Informe de laboratorio de conversin electromecnica de la energaExperiencia n8: Generador sincrnico con carga

Informe de laboratorio de conversin electromecnica

Experiencia n8:Generador sincrnico con carga

Integrantes : Felipe BarreraJorge ContrerasFrancisco Cortes Ivn ZamoraSamuel VargasProfesor: Carlos vila Fecha: 10/11/2015INTRODUCCINLos generadores sincrnicos o alternadores son mquinas sincrnicas utilizadas para convertir potencia mecnica en potencia elctrica de CA.Una mquina sincrnica, como bien lo indica su nombre, slo puede operar a velocidad sincrnica, esto es, a la velocidad mecnica que equivale a la velocidad de un campo magntico que se est generando en el estator alimentado con tensin trifsica y que al ir variando sinusoidalmente el flujo magntico por las bobinas inducidas, van generando un campo magntico giratorio.En un generador sincrnico se aplica una corriente de CD al devanado del rotor, la cual produce un campo magntico en el rotor. Enseguida, el rotor del generador gira mediante un motor primario, y produce un campo magntico giratorio dentro de la mquina. Este campo magntico giratorio induce un conjunto de voltajes trifsicos dentro de los devanados del estator del generador.

Marco tericoAl cabo de haber encontrado los parmetros del circuito equivalente de el generador sincrnico mediante las pruebas de corto y vacio del generador se proceder a efectuar mediciones con diferentes cargas ya sean puramente resistivas como puramente inductivas para este generador. La caracterstica de vaco:La caracterstica de vaco de la mquina sincrnica, es la relacin de la tensin en sus terminales, con la corriente de excitacin que circula en la bobina del rotor manteniendo la velocidad angular de ste constante y sin que circule corriente por las bobinas del estator es decir No entrega potencia.

+Va -Figura 1: Circuito caracterstica de vacoDnde: Va: Tensin en terminalesVp: Tensin lnea lneaIa: Corriente armaduraXs: Reactancia sincrnicaDiagramas FasorialesCarga Resistiva:

Figura 2: Generador sincrnico con factor de potencia unitario

Carga en atraso:

Figura 3: Generador sincrnico con factor de potencia en atraso

Carga en adelanto:

Figura 4: Generador sincrnico con factor de potencia en adelanto

Marco practicoPasos a realizar en la experiencia 1) Verificar el diagrama circuital solicitado.

2) Solicitar los instrumentos de medicin en el paol. InstrumentoCantidadNumero Modelo

Ampermetro Anlogo de C.C37409Km 118

7409Km 118

7409Km118

Ampermetro Anlogo de C.A120140089AE1351

Voltmetro Digital de C.C1Ut521110240431

Voltmetro Digital de C.A1Ut551120450241

Tacmetro1Ut372222356

Wattmetro22004111365M

200989AE0290

Coseno fimetro119733J4596

3) Desarrollo de conexiones para los diferentes experimentos Conexiones experimento conexin del estator.- Se debe conectar una fuente de voltaje (Variac) - En serie a esta, un ampermetro y este en serie a la conexin del devanado de campo (1-1- 2-2 - 3-3 - 4-4 - 10-10 - 9-9 - 8-8 - 7-7) conexin del rotor.-De las bobinas A, B y C del rotor conecten a una proteccin trifsica para luego conectar la cargo.-Luego en una de estas bobinas (en este caso la bobina A) deben conectar en seria un ampermetro.-Y entre dos de las bobinas deben conectar el voltmetro (para este caso entre la bonina A y la B).-Entre las bobina A y B conectamos la bobina de voltaje del wattmetro y en la bobina A se conecta en serie la bobina de corriente. Y Entre la bobina C y B conectamos la bobina de voltaje del wattmetro y en serie a la bobina C se conecta la bobina de corriente.-Y entre las bobinas A B y C conectamos del coseno fimetro.Parte del Dinamo Basculante.- Se Conecta una fuente de volteje regulada a 220V y en paralelo a un voltmetro para verificar este valor.- En paralelo a esto conecte un ampermetro, luego en serie al ampermetro un restato de 990 y en serie a la bobina X del motor y la bobina XX del motor cierra esta parte del circuito en la fuente.- Y en paralelo a todo esto se debe conectar un ampermetro y en serie al ampermetro un restato de 22 y de este en serie a la bobina A de motor y la bobina AA del motor cierra el circuito en la fuente. En la especificaciones del experimento se les pide impulsar la mquina generalizada a 3000 rpm, para ello deben ir variando la fuente peridicamente hasta llegar a 220 v para luego reducir al mnimo el restato de partida y luego subiendo peridicamente el otro restato hasta que la maquina gire a 3000 rpm con el dnamo basculante conectado como motor shunt.Experimento 3.2Conecte una carga resistiva trifsica equilibrada. Vare la carga entre 0 y 4 A, y mida la tensin, corriente y potencia en terminales. Repita lo anterior para cargas de f.p.= 0.8 en atraso y adelanto.LucesCorriente de excitacin (A)Voltaje de Lnea (V)Corriente de Carga (A)Potencia 1 (W)Potencia 2 (W)

01,5 (A)222 V0 (A)0 W0 W

31,5 (A)220 V0,5 (A)100 W100 W

61,5 (A) 215 V 1 (A)190 W190 W

91,5 (A)200 V1,5 (A)260 W260 W

121,5 (A)190 V1,75 (A)300 W300 W

151,5 (A)185 V1,8 (A)310 W310 W

181,5 (A)177 V2 (A)320 W320 W

211,5 (A)147 V2,4 (A)330 W330 W

241,5 (A)119 V2,6 (A)270 W270 W

271,5 (A)98 V2,7 (A)230 W230 W

301,5 (A)76 V2,75 (A)190 W190 W

331,5 (A)61 V2,8 (A)150 W150 W

361,5 (A)50 V2,85 (A)120 W120 W

391,5 (A)40 V2,9 (A)100 W100 W

541,5 (A)14 V3 (A)50 W50 W

Conecte una carga de f.p = 0,8 en atraso trifsica equilibrada. Vare la carga entre 0 y 4 A, y mida la tensin, corriente y potencia en terminales.LucesCorriente de excitacin (A)Voltaje de Linea (V)Corriente de Carga (A)Potencia 1 (W)Potencia 2Factor de Potencia

31,5 (A)186 V0,75 (A) 50 W160 W0,8

61,5 (A)145 V1,45 (A)60 W210 W0,8

91,5 (A)120 V1,75 (A)70 W210 W0,8

121,5 (A)103 V2 (A)70 W200 W0,8

151,5 (A)91 V2,1 (A)60 W190 W0,8

181,5 (A)84 V2,2 (A)60 W180 W0,8

Circuito equivalentePara carga resistivacarga resistiva

LucesCorriente de excitacin (A)Voltaje de Linea (V)Corriente de Carga (A)Potencia 1 (W)Potencia 2 (W)

01,5 (A)222 V0 (A)0 W0 W

31,5 (A)220 V0,5 (A)100 W100 W

61,5 (A) 215 V 1 (A)190 W190 W

91,5 (A)200 V1,5 (A)260 W260 W

121,5 (A)190 V1,75 (A)300 W300 W

151,5 (A)185 V1,8 (A)310 W310 W

181,5 (A)177 V2 (A)320 W320 W

211,5 (A)147 V2,4 (A)330 W330 W

241,5 (A)119 V2,6 (A)270 W270 W

271,5 (A)98 V2,7 (A)230 W230 W

301,5 (A)76 V2,75 (A)190 W190 W

331,5 (A)61 V2,8 (A)150 W150 W

361,5 (A)50 V2,85 (A)120 W120 W

391,5 (A)40 V2,9 (A)100 W100 W

541,5 (A)14 V3 (A)50 W50 W

Considerando los valores medidos el voltaje que genera la mquina se puede obtener mediante la ecuacin: carga resistiva

LucesCorriente de excitacin (A)Voltaje de Lnea (V)calculadoCorriente de Carga (A)Potencia 1 (W)Potencia 2 (W)

31,5 (A)200 V0,5 (A)100 W100 W

61,5 (A) 190 V 1 (A)190 W190 W

91,5 (A)173.3 V1,5 (A)260 W260 W

121,5 (A)171,4 V1,75 (A)300 W300 W

151,5 (A)172.2 V1,8 (A)310 W310 W

181,5 (A)160 V2 (A)320 W320 W

211,5 (A)137.5 V2,4 (A)330 W330 W

241,5 (A)103.8 V2,6 (A)270 W270 W

271,5 (A)85V2,7 (A)230 W230 W

301,5 (A)69 V2,75 (A)190 W190 W

331,5 (A)53.5 V2,8 (A)150 W150 W

361,5 (A)42.1V2,85 (A)120 W120 W

391,5 (A)34.4V2,9 (A)100 W100 W

541,5 (A)16.6V3 (A)50 W50 W

Hay variaciones en el voltaje calculado y el medido por el instrumento ya que si bien los instrumentos anlogos utilizados en este experimento entregan mediciones confiables, tambin se presente un error de lectura al momento de estimar el valor que indica la aguja del instrumentoCONCLUSINEn base a los resultados obtenidos se pudo observar que las cargas resistivas e inductivas tienen un comportamiento similar en cuanto a la caracterstica externa, ya que al ir aumentando la corriente en la carga la tensin en terminales disminua, efecto ms apreciable en la carga inductiva debido a que se produce un efecto desmagnetizante de la FMM del inducido. Al tener una disminucin en la tensin de salida la regulacin de voltaje sera positivaPara cargas de naturaleza capacitiva (FP=0.8 ADELANTO) , se observ que a medida que la corriente en el rotor del generador aumentaba, debido al efecto magnetizante que debido a la FMM del inducido , pero eso solo hasta cierto punto, porque luego disminua(a causa de las cadas de tensin internas que son mayores que el efecto magnetizante). Por lo que la regulacin de voltaje al comienzo sera negativa y en cierto punto cambiara a negativa