GUIA-EE242-2015-I

ENSAYO N 1

Laboratorio de Mquinas Elctricas II EE 242

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERA EL CTRICA Y ELECTRNICA

GUA DE LABORATORIO DE MQUINAS ELECTRICAS II

EE-242

ING. LUIS ROJAS MIRANDA

CICLO 2015-IENSAYO N 1ARROLLAMIENTO PARA MQUINAS ROTATIVAS DE CORRIENTE ALTERNA

1. OBJETIVO

Estudio prctico de los bobinados polifsicos usados en motores asncronos.

Influencia de la distribucin de bobinas y anlisis del contenido de armnicos que genera un motor.2. EQUIPOS A UTILIZAR

Motor Westinghouse (WESCO): Alternating Current Motor for Winding StudyFig. 1.

1 Ampermetro de Pinza.

1 Multimetro.

1 Analizador de armnicos multifuncin, Fluke 39.

1 Tacmetro o estroboscopio.

Extensin trifsica.

1 Interruptor termo magntico 3, 30 A. 1 Auto transformador 3( 220/ 0-220 V o transformador 3( 220/110 V.

Cables de conexin.

3. PROCEDIMIENTO

1er Caso:

Formar, usando todas las bobinas disponibles, un arrollamiento trifsico simtrico de 2 polos (en conexin por polos). Conectar en serie todas las bobinas de una misma fase. Aplicar 220 V en conexin estrella.

1. Arrancando el motor en forma directa, medir y anotar en un cuadro tabulado: la velocidad de vaco, la corriente de vaco, la corriente de arranque, sentido de giro del motor y el tiempo de arranque.

2. Analizar el contenido de armnicos de tensin (V) y corriente (I) hasta el armnico = 13, as como la distorsin armnica total (THD) de ambos, durante la operacin del motor en vaco. 2do Caso:

Solo modificando las conexiones del primer caso, duplicar el nmero de polos de la mquina (conexin por polos consecuentes).

1. Repetir los puntos 1 y 2 del primer caso.

3er Caso:

Conectar el arrollamiento de 2 polos en conexin doble estrella y aplicar una tensin de tal manera que se mantenga Bmax constante, respecto a la conexin en estrella simple.


4to Caso:

Formar, usando todas las bobinas disponibles, un arrollamiento trifsico de 8 polos balanceados completamente. Conectar en serie todas las bobinas de una misma fase. Aplicar 220 V en conexin estrella.


Motor Westinghouse

El motor asncrono que se utiliza para realizar las conexiones tiene un bobinado trifsico tipo imbricado de doble capa, por lo tanto 48 bobinas distribuidas en 48 ranuras (un lado de bobina en la parte inferior y el otro en la parte superior), el paso de bobina es nica para cualquier caso y = 1 8 (7 ranuras de distancia entre los lados superior e inferior).

Cada bobina tiene un nmero en un extremo y el mismo nmero aumentado en cien en el otro (lo cual equivale tambin al mismo nmero con 1-1, 2-2), lo que significa que los bornes de la primera bobina son 1-101, como se muestra en la siguiente figura:

Fig. 1 El lado inferior de las bobinas figuran como 1, 2, 3, etc., mientras que en el mdulo del laboratorio corresponden a: 101, 102, 103, etc.

4. CUESTIONARIO

1. Mostrar el diagrama de conexiones del arrollamiento de una fase en cada caso.

2. Deducir la onda del campo magntico producido por una sola fase en cada caso.

3.Calcular y presentarlo en un cuadro tabulado el factor de paso (Kp), factor de distribucin (Kd), y el factor de devanado (Kdev) hasta el armnico = 15, para los casos de 2 y 8 polos.3. Explicar cmo se logra duplicar el nmero de polos (de 8 a 16) del arrollamiento con slo algunos cambios de conexin.

4. Explique a qu se debe el cambio del sentido de giro al duplicar el nmero de polos (de 8 a 16).

5. Qu posibilidades hay de formar un arrollamiento bifsico balanceado tetrapolar?, indicar que fuentes de alimentacin se requiere para alimentarlo y cul sera entonces su velocidad de vaco?

6. Calcular tericamente la proporcin entre las corrientes de vaco correspondientes a los tres casos ensayados.

7. Dibujar la distribucin de Amper-conductor para una de las fases y calcule la densidad lineal de corriente A/m (lminas de corriente) a lo largo del entrehierro en cada caso.

8. Mostrar el diagrama de conexiones para un arrollamiento de 12 fases y 2 polos.

ENSAYO N 2LA MQUINA ASNCRONA1. OBJETIVO

Realizar los ensayos de la mquina asncrona como motor y generador, a partir de ellos determinar los parmetros del circuito equivalente. La determinacin de las prdidas rotacionales y el pronstico terico de su comportamiento a partir del circuito equivalente.

2. EQUIPO A UTILIZAR

-Resistencia de arranque Ra 30 , 8,5 A.

-Resistencia de campo 1000 , 1 A - 97,6 A.

-3 llaves cuchilla 1( 30 A.

-01 ampermetro DC, 0-30 A.

-01 ampermetro DC, 0 1 A.

-01 ampermetro DC, 0-1,5 A.

-01 multmetro digital.

-01 Resistencia de carga 0 15 A o lmparas incandescentes.

-01 ampermetro DC, 0 2,5 A.

-Tacmetro o estroboscopio.3. PROCEDIMIENTO

Observar las caractersticas de la mquina, bornes de conexin, anotar los datos de placa, resistencia por fase del devanado de armadura y armar el esquema elctrico de la figura 2.1.

Figura 2.1.

3.1 ENSAYO EN VACOMedir la resistencia de cada uno de los devanados ra, el promedio de las tres ser el valor que se tome como dato. Anotar la temperatura.

Luego la mquina debe ser arrancada con la tensin mnima del autotransformador y sin carga en el eje, esperando que funcione un tiempo prudencial para que las condiciones de lubricacin se estabilicen.

Seguidamente elevar la tensin de alimentacin hasta aproximadamente un 120% del valor nominal y registrar para esta tensin la potencia y corriente absorbida por el motor.

Disminuir la tensin de alimentacin hasta aproximadamente 50% de Vn y anotar para cada valor de tensin, la potencia y corriente (10 juegos de valores). Medir la temperatura de cada fase del estator una vez culminado este ensayo.

V0 (V)I0 (A)P0 (W)Q0 (VAR)cos

n (rpm)

3.2 ENSAYO EN CORTO CIRCUITO (ROTOR BLOQUEADO).

Bloquear el rotor adecuadamente y aplicar a la mquina asncrona una tensin reducida de tal manera que la corriente consumida no sobrepase los lmites de la corriente nominal. Tomar simultneamente varios juegos de lecturas (6 valores como mnimo) de tensin, corriente y potencia hasta aproximadamente 1,5In. Culminado el ensayo medir las resistencias por fase del estator ra.

Vcc (V)Icc (A) Pcc (W)Qcc (W)cos

F (Lb)T (N-m)

3.3 ENSAYO COMO MOTOR BAJO CARGAAcoplar los ejes de las mquinas, asncrona y la de corriente continua, luego arrancar la mquina asncrona aumentando gradualmente la tensin de alimentacin hasta el valor nominal; luego excitar el generador de corriente continua, de tal manera que genere su tensin nominal. Enseguida conectar a los bornes del generador de CC la resistencia de carga RL o las lmparas incandescentes, las cuales debern estar en su posicin de mximo valor de resistencia.

Ajustar el valor de RL o encender las lmparas de tal manera que el motor asncrono tenga una velocidad en el eje correspondiente a un deslizamiento del 3% (debido al torque frenante que surge en el generador); a continuacin registrar la velocidad, potencia y corriente absorbida por el motor asncrono, la tensin en bornes del generador DC y la corriente en la resistencia de carga del mismo.

Mquina Asncrona

n (rpm)P (W)Q (VAr)V (V)I (A)cos

F (Lb)T (N-m)

Mquina DCVDC (V)IDC (A)

3.4 ENSAYO COMO GENERADOR

Modificar las conexiones del circuito del generador DC para obtener el motor shunt DC (figura 2.2).

Figura 2.2.

Arrancar el motor de corriente continua con la resistencia de campo en su mnimo valor y la de armadura en mximo, observar el sentido de giro. Desconectar esta mquina y arrancar el motor asncrono con tensin reducida verificando que el sentido de giro sea el mismo que el de la mquina CC. Si no son iguales alterar la secuencia de fases de la tensin trifsica, permutando dos lneas cualesquiera. Arrancar nuevamente el motor CC y llevarlo a la velocidad cercana a la sncrona (velocidad del campo en el motor de induccin). A continuacin conectar el motor asncrono a la red, con la tensin del autotransformador en la misma posicin.

Incrementar esta tensin gradualmente hasta 380 V aproximadamente. A estas condiciones aumentar la velocidad hasta alcanzar la corriente nominal en una de las mquinas.

Seguidamente medir la potencia, tensin y corriente en el estator, corriente en la mquina de corriente continua y la velocidad rotrica.

Repetir estas mediciones reduciendo gradualmente la velocidad hasta alcanzar la velocidad sncrona (tomar 10 valores como mnimo).

Mquina Asncrona

n (rpm)P (W)Q (VAr)V (V)I (A)cos

F (Lb)T (N-m)

Mquina DCVDC (V)IDC (A)

4. CUESTIONARIO

1. Relacin de los valores tomados en la experiencia.

2. A partir del juego de valores del ensayo de vaco calcular:

- Factor de potencia en vaco.

3. Graficar en un mismo cuadro las caractersticas del motor asncrono en rgimen de marcha en vaco, es decir, P00, I0 y cos( como funciones de la tensin aplicada. Explicar la tendencia de cada curva y defina el intercepto de determinara en el eje de las ordenadas la interpolacin de la curva P00.

4. A partir de las lecturas del ensayo a rotor bloqueado calcular: Zcc y Rcc en y tabularlos en funcin de la tensin aplicada.

5. Graficar en un mismo cuadro Pcc, Icc, Zcc y Rcc como funciones de la tensin aplicada. Explicar las tendencias.

6. Calcular los parmetros del circuito equivalente T de sustitucin de la mquina asncrona para tensin nominal.

7. A partir de 6, evaluar los parmetros del circuito equivalente L invertida.

8. Construir el diagrama circular usando el circuito equivalente L invertida.

9. A partir de 8 se pide:

Operacin como motor:Para un deslizamiento de 3%, determinar: corriente, potencia absorbida, factor de potencia, potencia en el eje y eficiencia. Comparar estos resultados con los obtenidos experimentalmente. Explicar las divergencias.

El deslizamiento para torque mximo.

La mxima potencia en el eje.

Operacin como generador.

Entregando por sus bornes la corriente de operacin como motor encontrada en 9.1, determinar: el deslizamiento, potencia entregada en bornes, factor de potencia, potencia recibida por el eje y eficiencia.

La mxima potencia que puede entregar por sus bornes y el deslizamiento en estas condiciones.

Para la mquina como generador construir la caracterstica terica de potencia en bornes vs. Velocidad o deslizamiento. Contrastarla con los puntos experimentales. Calcular errores y explicar divergencias.

Ubicar los puntos experimentales tomados para el generador y ubicarlos en el diagrama circular trazado en la experiencia. Explicar diferencias.

Dar un mnimo de 5 observaciones y 5 conclusiones.

ENSAYO N 3

GENERADOR SNCRONO I1. OBJETIVODemostrar de forma prctica los ensayos de rutina aplicados al generador sncrono, como son: prueba de vaco, cortocircuito trifsico, carga puramente inductiva y resistiva, caractersticas en V, as como la caracterstica angular (de potencia). Demostrar la operacin del generador sncrono en rgimen autnomo y en paralelo con la red.

2. EQUIPO A UTILIZAR- Resistencia de arranque Ra, 30, 8,5 A.

- Resistencia de campo motor 1000 , 1.2 A. Campo de la Ms.- 03 Llaves cuchilla 2x30 A. - 01 Ampermetro CD 0-40 A.

- 01 Ampermetro CD 0-1,2 A.

- 01 Ampermetro CA 0-10 A. Ia.

- 01 Voltmetro CA 0-300 V.

- 01 Multmetro digital.

- 01 Instrumento multifuncin FLUKE 39.

- Resistencias de carga de 0-15 A, 220V o Lmparas

incandescentes.

- 01 Ampermetro CD 0-1,5 A. Campo generador.- 01 Tacmetro o estroboscopio.

- 01 Autotransformador trifsico.

- Cables de conexin.

3. PROCEDIMIENTO Observar las caractersticas de la mquina, bornes de conexin, anotar los datos de placa. Previa medicin de la resistencia por fase del devanado de armadura, armar el esquema elctrico de conexiones (Figura 3.1) para la operacin del generador. La armadura que tiene 6 bornes, debe ser conectada en estrella.3.1Ensayo en vaco.

Verificar para el motor de corriente de accionamiento de continua tipo shunt, que la posicin del restato de campo Rx se encuentre en posicin de mnima resistencia y el de armadura Ra en mxima.

Ponerlo en marcha cerrando el interruptor S1 de la red de 220 Vdc y llevarlo hasta la velocidad sncrona del generador, verificar peridicamente que se mantenga constante.

Cerrando el circuito de la excitacin del generador sncrono S2, disminuir la resistencia de campo Rx para elevar la tensin generada hasta 120% de la tensin nominal. En seguida disminuir gradualmente la tensin (aumentando Rx) para tomar de 8 a 10 valores de tensin y corriente de campo If, hasta dejar abierto el circuito y anotar la tensin remanente del generador (cuando If=0).

Figura. 3.1.Ensayo en cortocircuito trifsicoRetirar la excitacin, disminuyendo la resistencia Rx y abriendo S2 (If=0). Poner en cortocircuito los bornes del generador sncrono RST, tal como se muestra en la figura 3.2.

Figura. 3.2.En seguida cerrar el circuito de excitacin y aumentar gradualmente If de tal manera que se obtenga de 3 a 5 valores de la corriente de armadura Icc. Anotar este juego de valores en una tabla.

IfIccIf p.u.Icc p.u.

Esta caracterstica resulta ser lineal debido a que su mismo devanado representa una carga inductiva (ra0).

Ensayo bajo carga de factor de potencia cero.

Para realizar esta prueba es necesario acoplar o poner en paralelo el generador sncrono con la red industrial (barra infinita). Entre la red y el generador se conectar un autotransformador de tensin regulable, el cual representar a la carga inductiva. El esquema de conexin en paralelo es el mismo que de la figura 1, para la puesta en paralelo se utilizan las lmparas o el sincronizador, como se muestra en la figura 3.3.

Figura. 3.3.

Figura. 3.3.

Con la mquina ya en sincronismo con la red, incrementar la excitacin o sobreexcitar (disminuyendo Rx del devanado de campo del generador) hasta que entregue su corriente nominal, anotar los valores de If y V. Ajustar la tensin del autotransformador a un nuevo valor y mantener constante la corriente de armadura actuando sobre la corriente de excitacin. Anotar nuevamente las nuevas mediciones If y V. La prueba ser satisfactoria si cos 0,1-0,2 lo que se verifica con el fluke 39.

If (A)V (V)P (W)Q (VAr)Cos If (pu)V (pu)

Repetir el proceso para otras 4 6 tensiones del autotransformador.

Ensayo bajo carga resistivaEstando el generador sncrono operando a condiciones nominales de vaco (tensin y frecuencia nominal), sin el autotransformador, conectar una carga trifsica resistiva que consuma a tensin y frecuencia nominal la corriente de armadura nominal. Para mantener constante la tensin se debe interactuar sobre If, Rx del generador sncrono, y para mantener constante la velocidad se debe interactuar sobre la corriente de campo If, Rx del generador shunt.

Anotar el valor de la corriente de armadura, corriente de excitacin, frecuencia y tensin del generador sncrono (Ia, If, f, V).

Ia (A)If (A)f (Hz)V (V)

A continuacin desconectar la carga gradualmente sin variar la corriente de excitacin del generador If y manteniendo constante la frecuencia con la corriente del campo del motor shunt, medir la tensin generada en vaco. Tener cuidado que el generador no se embale al quitar la carga.

Nota: Como carga resistiva se puede utilizar tres restatos o tres juegos de lmparas.

Figura 3.4.

4.CUESTIONARIO

4.1 Relacin de las lecturas tomadas en la experiencia.

4.2 Trazar las caractersticas de vaco, cortocircuito y factor de potencia cero.

4.3 Graficar las caractersticas anteriores en un mismo cuadro en pu.

4.4 A partir de los resultados de 4.2 determinar las reactancias no saturadas y saturadas (xd, xq), la relacin de cortocircuito (RCC), el factor de saturacin para tensin y corriente nominal.

4.5 A partir de los resultados de 4.3 (conociendo la resistencia de armadura por fase), trazar los diagramas fasoriales de Pothier del generador sncrono operando a tensin y corriente nominal, para los siguientes factores de potencia: 1, 0,8 inductivo y 0,8 capacitivo. Obtener en cada caso la fem Ef. La regulacin de tensin y excitacin necesaria If.

4.6 Determinar el error porcentual, tomando como referencia los resultados experimentales, en la fuerza electromotriz Ef y la excitacin necesaria para la prueba experimental con carga resistiva. Explicar los errores obtenidos.

4.7 Dar un mnimo de 5 conclusiones.

ENSAYO N 4GENERADOR SNCRONO II1. OBJETIVODemostrar de forma prctica los ensayos bajo carga para la determinacin experimental de la caracterstica P- y las curvas en V del generador sncrono. Asimismo la prueba de deslizamiento para la estimacin de las reactancias en el eje directo y en cuadratura en una mquina de polos salientes.

2. EQUIPAMIENTO- Resistencia de arranque Ra 30, 8,5 A.



- 01 Ampermetro CA 0-10 A. Ia.- 01 Voltmetro CA 0-300 V.- 01 Voltmetro CA con 0 en el centro de la escala.


- 01 Instrumento multifuncin FLUKE 39.

- 01 Resistencia de carga de 0-15 A, 220V o Lmparas

incandescentes.

- 01 Ampermetro CD 0-2,5 A. Campo generador.- 01 Tacmetro o estroboscopio.

- 01 Autotransformador trifsico.

- Cables de conexin.

3. EQUIPO A UTILIZAR

Caracterstica potencia vs. ngulo de carga (P -).

Conectar el equipo tal como se muestra en la figura 4.1. Ajustar la tensin, secuencia de fases y frecuencia del generador sncrono (condiciones previas, sincronizacin), y ponerlo en paralelo con la red.

El disco graduado dispuesto en el eje del motor primo ubicar un origen para medir el ngulo delta, para ello debe iluminarse el disco con el estroboscopio.

Observar a continuacin la dependencia entre la potencia P entregada por la mquina y el ngulo de carga , para ello debe aumentarse el torque aplicado al eje del generador.

Tomar valores de P y , desde las condiciones de mnima potencia hasta potencia donde la corriente de armadura no supere 1,5 In.

Es necesario que durante la sobrecarga un integrante del grupo este atento para regular el torque aplicado a la mquina en caso de prdida de sincronismo.

P (W)Q (VAr)cos(()Ia (A)

Figura 4.1.Caractersticas en V del generador sncronoSe desconecta el estroboscopio. Estando en paralelo el generador sncrono con la red, regular su potencia entregada al 50% de la potencia nominal y mantenerla constante, luego aumentar la corriente de excitacin If del generador hasta que la corriente de armadura Ia alcance su valor nominal.

A partir de este juego de valores desexcitar gradualmente al generador (disminuir If), la corriente de armadura Ia empezar a disminuir y pasar por un valor mnimo para luego volver a incrementarse, desexcite hasta que la corriente de armadura sea la nominal. Anotar este juego de valores. Seguidamente consiga la corriente de armadura mnima.

Estando Ia en el mnimo valor disminuir la carga del generador a 25% de la potencia nominal, manteniendo constante esta potencia, repetir el proceso anterior. Realizar nuevamente lo explicado, pero para una potencia de 0% de la nominal.

P=0,5 PnP=0,25 PnP=0 Pn

IfIaIfIaIfIa

Prueba de deslizamientoReducir la potencia entregada por el generador a la red y sacarlo del paralelo. Realizar el esquema de conexiones que se muestra en la figura 4.2.

Figura 4.2Encender el motor primo y llevarlo a una velocidad prxima a la velocidad sncrona, de tal manera que el deslizamiento sea mayor que el 2%.

Reducir la tensin de la red ajustable (autotransformador) a 0.25Vn aproximadamente y cerrar el interruptor del generador, cuidando que la corriente de armadura no supere su valor nominal. Se deber notar que el ndice del voltmetro Vcd conectado en los bornes del campo del generador empezar a oscilar suavemente.

Simultneamente tomar las medidas de la tensin aplicada a la mquina y la corriente de armadura que consume, cuando:

El ndice del voltmetro Vcd pase por cero y cuando pase por un mximo, es decir, la tensin mxima y mnima en los bornes del generador y la corriente mxima y mnima que absorbe.

wVmaxVminImaxImin

4. Cuestionario

4.1 Relacin de lecturas obtenidas en la experiencia.

4.2 Con la informacin obtenida en la prueba de deslizamiento estimar las reactancias en el eje directo y cuadratura (xd y xq) de la mquina.

4.3 Calcular la relacin xd/xq y compruebe si este valor se encuentra dentro del rango usual para mquinas de este tipo y potencia. Explique.

4.4 Utilizando los valores xd, xq (4.3) y ra (medido en el ensayo 3), construir la caracterstica terica P vs.. Contrastarla con los puntos obtenidos experimentales. Calcular los errores y explicar las divergencias.

4.5 De los grficos anteriores indicar cual sera la potencia mxima que podra entregar el generador sin perder el sincronismo y cual es el ngulo delta limite; contrastarlo con los clculos tericos.

4.6 Graficar en un mismo plano los datos experimentales de las caractersticas en V (Ia vs If ) del generador sncrono operando en paralelo con la red para cada caso (P=0%Pn, 25%Pn y 50%Pn). Calcular el factor de potencia del generador cuando entrega la corriente de armadura Ia por sus bornes y es excitado con una corriente de excitacin If.

4.7 En las graficas obtenidas en 4.6. Para cada caso ubicar los puntos mnimos de la curva (Iamin ) y unirlos con una curva que constituir el lugar geomtrico de cos=1,0 (caracterstica de regulacin para carga reisitiva). Estimar las curvas a otros factores de potencia y determinar el lmite de operacin estacionaria al disminuir If para cada caso (Para Ef mnimo).

Dar un mnimo de 5 conclusiones y 5 observaciones.

ENSAYO N 5GENERADOR SHUNT - COMPOUND

1. OBJETIVOEstudio emprico de la autoexcitacin del generador shunt y la determinacin de sus caractersticas en estado estable. Asimismo a partir de esta mquina se implementa un generador de tipo compuesto.

2. EQUIPOS A UTILIZAR

- Resistencia de arranque Ra 30, 8,5 A.



- 01 Ampermetro CD 0-15 A. Ia.

- 02 Voltmetros CD 0-300 V.


- 01 Resistencia de carga de 0-15 A, 220V o Lmparas

incandescentes.

- 01 Ampermetro CD 0-2,5 A. Campo generador.- 01 Tacmetro.

- Cables de conexin.3. PROCEDIMIENTO

Observar las caractersticas de la mquina, bornes de conexin, datos de placa y armar el modulo segn el esquema elctrico de conexiones para la operacin como generador mostrado en la figura 5.1 (la carga resistiva puede ser una resistencia o un juego de lmparas).

Figura 5.1.

Antes de arrancar el motor debe de verificarse la posicin de los restatos Ra y Rx, de la manera que se limite la corriente de arranque y a la vez que tenga un torque necesario para su aceleracin (Ra en mximo valor y Rx en mnimo). Cerrando el interruptor S1 de la fuente de corriente continua, poner en marcha el motor verificando el sentido de giro que indica la flecha, para lo cual disminuir gradualmente Ra y ajustar la velocidad al valor nominal (aumentando Rx), el cual debe de mantenerse constante para todas las pruebas.

3.1 Caractersticas de excitacinCon el interruptor S3 abierto, medir con el multmetro la tensin inducida en la armadura, cerrar el interruptor, con Rx en mximo valor y observar en el multmetro el efecto producido sobre la tensin generada. Si la conexin no posibilita la autoexcitacin, permutar los bornes del devanado de excitacin o de armadura. Observar ahora la dependencia de la tensin inducida con respecto a If reduciendo Rx sin tomar aun valores; regresar luego a la mxima resistencia.

En vacoExcitar nuevamente la mquina incrementando If hasta obtener una tensin del 120% de la nominal. Anotando la tensin y la excitacin en este punto disminuir montona y gradualmente If hasta tomar 8 o 10 valores. Finalmente con If=0 (S1 abierto) se anota la nueva tensin remanente.

En carga

Con la tensin generada al mnimo verificar que RL se encuentre en su mximo valor, luego conectarla. Aumentar la corriente de excitacin If hasta alcanzar una tensin en bornes de aproximadamente el 70%Vn. Ajustar RL hasta lograr la corriente de carga igual al valor nominal. Registrar la tensin en bornes V y la corriente de excitacin If.

Luego actuar sobre Rx y RL para aumentar If (por lo tanto V), manteniendo I constante. Anotar los nuevos valores de I y V.

3.2 Caracterstica ExternaCon RL en mximo valor, llevar la tensin hasta 0,9Vn aproximadamente y medir la corriente de excitacin If correspondiente.

A partir de este punto tomar los valores de tensin en bornes (V), la corriente de excitacin If, reduciendo RL gradualmente hasta alcanzar la corriente mxima tolerada por esta resistencia. Tratar de completar la caracterstica hasta el punto de cortocircuito, considerando que la sobrecarga de la mquina debe ser muy breve.

3.3 Caracterstica de regulacinCon la carga RL en mximo valor, elevar la tensin (reduciendo Rx) hasta el 90%Vn aproximadamente. Bajo estas condiciones elevar gradualmente la corriente de carga (reduciendo RL) y al mismo tiempo, para mantener constante la tensin, elevar la corriente de excitacin If (reduciendo Rx). Tomar de 4 a 6 valores de If e I.3.4 Variacin de la caracterstica externa en conexin Compound (compuesta).

Efectuar los cambios de conexin en el generador tal como se muestra en la figura 5.2, la bobina de tipo serie y repetir el procedimiento 3.2. Invertir la polaridad de la bobina serie y repetir lo anterior. Apuntar valores de tensin (V) y corriente (I) para ambos casos.

Figura 5.2

4. CUESTIONARIO

4.1 Relacin de las lecturas tomadas en la experiencia.

4.2 Trazar las caractersticas en vaco y en carga a corriente no min en un mismo cuadro. Conociendo la resistencia de armadura incluyendo interpolos, trazar el lado tringulo caracterstica del generador para una tensin en bornes.

4.3 Recoger tres pares de valores (Ef, If) de la caracterstica de vaco, de tal manera que se cumpla:

If3=If2+I; If1+I y aproximar una parbola de la forma:

Ef = a0 + a1If + a2If2Verificar los errores porcentuales respecto a los experimentales.

4.4 Del tringulo caracterstico trazado en 4.2 anotar el cateto que cuantifica. Puede asumirse (no es estrictamente correcto) que este valor expresado en amperios es proporcional a la corriente de armadura CIa. Calcular C.

4.5 Para considerar el efecto desmagnetizante de la reaccin de armadura se puede considerar que If=If -CIa (siendo If=V/Rf, Rf=resistencia del devanado de campo+Rx), y evaluar la Fem. inducida E y la constante C de 4.4.

4.6 Trazar la caracterstica externa experimental del generador shunt. En el mismo cuadro graficar la caracterstica externa terica. Esta debe obtenerse utilizando la ecuacin hallada en 4.5 dando valores para I. Discutir y sustentar las divergencias.

4.7 Trazar la caracterstica experimental de regulacin para una tensin en bornes V igual.

BIBLIOGRAFA

M. P. Kostenko, L. M. Piotrovski. 1976. Mquinas Elctricas, tomo II. Editorial Mir. Primera edicin. Rusia.

Jess Fraile Mora. 2003. Mquinas Elctricas. Mc Graw-Hill /Interamericana de Espaa, S. A. U. Quinta edicin. Espaa.

Luis Rojas Miranda 2007 Curso de Mquinas Elctricas II EE-214

Apuntes del curso.

EXPERIENCIAS LIBRES (EL) SUGERIDAS POR LOS PROFESORESEL1. Arranque y operacin del motor sncrono trifsico.EL2. Arranque / y operacin del motor asncrono trifsico de J. A.EL3. Arranque y regulacin de velocidad del motor asncrono trifsico de anillos rozantes.

EL4. Correccin del factor de potencia del motor asncrono trifsico de J. A.

EL5. Operacin del generador asncrono auto excitado.

EL6. Operacin del motor asncrono trifsico conectado a una red monofsica.

EL7. Arranque y operacin de un motor monofsico con condensador de arranque.EL8. Ensayo de vaco del motor asncrono trifsico, en rgimen monofsicoEL9. Arranque y operacin del motor asncrono trifsico de J. A. tipo Dalhander.

EL10. Aplicacin del variador de frecuencia en el arranque y regulacin de velocidad de un motor asncrono trifsico EMBED AutoCAD.Drawing.17

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PAGE Ing. Lus Rojas Miranda / ccg 4 UNI-FIEE

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