Reporte 13 - Maquinas

7/23/2019 Reporte 13 - Maquinas

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LAB. DE MAQUINASELECTRICAS

REPORTE PRCTICA # 13

Conexin, Operacin Y Caracterstica De Carga De Un

Generador De CC. De Excitacin Separada

EQUIPO:

Thania Carolina Bastidas Bejarano ID: 98734Fabin Arturo Gonzlez Bojrquez ID: 38554

Carlos Eduardo Ruiz Ayala ID: 98764

Ricardo Hernndez Garca ID: 98677

Rafael Martnez Cerda ID: 11813

MTRO. Eduardo Arellano Lozoya

Instituto Tecnolgico De Sonora Maquinas Elctricas


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Cd. Obregn, Sonora. A 01 de Diciembre Del 2015

RESUMEN

Esta vez toco trabajar con los generadores de excitacin separada en derivacin, estos

producen un campo gracias a una corriente en el embobinado y en el campo de

derivacin esto se logra con una fuente externa que puede ser de distintos tipos pero con

una misma finalidad.

Se conect un motor de corriente alterna y un generador de corriente continuaempotrados a la torre de Lorenzo para poder trabajar con una mayor facilidad y disponer

de esta misma para poder tomar las lecturas adecuadas de rpm o corrientes y voltajes.

INTRODUCCION

Durante la primera parte de la prctica procedimos a conectar el motor de corrientealterna el cual conectamos a la torre de Lorenzo para poder trabajar con distintos

voltajes e ir variando para obtener corrientes diferentes.

Este motor se acoplo a un generador suponiendo que el motor trabajar!a como la fuerza

motriz que producir!a nuestra energ!a para poder tomar las lecturas correspondientes a

la prctica.

El motor "ar girar el generador "asta llegar a una velocidad constante donde se

tomaran sus rpm y se "arn lecturas distintas para ver como esto afecta al

funcionamiento mismo del generador.

Los resultados obtenidos se plasmaran en una tabla que se mostrara al final de la

prctica donde vienen todos los datos de las mediciones y en su anlisis de resultados

como es que se interpretan estos mismos.



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ANTECEDENTES TEORICOS

Se llama mquina de induccin o asincrnica a una mquina de corriente alterna, en la

cual la velocidad de rotacin del rotor es menor que la del campo magn#tico del estator

y depende de la carga. La mquina asincrnica tiene la propiedad de ser reversible, es

decir, puede funcionar como motor y como generador.

Los motores as!ncronos o de induccin son un tipo de motor de corriente alterna. El

primer prototipo de motor el#ctrico capaz de funcionar con corriente alterna fue

desarrollado y construido por el ingeniero $i%ola &esla y presentado en el 'merican

(nstitute of Electrical Engineers )en espa*ol, (nstituto 'mericano de (ngenieros

El#ctricos, actualmente (EEE+ en ---.

El motor as!ncrono trifsico est formado por un rotor, que puede ser de dos tipos a+ de

jaula de ardilla/ b+ bobinado, y un estator, en el que se encuentran las bobinas

inductoras. Estas bobinas son trifsicas y estn desfasadas entre s! 012 en el espacio.

Seg3n el &eorema de 4erraris, cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes

trifsicas equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es tambi#n de 012, se induce un

campo magn#tico giratorio que envuelve al rotor. Este campo magn#tico variable va a

inducir una tensin en el rotor seg3n la Ley de induccin de 4araday La diferencia

entre el motor a induccin y el motor universal es que en el motor a induccin el

devanado del rotor no est conectado al circuito de excitacin del motor sino que est

el#ctricamente aislado. &iene barras de conduccin en todo su largo, incrustadas en

ranuras a distancias uniformes alrededor de la periferia. Las barras estn conectadas con

anillos )en cortocircuito como dicen los electricistas+ a cada extremidad del rotor. Estn

soldadas a las extremidades de las barras. Este ensamblado se parece a las peque*asjaulas rotativas para ejercitar a mascotas como "amsters y por eso a veces se llama

5jaula de ardillas5, y los motores de induccin se llaman motores de jaula de ardilla.



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Fig.1 Motor De Induccin o Jaula de ardilla

Generador con ecitacin inde!endiente

Las mquinas de corriente continua fueron las primeras que se construyeron.

'ctualmente tienden a utilizarse poco como generador, puesto que se sustituye por las

de corriente alterna. Las mquinas de corriente continua son reversibles, es decir, la

misma mquina puede trabajar como generador o como motor

Los generadores de corriente continua son las mismas mquinas que transforman la

energ!a mecnica en el#ctrica. $o existe diferencia real entre un generador y un motor, a

excepcin del sentido de flujo de potencia. Los generadores se clasifican de acuerdo con

la forma en que se provee el flujo de campo, y #stos son de excitacin independiente,

derivacin, serie, excitacin compuesta acumulativa y compuesta diferencial, y adems

difieren de sus caracter!sticas terminales )voltaje, corriente+ y por lo tanto en el tipo de

utilizacin.

El sistema de excitacin ms fcil de entender es el que supone una fuente exterior de

alimentacin para el arrollamiento inductor. En la siguiente figura, se representa el

inducido por un c!rculo/ la flec"a recta interior representa el sentido de la corriente

principal y la flec"a curva, el sentido de giro del inducido/ el arrollamiento inductor o

de excitacin, se representa esquemticamente, y el sentido de la corriente deexcitacin, por medio de una flec"a similar. Los sentidos de giro, de la corriente

principal y de la corriente de excitacin, se determinan siempre, utilizando la regla de la

mano derec"a si se trata de generadores, o la regla de la mano izquierda si se trata de

motores.



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Figura 2. Generador de excitacin independiente

En este tipo de generador, la tensin en los bornes es casi independiente de la carga de

la mquina y de su velocidad, ya que la tensin se puede regular por medio del restato

de campo, aunque naturalmente, dentro de ciertos l!mites, porque la excitacin del

campo inductor no puede aumentar ms all de lo que permite la saturacin.

En la 4igura 6 se representa el esquema de conexiones completo de un generador de

corriente continua con excitacin independiente/ se supone que el sentido de giro de la

mquina es a derec"as lo que, por otro lado, es el que corresponde a casi todas las

mquinas motrices. Si "ubiere que cambiar el sentido de giro, bastar con cambiar, las

conexiones del circuito principal.

Figura 3. Esquema de conexiones de un generador con excitacin independiente



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Durante el funcionamiento bajo carga del generador "ay que tener en cuenta que

cualquier variacin en la carga, conduce a una variacin de la tensin en el generador,

que es necesario regular, actuando sobre el restato de campo. 7ay que tomar en cuenta

que intercalando resistencias en dic"o restato, se disminuye la corriente de excitacin,

por lo tanto, tambi#n la tensin en bornes del generador y, como consecuencia se

disminuye la corriente principal/ eliminando resistencias del restato de campo, se

consigue los efectos contrarios.

El circuito equivalente es una representacin esquemtica de la mquina de 8.8. que

permite analizar su configuracin y desempe*o a trav#s de ecuaciones simples que se

derivan del mismo circuito. En el caso del generador de excitacin independiente, el

circuito equivalente es el de la figura 9. Es posible apreciar que el circuito de campo es

el#ctricamente independiente del circuito de armadura y la dependencia de ambos

circuitos es 3nicamente magn#tica, a trav#s del flujo :, lo cual constituye la

caracter!stica distintiva de este tipo de configuracin.

Figura 4. ircuito equi!alente de un generador de excitacin separada.

MATERIA" # E$UI%O



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;it de Lorenzo

Sin conectar el motor a la salida trifsica variable, ajuste el voltaje de salida de esta

3ltima a 001A, posteriormente abrir el interruptor de nuevo para conectar el motor en

delta como lo indica la figura ?.



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Figura ". onexin de un generador de excitacin separada en deri!acin para

determinar su caracter#stica de carga.

9.> Encender el motor y determinar si la direccin de rotacin es correcta, si no es as!,

intercambie dos de las tres terminales del motor )B, A. C+. El motor encendido "argirar al generador a su velocidad nominal sin carga. El motor de 8' mantendr la

velocidad constante durante toda la prueba.

?.> 'juste la unidad de carga resistiva a la corriente de carga nominal para obtener el

voltaje de salida nominal.

.> Disminuya la velocidad a cero, apague el motor de 8' y la fuente 8D.

G.> 8on el generador a3n caliente, mida la resistencia de armadura por el m#todo del

volt!metro y del amper!metro como sigue

a+ 8onecte el circuito de la armadura como se muestra en la figura F.



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Figura ).* Medicin de la resistencia de armadura

b+ 8onectar al volt!metro dos conectores con puntas de medidas y conectarlo al

segmento de conmutacin entre as escobillas HaI y HbI.

Figura +.* Medicin ,#sica de la resistencia de armadura por el m-todo del !olt#metro (

amper#metro

c+ anote los valores de voltaje y corriente en la tabla 6.0

IA (A) 1.

VA '()

RA '*)1

$a%la 13.2 !alores de !olta'e ( corriente para encontrar la resistencia de armadura

ANA"ISIS DE RESU"TADOS



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=ara el desarrollo de esta prctica, se aliment el motor de 8' con la torre de Lorenzo

de su salida trifsica de 001A, se realiz en este una conexin en delta, por parte del

generador de 8D, se aliment tambi#n con la torre de Lorenzo en su salida variable de

8D porque con esta se ir aumentando la corriente conforme a lo que pide la prctica.

4ue muy importante conocer en todo momento la corriente que se estaba inyectando algenerador, as! como la que pasaba por la armadura, y estarla comparando con los datos

de placa del generado para no excederlas en ning3n momento, la corrienteIL no

deb!a exceder los 0.?', mientras que la corrienteIF no debe sobrepasar 1.', por tal

motivo se ajust la resistencia variable durante tres momentos en la prctica, por lo cual

se ven los decrementos deIF y

VL +

=ara calcular las p#rdidas producidas en la armadura, fue necesario conocer la

resistencia de la misma, as! que se procedi a aplicar un voltaje entre las terminales 'y @0 para medir la resistencia y el voltaje que "ay en la armadura y calcular su

resistencia.

'l momento de realizar el clculo deIA , fue importante conocer el circuito

equivalente de este generador para encontrar queIA=IL , por lo que al ir

aumentando el voltaje en la fuente, aumentamosIF , el cual produce un voltaje

inducido en la armadura.

ACTI(IDADES COM%"EMENTARIAS

.> 8alcular la corriente de la armaduraIA para cada carga.

'notar los datos en la tabla 6.

0.> 8alcular la ca!da de voltaje correspondiente debido a la resistencia de la armaduraIARA +

'notar los datos en la tabla 6..

6.> Jraficar en el mismo papel, las curvas de los datos de la tabla 6., usando

a+ IL como abscisa y A como ordenada.

b+IL como abscisa e

IAR

A como ordenada.

c+ sumar la curva AK IL a la curva ( )ca!da+ K

IL .



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9.> marcar en la grfica lo siguiente

a+ la corriente nominal y su voltaje en terminales correspondiente.

b+ los componentes de las ca!das de voltaje

?.> con respecto a las curvas, explicar las causas y los efectos del voltaje en terminales cuandose incrementa la carga.

'l incrementar la carga, estamos "aciendo incrementar la corriente que llega a esta al mismo tiempo quebaja el voltaje, lo cual se puede comprobar con la ca!da de voltaje que "ay en la armadura cuandoaumenta la carga, lo cual es perjudicial para el generador.

8on respecto a las curvas, se observan bajones tres bajones repentinos en el voltaje, esto se debe a que

estbamos alcanzando la corriente del devanado de excitacin, por lo cual tuvimos que "acer ms baja laresistencia variable para continuar con los siguientes puntos sin "acer sufrir al equipo de pruebas.

.> que le pasa a la corriente de campo en derivacin cuando se incrementa la carga y porque.



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La corriente de campo en derivacin es la misma que la corriente de la carga, por lo cual al incrementar lacarga, incrementa la ca!da de voltaje en la armadura, por lo cual la corriente crece a medida que decae elvoltaje.

F.> que se entiende por regulacin de voltaje y calcule el porcentaje de regulacin de voltaje a

carga nominal.

La regulacin de voltaje se entiende como el porcentaje de la variacin que tiene el voltaje del generadorcuando este se trabaja en vac!o con respecto a cundo lo "ace a plena carga, es importante tener unabuena regulacin para que no "aya abatimientos bruscos de voltaje al variar la carga.Se tom el voltaje sin carga de 9? v desconectando las resistencias variables.

REGULACION=V

sincargaVconcarganominalVconcarganominal M

145 v130v130v N 11 M .?6

-.> cuales son las ventajas y desventajas de un generador de excitacin separada.

El valor de la corriente de campo es la corriente de carga, por lo que se puede variar el rango de voltaje, latensin en los bornes es casi independiente de la carga de la mquina y de su velocidad, ya que la tensinse puede regular por medio del restato de campo, aunque naturalmente, dentro de ciertos l!mites, porquela excitacin del campo inductor no puede aumentar ms all de lo que permite la saturacin.

CONC"USIONES

'l utilizar el generador de corriente continua de excitacin separada, se pudo observar

como al ir variando la corriente de excitacin obten!amos una variacin del voltaje de

salida. 'l aumentar la carga el voltaje decae y se aumenta la corriente, por lo cual se

empez con la resistencia ms grande y bajamos esta gradualmente a medida quellegbamos a la corriente l!mite permitida en la armadura especificada por el fabricante,

se pudo comprender el aumento de las ca!das de voltaje que ocurre en la armadura a

medida del aumento de la carga cuando calculamos la resistencia que "ay en la

armadura y se calcularon las p#rdidas a medida que la carga crece.

8arlos uiz 'yala (D G-F9

En esta prctica trabajamos con el generador y como este generaba energ!a a trav#s de

una fuerza motriz que en este caso es un motor de corriente alterna, se midieron sus rpm

y se puso en una velocidad estable para poder tomar mediciones exactas. En base a lasexplicaciones de nuestro profesor aprendimos que un generador es una maquina

reversible ya que esta pude trabajar como un generador o como un motor.

En esta prctica no se realizaron muc"os pasos ya que fue bastante rpida y fcil ya que

prcticamente todo ya estaba ec"o solo conectamos y tomamos mediciones una vez que

nuestro profesor nos explicara cmo era que funcionaban los generadores y como son

tan importantes para la generacin de energ!a.

icardo 7ernndez Jarc!a (D G-FF



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-I-"IOGRA.IA

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gnticosPgiratorios."tml

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http://www.reypastor.org/departamentos/dtec/tec_indII/motor_jaula_ardilla/campos_magnticos_giratorios.htmlhttp://www.reypastor.org/departamentos/dtec/tec_indII/motor_jaula_ardilla/campos_magnticos_giratorios.htmlhttp://perso.wanadoo.es/danieldiaz_borr/rotor%20bobinado.htmlhttp://html.rincondelvago.com/generadores-y-motores-de-corriente-continua.htmlhttp://html.rincondelvago.com/maquina-de-corriente-continua.htmlhttp://perso.wanadoo.es/danieldiaz_borr/rotor%20bobinado.htmlhttp://html.rincondelvago.com/generadores-y-motores-de-corriente-continua.htmlhttp://html.rincondelvago.com/maquina-de-corriente-continua.htmlhttp://www.reypastor.org/departamentos/dtec/tec_indII/motor_jaula_ardilla/campos_magnticos_giratorios.htmlhttp://www.reypastor.org/departamentos/dtec/tec_indII/motor_jaula_ardilla/campos_magnticos_giratorios.html

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