Generador sincrono con cargas PDF

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Informe MAquinas Electicas...

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Practica #4. Generador Sincrono con Cargas Jesús L. Sierra Peña - ID: 1063616 Instituto Tecnológico de Santo Domingo INE 342 – Laboratorio de Fundamentos de Maquinas Electricas Santo Domingo, República Dominicana

Resumen— Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estátor). La finalidad de esta practica es conocer como se comportara el generador cuando se le conecta diferentes valores de cargas resistivas, inductivas y capacitivas. Palabras Clave: Carga resitiva, Carga inductiva, Carga Capacitiva, Tension nominal, Generador, Devanado, Induccion. I. INTRODUCCION El generador sincrónico trifásico ó alternador es la máquina que se utiliza en las centrales eléctricas. Es una máquina compuesta por dos partes:  Una fija ó estator, constituido por un paquete de chapas magnéticas conformando un cilindro con una serie de ranuras longitudinales, sobre las cuales están colocados conductores, conectados entre si, de forma tal de crear un conjunto de bobinas.  Una parte móvil ó rotor, ubicada dentro del estator y que consiste en un electroimán alimentado por corriente continua. El giro del rotor se produce mediante una máquina impulsora (Motor diesel, turbina de vapor, de gas, hidráulica, eólica), que mantiene una velocidad angular constante. La alimentación del electroimán se logra a través de un par de anillos rozantes que permiten la continuidad eléctrica entre una parte fija y una parte móvil. Prueba de Excitación. La prueba de exctiacion es una prueba realizada a los transformadores de potencia en la cual permite detectar daños o cambios en la geometria del nucleo, así como espiras en cortocircuito y juntas o terminales con mala calidad desde su construcción. Prueba de Corto circuito. La prueba en cortocircuito brinda informacion acerca de las potencialidades de corriente de un generador síncrono. Se lleva a cabo impulsando el generador a su velocidad nominal, con las terminales del devanado de la armadura en cortocircuito. II. -

OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento de un generadro sincrono. Conocer como hacer una prueba con cargas resistivas, inductivas y capacitivas a un generador sincrono. Conocer como cambian los parametros de un generador sincrono a medida que le variamos la corriente. III. FORMULAS DE TRABAJO

Potencia Activa.

IV.

PROCEDIMIENTO

Para esta practica le realizaremos tres pruebas con cargas al generador, prueba de carga resistiva, inductiva y capacitiva, cada prueba la haremos con diferentes valores de resistencia, induccion y capacitancia, tomando los siguientes valores: Voltaje de salida. Corriente de salida. Frecuencia. Velocidad del rotor. Torque producido. Potencia electrica consumida.

-

Factor de potencia.

A. Carga Resistiva. Para la prueba con carga resistiva se conecta el modulo resistivo en conexión trifasica tipo estrella al generador y se toma la primera la muestra con el interruptor desconectado, es decir una prueba de excitacion, luego se va incrementando el valor de la resistencia y tomando los valores mencionados anteriormente B. Carga Inductiva. En la prueba de carga inductiva se conecta el modulo inductivo a en conexión trifasica tipo estrella al generador y como en anterior se toma la primera muestra con el interruptor desconectado, es decir una prueba de excitacion, luego se conecta la carga y se toma el valor con esa carga inicial, luego se incrementa el valor de induccion y se van tomando los valores mencionados anteriormente. C. Carga Capacitiva En la prueba de carga capacitiva se conecta el modulo capacitivo a en conexión trifasica tipo estrella al generador y como en anterior se toma la primera muestra con el interruptor desconectado, es decir una prueba de excitacion, luego se conecta la carga y se toma el valor con esa carga inicial, luego se incrementa el valor de capacitancia y se van tomando los valores mencionados anteriormente. V.

RESULTADOS

Prueba con Carga Resistiva. Prueba

1

2

3

4

5

V salida

220

204

198

195

192

I salida

0

0.25

0.5

0.7

1

Frecuencia

60

57.5

56.5

55.5

55

Velocidad

1793

1717

1688

1660

1642

Torque

1.3

2.1

2.5

2.8

3.2

Potencia

0.02

0.16

0.22

0.28

0.32

Factor de potencia

1

1

1

1

1

Tabla #1. Resultados Prueba carga resistiva.

Figura #1. Relación voltaje corriente prueba carga resistiva.

Imagen #2. Circuito de prueba con carga capacitiva

Prueba con Carga Inductiva

Imagen #1. Circuito de Prueba con carga resistiva.

Prueba con Carga Capacitiva

Prueba

1

2

3

4

5

V salida

218

216

212

211

209

I salida

0

0

0

0

0

Prueba

1

2

3

4

5

Frecuencia

60

60.5

60.5

60.5

60.5

V salida

220

230

240

260

265

Velocidad

1806

1812

1814

1814

1816

I salida

0

0.5

1

1.5

2.2

Torque

1.3

1.3

1.3

1.3

1.3

Frecuencia

60

60.5

60

59.5

59

Potencia

0.02

0.04

0.06

0.1

0.12

Velocidad

1806

1802

1793

1782

1767

Factor de potencia

1

0.5

0.5

0.5

0.5

Torque

1.3

1.4

1.4

1.5

1.7

Potencia

0.02

0.02

0.02

0.02

0.02

Factor de potencia

1

0.5

0.5

0.5

0.5

Tabla #3. Resultados Prueba carga inductiva

Tabla #2. Resultados Prueba carga capacitiva

Imagen #3. Circuito de prueba con carga inductiva.

VI. Figura #2. Relación voltaje corriente prueba carga capacitiva.

CONCLUSION

En esta practica se le aplico diferentes valores de cargas resistivas, inductivas y capacitivas a un generador sincrono con la finalidad de conocer su comportamiento ante estos diferentes efectos.

Para la prueba con carga resistiva podemos ver que a medida que aplicamos mas carga, el voltaje disminuye y la corriente aumenta, esto se debe a que las revoluciones del generador disminuyen, es decir que se genera menos voltaje, por lo que la corriente tiende a aumentar, al igual que el torque y la potencia necesaria para satisfacer la demanda que le hace el modulo resistivo, y como es un generador sincrono, la frecuencia de la linea tambien tiende a disminuir. Para la carga capacitiva, vemos lo contrario, aquí el voltaje y la corriente aumentan, mientras la velocidad disminuye y el torque aumenta al igual que en la practica pasada. Como la carga es capacitiva el factor de potencia se mostro muy adelantado y la potencia real no vario, ademas como la velocidad del generador disminuyo tambien lo hizo la frecuencia de la linea. Para la carga inductiva podemos ver como el voltaje disminuye y la corriente se mantiene muy minima, tanto que no nos fue posible leerla, el torque se mantuvo constante y la potencia requerida aumento, mientras que el factor de potencia se vio muy atrasado, comportamiento esperado al ser una carga inductiva. Se puede apreciar ademas que como la velocidad aumenta un poco, igual lo hace la frecuencia de la linea....