 130% aproximadamente de su nom. para lo cual se dan los valores orientativos en el siguiente cuadro : med Estas lecturas se realizarán siempre aumentando la excitación y si por algún motivo es necesario disminuirla se deberá reducir a cero para incrementarla luego al valor deseado Característica de cortocircuito [=f() con =0] Se observará la relación existente entre la corriente de armadura y la de excitación para la máquina soportando un cortocircuito trifásico simétrico en bornes. Para ello se seguirá el procedimiento indicado : 1.- Se hará funcionar la máquina cortocircuitada y se aumenta gradualmente la excitación 2.- Se obtendrán los valores de intensidad de armadura entre cero y aproximadamente 130% de su Inom. para lo cual se dan los valores orientativos en el siguiente cuadro: Ia 1, IAmed Nótese que a diferencia del ensayo en vacío en éste no es necesario que la máquina este en sincronismo para efectuar las mediciones puesto que la corriente de corto circuito se hace prácticamente independiente de la velocidad de rotación, ya que las inductancias como la f.e.m. inducida por el devanado de excitación varían ambas en forma proporcional a la frecuencia, y por consiguiente proporcionalmente a la velocidad de rotación y solamente cuando la frecuencia es muy baja la resistencia óhmica de los bobinados es significativa sobre la magnitud Zd. Página 3 de 7

4 Diagrama de f.e.m. en corto circuito El diagrama real es el de la figura a), pero debido a las consideraciones antedichas el valor de la caída de tensión en la resistencia de armadura IxRa es casi nulo al igual que jiqxxaq en consecuencia de ello ψ = 90º y la corriente de corto circuito será : Esta condición vectorialmente está representada en la figura b) 4.4- Ensayo a factor de potencia de cero inductivo [n; Ian; cos φ =0L] Se determinará el punto de funcionamiento nominal para factor de potencia cero inductivo. Se cargará la máquina con un banco de inductores supuestamente ideales hasta obtener tensión, corriente de armadura y frecuencia nominales. Ia f 220V 15A 50Hz 4.5- Características externas [=f(ia)] Pueden expresarse como la relación existente entre la tensión y la corriente de armadura, para valores constantes de excitación, frecuencia y factor de potencia. El procedimiento a seguir será el mismo para los distintos tipos de carga (resistiva, inductiva y capacitiva) : 1.- Se llevará la máquina a velocidad nominal y se medirá la corriente de excitación en vacío. 2.- Manteniendo esos valores constantes se cargará progresivamente la máquina hasta obtener el 120% de Inom con cada una de las cargas. Resistencia Inductancia Página 4 de 7

5 Capacidad 4.6- Característica de regulación [=f()] Pueden expresarse como la relación existente entre la corriente de excitación y la corriente de armadura, para valores constantes de tensión, frecuencia y factor de potencia. El procedimiento a seguir será el mismo para los distintos tipos de carga (resistiva, inductiva y capacitiva) : 1.- Se llevará la máquina a velocidad nominal (sincrónica). 2.- Se cargará progresivamente la máquina hasta obtener el 120% de Inom con cada una de las cargas cuidando de mantener constante la tensión y la frecuencia, para ello se deberá disminuir la corriente de excitación cuando la carga es capacitiva y aumentarla cuando es inductiva. Resistencia Inductancia Capacidad 5- Relación de cortocircuito Este valor caracteriza la influencia de la reacción de inducido (Fa) sobre el sistema de excitación. Siendo el valor por definición como la relación existente entre la corriente de excitación necesaria para alcanzar la tensión nominal en vacío y la que es necesaria para tener la corriente nominal en corto circuito trifásico: Siendo Xd = Xa +Xl denominada reactancia sincrónica. Si el sistema magnético no está saturado, Ien/Ieo = 1, en este caso r.c.c. = 1/Xd, siendo Xd el valor en por unidad. En el caso de circuito magnético saturado se debe multiplicar al valor anterior por Ieo / Ien. Página 5 de 7

6 Las máquinas con bajos valores de r.c.c. son más baratas, pero tienen mayores Variaciones de tensión con las fluctuaciones de la carga, son menos estables cuando trabajan en red y tienen un valor más bajo de corriente de carga cuando un generador trabaja con la capacidad de una línea de transmisión desconectada. n aumento del entrehierro da lugar a aumentar r.c.c. y disminuir Xd; esto mejora el funcionamiento en paralelo del generador, haciéndolo más estable ante fluctuaciones de carga. Pero aumentar el entrehierro significa aumentar la f.m.m. para tener el mismo flujo, con lo cual aumenta el costo de la máquina. 6- Construcción del triángulo de Pothier Se traza en un diagrama las características de vacío, cortocircuito y el punto de cero inductivo. Este se obtiene cargando al generador con una reactancia trifásica, midiendo Ie cuando Ia=Ian y =n Se halla en la curva de CC Ie para Ian (punto B ). Para 0l y CC Fa tiene el mismo valor, entonces se traza el segmento A B a partir de 0l. Se traza una paralela a la curva de primera magnetización a partir de A. Cuando la recta corta a la curva de vacío se obtiene el punto D, quedando el triángulo CDB llamado triángulo de Pothier. Página 6 de 7

7 Como se observa en los diagramas fasoriales esto es posible realizarlo porque Fa, Fr y FF están en la misma recta de acción. El segmento C B representa Fa, A B representa Ff y A C Fr. Como en CC la f.m.m. Fr crea un flujo que se cierra por Xl, esta puede ser determinada por: El valor Xa puede ser determinado como la diferencia de tensión entre el valor de Ff para Ian ( Eocc ) y la caída de tensión en Xl cuando circula la Ian. 7- Gráficos de las características Se representarán las características externas y de regulación se consignarán en el informe como Apéndice II. 8- Diagramas vectoriales para motor y generador con carga L y C Se representarán los diagramas vectoriales como motor y generador con carga inductiva y capacitiva. Se deducirán a partir de ellos las reglas de reacción de armadura. Se consignarán en el informe como Apéndice III. 9- Conclusiones Se realizará un análisis de los resultados obtenidos. Página 7 de 7

Documentos relacionados

a las pruebas de circuito abierto y cortocircuito a los generadores sincrónicos,

a las pruebas de circuito abierto y cortocircuito a los generadores sincrónicos, Electricidad avanzada ENTREGA 1 Pruebas de circuito abierto y cortocircuito en los generadores sincrónicos La máquina sincrónica es hoy por hoy, la más ampliamente utilizada para convertir grandes cantidades