Máquinas Ac: Laboratorio 1

MÁQUINAS AC Laboratorio 1

“El MOTOR SÍNCRONO TRIFÁSICO” INFORME Alumnos Barzola, Brayan Lapa, Cristian Sulca, Victor

Docente Carlos Cuba, A. Sección C4-4-A Fecha de realización: 26 de Agosto Fecha de entrega: 11 se Setiembre

2019 – II

ÍNDICE DE CONTENIDO EL ALTERNADOR TRIFÁSICO ............................................................................................... 1 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 1 2. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 1 2.1. Objetivo general .............................................................................................................. 1 2.1. Objetivos específicos ..................................................................................................... 1 3. FUNDAMENTO TEÓRICO ................................................................................................... 2 3.1. GENERADOR SINCRONO .............................................Error! Bookmark not defined. 3.3. MOTOR DC SINCORNO .................................................Error! Bookmark not defined. 4. EQUIPOS ................................................................................................................................ 2 5. PROCEDIMIENTO................................................................................................................. 4 5.1. CURVA DE SATURACIÓN EN VACIO .........................Error! Bookmark not defined. 5.2. DETERMINAR LA REGULACIÓN DE TENSIÓN DEL ALTERNADOR CON CARGA RESISTIVA, INDUCTIVA, CAPACITIVA ...............Error! Bookmark not defined. 5.3. GENERADOR ALIMENTADO CARGAS DESBALANCEADAS .... Error! Bookmark not defined. 6. CUESTIONARIO .................................................................................................................... 4 7. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS .................................................................................... 5 8. CONCLUSIONES .................................................................................................................. 5 9. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ......................................................................................... 5 10. ANEXO .................................................................................................................................. 6 11. RUBRICA .............................................................................................................................. 6

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Partes de un generador síncrono. ....................................Error! Bookmark not defined. Figura 2. Esquemas de conexiones. .................................................Error! Bookmark not defined. Figura 3. Valores medidos. ..............................................................Error! Bookmark not defined. Figura 4. Conexión de motor DC y generador síncrono. ..................Error! Bookmark not defined. Figura 5. Medición con carga. .........................................................Error! Bookmark not defined. Figura 6. Valores medidos sin carga. ...............................................Error! Bookmark not defined. Figura 7. Valores medidos con carga. .............................................Error! Bookmark not defined. Figura 8. Valores medidos en vació. ................................................Error! Bookmark not defined. Figura 9. Mediciones de circuitos capacitivos en carga. .................Error! Bookmark not defined. Figura 10. Medición en vació. ..........................................................Error! Bookmark not defined. Figura 11. Valores medidos. ............................................................Error! Bookmark not defined. Figura 12. Esquema de conexiones..................................................Error! Bookmark not defined. Figura 13. Valores medidos. ............................................................Error! Bookmark not defined. Figura 14. [Fotografía de Emerson Sosa]. Módulo Lab-volt para la conexión de motor jaula de ardilla y generador síncrono. Laboratorio de Electricidad de Tecsup, Santa Anita, Lima. ............ 6

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Características de los instrumentos ................................................................................. 4 Tabla 2. Datos de medición de prueba 1. ........................................Error! Bookmark not defined. Tabla 3. Valores medidos con carga. ...............................................Error! Bookmark not defined. Tabla 4. Valores medidos sin carga. ................................................Error! Bookmark not defined. Tabla 5. Valores para cálculos. ........................................................Error! Bookmark not defined. Tabla 6. Valores medidos según orden de capacitancias. ...............Error! Bookmark not defined.

EL ALTERNADOR TRIFÁSICO

1. INTRODUCCIÓN De la misma forma que la máquina asíncrona entra su utilización fundamental en las aplicaciones industriales como motor de usa general (de echo cada vez más general una vez que es posible su funcionamiento a velocidad variable por variación de frecuencia), la maquina síncrona encuentra su aplicación más característica como generador, si bien es cierto que para ciertas aplicaciones es posible su uso como motor. La razón de ello reside en el hecho de que el conjunto de los generadores de un sistema eléctrico que funciones correctamente debe suministrar en todo momento las potencias activas y reactiva que en ese instante demandan los abonados. Es cierto que en las inductancias y capacidades del sistema se almacena una cierta cantidad de energía en forma de campo electromagnético, pero esa reserva es tan pequeña que no permite su uso para cubrir eventuales desequilibrios entre la producción y el consumo. Dado que las potencias activas y la reactiva desmandadas pueden variar, y de echo varían, de forma independiente, las maquinas utilizadas como generadores en el sistema eléctrico deben tener la capacidad de variar por separado ambas magnitudes. Y ésta es precisamente la gran ventaja de las maquinas síncronas frente a las asíncronas. En el presente laboratorio se presentará la teoría de las maquinas síncrona, analizando casi exclusivamente su estructura, características y funcionamiento del motor.

2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo general  Describir la estructura de un motor síncrono trifásico 2.1. Objetivos específicos  Conectar un motor síncrono trifásico  Calcular las características de arranque del motor síncrono trifásico

1

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1. Máquina síncrona como motor Como se expuso al tratar los principios generales de la maquina síncrona, en su funcionamiento como motor, presenta el inconveniente de que funciona únicamente a la velocidad del sincronismo. El campo del rotor intentará alinearse con el giratorio del estator, pero esto no es posible por sí mismo al estar sometido a pares alternativos de sentido contrario. En consecuencia, el motor síncrono, necesita ser lanzado a una velocidad igual o próxima a la de sincronismo. Como el motor síncrono es físicamente la misma máquina que el generador, las ecuaciones de velocidad, potencia y par son las mismas que las estudiadas en su funcionamiento como generador.

3.2. Curvas características Se estudiará el comportamiento de los motores bajo distintas condiciones de carga y corriente de excitación. Buscando una mayor simplificación del estudio consideraremos la resistencia inducido despreciable.

3.3. Característica par –velocidad Los motores síncronos de alimentan, generalmente de cargas que funcionan a velocidad constante. La tensión de entrada y la frecuencia del sistema de alimentación serán constante e independientes de la potencia absorbida por el motor. La velocidad de giro del motor es directamente relaciona con la frecuencia eléctrica, por lo que la velocidad del motor será constante, independientemente de la carga acoplada a su eje. La velocidad debe permanecer estable desde su funcionamiento en vacío al par máximo que él puede entregar. Si se tiene en cuenta que:

𝑇𝑚𝑖 = 3. 𝑈.

𝐸.𝑠𝑒𝑛𝛿 Ω.𝑋𝑠

El valor máximo del par será para 𝑠𝑒𝑛𝛿 = 1 ó lo que es lo mismo 𝑠𝑒𝑛𝛿 =

𝜋 2

2

3.4. Influencia de la variación de carga Cuando un motor está acoplado a la red, la velocidad es la de sincronismo y el par motor debe hacer girar la carga a dicha velocidad. Si la carga sobre el eje del motor aumenta , el rotor sufrirá inicialmente una desaceleración que da lugar a aumento del ángulo par &, y consecuentemente un mayor par. Este aumento del par acelerará el motor volverá a la velocidad de sincronismo, pero con un ángulo de par superior a inicial.

3.5. Influencia de la variación de la corriente de excitación Otro efecto interesante es la modificación de la corriente de campo, manteniendo constante la potencia entregada por el motor. Como el cambio de la corriente de campo no afecta a la velocidad y como la carga acoplada al eje no ha sido modificada, la potencia entregada no es alterada. Cuando la corriente de excitación aumenta, la fuerza electromotriz de la misma aumentara igualmente, pero desplazándose a lo largo de una línea de potencia constante. La representación es un sistema de ejes de la corriente de inducido, en función de la corriente de campo, constituye la llamada en “V” del motor. Existen distintas curvas correspondientes a los distintos niveles de potencia. Como podemos deducir de la representación vectorial, la corriente mínima de inducido se presenta con factor de potencia unidad. Controlando la corriente de campo del motor podemos regular la potencia reactiva absorbida o entregada a la red.

3

3.6. Arranque del motor síncrono Existen técnicas para el arranque del motor, basadas en los siguientes principios: 



Arranque por medio de un motor lanzamiento hasta la conexión en paralelo con la red, exactamente igual que su cumplimiento como generador. Este provenientito se basa en la conexión del motor de lanzamiento, el rotor se desacelera y el campo magnético del rotor se retrasa respecto del campo resultante, pasando a funcionar como motor. Arranque como motor asíncrono y su posterior sincronización al excitar al circuito inductor. El arranque como motor asíncrono es el procedimiento más generalizado, utilizando para ello el devanado amortiguador. El motor, en estas condiciones de funcionamiento, no alcanza la velocidad de sincronismo para si una velocidad muy próxima a ella si funciona en vacío.

4. EQUIPOS Tabla 1. Características de los instrumentos

Cantidad

Descripción

Marca

01

Fuente de alimentación

Lab-volt

01

Motor /Alternador síncrono

Lab-volt

01

Electrodinamómetro

Lab-volt

04

Multímetros digitales

15

Cables de conexión 4mm

01

Faja de acoplamiento

01

Interfaz de adquisición de datos

01

Computadora personal

04

Cables de conexión de 2 mm

01

Conector con Terminal USB

Modelo

5. PROCEDIMIENTO

6. CUESTIONARIO

.

4

7. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

8. CONCLUSIONES

9. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

5

 Fraile, J. (2003). Máquinas eléctricas. (5ta.ed.). España: Mc Graw-Hill.  Guru, B y Hiziroglu, H. (2003). Máquinas eléctricas y transformadores. (1a.ed.). México: Mexicana.  Chapman, S. (2012). Maquinas eléctricas. (5ta.ed.). México: Mc GrawHill.  Sanz, J. (2004). Máquinas Eléctricas. (1a.ed.). España: Isabel capella.

10. ANEXO

Figura 1. [Fotografía de Emerson Sosa]. Módulo Lab-volt para la conexión de motor jaula de ardilla y generador síncrono. Laboratorio de Electricidad de Tecsup, Santa Anita, Lima

11. RUBRICA ELECTROTECNIA Rúbrica c: Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan sus resultados para Resultado:

Criterio de desempeño :

evaluar y mejorar sistemas. c2: Interpreta y analiza resultados de pruebas y/o mediciones para optimizar el

funcionamiento de equipos y sistemas eléctricos.

Curso: Actividad:

MÁQUINAS AC

4

El Motor Síncrono Trifásico.

Semana:

3-4

Barzola, Brayan

Periodo:

2018- II

Nombre y apellido del alumno: Sección: Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo:

Ciclo:

Fecha: Informe Técnico:

Docente: Carlos Cuba Anicama x

Proyecto:

Otros:

Excelente

Bueno

Requiere Mejora

No aceptable

Realiza la conexión de los circuitos con criterio de seguridad y calidad.

3

2

1

0

Mide parámetros eléctricos según la guía

2

1,5

1

0

Elabora gráficos.

2

1,5

1

0

CRITERIOS A EVALUACIÓN

6

Interpreta, analiza y explica los resultados de las pruebas

4

Presentación de informe. Conocimiento teórico

3

1

0

3

2

1

0

6-5

4-3

2-1

0

Puntaje Total Comentario al alumno:

DESCRIPCIÓN DE LA EVALAUCIÓN Excelente Completo entendimiento y realización de la actividad, cumpliendo todos los requerimientos Bueno

Entiende y realiza la actividad cumpliendo la mayoría de los requerimientos

Requiere mejora

Bajo entendimiento de la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos

No Aceptable

No demuestra entendimiento de la actividad

ELECTROTECNIA Rúbrica c: Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan sus resultados para Resultado:

Criterio de desempeño :

evaluar y mejorar sistemas. c2: Interpreta y analiza resultados de pruebas y/o mediciones para optimizar el

funcionamiento de equipos y sistemas eléctricos.

Curso: Actividad:

MÁQUINAS AC

4

El Motor Síncrono Trifásico.

Semana:

3-4

Lapa. Cristian

Periodo:

2018- II

Nombre y apellido del alumno: Sección: Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo:

Ciclo:

Fecha: Informe Técnico:

Docente: Carlos Cuba Anicama x

Proyecto:

Otros:

Excelente

Bueno

Requiere Mejora

No aceptable

Realiza la conexión de los circuitos con criterio de seguridad y calidad.

3

2

1

0

Mide parámetros eléctricos según la guía

2

1,5

1

0

Elabora gráficos.

2

1,5

1

0

Interpreta, analiza y explica los resultados de las pruebas

4

3

1

0

Presentación de informe.

3

2

1

0

CRITERIOS A EVALUACIÓN

7

6-5

Conocimiento teórico

4-3

2-1

0

Puntaje Total Comentario al alumno:

DESCRIPCIÓN DE LA EVALAUCIÓN Excelente Completo entendimiento y realización de la actividad, cumpliendo todos los requerimientos Bueno

Entiende y realiza la actividad cumpliendo la mayoría de los requerimientos

Requiere mejora

Bajo entendimiento de la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos

No Aceptable

No demuestra entendimiento de la actividad

ELECTROTECNIA Rúbrica c: Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan sus resultados para Resultado:

Criterio de desempeño :

evaluar y mejorar sistemas. c2: Interpreta y analiza resultados de pruebas y/o mediciones para optimizar el

funcionamiento de equipos y sistemas eléctricos.

Curso: Actividad:

MÁQUINAS AC

4

El Motor Síncrono Trifásico.

Semana:

3-4

Sulca, Victor

Periodo:

2018- II

Nombre y apellido del alumno: Sección: Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo:

Ciclo:

Fecha: Informe Técnico:

Docente: Carlos Cuba Anicama x

Proyecto:

Otros:

Excelente

Bueno

Requiere Mejora

No aceptable

Realiza la conexión de los circuitos con criterio de seguridad y calidad.

3

2

1

0

Mide parámetros eléctricos según la guía

2

1,5

1

0

Elabora gráficos.

2

1,5

1

0

Interpreta, analiza y explica los resultados de las pruebas

4

3

1

0

CRITERIOS A EVALUACIÓN

Presentación de informe. Conocimiento teórico

3

2

1

0

6-5

4-3

2-1

0

Puntaje Total Comentario al alumno:

8

DESCRIPCIÓN DE LA EVALAUCIÓN Excelente

Completo entendimiento y realización de la actividad, cumpliendo todos los requerimientos

Bueno

Entiende y realiza la actividad cumpliendo la mayoría de los requerimientos

Requiere mejora

Bajo entendimiento de la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos

No Aceptable

No demuestra entendimiento de la actividad

9