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LABORATORIO DE CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS MAQUINAS SINCRONAS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

LABORATORIO DE CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS 2011-B ENSAYO:N5

TEMAS:Maquinas Sncronas.

GRUPO:JUEVES 3-5 pm

FECHA: 05/11/2014

NOMBRE:GUIOVANI GOMEZ CCALAHUILLE

I.- OBJETIVO:

a).- Examinar la construccin de un motor sincrono 3.b).- Obtener las caractersticas de los motores sincrono 3 .c).- Conocer el principio de funcionamiento de un motor sncrono.

II.- INTRODUCCIONComo la generalidad de las maquinas rotativas, consta de una parte fija (estator) y una mvil (rotor), constituyendo el circuito magntico de la mquina. Igualmente dispone de dos circuitos elctricos situados sobre el estator y rotor de la mquina, relacionados a travs del circuito magntico, siendo su caracterstica principal que el devanado inducido se encuentra alojado en el ranurado del estator y el circuito inductor, alimentado por corriente continua, en el rotor. En mquinas de pequea potencia, esta distribucin suele estar invertida, estando el circuito inducido en el rotor y el inductor en el estator.El nombre de mquina sncrona viene como consecuencia del imperativo de funcionar, nicamente, a la velocidad de sincronismo, que como se sabe, viene definida por la frecuencia de las corrientes del estator y por el nmero de polos de la mquina

La utilizacin de la maquina sncrona como generador de Corriente alterna est generalizada (ya que no presentan par de arranque y hay que emplear diferentes mtodos de arranque y aceleracin hasta la velocidad de sincronismo), siendo el elemento convertidor de uso, prcticamente exclusivo en los centros de produccin de energa elctrica. Tambin se utilizan para controlar la potencia reactiva de la red por su capacidad para, manteniendo la potencia activa desarrollada constante, variar la potencia reactiva que absorbe o cede a la red. (Universidad de Alcal, 2011)Unamquina sncronaes unamquina elctricarotativa decorriente alternaque convierteenerga elctricaenenerga mecnica, siendo en este caso utilizada comomotor sncrono, o bien convierte energa mecnica en energa elctrica, siendo en este caso utilizada como (generador sncrono), o sin carga como compensador sncrono.Por las formas constructivas del sistema de excitacin, las maquinas sncronas se clasifican en mquinas de polos saliente y de polos lisos. La utilizacin de uno u otro tipo depende fundamentalmente de las velocidades a las que se trabaja. Generalmente, las mquinas de bajo nmero de polos (alta velocidad), suelen ser de polos lisos, ocurriendo justamente lo contrario, elevado nmero de polos (bajas velocidades) en el caso de las mquinas de polos salientes. (Wikipedia, 2013)

III.- FUNDAMENTO TEORICO. Qu es una maquina sncrona?Una mquina sncrona es una mquina elctrica rotativa de corriente alterna, consta de una parte fija (estator) y una mvil (rotor), constituyendo el circuito magntico de la mquina. Igualmente dispone de dos circuitos elctricos situados sobre el estator y rotor de la mquina, relacionados a travs del circuito magntico, siendo su caracterstica principal que el devanado inducido se encuentra alojado en el ranurado del estator y el circuito inductor, alimentado por corriente continua en el rotor. En mquinas de pequea potencia los circuitos estn invertidos. Cul es su principio de funcionamiento del motor sncrono?Una turbina acciona el rotor de la mquina sincrnica a la vez que se alimenta el devanado rotrico (devanado de campo) con corriente continua, que proporciona un campo magntico, cuya curva de induccin en el entrehierro. El entrehierro variable (mquinas de polos salientes) o la distribucin del devanado de campo (mquinas de rotor liso) contribuyen a crear un campo ms o menos senoidal en el entrehierro, que hace aparecer en los bornes del devanado estatrico (devanado inducido) una tensin senoidal. Al conectar al devanado inducido una carga trifsica equilibrada aparece un sistema trifsico de corrientes y una fuerza magnetomotriz senoidal.Si el circuito inducido se encuentra cerrado a travs de una carga trifsica, circularan unas corrientes que darn lugar a un campo que gira en el mismo sentido que el rotor y con una velocidad igual a la del rotor. Funcionando como MotorEn este caso se lleva la mquina sncrona a la velocidad de sincronismo, pues la mquina sncrona no tiene par de arranque, y se alimentan el devanado rotrico (devanado de campo) con corriente continua y el devanado estatrico (devanado inducido) con corriente alterna. La interaccin entre los campos creados por ambas corrientes mantiene el giro del rotor a la velocidad de sincronismo.

Datos nominales de un motor sncrono. Rango de potencias desde 0,25 HP hasta 12.5 HP 2,4 y 6 polos totalmente cerrados con ventilacin exterior abiertos ODP Factor de Servicio 1.15 Armazn de lmina rolada Operacin Continua Aislamiento clase F Dimensiones NEMA Incremento de temperatura clase B Ventilador de plstico anti-flama (Auto extinguible) Tensiones normalizadas: 115/208-230 V Frecuencia normalizada: 60 Hz Grado de proteccin interna IP55 para motores cerrados e IP 21 para motores abiertos Variantes: Motores con base resilente, doble salida de flecha, para compresores, para bombas centrfugas, para uso agrcola, a prueba de explosin.

Aplicaciones.--Tipos de motores sncronos

- Deteccin fallas.Las unidades generadoras grandes usan proteccin de alta rapidez para detectar las fallas severas en el devanado del estator y minimizar eldao. El uso de mtodos de rpida desexcitacin puede ser justificable para producir el decremento rpido de las corrientes de falla. Normalmente se usa un rel diferencial de alta rapidez para detectar fallas trifsicas, de fase a fase y de doble fase atierra. (monografas.com, 2012)

IV.- MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAREl siguiente equipo es necesario para realizar la experiencia.

1.- Fuente variable CA.2.- Ampermetro de CA.3.- Voltmetro de CA.4.- Motor Sincrono.5.-Conectores.6.- Multmetro ( Digital).7.- Vatmetro CA.8-Pinza amperimetrica.9.- Tacometro.

http://electronicaypotencia.com/subidas_electronica/Pract_008.pdf

V.- PROCEDIMIENTO.1) Conociendo la mquina sincrnica motor / generador (aspectos constructivos).Con la mquina que tiene a disposicin, reconozca las principales partes constructivas de la misma, tome todos los datos que se muestran en su placa, analice la bornera o caja de terminales, sus parmetros nominales, los tipos de conexin, la nomenclatura utilizada, etc..-Identifique las escobillas estn son las que le suministran la corriente de excitacin al rotor.

No tiene escobillas

- Verifique los devanados del rotor llegan al colector.

No tiene devanados.

- Identifique los retenes de los devanados del rotor. Estn compuestos de barras de cobre insertadas en las cabezas de los polos y soldadas a cada uno de los polos a una lmina de cobre.

Tiene aislamientos

- Identifique los polos salientes justo debajo de los retenes de los devanados.

Tiene 4 polos salientes.

2. Examine los terminales del mdulo del motor/generador sncrono. Dibjelo.

Los tres devanados separados del estator estn conectados a los terminales.

Si: X W, Y V, Z U.

Cul es el valor nominal del voltaje de los devanados del estator?

330V

Cul es la velocidad nominal del motor?

1420 RPM.

Cul es la potencia mecnica de salida del motor? (KW)

0.75 KW.

3.- Verificacin del aislamiento.Mediante el uso de un megger o megmetro verifique el aislamiento que debe presentar la mquina sincrnica entre las partes sealadas en la tabla # 1.

Tabla # 1. Determinacin del aislamiento de la mquina sincrnica.

Puntos de Prueba

Inducido y carcasa

Inducido e inductor

Anillos y carcasa

Devanados L1 y L2

Devanados L1 y L3

Devanados L2 y L3

MedidaM

4.- Determinacin de la resistencia efectiva de los devanados de la Mquina Sincrnica.Mediante el uso de un multmetro digital realice mediciones en los devanados que le permitan completar la tabla # 2. Observe.Con los datos obtenidos de la tabla # 2, obtenga los valores de fase de las resistencias (caso de tringulo y estrella) para finalmente obtener un valor promedio de la resistencia de un devanado obtenida en fro con el objeto de posterior comparacin con la que se obtenga en caliente.NOTA: Considere la resistencia que presentan los cables o puntas de prueba del aparato.

Terminales de la mquina sincrnica ensayada.Medicin conexiones triangulo.Medicin conexiones estrella.

Tabla # 2. Medidas de resistencia en fro

Puntos de medida

FaseXW

FaseVY

FaseZU

EstrellaU-V

EstrellaU-W

EstrellaV-W

TrianguloU-V

TrianguloU-W

TrianguloV-W

Resistencia

10.910.810.920.72021.48.18.18

R Promedio

10.87R Estrella=20.2

R triangulo=8.02

4.-Conecte su motor/generador sncrono al mdulo de conexin. Instale el tacmetro elctrico en su motor/generador sncrono.

5.- Conecte los tres devanados de los estatores en "Y", verifique la tensin de alimentacin de acuerdo a la placa de caractersticas.

6.- Encienda la fuente, arranque el motor, usando el arrancador del motor sncrono. Note que el motor arranca lentamente y contina corriendo como un motor de induccin ordinario.- Cul es la direccin de rotacin? Regstrela.

La direccin de la rotacin es Horario

- Mida y registre las tres corrientes de lnea arranque.

R (I1) = 1.85AS (I2) = 7,59AT (I3) = 5,6A

- Mida y registre las tres corrientes de lnea en vaco.

R (I1) = 0.43AS (I2) = 0.56AT (I3) = 0.60A

- Mida y registre las tres corrientes de lnea arranque, con carga forzada (coloque una manta aislante y t