ensayos a un generador sincrónico
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8/13/2019 Ensayos a un generador sincrnico
1/82
Universidad Tecnica Federico Santa Mara
Departamento de Ingeniera Electrica
Laboratorio de Maquinas Electricas
Generador Sincronico
Informe Final
Autores
Sebastian Medina Martnez / 2703046-7
Herman Munoz Lopez / 2823006-0
Jorge Rickemberg Urrutia / 2804007-5
Fecha
- 6 de Noviembre de 2013 -
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8/13/2019 Ensayos a un generador sincrnico
2/82
ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
Indice General
1. Objetivos 10
2. Teora 11
2.1. Calculo de resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2. Curva de vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3. Curva de cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4. Reactancia en eje directo saturada y no saturada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.5. Metodo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.6. Ensayo de factor de potencia cero a corriente nominal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.7. Ensayo de Corrientes de Secuencia Cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.7.1. Metodo 1, circuito serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.7.2. Metodo 2, circuito paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.8. Ensayo de tensiones de secuencia negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.9. Ensayo de corriente reactiva maxima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.10. Ensayo de desaceleracion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.11. Ensayo de deslizamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.12. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.13. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.14. Ensayo de cortocircuito trifasico dinamico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.15. Ensayo de carga monofasica estacionaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.15.1. Carga monofasica conectada entre una lnea y el neutro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.15.2. Carga monofasica conectada entre dos lneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3. Metodo y desarrollo 27
3.1. Calculo de resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1.1. Armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1.2. Campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2. Ensayo de vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3. Curva de cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.4. Metodo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
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3.5. Metodo del factor de potencia cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.6. Ensayo de corrientes de secuencia cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.6.1. Ensayo mediante conexion serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.6.2. Ensayo mediante conexion paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.7. Ensayo de tensiones de secuencia negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.8. Ensayo de corriente reactiva maxima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.9. Ensayo de desaceleracion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.10. Ensayo de deslizamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.11. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.12. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.13. Ensayo de Cortocircuito trifasico dinamico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.14. Ensayo de Carga monofasica a neutro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.15. Ensayo de carga monofasica entre lneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4. Ensayo 38
4.1. Instrumentos y Equipos Utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.1. Generador Sincronico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.2. Motor de Corriente Continua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.3. Excitatriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.4. Instrumentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2. Valores pu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3. Resultado obtenidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3.1. Resistencia de armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3.2. Resistencia de campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3.3. Ensayo de vaco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3.4. Ensayo de cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.5. Ensayo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.6. Ensayo de factor de potencia cero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.7. Ensayo de corrientes de secuencia cero, circuito serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.8. Ensayo de corrientes de secuencia cero, circuito paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.3.9. Ensayo de tensiones de secuencia negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
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4.3.10. Ensayo de desaceleracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.11. Ensayo de deslizamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.3.12. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.3.13. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.4. Valores calculados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.4.1. Calculo de resistencia de armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.4.2. Calculo de resistencia de campo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.4.3. Calculo de reactancias en el eje directo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.4.4. Calculo de reactancias mediante el metodo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.4.5. Calculo de reactancia de dispersion utilizando el triangulo de Potier . . . . . . . . . . . . 47
4.4.6. Ensayo de corrientes de secuencia cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.4.7. Ensayo de tension de secuencia negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.4.8. Reactancia saturada en eje en cuadratura, por ensayo de corriente reactiva maxima. . . . 49
4.4.9. Momento de inercia, mediante el ensayo de desaceleracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.4.10. Determinacion de la reactancias saturadas en el eje en cuadratura y en el eje directo . . . 50
4.4.11. Determinacion de la reactancia en el eje en cuadratura no saturada. . . . . . . . . . . . . 51
4.4.12. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4.13. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.4.14. Reactancias transitoria y subtransitoria, mediante cortocircuito trifasico dinamico . . . . 51
4.5. Graficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.6. Resumen de parametros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5. Simulacion 64
5.1. Cortocircuito trifasico dinamico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.2. Cortocircuito monofasico a neutro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.3. Cortocircuito monofasico entre l neas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6. Crtica y comentarios 70
6.1. Calculo de resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.2. Ensayo de vaco y cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.3. Ensayo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.4. Ensayo de Factor de potencia cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
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6.5. Ensayo de corrientes de secuencia cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.6. Ensayo de tension de secuencia negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.7. Ensayo de corriente reactiva maxima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.8. Ensayo de desaceleracion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.9. Ensayo de deslizamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.10. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.11. Ensayo de cortocircuito trifasico dinamico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.12. Ensayo de carga monofasica estacionaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.13. Simulaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
A. Reactancias a secuencia 76
A.1. Reactancia a secuencia positiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.1.1. Reactancia sincronica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.1.2. Reactancia transitoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.1.3. Reactancia subtransitoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.2. Reactancia a secuencia negativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.3. Reactancia a secuencia cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
B. Desaceleracion 78
C. Procedimiento de obtencion de resultados para ensayo de cortocircuito trifasico 79
C.1. Codigos para extraccion de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
C.2. Analisis de graficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
D. Configuracion de simulaciones en ATP 80
D.1. Parametro ingresados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
D.2. Modelos utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
D.2.1. Ensayo de Cortocircuito Trifasico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
D.2.2. Ensayo de Carga Monofasica Estacionaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Indice de tablas
4.1. Datos de placa del generador sincronico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
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4.2. Datos de placa del motor DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.3. Datos de placa de la excitatriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.4. Lista de instrumentos utilizados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.5. Valores base del generador sincronico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.6. Resistencia de las fases de la armadura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.7. Medicion de tension y corriente en el campo de la Maquina Sincronica . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.8. Mediciones ensayo de vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.9. Mediciones ensayo de cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.10. Resultados obtenidos del ensayo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.11. Mediciones obtenidas en el ensayo factor de potencia cero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.12. Mediciones de ensayo de corriente de secuencia cero, con metodo 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.13. Mediciones de ensayo de corriente de secuencia cero, con metodo 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.14. Mediciones de ensayo de corrientes de secuencia negativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.15. Armonicas de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.16. Armonicas de corriente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.17. Valores medidos en el ensayo de desaceleracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.18. Mediciones obtenidas en el ensayo de deslizamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.19. Niveles de tension, corriente de armadura y potencia medidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.20. Valores de cada armonico de la onda tension para los distintos niveles . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.21. Valores de cada armonico de la onda de corriente para los distintos niveles . . . . . . . . . . . . . 44
4.22. Niveles de tension, corriente de armadura y potencia medidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.23. Valores de cada armonico de la onda tension para los distintos niveles . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.24. Valores de cada armonico de la onda de corriente para los distintos niveles . . . . . . . . . . . . . 45
4.25. Valores calculados en el ensayo cortocircuito bifasico estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.26. Valores calculados en el ensayo cortocircuito bifasico a neutro estacionario . . . . . . . . . . . . . 51
4.27. Tabla de corrientes estacionaria, transitoria y subtransitoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.28. Parametros obtenidos del ensayo de cortocircuito trifasico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.29. Resumen de parametros calculados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.1. Tabla comparativa de los resultados de ensayos a corriente de secuencia cero. . . . . . . . . . . . 71
6.2. Tabla comparativa de constante de armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
D.1. Valores calculados para la reactancia de Canay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
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D.2. Parametros utilizados en la simulacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Indice de figuras
2.1. Modelo del circuito magnetico de la maquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2. Curvas Caractersticas de la maquina, teoricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3. Modelos de cortocircuito de la maquina sincronica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.4. Representacion de las reactancias obtenidas de las tres mediciones . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5. Generador sincronico alimentando carga reactiva a tension y corriente nominal. . . . . . . . . . . 15
2.6. Triangulo de Potier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.7. Graficos Momento en funcion del angulo de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.8. Tipos de torque por friccion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.9. Decaimiento de la velocidad en el tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.10. Envolvente de la corriente de armadura en ensayo de cortocircuito trifasico . . . . . . . . . . . . 24
3.1. Diagrama de conexion para medicion de resistencia de armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2. Diagrama de conexion para medicion de resistencia de campo con el puente de Wheatstone . . . 28
3.3. Diagrama de conexion para obtener la resistencia de campo midiendo tension y corriente. . . . . 28
3.4. Diagrama de conexion para ensayo de vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.5. Diagrama de conexion para ensayo de cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.6. Diagrama de conexion para el ensayo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.7. Diagrama de conexion para el ensayo Dalton - Cameron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.8. Diagrama de conexion para ensayo de corrientes de secuencia cero, conexion serie . . . . . . . . . 31
3.9. Diagrama de conexion para ensayo de corrientes de secuencia cero, conexion paralelo . . . . . . . 32
3.10. Diagrama de conexion para ensayo de tensiones de secuencia negativa . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.11. Diagrama de conexion para ensayo de corriente reactiva maxima . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.12. Diagrama de conexion para ensayo de desaceleracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.13. Diagrama de conexion para ensayo de deslizamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.14. Diagrama de conexion para ensayo de cortocircuito bifasico estacionario . . . . . . . . . . . . . . 35
3.15. Diagrama de conexion para ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario . . . . . . . . . 35
3.16. Diagrama de conexion para ensayo de cortocircuito trifasico dinamico . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.17. Diagrama de conexion para ensayo de carga monofasica estacionaria . . . . . . . . . . . . . . . . 36
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3.18. Diagrama de conexion para ensayo de carga monofasica estacionaria . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.1. Grafico de tension y corriente en el campo de la maquina sincronica . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.2. Ensayo de vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.3. Ensayo de cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.4. Curvas caractersticas de la maquina, experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.5. Reactancia de Potier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.6. Ensayo de corrientes de secuencia cero, con conexion serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.7. Ensayo de corrientes de secuencia cero, con conexion paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.8. Ensayo de tensiones de secuencia negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.9. Espectro de frecuencias del ensayo de tensiones de secuencia negativa. . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.10. Ensayo de corriente reactiva maxima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.11. Ensayo de desaceleracion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.12. Oscilograma de tension y corriente de armadura paras = 0, 009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.13. Oscilograma de tension y corriente de armadura paras = 0, 048 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.14. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario, tension nominal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.15. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario, corriente nominal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.16. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario, tension nominal . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.17. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario, corriente nominal . . . . . . . . . . . . . . 60
4.18. Ensayo de cortocircuito trifasico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.19. Corriente de campo en el ensayo de cortocircuito trifasico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.20. Componentes de las corrientes en el ensayo de cortocircuito trifasico . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.21. Representacion de la componente transitoria y subtransitoria en escala logartmica . . . . . . . . 62
5.1. Ensayo del cortocircuito trifasico dinamico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.2. Acercamiento a primeros instantes del cortocircuito trifasico dinamico . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.3. Tensiones de lnea para funcionamiento con carga conectada entre lnea y el neutro . . . . . . . . 65
5.4. Espectro de frecuencia de tensiones de lnea, carga conectada entre lnea y el neutro . . . . . . . 65
5.5. Corriente de lnea para funcionamiento con carga conectada entre lnea y el neutro . . . . . . . . 66
5.6. Espectro de frecuencia de corrientes de lnea, carga conectada entre lnea y el neutro . . . . . . . 66
5.7. Corriente de campo para funcionamiento con carga conectada entre lnea y el neutro . . . . . . . 66
5.8. Espectro de frecuencia de corrientes de campo, carga conectada entre lnea y el neutro . . . . . . 67
5.9. Tensiones de lnea para funcionamiento con carga conectada entre dos lneas. . . . . . . . . . . . 67
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5.10. Espectro de frecuencia de tensiones de lnea, carga conectada entre dos lneas . . . . . . . . . . . 68
5.11. Corrientes de l nea para funcionamiento con carga conectada entre dos l neas . . . . . . . . . . . 68
5.12. Espectro de frecuencia de corrientes de lnea, carga conectada entre dos lneas . . . . . . . . . . . 68
5.13. Corriente de campo para funcionamiento con carga conectada entre dos lneas . . . . . . . . . . . 69
5.14. Espectro de frecuencia de corrientes de campo, carga conectada entre dos lneas. . . . . . . . . . 69
A.1. Interacciones de la maquina en estado estacionario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.2. Interacciones de la maquina en estado transitorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.3. Interacciones de la Maquina en estado Subtransitorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
A.4. Flujo de Secuencia Negativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
D.1. Modelo para cortocircuito trifasico dinamico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
D.2. Modelo para carga monofasica conectada entre una fase y neutro . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
D.3. Modelo para carga monofasica entre lneas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
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1. Objetivos
Determinar la resistencia de los devanados de armadura y campo.
Determinar la curva de magnetizacion a traves del ensayo de vaco.
Determinar la curva de cortocircuito mediante el ensayo de bornes cortocircuitados. Luego, en conjunto
con la curva de vaco, calcular valores para las reactancias saturada y no saturada en eje directo.
Determinar las reactancias subtransitorias en eje directo y en cuadratura, mediante el metodo Dalton -
Cameron.
Determinar la reactancia de secuencia negativa, mediante los resultados del metodo Dalton - Cameron.
Determinar la reactancia de dispersion, mediante el ensayo de factor de potencia cero y el calculo de la
reactancia de potier.
Calcular la reactancia de secuencia cero, con distintos metodos de ensayos de corrientes de secuencia cero.
Determinar la reactancia de secuencia negativa, mediante el ensayo de tension de secuencia negativa.
Calcular la reactancia saturada en eje en cuadratura, mediante el ensayo de corriente reactiva maxima.
Determinar el momento de inercia, mediante el ensayo de desaceleracion.
Determinar las reactancias saturadas en eje directo y cuadratura, y la reactancia no saturada en eje en
cuadratura, mediante el ensayo de deslizamiento.
Medir la reactancia de secuencia negativa a traves del ensayo cortocircuito bifasico estacionario.
Calcular la reactancia de secuencia cero a traves del ensayo cortocircuito bifasico a neutro estacionario.
Determinar las reactancias sincronica, transitoria y subtransitoria en el eje directo, mediante el ensayo de
cortocircuito trifasico dinamico.
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2. Teora
2.1. Calculo de resistencia
Puesto que el devanado de armadura se encuentra fijo, su resistencia no se ve influenciada en mayor medida enfuncionamiento, mas si es alterada por la temperatura, y por consecuente, por la corriente dado el efecto Joule.
El devanado de campo, al rotar, es alimentado con anillos rozantes, por este motivo una medici on directa conlleva
mucho error. Por esta razon se recomienda obtener este parametro por un metodo indirecto de medicion de
tension y corriente.
v= R i (2.1)
Puesto que la relacion entre tension y corriente, es como se define en la ecuacion (2.1), este parametro se puede
encontrar como la pendiente de la curva de estas variables, mientras tengan comportamiento lineal.
2.2. Curva de vaco
Las maquinas actuales son aprovechadas de manera muy eficiente, gracias a las capacidades magneticas del
fierro que las compone. El fierro alcanza valores de induccion muy elevadas con valores relativamente bajos de
corriente. No obstante, se llega a cierto punto donde el material ferromagnetico alcanza su saturacion, es por
esto que es necesario obtener la caracterstica de magnetizacion de la maquina.
Si se desprecian los efectos de dispersion en el entrehierro, como se aprecia en la figura 2.1, debido a que
Rdispersion Rfierro, el circuito magnetico de una maquina no es mas que un circuito serie, por lo que latension inducida es proporcional al flujo producido por la corriente de campo, lo que se puede apreciar en
terminales cuando se opera en vaco.
Fmm
Principal
dispersin
RprincipalRdispersin
Fig. 2.1: Modelo del circuito magnetico de la maquina
Donde
R Hace alusion a la reluctancia del medio.
A su vez, la corriente de campo es proporcional a la fuerza magnetomotriz, en consecuencia, la curva de
magnetizacion se puede lograr a traves de una curva de vaco.
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2.3. Curva de cortocircuito
Esta curva se logra cortocircuitando los bornes del estator e impulsando el eje a velocidad sincr onica teniendo
alimentado el devanado de campo. Se miden las corrientes a traves de ambos devanados, siendo la corriente de
campo la variable independiente del grafico.
Debido a que el eje gira y que el estator se encuentra cortocircuitado, en este ultimo se inducen corrientes
para evitar el cambio en el flujo que ve girando1, por lo que el flujo no alcanza a saturar la maquina. La baja
resistencia de los devanados permite alcanzar valores nominales de corriente en el estator a niveles relativamente
bajos de corriente de campo. Un cambio en la corriente de campo genera un cambio proporcional en la corriente
de armadura, dandole a la curva de cortocircuito su caracterstica lineal.
2.4. Reactancia en eje directo saturada y no saturada
Debido a que las reactancias son dependientes de la permeabilidad del medio y esta a su vez depende del punto
de trabajo sobre el hierro, es necesario establecer los parametros para puntos de trabajo especficos; zona lineal
y zona saturada.
Mediante las curvas de cortocircuito y vaco es posible establecer las relaciones que permiten determinar los
valores de las reactancias que se desean obtener. Si se extrapola la zona lineal, es decir, la zona no saturada de
la curva de vaco (caracterstica de entrehierro), se puede llegar a un valor de corriente de campo a la que se
alcanzara la tension nominal. Con ello, de la caracterstica de cortocircuito se obtiene la corriente de armadura
que le corresponda, como lo muestra la figura2.2.
Magnetizacin
Entrehierro
If0If0*
Vn
if
Vp
(a) Curva de Vaco
If0If0*if
Ia
Ifc
Icc*
Icc
In
(b) Curva de Cortocircuito
Fig. 2.2: Curvas Caractersticas de la maquina, teoricas
Donde
If0 Corriente de campo correspondiente a la tension nominal de armadura obtenida de la caracterstica de
vaco.
If0 Corriente de campo correspondiente a la tension nominal de armadura obtenida de la caracterstica de
entrehierro.1Ver principio de flujo constante, en AnexoA
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Ifc Corriente de campo correspondiente a la corriente nominal de armadura obtenida de la caracterstica de
cortocircuito.
Segun el circuito de la figura2.3, el cuociente entre la tension y la corriente de armadura obtenida es la reactancia
saturada. Con un razonamiento similar, pero trazando la recta que une el punto de trabajo y el origen se obtienela reactancia no saturada, como muestra en las ecuaciones (2.2) y (2.3).
(Xdu) =xdu
Zb=
VNIcc
INVN
= IfcIf0
(2.2)
(Xds) =xds
Zb=
VNIcc
INVN
= IfcIf0
(2.3)
xds
Vp
IccIf 0
Vf
(a) Modelo de cortocircuito, con circuito satu-
rado
xdu
Vp
Icc*If 0
*
Vf
(b) Modelo de cortocircuito, con circuito no sat-
urado
Fig. 2.3: Modelos de cortocircuito de la maquina sincronica
2.5. Metodo Dalton - Cameron
Este metodo permite determinar las reactancias subtransitorias en eje directo y cuadratura. Esto se logra
mediante un adecuado manejo de las variables de l nea, las que con el uso de los fasores espaciales de tension y
corriente, permiten conocer las corrientes ficticias de los ejes directos y cuadratura.
X1q =V1qI1q
X1d=V1dI1d
(2.4)
Si se piensa que la reactancia subtransitoria se comporta de forma sinusoidal en el espacio, idea ejemplificada
en la figura2.4, donde su valor medio y valor peak corresponden a la reactancia subtransitoria en eje directo
y reactancia subtransitoria en eje en cuadratura, respectivamente, con lo que es posible calcularlos mediante la
expresion (2.5).
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2X"
0
=0
M
K A
C
B
120120
Fig. 2.4: Representacion de las reactancias obtenidas de las tres mediciones
X1q =V1q
I1q=
Vbc
2Ib =0
X1d=V1dI1d
=Vbc2Ib =
2
(2.5)
Con esta idea en mente, es posible determinar estos par ametros con tres mediciones, las que permiten encontrar
los parametros K y M segun las relaciones (2.6).
K=A + B+ C
3
M=
(B K)2 +(AC)
2
3
(2.6)
Con estos parametros, se pueden obtener las reactancias subtransitorias directa y en cuadratura con las ecua-
ciones (2.7) y (2.8), respectivamente.
X1d =KM
2 (2.7)
X
1q =K+ M
2 (2.8)
2.6. Ensayo de factor de potencia cero a corriente nominal
El ensayo de factor de potencia cero permite determinar la reactancia de Potier, la cual es numericamente
semejante a la reactancia de dispersion, determinando la cada de tension en dicha reactancia con corriente
nominal en la armadura. Para realizar esto, se acopla la m aquina sincronica a la red trifasica, tal que esta
ultima sea vista por la maquina como una carga inductiva conectada en sus terminales. Para que el generador
alimente una carga inductiva pura a tension y corriente nominal, figura 4.11, este debera estar sobreexcitado
debido a que toda la corriente de armadura corresponde a I1d. Por tanto, esta sera desmagnetizante.
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Red
Fig. 2.5: Generador sincronico alimentando carga reactiva a tension y corriente nominal.
Debido a que el F P = 0 , I1q es cero, por lo que al realizar un simple LVK en el circuito de la figura 2.5, se
puede obtener la reactancia de dispersion con la relacion (2.10), expresada en Ohm. La relacion (2.11) permite
expresar dicha reactancia en pu.
Vi= Viq =V1+jXI1d (2.9)
X=Viq Vnom
Inom(2.10)
Donde
Viq representa la tension inducida resultante de excitacion;
Vnom representa la tension nominal en los terminales de la armadura;
Inom representa la corriente nominal por la armadura.
Por lo tanto
(X) = (Viq) 1
1 (2.11)
Al conocer las caractersticas de vaco y cortocircuito se puede determinar graficamente la tensionVi = Viq. En
primer lugar se utiliza la recta de cortocircuito para identificar la corriente de campo Ifc, para la cual se obtiene
corriente de armadura nominal en el ensayo de cortocircuito. Luego, por efecto desmagnetizante producida por
el caracter inductivo de la red, a la corriente Ifobtenida en el ensayo, se le resta Ifc . Por ultimo, se dibuja un
recta paralela a la lnea del entrehierro que parte del valor obtenido anteriormente. Esta recta intersecta en la
curva de vaco a la tension Vi= Viq, situacion que se ve ilustrada en la figura 2.6.
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Ifc
Ifc
If
I [A]
V [V]
Fig. 2.6: Triangulo de Potier
2.7. Ensayo de Corrientes de Secuencia Cero
Es sabido que en las lneas de transmision pueden circular corrientes de secuencia cero de la m aquina sincronica,
esto ya que que se producen desbalances en las mismas. Por ello, es necesario obtener parametros que permitan
modelar la maquina bajo las condiciones que impone la secuencia cero. En el caso de maquinas sincronicas, se
cuenta con un ensayo a corrientes de secuencia cero, como especifica en la norma [2]2, donde se puede llevar a
cabo mediante distintos metodos. Se estudian dos:
2.7.1. Metodo 1, circuito serie
Para calcular la impedancia de secuencia cero, la Norma dice que se tiene que levantar de de tierra los devanados
de armadura y conectarlos en serie, para luego alimentarlos con tension monofasica hasta llegar a corriente
nominal. Con esto se asegura que por los devanados circulen corrientes de igual magnitud y fase, emulando las
caractersticas de la secuencia cero. Ademas es necesario cortocircuitar el campo. La expresion (2.12) permite
obtener la impedancia de secuencia cero.
Z0 = V
3 I (2.12)
Donde
V es la fundamental de la tension aplicada.
I es la fundamental de la corriente medida.
En las maquinas de gran tamano, debido a las caractersticas constructivas de los devanados,X0 >> R0, por
lo que se puede aproximar la reactancia al valor de la impedancia, pero maquinas relativamente pequenas la
resistencias de los devanados son numericamente comparables con la reactancia de los mismos, razon por la que
se debe calcular resistencia y reactancia de secuencia cero con las ecuaciones ( 2.13) y (2.14).
2Pagina 108, seccion 10.6.1.1 Values of zero-sequence reactance
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R0= Z0P
V I (2.13)
X0 = Z0
1 PV I2
(2.14)
Donde
P es la lectura del Wattmetro (tambien es posible utilizar un analizador de redes).
2.7.2. Metodo 2, circuito paralelo
Para calcular la impedancia de secuencia cero, la Norma dice que se ha de levantar de tierra y conectar en
paralelo los devanados. Luego, alimentando con una tension monofasica, tal que se logre corriente nominal en
cada uno de los devanados, se alimentan las fases con tensiones de igual magnitud y fase, simulando tensionesde secuencia cero. Este ensayo requiere que el campo este cortocircuitado. La expresion (2.15) permite obtener
el valor de la impedancia bajo estas condiciones.
Z0=3V
I (2.15)
Donde
V es la fundamental de la tension aplicada.
I es la fundamental de la corriente medida.
La correccion por resistencia para este caso se puede hacer a traves de la expresion (2.14), misma expresion que
para el ensayo del metodo 1.
2.8. Ensayo de tensiones de secuencia negativa
Este ensayo tiene como objeto determinar la resistencia y reactancia de secuencia negativa de la m aquina sin-
cronica, para lo que se alimenta la armadura con tensiones de secuencia negativa, mientras el campo est a cor-
tocircuitado y el rotor gira a velocidad nominal. Debido a esto, se crea un campo giratorio que rota en sentido
opuesto al giro del rotor. Al producirse esto el rotor ve un campo giratorio que se mueve al doble de frecuen-
cia, por lo que aparecen corrientes del doble de la frecuencia nominal en el rotor. Estas corrientes originan un
campo alterno de doble frecuencia, que puede ser descompuesto en dos campos giratorios que giran en sentidos
opuestos(campo pulsante). El campo que gira en el mismo sentido que el rotor es visto por el estator como un
campo giratorio frecuencia triple, induciendo en sus devanados corrientes de 3 n. De la misma forma se inducen
corrientes de frecuencias mayores, pero disminuyendo la magnitud. En consecuencia, las corrientes de armadura
estaran fuertemente influenciadas por componentes de tercera armonica. Segun lo anterior, se utilizan para el
calculo de la impedancia de secuencia negativa los valores fundamentales de las corrientes y tensiones medidas,
como se menciona en la norma[2].
Se impulsa la maquina a velocidad sincronica y el devanado de armadura se alimenta con tensiones simetri-
cas de secuencia negativa, lo que permite determinar, desde la perspectiva de los terminales de armadura, la
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impedancia Z2, resistenciaR2 y reactancia X2 de secuencia negativa mediante las ecuaciones (2.16), (2.17) y
(2.18), respectivamente.
Z2 =E
I
(2.16)
R2 = P
I2 (2.17)
X2v =
Z22R22 (2.18)
Donde
E es el valor efectivo de la componente fundamental de las tres tensiones lnea-lnea.
I es el valor efectivo de la componente fundamental de las tres corrientes de lnea.
P es la potencia electrica trifasica de entrada.
Por otro lado, el uso de un sistema de alimentacion de tensiones de secuencia negativa, en vez de un sistema de
alimentacion por corrientes de secuencia negativa, tiene como consecuencia la necesidad de corregir el valor de
reactancia de secuencia negativa X2v segun la relacion (2.19).
X2 = Xd
2
2Xd X2v(2.19)
Donde
X2 es el valor de reactancia de secuencia negativa corregido.
Xd es la reactancia subtransitoria en el eje directo (se utliza la reactancia obtenida por el metodo Dalton-
Cameron).
2.9. Ensayo de corriente reactiva maxima
En una maquina sincronica el momento electromagnetico tiene dos fuentes; la alimentacion del devanado de
campo (torque de excitacion) y la anisotropa del rotor (torque de reluctancia). En el caso de que la maquina se
opere en regimen motor en vaco, el torque que aparece tiene como funcion compensar las perdidas de ventilaciony roce.
Bajo la condicion en que se opere como motor sin excitacion, aparece un momento de reluctancia, que para
deslizamientos pequenos, suele denominarse momento sincronizante (ya que permite recuperar el sincronismo).
Bajo funcionamiento como motor de reluctancia, si se invierte la polaridad del campo, y se comienza a aumentar
la excitacion hasta tener momento neto nulo, situacion que se ilustra en la figura 2.7, la maquina saldra del
sincronismo por efecto de las perdidas de roce y ventilacion.
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a En engranajes, rodamientos, engranajes y frenos, se observa friccion seca o de Coulomb, independiente de la
velocidad.
b En rodamientos lubricados hay una componente friccional cuya caracterstica es proporcional a la velocidad,
debido al flujo laminar del lubricante, se denomina friccion viscosa.
c En bombas y ventiladores, donde ocurren flujos turbulentos, se tiene una relacion cuadratica con la velocidad.
La ecuacion (2.21), llamada ecuacion de D Alambert, modela el comportamiento dinamico del eje.
T Tc= Jdwdt
(2.21)
Si las perdidas que sufre el eje fuesen constantes en tiempo, sera posible despejar el momento de inercia (J) de
(2.21), con lo que se tendra (2.22), as como se ve en la figura2.9.
t
o
to
t
Fig. 2.9: Decaimiento de la velocidad en el tiempo
J=Tct =
Tc(t t0)0
(2.22)
En la realidad, la friccion de la carga es funcion de la velocidad. Por esto, para encontrar J se realiza un
procedimiento semejante, pero tomando tomando en consideracion que no se decae constantemente. Si en cierto
punto de operacion, sea este el punto de traba jo nominal, donde no se aplique momento electromagnetico, se
desconecta y estudia la evolucion de la velocidad, se puede determinar cuanto es el valor del momento de inercia
(J) con la ecuacion (2.21). En esta, la pendiente en el punto de trabajo, corresponde a la derivada de la velocidad
en el tiempo, evaluada en este punto, y a su vez se sabe que el momento de carga se relaciona linealmente con
las perdidas, como se ve en (2.23), por lo que el momento de inercia se obtiene de la ecuaci on (2.24).
Tc=Pperdidas
wn(2.23)
J= Pperdidas
wndwdt
wn
(2.24)
La constante de inercia se determina de acuerdo a la ecuaci on (2.25), que corresponde a la mitad del tiempo
necesario para que la maquina arranque hasta la velocidad sincronica bajo el efecto de un momento acelerante
constante e igual al momento base.
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Imin es el maximo valor de la envolvente de la corriente de armadura par un determinado deslizamiento.
2.12. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario
Por medio del estudio de las componentes simetricas, es posible expresar cualquier sistema desbalanceado a
traves de sus componentes de secuencia. Esto es de gran utilidad al momento de encontrar los parametros que
rigen la maquina en las distintas secuencias, es decir, a traves de ciertas condiciones de funcionamiento se puede
calcular las impedancias a las distintas corrientes de secuencia. En el caso del presente ensayo, la impedancia
de secuencia negativa.
VV = VW (2.29)
IU= 0 (2.30)
IV + IW = 0 (2.31)
Si en terminales se fuerza que las tensiones cumplan la condicion (2.29) y las corrientes las condiciones (2.30)
y (2.31), segun se ve en la figura 3.14, a traves del manejo de las ecuaciones que relacionan las variables en
terminales con las variables de secuencia se puede llegar al resultado ( 2.32) que es el que aparece en la norma.
Z2(LL)
=
(VUV)
(IV) (2.32)
Donde
(VUV) es la fundamental de la tension de lnea v, medida en pu en base de tension de lnea.
(IV) es la fundamental de la corriente a traves del cortocircuito en pu con base corriente de lnea.
Finalmente la reactancia de secuencia negativa, segun lo expuesto en la norma[2]3, queda definida en la expresion
(2.33).
X2(LL)
=
(Pva)3 (VUV) (IV)
(Z2) (2.33)
DondePva : es la potencia medida por el wattmetro en pu en base de potencia monof asica.
Debido al cortocircuito se inducen corrientes de frecuencias impares en el estator, es por ello que en la ecuacion
(2.32) se ocupan los valores fundamentales de las variables medidas.
2.13. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario
El objetivo de este ensayo es lograr el valor de la impedancia de secuencia cero. Para ello se vuelve a trabajar
sobre las condiciones en terminales, como se ven en la figura 3.15, y a traves de las componentes simetricas,
encontrar la relacion entre tension y corriente posibles de medir y la impedancia en cuestion, como en (2.36) se
senala.
3Pagina 105, seccion 10.5.1.5.2 Parameter determination using method 3
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Condiciones en terminales:
IV = 0 (2.34)
VU=VV = 0 (2.35)
(Z0) =(VU)
(In) (2.36)
Donde
(VU) es la tension medida en pu con base tension de fase.
(In) es la corriente medida en pu con base corriente de lnea.
Finalmente en valor de la reactancia de secuencia cero se expresa en la ecuacion (2.37).
(X0) = (Z0)
1
P
(VU) (In)
(2.37)
2.14. Ensayo de cortocircuito trifasico dinamico
En el ensayo de cortocircuito trifasico se fuerza a que la tension en terminales sea subitamente cero. Puesto
que por condiciones de ensayo se trabaja a tension nominal en vaco, por efecto del principio de enlace de
flujo constante4, se fuerza a que aparezcan corriente de alta magnitud en armadura, con objeto de mantener el
flujo del mismo valor previo a la perturbacion, lo que se expresa en la ecuacion (2.38)[5]. Dados los efectos deinduccion, en el devanado de campo tambien se ve perturbado, como se expresa en la ecuacion (2.39). Tanto en
(2.38) como en (2.39) se hace la aproximacion que Td Td.
ia(t) =
2VpX1d
cos(w1t 0)
2Vp
1
X1d 1
X1d
e
t
T
d cos(w1t 0)
2Vp
1
X1d 1
X1d
e
t
T
d cos(w1t 0) +
2Vp2
1
X1d+
1
X1q
e
t
Ta cos(0)
+
2Vp2
1
X1d 1
X1d e
t
Ta cos(2w1t 0)
(2.38)
if(t) =If0 If0
X1d X1dX1d
e
t
T
d (1 TDTd
)e
t
T
d TDTd
e t
Ta cos(w1t)
(2.39)
DondeVp es la tension inducida en vaco. Cada termino de la ecuacion (2.38) representa algun fenomeno fsico:
El primer termino corresponde a la corriente de cortocircuito estacionaria.
4Ver apendiceA
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ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
El segundo termino corresponde a la componente de frecuencia fundamental de la corriente de cortocircuito
transitoria. Este termino decae con la misma constante de tiempo que la componente unidireccional
transitoria de la corriente de campo.
El tercer termino corresponde a la componente de frecuencia fundamental de la corriente de cortocircuito
subtransitoria.
El cuarto termino corresponde a la componente unidireccional de la corriente del estator y se crea para
mantener la distribucion espacial de induccion en el entrehierro desde instante previo al cortocircuito.
El quinto termino corresponde a la componente de doble frecuencia de la corriente del estator.
En la ecuacion (2.39) el termino TD es una constante de tiempo que depende de parametros de la jaula. Se
puede obtener de la relacion2.40.
a= iu0 If0
If0=
X1d X1dX1d
TDTd
(2.40)
Donde
a es un parametro que expresa la diferencia relativa entre la corriente unidireccional en t = 0+ y la corriente
de campo en T= 0.
iu0 es el valor inicial, despues del cortocircuito, de la componente unidireccional de la corriente de campo.
En la figura2.10se aprecia la envolvente de la senal de corriente en un ensayo tpico de cortocircuito trifasico.
Fig. 2.10: Envolvente de la corriente de armadura en ensayo de cortocircuito trifasico
Es posible determinar la reactancia en eje directo, la reactancia transitoria en eje directo y la reactancia
subtransitoria en eje directo, con las ecuaciones (2.41), (2.42) y (2.43) respectivamente. Tambien es posible
identificar las constantes de tiempo, observando el decaimiento de las debidas componentes.
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2.15.2. Carga monofasica conectada entre dos lneas
Al conectar una carga monofasica entre las fasesv y w de la maquina sincronica como lo muestra la figura3.18,
el comportamiento de las corrientes se puede explicar a partir de las restricciones de terminales dadas por las
relaciones (2.50), (2.51) y (2.52).
Iu = 0 (2.50)
Iv = I (2.51)
Iw= I (2.52)
Como consecuencia de lo anterior, las componentes simetricas se relacionan segun (2.53), (2.54) y (2.55).
I0 =1
3(Iu+ Iv+ Iw) = 0 (2.53)
I1 =1
3(Iu+ aIv+ a
2Iw) = j
3I (2.54)
I2 =1
3(Iu+ a
2Iv+ aIw) = j3
I (2.55)
Por consiguiente, es de esperar que la componente de secuencia negativa de la corriente de armadura provoque
corrientes de doble frecuencia en el campo de la maquina y este, a su vez, traiga como consecuencia la aparicionde corrientes de armadura del triple de frecuencia y multiplos de ella.
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U
V
W
JALT
NKALT
PuenteWheastone
Fig. 3.2: Diagrama de conexion para medicion de resistencia de campo con el puente de Wheatstone
sinc
U
V
W
JALT
KALT
Vf
If
Variac
Fig. 3.3: Diagrama de conexion para obtener la resistencia de campo midiendo tension y corriente
3.2. Ensayo de vaco
El procedimiento utilizado, siguiendo las recomendaciones de la norma [2]5:
1. Realizar la conexion del campo a un variac, midiendo la tension y la corriente en bornes, ademas de medir
la tension entre fases, como lo muestra la figura3.4.
2. Llevar al conjunto impulsor a velocidad sincronica, en este caso 1000 rpm.3. Energizar el campo a traves del variac para alcanzar distintos valores de excitacion en forma creciente.
4. Se debe realizar seis mediciones a tension menor al 60 % de la tension nominal, siendo una de estas el
resultado a corriente de campo nula.
5. Entre el 60 % y el 110 % se deben tomar las mediciones con incrementos del 5 % de la tension nominal,
segun se menciona en la .
5Pagina 32, seccion 4.2.5 Open-circuit saturation curve
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4. Se gira el rotor manualmente y se halla una posicion tal que la corriente de armadura (con tension reducida)
sea maxima. Se fija la posicion con un caiman.
5. Se ajusta la tension para que la corriente maxima corresponda al valor nominal y se registra tensi on y
corriente de armadura.
6. Manteniendo la tension previamente ajustada, se reconecta y mide la corriente en los dos pares de termi-
nales restantes, manteniendo la posicion del eje previamente fijada.
U
V
W
V
A
w=0
+
Rotor Bloqueado
A
Variac
VCA
Fig. 3.6: Diagrama de conexion para el ensayo Dalton - Cameron
3.5. Metodo del factor de potencia cero
Segun las recomendaciones de la norma [2]
7
, se realiza el siguiente procedimiento:
1. Conectar instrumentos como en la figura3.7.
2. Impulsar el rotor a velocidad sincronica.
3. Modificar la excitacion para lograr tension nominal en los terminales.
4. Una vez este todo acorde, sincronizar.
5. Verificar que solo haya flujo de potencia reactiva(FP=0).
En caso de que existiera transferencia de potencia activa, se debe modificar el momento de la maquina
impulsora hasta lograr que la maquina sincronica no ejerza momento.
Posteriormente se debe reajustar la excitacion de la maquina sincronica hasta lograr corriente nominal
en la armadura.
Iterar hasta conseguir tener factor de potencia cero a corriente nominal.
6. Registrar tension y corriente de armadura, y corriente de campo.
7Pagina 55, seccion 5.2.2.2 Method 2. Normal machine operation
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Variac 1
Fig. 3.7: Diagrama de conexion para el ensayo Dalton - Cameron
3.6. Ensayo de corrientes de secuencia cero
Segun las recomendaciones de la norma [2]8
, se realiza el siguiente procedimiento:
3.6.1. Ensayo mediante conexion serie
1. Conectar armadura en serie, cortocircuitar campo, como se ve en la figura3.8.
2. Verificar que el neutro de la maquina no se encuentre aterrizado, midiendo continuidad entre un perno
(no aislado) de la maquina y tierra.
3. Conectar tension monofasica a traves del variac y aumentarla hasta que se logre corriente nominal, registrar
el valor de la corriente, tension y potencia activa.
JALT
KALT
V
A
Osciloscopio
R
ST
XY
Z
Campo
Armadura
Analizadorde redes
Variac380 V
Fig. 3.8: Diagrama de conexion para ensayo de corrientes de secuencia cero, conexion serie
3.6.2. Ensayo mediante conexion paralelo
1. Conectar armadura en paralelo, cortocircuitar campo, como se ve en la figura3.9.
2. Verificar que el neutro de la maquina no se encuentre aterrizado, midiendo continuidad entre un perno
(no aislado) de la maquina y tierra.
8Pagina 108, seccion 10.6 Zero-sequence quantities
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3. Aumentar tension hasta que haya I nominal en los devanados (14.4*3 [A] en la lnea), registrar el valor
de esta, de la tension y potencia activa.
JALT
KALT
V
A
Osciloscopio
S
Y
Campo
Armadura
Analizador
de redes
Variac380 V
T
Z
R
X
Fig. 3.9: Diagrama de conexion para ensayo de corrientes de secuencia cero, conexion paralelo
3.7. Ensayo de tensiones de secuencia negativa
Segun las recomendaciones de la norma [2]9, se realiza el siguiente procedimiento:
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.10.
2. Con el devanado de campo cortocircuitado, impulsar la maquina a velocidad nominal
3. Alimentar la armadura mediante un variac, con tensiones de secuencia negativa, hasta que se tengacorriente nominal.
4. Registrar las formas de onda de la tension y corriente, el flujo de potencia y la magnitud de la fundamental
de la corriente.
U
V
W
JALT
KALT
V
A
I
InterruptorTrifsico
Analizadorde redes Osciloscopio
Variac
Trifsico(Sec -)380 V
A sinc
Fig. 3.10: Diagrama de conexion para ensayo de tensiones de secuencia negativa
9Pagina 104, seccion 10.5.1.4 Method 2. Applied negative-sequence voltage
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3.8. Ensayo de corriente reactiva maxima
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.11.
2. Impulsar el rotor a velocidad sincronica.
3. Inyectar corriente de campo para lograr 75 % de la tension nominal en los terminales, tal como se menciona
en la norma[2]10, tambien ajustar esta tension con el variac.
4. Una vez este todo acorde, sincronizar.
5. Verificar que no haya flujo de potencia, mediante el analizador de redes.
6. Desconectar motor impulsor.
7. Disminuir la corriente de campo hasta cero, invertir polaridad de la tension en el campo y aumentar
la corriente de campo hasta que la maquina alcance el lmite de estabilidad (se aprecia por perdida de
sincronismo).
8. Repetir el punto anterior hasta que se logre calibrar el osciloscopio adecuadamente (forma de onda cen-trada).
9. Registrar en el osciloscopio la forma de onda previo a la perdida de estabilidad, puntualmente el peak de
corriente.
U
V
W
wsinc
JALT
KALT
V
A
I
Interruptor
Osciloscopio
V+Vcc
Vf
IfA
AVariacTrifsico
380 V
Fig. 3.11: Diagrama de conexion para ensayo de corriente reactiva maxima
3.9. Ensayo de desaceleracion
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.12.
2. Impulsar el rotor a velocidad sincronica.
3. Inyectar corriente de campo para tener tension nominal en bornes.
4. Comprobar secuencia, luego sincronizar.
5. Desconectar la maquina de corriente continua, y medir las perdidas (potencia absorbida desde la red).
6. Desconectar.
7. Llevar la maquina a las mismas condiciones de sincronizacion previas.
8. Desconectar alimentacion del grupo impulsor. Mediante un tacometro con salida analogica registrar el
proceso de desaceleracion.
10Pagina 101, seccion 10.4.3 Method 2. Maximum lagging current
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U
V
W
JALT
KALT
V
A
I
InterruptorTrifsico
Analizadorde redes Osciloscopio
VariacTrifsico
380 Vsinc
Interruptor
V+Vcc
Vf
If
A
Fig. 3.12: Diagrama de conexion para ensayo de desaceleracion
3.10. Ensayo de deslizamiento
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.13.
2. Alimentar la armadura de la MS por medio del variac con secuencia positiva, de magnitud semejante a la
tension en que se comienza a saturar el circuito magnetico, como se menciona en la norma [2]11.
3. Impulsar el rotor a una velocidad constante, levemente menor a la sincr onica (fijarse que el torque de
reluctancia trata de sincronizar la maquina).
4. Registrar las formas de onda de corriente de armadura, tension de armadura y de la tension de campo
para distintos deslizamientos.
U
V
W
JALT
KALT
V
A
Ia
Osciloscopio
V
VariacTrifsico
380 V
Tacmetro
Fig. 3.13: Diagrama de conexion para ensayo de deslizamiento
3.11. Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.14.
2. Impulsar el eje a velocidad sincronica.
11Pagina 99, 10.4.2 Method 1. Slip test
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3. Alimentar el devanado de campo, hasta tener corriente nominal en las fases del cortocircuito.
4. Registrar la forma de onda de tension y corriente, magnitud de armonicas y las potencias para distintos
niveles de corriente de armadura en forma creciente.
A
V
A
V
IfIU
U
V
W
Vf sinc
Osciloscopio
Analizador de Redes
VariacIV
IW
VU
VV
VW
N
Fig. 3.14: Diagrama de conexion para ensayo de cortocircuito bifasico estacionario
3.12. Ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.15.
2. Impulsar el eje a velocidad sincronica.
3. Alimentar el devanado de campo, hasta tener corriente nominal en las fases del cortocircuito.
4. Registrar la forma de onda de tension y corriente, magnitud de armonicas y las potencias para distintos
niveles de corriente de armadura en forma creciente.
sinc
IUU
V
W
Osciloscopio
If
Vf
Analizador de Redes
VariacV
A
V
N
IV
IW
VU
VV
VW
Fig. 3.15: Diagrama de conexion para ensayo de cortocircuito bifasico a neutro estacionario
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3.13. Ensayo de Cortocircuito trifasico dinamico
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.16.
2. Impulsar la maquina a velocidad sincronica.
3. Ajustar la excitacion, de modo que se tenga tension nominal en bornes.
4. Cortocircuitar las tres fases a traves de contactores.
5. Registrar las formas de onda de las corrientes de las tres fases y del devanado de campo.
Variac
Osciloscopio 1Osciloscopio 2
Contactor
U
V
W
JALT
KALT
sinc
If
Vf
Fig. 3.16: Diagrama de conexion para ensayo de cortocircuito trifasico dinamico
3.14. Ensayo de Carga monofasica a neutro
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.17.
2. Conectar una resistencia variable que soporte 15 [A] a 220 [V].
3. Impulsar la maquina a velocidad sincronica.
4. Ajustar excitacion para tener tension nominal en bornes. Variar la resistencia hasta tener corriente nominal
en armadura.
5. Registrar las formas de onda de tension y corriente de armadura y de la corrientes de campo.
Variac
Osciloscopio 1 Osciloscopio 2
U
V
W
N
Vf
If
sinc
IU
JALT
KALT
IV
IW
VU
VV
VW
Fig. 3.17: Diagrama de conexion para ensayo de carga monofasica estacionaria
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3.15. Ensayo de carga monofasica entre lneas
1. Realizar las conexiones del circuito que se muestra en la figura3.18.
2. Conectar una resistencia variable que soporte 15 [A] a 380 [V].
3. Impulsar la maquina a velocidad sincronica.
4. Ajustar excitacion para tener tension nominal en bornes. Variar la resistencia hasta tener corriente nominal
en armadura.
5. Registrar las formas de onda de tension y corriente de armadura y de la corrientes de campo.
Variac
Osciloscopio 1 Osciloscopio 2
U
V
W
JALT
KALT
sinc
If
Vf
IU
IV
IW
VU
VV
VW
N
Fig. 3.18: Diagrama de conexion para ensayo de carga monofasica estacionaria
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R1 =RU+ RV + RW
3 = 0,49 []
(R1) = 0, 03
(4.1)
4.4.2. Calculo de resistencia de campo
Puesto que la resistencia es el parametro que relaciona tension y corriente, as como se ve en la ecuacion (2.1),
este valor corresponde a la pendiente de la regresion lineal vista en la figura4.1.
Rf= 4, 4[]
(Rf) = 0,29
4.4.3. Calculo de reactancias en el eje directo
A traves de los valores senalados en la figura4.4,es posible calcular las reactancias saturada y no saturada en
eje directo12, como se ven en las relaciones (4.2) y (4.3) respectivamente.
(Xds) =3,3
3,9= 0,85 (4.2)
(Xdu) =
3,3
2,95= 1,12 (4.3)
4.4.4. Calculo de reactancias mediante el metodo Dalton - Cameron
Los parametros A, B y C en [pu] como se muestra en la relacion (4.4), se obtienen de la tabla 4.10.
A= (Vvw)
(Ivw) = 0,38
B = (Vuv)(Iuv)
= 0,11
C= (Vwu)
(Iwu) = 0,36
(4.4)
Luego con estos parametros, de (2.6) se obtienen los parametros K y M.
12Vease el apartado 2.4
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K=A + B+ C
3 = 0,29
M=
(B K)2 +(C A)23
= 0,17
(4.5)
Ahora se conocen todos los parametros para determinar las reactancias subtransitorias en eje directo y en
cuadratura, po medio de las ecuaciones (2.7) y (2.8).
(X1d) =K M
2 = 0,06 (4.6)
(X1q) =K+ M
2 = 0,23 (4.7)
Con estos valores, es posible determinar la reactancia de secuencia negativa13.
(X2) =(X1d) + (X
1q)
2 = 0,14 (4.8)
4.4.5. Calculo de reactancia de dispersion utilizando el triangulo de Potier
Utilizando los datos de la tabla 4.11y la tension Vi = Viq hallada graficamente en la figura4.5, se obtiene la
reactancia de dispersion segun la relacion (2.11)
(x) = (Viq) (Vnom)
(Inom) = 0,08 (4.9)
Donde
(Viq) = 410380 = 1,08
(Vnom) = 380380 = 1
(Inom) = 14,414,4
= 1
4.4.6. Ensayo de corrientes de secuencia cero
1. Mediante circuito serie
Segun ecuacion (2.12) se obtiene la impedancia de secuencia cero.
(Z0) = (V1)
3 (I) = 0,176 (4.10)
Utilizando las ecuaciones (2.13) y (2.14) se obtienen los valores de la resistencia y reactancia de corrientes
de secuencia cero.13Vease apendice A
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(R0) = 0,1760,225
0,53 = 0,075
(X0) = 0,176
1
0,225
0,53
2
= 0,159
(4.11)
Donde, se obtienen los valores de fase de la tabla 4.12:
(V1) = 0,53
(I) = 1
(P1) = 0,225
2. Mediante circuito paralelo
Segun ecuacion (2.15) la impedancia de secuencia cero se obtiene en4.13.
(Z0) =3 0,0686
1,271 = 0,162 (4.12)
Utilizando las ecuaciones (2.13) y (2.14) se obtienen los valores de la resistencia y reactancia de corrientes
de secuencia cero.
(R0) = 0,162 0,0347
0,0585 1,271= 0,064
(X0) = 0,162
1 0,03470,0686 1,271
2= 0,149
(4.13)
Donde, se obtienen los valores de fase de la tabla 4.13:
(V1) = 0,0686
(I) = 1,271
(P1) = 0,0347
4.4.7. Ensayo de tension de secuencia negativa
El calculo se realiza con los valores fundamentales de tension y corriente de armadura, y la potencia medida. Conlas ecuaciones (4.14), (4.15) y (4.17) se calcula la impedancia, resistencia y reactancia de secuencia negativa.
(Z2) = 84/380
14, 5/14, 4= 0, 22 (4.14)
(R2) =586, 5/9477,78
(14, 5/14, 4)2 = 0, 061 (4.15)
(X2v) =
0, 222 0, 0612 = 0, 211 (4.16)
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La reactancia obtenida en (4.17), ha de ser corregida como se menciona en la ecuacion2.19, de modo que se
tiene el valor calculado en (4.17).
(X2) =0, 2212 + 0, 1442
2 0, 144 = 0, 227 (4.17)
4.4.8. Reactancia saturada en eje en cuadratura, por ensayo de corriente reactiva maxima
Como es de apreciar en la figura4.10.c, la forma de onda no es sinusoidal pura, por lo que es necesario encontrar
el valor de la componente fundamental de la senal14. Con estos valores, es posible determinar la reactancia
saturada en eje en cuadratura, como se estipula en la relacion (4.18).
Xqs = V
Imax=
2285
3 25,02= 10,57[]
(Xqs) = 0,61
(4.18)
4.4.9. Momento de inercia, mediante el ensayo de desaceleracion
Puesto que se esta analizando la energa necesaria para hacer rotar el eje, de la potencia absorbida por la
maquina han de ser descontadas las perdidas de cobre, lo que queda en efecto en la ecuacion (4.19).
Peje = P 3R1I2a
Peje = 541,8 [W](4.19)
Con objeto de determinar el momento de inercia, se estudia la dinamica de desaceleracion15, la que se muestra
en la figura4.11. El torque de carga se obtiene en la ecuacion4.20, con este valor se puede obtener el momento
de inercia con (4.21).
Tc=541,8 601000 2 = 5,17 [N m] (4.20)
J=
5,17
60
123,12 2 = 0,4 [kg m2
] (4.21)
Tambien es posible calcular el valor de la constante de inercia, as como se muestra en (4.22).
H=0,5 0,4(1003 )2
9478 = 0,23 [s] (4.22)
14Esto se logra con la funcion fft de matlab15Ver apendiceB
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4.4.10. Determinacion de la reactancias saturadas en el eje en cuadratura y en el eje directo
A partir de los valores de la tabla4.18y las ecuaciones (2.26) y (2.27), se obtienen las reactancias en el eje de
cuadratura y en el eje directo, para cada deslizamiento.
Paras = 0, 009:
(Xqs) = 262/380
17, 2/14, 4= 0,577 (4.23)
(Xds) =272/380
11/14,4 = 0,937 (4.24)
Paras = 0, 012:
(Xqs) =
264/380
17, 4/14, 4= 0,575 (4.25)
(Xds) = 276/380
11, 4/14,4= 0,917 (4.26)
Paras = 0, 013:
(Xqs) = 264/380
17, 4/14, 4= 0,575 (4.27)
(Xds) = 276/380
11, 4/14,4= 0,917 (4.28)
Paras = 0, 032:
(Xqs) = 264/380
18, 2/14, 4= 0,55 (4.29)
(xds) =272/380
12/14,4 = 0,859 (4.30)
Paras = 0, 048:
(Xqs) = 264/380
19, 2/14, 4= 0,521 (4.31)
(Xds) = 272/380
13, 4/14,4= 0,769 (4.32)
Finalmente, las reactancias saturadas en eje directo y cuadratura se determine con el valor del deslzamiento
mas pequeno, s = 0, 009.
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0 1 2 3 4 50
100
200
300
400
500
Corriente de Campo If[A]
TensininducidaV
p[V]
Fig. 4.2: Ensayo de vaco
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Corriente de Campo If[A]
C
orrientedeArmaduraIa[A]
Fig. 4.3: Ensayo de cortocircuito
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ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Corriente de Campo If[A]
TensinInducida
Vp[V]
I =3.9 [A]f0I *=2.95 [A]
V =380 [V]
f0
nom
I =3.3[A]fc
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40
2
4
6
8
10
12
14
16
Corriente de Campo If[A]
CorrientedeArmad
uraI a[A]
Fig. 4.4: Curvas caractersticas de la maquina, experimentales
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50
50
100
150
200
250
300
350
400
Corriente If[A]
TensinVp[V]
410 [V]
380 [V]
Fig. 4.5: Reactancia de Potier
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0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0.03200
150
100
50
0
50
100
150
200
Tiempo [s]
TensindeArm
adura[V]
(a) Tension entre l neas
0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0.0325
20
15
10
5
0
5
10
15
20
25
Tiempo [s]
CorrientedeArm
adura[A]
(b) Corriente de Armadura
Fig. 4.6: Ensayo de corrientes de secuencia cero, con conexion serie
0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0.03
50
40
30
20
10
0
10
20
30
Tiempo [s]
TensindeArmadura[V]
(a) Tension entre l neas
0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0.03
30
20
10
0
10
20
30
Tiempo [s]
CorrientedeArmadura[A]
(b) Corriente de Armadura
Fig. 4.7: Ensayo de corrientes de secuencia cero, con conexion paralelo
0 0.05 0.1 0.15 0.2150
100
50
0
50
100
150
Tiempo [s]
TensinArmadura[V]
(a) Tension de lnea
0 0.05 0.1 0.15 0.230
20
10
0
10
20
30
Tiempo [s]
CorrientedeArmadura[A]
(b) Corriente de Armadura
Fig. 4.8: Ensayo de tensiones de secuencia negativa
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ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
50 150 250 350 4500
10
20
30
40
50
60
70
80
Frecuencia [Hz]
MagnituddeTe
nsin[V]
(a) Espectro de Tension de lnea
50 150 250 350 4500
2
4
6
8
10
12
14
Frecuencia [Hz]
MagnitudCorriente[A]
(b) Espectro de Corriente de Armadura
Fig. 4.9: Espectro de frecuencias del ensayo de tensiones de secuencia negativa
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
400
300
200
100
0
100
200
300
400
Tiempo [s]
TensinArmadura[V]
(a) Tension de de lnea
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
30
20
10
0
10
20
30
Tiempo [s]
Corriente[A]
(b) Corriente de Armadura
0.79 0.795 0.8 0.805 0.8130
20
10
0
10
20
30
Tiempo [s]
Corriente[A]
(c) Peak de Corriente de Armadura
0 100 200 300 400 5000
5
10
15
20
25
30
X: 49.8Y: 25.02
X: 150.4Y: 1.993
Frecuencia [Hz]
X: 250Y: 0.8814
X: 349.6Y: 0.3259
X: 450.2Y: 0.2878
MagnituddeCorriente[A]
(d) Espectro de Fourier de corriente peak
Fig. 4.10: Ensayo de corriente reactiva maxima
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ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
0 5 10 15 20200
0
200
400
600
800
1000
1200
Tiempo [s]
Velocidad[RPM]
m= 123.12 rpm s1
Fig. 4.11: Ensayo de desaceleracion
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ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5
-200
0
200
Tiempo [s]
Tensindearmadura[V]
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-20
-10
0
10
20
Corrientedearmadura[A]
(a) Onda completa
0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1
Te
nsin[V]
Tiempo [s]0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1
Co
rriente[A]
(b) Obtencion de reactancia en eje en cuadratura
-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2
200Tensin[V]
Tiempo [s]-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2
10
C
orriente[A]
(c) Obtencion de reactancia en eje en directo
Fig. 4.12: Oscilograma de tension y corriente de armadura para s = 0, 009
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ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
0.5 0 0.5
200
0
200
TIempo [s]
Tensin[V]
0.5 0 0.520
10
0
10
20
Corriente[A]
Fig. 4.13: Oscilograma de tension y corriente de armadura para s = 0, 048
0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04
250
200
150
100
50
0
50
100
150
200
250
Tiempo [s]
Tensinentrefaseabiertaycortoc
ircuitoVF
[V]
(a) Oscilograma de tension
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Nde Armnica
Marnituddelaarmnicadeten
sin[V]
(b) Espectro de frecuencias de tension
Fig. 4.14: Ensayo de cortocircuito bifasico estacionario, tension nominal
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ELI-327 Laboratorio de Maquinas Electricas
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5200
150
100
50
0
50
100
150
200
Tiempo [s]
CorrientedeArm
adua[A]
IU
IV
IW
(a) Oscilograma de Corrientes
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5200
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