Informe Alternador en Vacío

7/25/2019 Informe Alternador en Vaco

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LaboratorioAlternador en Vaco

NOMBRE: Rodrigo Gonzlez

CARRERA: T. Electricidad industrial

ASGNAT!RA: Ma"uinas el#ctricas

$RO%ESOR:SECCON: &'(

%EC)A: &*(+*&+


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OBJETIVOS:

Alternador en Vaco:

Seleccionar los instrumentos y los componentes para realizar el ensayoen Vaco de un trafo monofsico

Medir la I excitacin en el secundario (Iexc)

Medir la potencia por el primario (W1) y la potencia entrega por el secundario

(W)

Medir la !elocidad en rpm

"#tener la cur!a de saturacin en !aco del alternador

$ealizar la puesta en marc%a de un alternador

MARCO TERICO


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&os 'lternadores producen corriente creando mo!imiento entre unconductor y un campo magntico los principios de electro magnetismocontrolan e indican como se produce esta energa* +n un alternador elrotor (,ue crea el campo magntico) gira dentro del estator (elconductor)

&a corriente alterna '- es inducida en el estator luego cam#iada acorriente directa .- por un puente de .iodos para luego a#astecer lasnecesidades del !e%culo* +l proceso de con!ertir -' en .- se le conocecomo recti/cacin*

Partes de un alternador: -uando se #a0e el alternador se !a aencontrar con las siguientes piezas %ay muc%os tipos de alternadorespero por lo general todos tienen la misma estructura y el mismoprincipio de funcionamiento*

+structura del extremo

+stator y placa de diodos

$otor

+structura del otro extremo

olea y !entilador

$odamiento

+sco#illas o car#ones

orta car#ones

$eten de $odamiento

rodamiento


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Principio de funcionamiento del alternador

+l rotor del alternador es excitado por una corriente ,ue llega de la #atera a tra!sde los car#ones o esco#illas (2) al llegar esta corriente a la #o#ina del rotor crea uncampo electromagntico ,ue al estar en mo!imiento induce una corriente alterna en

el estator ,ue est formado por tres #o#inas* ero esta corriente es alterna y el!e%culo funciona con corriente directa por lo tanto esta de#e ser transformada atra!s de lo ,ue se conoce como el puente recti/cador o diodera*

Puesta en funcionamiento del alternadorMa,uina sincrnica31* Suministrarle corriente alterna (-*'*)* $egular la Velocidad al !alor de 1455 rpm (f 6 45 7z)8* Inyectarle 5 (!) corriente continua (-*-)

Si en el caso de ,ue ste tra#a0e con cargas se de#e seguir los mismos pasopero agregando otros procedimientos

1* Suministrarle corriente alterna (-*'*)* $egular la Velocidad al !alor de 1455 rpm (f 6 45 7z)8* Inyectarle 5 (!) corriente continua (-*-)9* 'plicar carga $esisti!a de 9955 (o%m)4* 'plicar carga $esisti!a de 55 (o%m):* 'plicar carga $esisti!a de 1155 (o%m)2* -am#iar la carga a Inducti!a de 9955 (o%m);* -am#iar la carga a -apaciti!a de 9955 (o%m)

Acoplamiento del alternador a la red:

-uando se desea aumentar la potencia suministrada por un sistema degeneracin de -*' se acoplan en paralelo !arios alternadores*


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d) en el momento de la conexin las tensiones de los alternadores de#enestar en fases* +s decir las sinusoides ,ue representan a las tensiones decada uno de los alternadores de#en superponerse exactamente*ara conseguir ,ue se cumplan estas condiciones se act>a so#re la !elocidady la corriente de excitacin de los alternadores mientras se siguen conaparatos de medidas adecuados las diferentes !aria#les del proceso* +n la

actualidad los procesos de acoplamiento entre los alternadores o entre losalternadores y la red elctrica se realizan mediante dispositi!os automticos einformatizados de sincronizacin*

&os alternadores de#en funcionar a una !elocidad rigurosamente constantepara conseguir mantener la frecuencia a un !alor /0o* -uando se exige unamayor potencia elctrica al alternador este reacciona proporcionando unamayor resistencia al mo!imiento por lo ,ue la tendencia es perder !elocidad*si la !elocidad llegara a descender se perdera sincronismo con la red ,ueesta acoplado y %a#ra ,ue desconectar automticamente el generador de lared* ara e!itar esto se dota al con0unto de alternador y grupo de motor ,ue

le impulsa de un sistema de regulacin automtico de !elocidad esta#le*

.ado ,ue el alternador tam#in de#e proporcionar una cierta cantidad depotencia reacti!a a los receptores ,ue lo re,uieran se lo dota de un sistema,ue controla automticamente la corriente de excitacin del inductorproducindose una mayor potencia reacti!a al aumentar dic%a corriente deexcitacin*

+l acoplamiento de dos alternadores entre s o #ien de un alternador y de unared trifsica de distri#ucin se podr realizar siguiendo el siguiente circuito3

a) +l !alor e/caz de la fem* .esarrollado por el nue!o alternador tiene ,ueser igual a la tensin de la lnea*

#) &a frecuencia de la f*e*m* desarrollada por el nue!o alternador tiene ,ueser igual a la frecuencia de la tensin en la lnea*

c) &a secuencia o sucesin de fases del alternador de#e ser la misma ,ue lade la red a la ,ue se !a a acoplar*

d) ?ue exista correspondencia entre los terminales del alternador a acoplar ylos de la red o el alternador al ,ue se acople* +sta condicin es consecuenciainmediata de las condiciones # y c*


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Pasos que se deben seuir para cumplir con las premisas del

paralelo:

a!Se pone en marc%a el alternador ,ue se !a a acoplar a la red por mediode una ma,uina impulsora y se regula su !elocidad nominal %asta o#tener la!elocidad nominal del alternador*Seguidamente se excita el alternador %asta ,ue el mismo logre la mismatensin ,ue la de la lnea*

"!Se regula ms /namente la !elocidad de la ma,uina impulsora para ,ueel frecuencmetro instalado en el alternador de la misma lectura ,ue elinstalado en la red* -omo al !ariar la !elocidad del alternador se !ara no

solo la frecuencia de la f*e*m* inducida sino tam#in su !alor e/caz sede#e proceder a realizar un nue!o a0uste en la intensidad de excitacin conel o#0eto de ,ue se siga !eri/cando la primera premisa*

c!-onsiste en acoplar el alternador en el momento en ,ue satisfec%a ya lasdos condiciones anteriores la tensin en sus #ornes est en fase con la delnea para determinar dic%o momento se emplean unos aparatos llamadossincronoscopio de los cuales el ms sencillo es el sincronoscopio de lmparaconstituido por tres lmparas incandescentes*ara determinar la secuencia de fase con las lmparas se puede utilizar dosmtodos denominados3

Mtodo de lmparas encendidas*

Mtodo de lmparas apagadas*

+n el primer caso las lmparas se conectan en distintas fases en el instanteen ,ue am#as fases coinciden las lmparas ,uedan encendidas sin ,ue seproduzcan en ellas oscilaciones*+n el segundo caso las lmparas se conectan entre las fases del mismonom#re* -uando se igualan las fases las lmparas permanecen apagadas*ara poder cerrar el interruptor ,ue acopla el alternador a la lnea trifsica

utilizando un sincronoscopio de lmpara encendida y apagada se de#ecumplir3?ue dos lmparas estn encendidas con el mismo #rillo (lmparasencendidas)?ue una lmpara est apagada (lmpara apagada)?ue el !oltmetro indi,ue tensin cero?ue las tres condiciones anteriores se cumplan para un mismo instante detiempo*


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Potencias en el alternador

Potencia acti#a del alternador: &os alternadores de cierta potenciacuentan con excitatriz ,ue es a su !ez un generador de corriente alterna

trifsico (-uyo inductor est montado so#re el estator del alternador y elinducido so#re el rotor) en cuya salida se encuentra un recti/cador trifsico,ue alimenta el electroimn con lo cual se e!itan los anillos mencionados,ue ocasionan prdidas en los mismos y desgaste de los car#ones*

&a potencia acti!a entregada por el alternador est dada por la siguienteexpresin3

6 8 @A I cos B

Potencia reacti#a del alternador: la entrega de potencia reacti!a entre losdi!ersos alternadores acoplados en paralelos est condicionada a laintensidad de su corriente de excitacin la cual !iene determinada por elestatismo de los reguladores de tensin empleados -omo controlar lapotencia acti!a y reacti!a del alternador la otencia 'cti!a se controlamediante el primoCmotor o m,uina ,ue acoplada al e0e del generador leproporciona el par motriz* rimoCmotor pueden ser una tur#ina de !aportur#ina a gas tur#ina %idrulica motor disel motor a gasolina etc* Medianteel ser!o control del go#ernador se regula la admisin de ms !apor gascaudal com#usti#le etc* del primoCmotor para #rindar ms o menospotencia acti!a seg>n se re,uiera* ' mayor demanda de potencia mayorconsumo del !apor gas o com#usti#le del primoCmotor*

&a potencia $eacti!a se controla de manera indirecta mediante la inyeccinde corriente .- al campo o excitatriz del generador* ' mayor corriente msexcitacin y mayor potencia reacti!a pero esto tiene un lmite si se sale delrango permitido se disparan las protecciones del generador*


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Me$oramiento del factor de Potencia del alternador

ara comprender cuanta potencia reacti!a puede a#sor#er el generador sin

impacto negati!o se descri#e en la siguiente /gura*

+ste gra/co muestra la cur!a tpica de la capacidad de un generador ,uedescri#e la capacidad de una m,uina de producir y a#sor#er energa* +n estacur!a los DV'$ producidos y a#sor#idos se encuentran en el e0e E (positi!o%acia la derec%a)* +n el e0e F muestra DW (positi!o %acia arri#a)* GV'$ y DWse muestran como cantidades por unidad en #ase a las especi/caciones delalternador*


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+l rango normal de funcionamiento de un grupo electrgeno se determinaentre cero y 155 por ciento de los DW especi/cados del alternador (positi!o) yentre 5; y 15 de factor de potencia (rea !erde en la cur!a)* &as lneasnegras so#re las cur!as muestran el rango de funcionamiento de unalternador espec/co cuando opera fuera del rango normal* Htese ,ue amedida ,ue cae el factor de potencia la m,uina se de#e corregir para e!itar

el so#recalentamiento*

+n el cuadrante iz,uierdo se puede !er ,ue la salida cercana a lo normal(rea amarilla) se puede lograr con una cierta carga de factores de potenciaen ser!icio en este caso %asta un factor de potencia de 52 en ser!icio* +neste punto la capacidad para a#sor#er DV'$ adicional rpidamente cae %astacerca de cero (rea ro0a) indicando ,ue el 'V$ se est JapagandoK ycual,uier ni!el de DV'$ in!ersa mayor ,ue el ni!el mostrado causar ,ue lam,uina pierda control del !olta0e* +n otras pala#ras si la m,uina estespeci/cada para operar a 1*555 DV' y un factor de potencia de 5;(especi/cacin :55 DV'$) con un ni!el de DV'$ in!ersa de 5 por unidad

(especi/cado) se excedern las capacidades de la m,uina* or lo tanto conms de 15 DV'$ de potencia reacti!a in!ersa y un factor de potencia enser!icio menor de 52 (para la mayora de la gente un ni!elsorprendentemente #a0o) tenemos un pro#lema* &a solucin a este pro#lemaen esta m,uina espec/ca implica e!itar el exceso de DV'$ in!ersa medianteun dise=o y funcionamiento adecuado del sistema*

&os alternadores sincrnicos tienen capacidad limitada para a#sor#er DV'$de dispositi!os de carga y al so#repasar ese lmite puede producirse elapagado del grupo electrgeno* +l funcionamiento en paralelo necesita del anlisis cuidadoso de lasecuencia de las cargas para e!itar condiciones de V'$ in!ersa ,ue puedenda=ar el grupo electrgeno*

+s con!eniente considerar la modi/cacin de la secuencia de operacin delsistema o la limitacin del funcionamiento de los /ltros %asta ,ue las cargasadecuadas estn en su lugar para e!itar las condiciones de DV'$ in!ersaso#re el grupo electrgeno*Se de#e especi/car la magnitud de DV'$ in!ersa ,ue puede a#sor#er elgrupo electrgeno no solamente el factor de potencia


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Procedimiento alternador en vaco:

Primer paso3 Se procede a solicitar los materiales en el pa=ol para procedera realizar la acti!idad pero en esta acti!idad los materiales ya esta#anpedidos por el profesor as ,ue solo tu!imos ,ue proceder a #uscar los

materiales e instrumentos al lado del #anco del profesor*

%eundo paso: Fa o#tenidos los materiales e instrumentos se procede a%acer las prue#as de !eri/cacin de estado de los instrumentos a re!isar laspuntas de prue#a del multmetro colocndolo en la modalidad decontinuidad ya colocado el selector en continuidad se procede a 0untar laspuntas de prue#a una con la otra si el instrumento suena o marca unaresistencia #a0a es decir ,ue el instrumento est en #uen estado*


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generador--

L


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Fa re!isados los materiales e instrumentos a utilizar se procede a realizar elmonta0e del siguiente circuito de tra#a0o siguiendo el es,uema entregado en

la gua

'l terminar el monta0e del circuito de tra#a0o procedimos a conectar el circuito detra#a0o a la red energizando el circuito y realizando las mediciones* .ondeconfeccionamos una ta#la de !alores detallada a continuacin3

Vf(!) Ia(m')Iexc(m'

) W1(N) W(N) $M5 4:: 5 C44 194 1925

5 99 45 C95 115 14555 89 155 C89 5 14555 :; 145 C4 2: 14555 5 55 C1: :9 14555 19 45 C 45 14555 9 855 14 85 1455

5 2; 845 5 1455


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Materiales e instrumentos utilizados

Caractersticas multitester digital:


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Te-eratura de Oeraci/n: ( 0C 1 2( 0C.

Te-eratura de al-acena-iento: 3&( 0C 1 4( 0C

Altitud: Oeraci/n: 5((( -

Al-acena-iento: &((((- )u-edad Relati6a: M7. 8( 9 ara te-eratura

asta '& 0C; dis-inuatera Ba?a en el dislale de silicona

EncuKe longitud: 24--

Volta?e: '( V ac3+(6dc

Corriente -7i-a: &LA

Se su-inistra con una longitud del ca>le de 4((--


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Caractersticas conector B/C:

$olaridad: Ro?o < negro

argo de los ca>les: L( c-

argo del cai-n: 2 c-

=os lug >anana

=os cai-anes

Cali>re ca>le: 55 AG

Marca: aton

Modelo: T3&(+

Conclusiones


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=el resente tra>a?o ode-os concluir "ue cu-le con la Kinalidad de roorcionar; una>ase te/rica ara iniciar el estudio de los alternadores; "ue son arte Kunda-ental en la

generaci/n de electricidad.

os alternadores utilizados en las centrales el#ctricas son del tio triKsico. Constituidos deuna arte Ki?a donde se induce una Kuerza electro-otriz < de una arte interna -/6il

=onde se alo?an los olos -agn#ticos. a arte -/6il rotor uede ser de olossalientes; utilizados en centrales idroel#ctricas; / lisos; e-leados en centralester-oel#ctricas.

os olos -agn#ticos interconectan circuitos el#ctricos < -agn#ticos ara roducir unKlu?o -agn#tico. a interacci/n entre la corriente el#ctrica < el ca-o -agn#tico es la >ase

de la con6ersi/n de la energa electro-agn#tica.

os alternadores no oeran en Kor-a aislada ara ali-entar una carga; or lo tanto; en las

centrales el#ctricas se tiene -s de una unidad generadora conectadas en aralelo. $ara

acolar una unidad generadora con otra o al resto del siste-a de trans-isi/n de energa

el#ctrica; se de>en cu-lir ciertas condiciones: de>e e7istir igualdad de 6olta?e;Krecuencia < a>er una coincidencia de Kases

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