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GENERADOR SINCRONICOTRIFASICODL 1026A

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DE LORENZOSistemas para laformacin tcnica II

Generalidades Pag. 1

Prueba N 1 Medida de la resistencia de losdevanados. Pag. 3

Prueba N 2 Relevacin de las caractersticas demagnetizacin. Pag. 7

Prueba N 3 Medida de las prdidas mecnicas en elhierro.Prdidas adicionales. Pag. 11

Prueba N 4 Relevacin de las caractersticas decortocircuito permanentes trifsicas. Pag. 17

Prueba N 5 Diseo de la curva de impedenciasincrnica.Mtodo de Behn-Eschemburg. Pag. 21

Prueba N 6 Caractersticas de regulacin con elmtodo indirecto de Behn-Eschemburg. Pag. 25

Prueba N 7 Caractersticas externas con el mtodoindirecto di Behn-Eschemburg. Pag. 31

Prueba N 8 Relevacin de un punto de lacaracterstica a carga swattado.Determinacin de los coeficientes Xd y asegn Potier. Pag. 35

Prueba N 9 Caractersticas de regulacin con elmtodo indirecto de Potier. Pag. 41

Prueba N 10 Caractersticas externas con el mtodoindirecto de Potier. Pag. 47

Prueba N 11 Relevacin directa de algunascaractersticas exteriores. Pag. 49

IIIDE LORENZOSistemas para laformacin tcnica

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Prueba N 12 Relevacin directa de algunascaractersticas de regulacin. Pag. 51

Prueba N 13 Rendimiento convencional del alternador Pag. 53

Prueba N 14 Paralelo del alternador con la red.Regulacin del intercambio de P y Q. Pag. 59

Prueba N 15 Curva a "V" o de Mordey del motorsncrnico. Pag. 63

EJERCICIOS PRACTICOS

Datos de placa Pag. 69

Prueba prctica N 1 a) Medida de la resistencia de losdevanados de inducido Pag. 71

b)Medida de la resistencia deexcitacin. Pag. 73

Prueba prctica N 2 Relevacin de las caractersticasde magnetizacin. Pag. 75

Prueba prctica N 3 Medida de las prdidas mecnicasen el hierro y adicionales. Pag. 77

Prueba prctica N 4 Relevacin de las caractersticasde cortocircuito. Pag. 81

Prueba prctica N 5 Relevacin de las caractersticasexteriores. Pag. 83

Prueba prctica N 6 Relevacin de las caractersticasde regulacin. Pag. 87

Prueba prctica N 7 Paralelo del alternador con la redtrifsica. Pag. 89

Prueba prctica N 8 Relevacin de una curva a "V". Pag. 93

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DE LORENZOSistemas para laformacin tcnica IV

1DE LORENZOSistemas para laformacin tcnica

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GENERALIDADES

Los datos nominales de la mquina en prueba, normalmente los suministra el fabricante, seaplican en una placa y sirven como "tarjeta de identidad" de modo que el usuario puedaindividuar las caractersticas de funcionamiento mas importantes.

Dado que estos valores nominales son el resultado de pruebas que el fabricante ha efectuadoen elgunos prototipos, al inicio de la produccin en serie, cada mquina producida podrvariar un poco de los datos standard esto como causa de las distintas toleranciasconstructivas.La prueba de una mquina en serie consiste en controlar si se respetan las prestacionesreportadas en la placa y relevar las caractersticas de funcionamiento que aunque noaparacen en la placa son de inters en el uso que se le da a la mquina.

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DE LORENZOSistemas para laformacin tcnica 2

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PRUEBA N 1

MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS

El valor de la resistencia de los devanados del alternador es til para poder determinar losiguiente:- rendimiento convencional- variacin de la tensin de vaco a carga

Los devandos presentes en un alternador son:- devanado de inducido o de armadura- devanado de excitacin

En el caso del alternador trifsico el devanado de inducido se forma con tres devanados,(fases distintas) cuyos terminales estn dispuestos de la forma siguiente:

Las tres fases estn conectadas a estrella dado que la conexin a tringulo se evita por laposibilidad de corrientes de circulacin interiores debidas a las f.e.m. inducidas, que resultanen fase entre ellas. Estas armnicas no siempre estn contenidas en valores suficientementemodestos dada la dificultad para sacarle correctamente el perfil a los zapatos polares enmodo que la distribucin del inductor en el entrehierro de lugar a formas de hondaperfectamente sinusoidales.

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El devanado de inducido, siendo previsto por la corriente nominal de erogacin, tiene unaresistencia baja (su valor es proporcionalmente ms pequeo mientras mayor sea la potenciasealada en la placa de la mquina).

Naturalmente las tres fases deben presentar valores de resistencia prcticamente iguales ypor lo tanto se debern tener en cuenta las pequeas diferencias de los tres resultadoscalculando una media aritmtica.El devanado de excitacin normalmente presenta valores de resistencia ms elevados, sobretodo si la tensin de excitacin es superior a 100 V.

La medida de la resistencia se debe efectuar en corriente continua y con la mquina parada.De todas formas se debe actuar en una mquina que est fra, es decir, que lleve varias horasinactiva y de esta forma estar seguro que cada parte est a temperatura ambiente. En estecaso si el mtodo de medida no provocara un recalentamiento importante, se puede afirmarque los valores de resistencia obtenidos son relativos a una temperatura de los devanadosigual a la del ambiente, que se puede medir fcilmente con un termmetro normal.De los distintos mtodos disponibles escogeremos el volt-amperimtrico.

Esquemas elctricos para la medida de las resistencias de los devanados

Prueba N 1a

V= Resistencia de fase

I

Observaciones:

a) El voltmetro esta conectado despus del ampermetro porque tal conexin, dado el valorbajo de resistencia desconocida es sin duda preferible y vuelve completamente superfluala correccin por el consumo de los instrumentos.

V

A

+

-

U1

V1

W1


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b) El voltmetro, adems de estar conectado despus del ampermetro se encuentraconectado directamente con los anillos de inducido sobre los cuales se apoyan lasescobillas. Lo anterior es absolutamente necesario para evitar contener tambin en lamedida la resistencia de contacto que est entre la escobilla y el anillo. En efecto estaresistencia tiene un comportamiento anmalo y se valora en forma particular (ver elcalculo de las prdidas en las escobillas para la determinacin del rendimientoconvencional).

c) Eventulmente, es posible utilizar la resistencia de arranque del motor en serie al circuitode medida para realizar una resistencia y de esta forma convertir la regulacin de lacorriente en algo mas fcil.

Prueba N 1b

V= Resistencia del devanado de excitacin

I

Observaciones

a) Se aconseja poner el voltmetro antes del ampermetro dado que el valor elevado de laresistencia del devanado de excitacin hace que tal conexin sea preferible porqueconvierte en algo sin importancia la influencia del consumo de los instrumentos.

b) Adems de lo anterior se aconseja conectar el voltmetro despus de alimentar el circuitoy desconectarlo antes de la interrupcin del circuito mismo.En efecto, el devanado que se mide presenta un valor discreto de inductancia y lasbruscas variaciones de corriente pueden autoinducir las f.e.m. mucho ms elevadas de latensin de medida a la cual es proporcional la portada del voltmetro.

V

A +

-

G3 ~

U V W

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PRUEBA N 2

RELEVACION DE LAS CARACTERISTICAS DE MAGNETIZACION:

La caracterstica de magnetizacin de un alternador y el diagrama que lo representa es elflujo en salida de los polos inductores en funcin de la fuerza magnetmotriz de excitacin. En el lenguaje tcnico normal es llamado con el mismo nombre tambin el diagrama quetiene el mismo recorrido y es relevable en forma mas fcil.

La correspondencia perfecta de los dos diagramas citados resulta evidente considerando que:a) La tensin V erogada al vaco de la mquina coincide perfectamente con la f.e.m.

inducida. En el funcionamiento a velocidad constante esa resulta por lo tanto directamenteproporcional al flujo del inducido.

b) La corriente de excitacin y la fuerza magnetomotriz difieren solamente por uncoeficiente representado por el numero de las espiras del devanado de los polos deexcitacin.

La importancia de esta caracterstica en la prueba del alternador es determinante en cuanto aesa se hacen todos los mtodos de determinacin indirecta de las condiciones defuncionamiento a carga, que se determinan con los procedimientos prevalentemente grficos.

Esquema elctrico para la relevacin de las caractersticas de magnetizacin

NOTA : La prueba debe ser efectuada a velocidad nominal constante.

A +

-

G3 ~

U V W

M

Vf

Conexin del estator =

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Los resultados de la prueba permiten trazar la curva de magnetizacin

Observaciones:

a) La caracterstica de magnetizacin va relevada a la velocidad de la placa de la mquina ala cual corresponde la frecuencia de erogacin nominal.Si lo anterior no fuera posible, la medida puede ser efectuada pero con el cuidado dereportar todos los resultados de prueba a la velocidad nominal mediante proporcin linealsimple.

En efecto siendo:

E1 E2= ; Vo = E

n1 n2

resulta:

n2V2 = V1

n1


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b) A diferencia que en la mquina a corriente continua el efecto del magnetismo residuo esaqu normalmente poco importante. Esto se evidencia con el hecho que la tensin residuatiene un valor en porcentaje modesto (en efecto la caracterstica de magnetizacin parteprcticamente desde el origen de los ejes) y de la falta de diferenciacin entremagnetizacin acendiente y descendiente.La razn de este comportamiento esta en la medida del entrehierro que en losalternadores se mantiene particularmente grande para reducir los efectos de la reaccinde armadura. Lo anterior es perfectamente vlido para los alternadores que tenganpotencia superior a algunos kVA y pueda encontrar alguna excepcin cuando la mquinaes muy pequea. En este ltimo caso, especialmente si los zapatos polares son macizos,puede verificarse un magnetismo residuo que es bastante elevado.

c) Si el alternador es del tipo a polos salientes, la caracterstica de magnetizacin relevadahace referencia al flujo que recorre el circuito magntico de la mquina atravesando elentrehierro en correspondencia de las expansiones polares inductoras.En el funcionamiento al vaco el flujo existente en la mquina, siendo exclusivamenteproducido por la excitacin de los polos, sigue sin duda este recorrido.El flujo provocado por la reaccin de la armadura puede seguir recorridos diversos asegn del cosj de erogacin. Para evaluar los efectos del amperio espiras de reaccin dela armadura, por lo tanto se puede utilizar la caracterstica de magnetizacin solo cuandoel cosj de erogacin no provoca desplazamientos angulares de las lineas de flujo y estosucede nicamente con cosj cercano a cero.

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PRUEBA N 3

MEDIDA DE LAS PERDIDAS MECANICAS EN EL HIERRO PERDIDASADICIONALES

METODO DEL ARRASTRE DEL MOTOR EN PRUEBA

Durante el funcionamiento del alternador se verifican en su interior disipacin de potenciaque son originadas por causas diversas.El conocimiento del valor numrico de estas potencias prdidas en las varias condiciones decarga es indispensable para la determinacin de la curva de rendimiento de la mquina.Se tratar a continuacin una prueba que permite medir los valores de las prdidassiguientes en el alternador:

a) Prdidas mecnicasEstas representan la potencia disipada de la parte rotativa por rozamiento en los soportesy por ventilacin.Esta potencia est unida exclusivamente a la velocidad de rotacin y no sufre cambiosapreciables en el paso de la mquina del funcionamiento al vaco al de carga (solamentecon mquinas de grandes dimensiones puede verificarse, en el paso a carga, una levevariacin de las prdidas por rozamiento como consecuencia del diverso valor de lassolicitaciones en los soportes y al aumento inevitable de las vibraciones).

b) Prdidas en el hierroEl circuito magntico de los polos est excitado con corriente continua y est por lo tantointeresado a un flujo constante que no da lugar a prdidas.El hierro del circuito inducido, por efecto de la rotacin se interesa a una magnetizacincclicamente variable y por lo tanto es sede de disipaciones de potencia por histresismagntica y por corrientes parsitas de Focault.Esta potencia disipada constituye la prdida en el hierro del alternador; esta estevidentemente unida al flujo que resulta y a la frecuencia erogada y por lo tanto a lavelocidad de rotacin.Por lo tanto lo que interesa no es solamente el solo flujo erogado por los polos sino elque resulta de la composicin de este ltimo con el flujo de reaccin de inducido.Todava, dado que sera extremamente complicado evaluar caso por caso (es decir porcada valor de corriente y de cosj de erogacin) la entidad de las reales prdidas en elhierro debidas a la efectiva conformacin e itensidad del campo resultante, las normasCEI han acordado lo siguiente:

1)Se considera prdida en el hierro de los alternadores la que se verifica en elfuncionamiento al vaco con tensin y frecuencia nominales.

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2)Se tiene normalmente en cuenta la variacin del flujo que resulta (y comoconsecuencia prdidas en el hierro) con el paso a carga, introduciendo el concepto delas prdidas adicionales.Estas ltimas dependen exclusivamente de la corriente de inducido y de estas se trataen la voz que sigue c).

c) Prdidas adicionalesComo ya dicho, estas deben tener en cuenta, as sea solo globalmente, el aumento de lasprdidas en el hierro debidas a la alteracin del campo magntico inductor en el pasajede vaco a con carga.En estas se deben tambin englobar las causas siguientes de potencia prdida (siempre deentidad modesta, de determinacin difcil y unidas exclusivamente a la corriente delinducido) :

1)Prdidas por corrientes parsitas generadas en las partes metlicas circustantes(carrocera, estructuras.) DEL FLUJO DISPERSO DE LOS DEVANADOS inducidos.

2)Distribucin no uniforme de la corriente en la seccin transversal de los conductoresinducidos (efecto piel), causada esta tambin por el flujo de inducido que atropella losconductores que lo generan.Las normas CEI preveen que estas prdidas adicionales sean medidas, en las diversascorrientes del inducido, mediante prueba de funcionamiento en cortocircuito.

Esquema elctrico con el mtodo del arrastre del motor en prueba.


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PRUEBA N 1 - Prdidas al vaco del motor en prueba

Cuando el motor en prueba est desconectado del alternador, haciendo girar al vaco a lavelocidad nominal del alternador absorve la potencia

PM = V M IM

que representa las prdidas al vaco del motor en prueba excluyendo las de excitacin.

PRUEBA N 2 - Prdidas mecnicas del alternador

Despus de haber acoplado el motor al alternador, se lleva el grupo a la velocidad nominaldel alternador, poniendo este ltimo desexcitado.

La potencia absorvida por el motor resultar

P'M = V'M I'M

y representar la suma de las prdidas mecnicas del motor y del alternador. En efecto elmotor debe arrastrar tambin el alternador que, siendo desexcitado, necesita nicamente susprdidas mecnicas.

Dado que el motor trabaja en las mismas condiciones de la prueba N 1 (la misma tensindel inducido, la misma velocidad, corriente del inductor apenas un poco mayor) se puedeadmitir que sus prdidas queden inalteradas y considerar por lo tanto las prdidas mecnicasdel alternador igual a

Pm = P'M - PM

PRUEBA N 3 - Prdidas en el hierro del alternador

Con el motor acoplado al alternador, se lleva el grupo a la velocidad nominal del alternadory se le regula su excitacin de esta forma haciendo erogar al vaco su tensin nominal.

La nueva potencia absorvida del motor resulta

P"M = V"M I"M

y ser ligeramente aumentada con respecto al valor relevado en la prueba N 2 conreferencia al motor este esta ahora cargado tambin en las prdidas en el hierro delalternador.Todava admitiendo que las prdidas del motor en prueba no estn variadas las prdidas enel hierro del alternador resultan

Phierro = P"M - Pm - PM

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Prueba N 4 - Prdidas adicionales en el alternador

Despus de haber cerrado en cortocircuito el inducido, se remite en rotacin el grupo:manteniendo constante la velocidad al valor nominal, excitando el alternador con losvalores de corriente oportunos, se releva la caracterstica de cortocircuito. En esta pruebainteresa evaluar la potencia absorbida por el motor dados los diversos valores decortocircuito:este resultar

P"'M = V"'M I"'M

Reteniendo que son transcurables las prdidas en el hierro, dada la modesta entidad del flujoque resulta, se puede calcular

P"'M - PM = prdidas mecnicas + prdidas en el cobre y en el alternador

y por lo tanto las prdidas en el cobre resultan ligeramente superiores a las calculablescomenzando por los valores de las resistencias de los devanados inducidos (prueba prcticaN 1) y de la corriente de cortocircuito hecha circular durante la medida.

Las prdidas adicionales, correspondientes a la corriente de inducido Icc resultan dadas por

Padd = Pcu - 3 R f I2ccf

NOTA : Como conclusin de lo ya expuesto, toda la prueba se basa sobre la admisin deque las prdidas del motor de arrastre no sufran cambios fundamentales en elpaso del funcionamiento al vaco al funcionamiento con la pequea carga del ejeconstituido por las prdidas (mecnicas y en el hierro o sino mecnicas y en elcobre) del alternador.Tal admisin es vlida en cuanto ms grande sea la potencia de placa del motorcon respecto al valor de las prdidas del alternador. En prctica esta es yacompletamente aceptable cuando la potencia de la placa del motor es igual a ladel alternador. En el caso en el cual no se disponga un motor de potencia suficiente, se debetener en cuenta la variabilidad de su rendimiento y por tal razn debe ser clara lacurva que suministra h = f(Pabs).

En este ltimo caso el motor se denomina motor calibrado, este puede tenertambin una potencia reducida con repecto al generador en prueba; en efecto essuficiente que este suministre a las prdidas de la mquina en arrastre cuyo valorno supere el 20 - 25% de la potencia de placa.


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Los resultados de la prueba N 4 en cortocircuito evidencian grficamente elcomportamiento de las prdidas adicionales al variar de la corriente de inducido, as como seilustra en el diagrama.

f = Hz

Pcu

3R I

Prdida addicional

I

2

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PRUEBA N 4

RELEVACION DE LA CARACTERISTICA DE CORTOCIRCUITOPERMANENTE TRIFASICA

La caracterstica de cortocircuito de un alternador trifsico es el diagrama que expresa elvalor de la corriente de cortocircuito permanente trifsica en funcin de la corriente deexcitacin.

Este diagrama es indispensable para la aplicacin de los principales mtodos de pruebaindirecta del alternador.

Esquema elctrico para la relevacin de las caractersticas de corto circuito.

Despus de haber regulado la velocidad del grupo al valor de la velocidad nominal delalternador, se revelan los pares de valores de las corrientes de armadura (Ai) en funcin dela corriente de excitacin (A).

Los resultados de la prueba permiten trazar la caracterstica de corto circuito.

A +

-

G3 ~

U V W

M

Ai


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Observaciones:

a) La corriente de inducido que se considera en la prueba es la correspondiente alcortocircuito permanente trifsico. En otras palabras:- los valores de la corriente de cortocircuito es la de rgimen alcanzado y no debe ser

confundida con la transitoria de cortocircuito que se verifica cuando la mquina yaexcitada es puesta bruscamente en cortocircuito.

- el cortocircuito que se considera es el trifsico es decir simtrico. Con este propsitose debe tener presente que en el caso que sean puestas en corto circuito una o dosfases solamente, la reaccin de armadura asimtrica da lugar a un campo invertidonotable qu puede inducir tensiones elevadas en las fases abiertas.

b) El grfico Icc =f (iecc) tiene una marcha lineal y pasa por el origen de los ejes.Este hecho se explica si se considera que la impedencia propia de las fases esfuertemente inductiva y por lo tanto la corriente de cortocircuito resulta fuertementeswatada con respecto a la tensin al vaco inducida y determina una reaccin dearmadura casi completamente desmagnetizada.

n =

Icc

Iexc


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En este caso:- el flujo total en el interior de la mquina, a pesar de las corrientes de excitacin

bastante elevadas, resulta siempre muy reducido:su valor debe dar lugar a un f.e.m.inducida suficiente a equilibrar la sola cada de tensin ZIcc debida a la impedenciapropia de las fases. El circuito magntico trabaja por lo tanto a lo largo del primertrecho de la caracterstica de magnetizacin cuya marcha es rectilneo y por lo tanto sedebe admitir

E E K"jj = Kiexc ; Icc = = = = K"'iexc

Z K ' K '

donde

K, K', K", K''' = son constantes de proporcionalidad

- la corriente de cortocircuito provocada por la f.e.m. residuo, ya de por si muy modestaen los alternadores, se reduce todava ms por la reaccin desmagnetizadora de laarmadura que tiende a anular el flujo residuo. Por lo tanto se puede admitir con grandeaproximacin que la caracterstica de cortocircuito pasa por el origen de los ejes.NOTA : El modesto valor de potencia del alternador puede atenuar la rigidez de lo

expuesto: de esta forma puede verificarse un magnetismo residualsuficientemente elevado para provocar una corriente dbil de cortocircuitoan en ausencia de excitacin.

c) As como se verifica experimentalmente, la corriente de cortocircuito esta unidanicamente al valor de la corriente de excitacin y es ampliamente independiente de lavelocidad.Este hecho, aparentemente extrao, se explica fcilmente si se considera que laimpedencia propia de las fases tiene la componente resistiva prcticamente sinimportancia con respecto a la componente reactiva.Por lo anterior se puede admitir que

Z @ X

E E K j f K 'j nIcc = @ = =

Z X 2p fL K"Ln

Al variar la velocidad del alternador varan por lo tanto en la misma proporcin linealsea E que X y por lo tanto su raporto, que representa la corriente de cortocircuito, quedaconstante.Solamente a velocidad bastante reducida la frecuencia puede resultar tan baja que reducefuertemente el valor de X y no convertir en algo sin importancia la componente resistivade las fases.NOTA : La prueba para la relevacin de la caracterstica de cortocircuito es por lo

tanto vlidamente realizable an en el caso en el cual no se disponga de unmotor anterior en grado de arrastrar el alternador a su velocidad de placa.

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PRUEBA N 5

ARRASTRE DE LA CURVA DE IMPEDENCIA SINCRONICA METODO DEBEHN - ESCHEMBURG

Entre las curvas de funcionamiento prctico de un alternador, toman una importanciaparticular, como para todos los generadores elctricos, los siguientes:

- CARACTERISTICA EXTERNA : esta evidencia en cual medida la corriente de cargaprovoca una variacin de la tensin erogada.

- CARACTERISTICA DE REGULACION : esta evidencia en cual medida se debeintervenir con la regulacin, automtica o manual, sobre la excitacin, cuando se deseemantener constante la tensin erogada, al variar de la corriente de carga.

Estas curvas fundamentales no siempre pueden relevar experimentalmente por la grandificultad de conseguir las cargas y el motor adecuados al alternador en prueba sobre todocuando la potencia en juego asume valores relevantes. De esta forma se han ideado mtodos de prueba indirecta que, con aproximaciones dediferente entidad, permiten determinar las curvas ya citadas sin tener que efectuar la pruebaa carga efectiva.

Entre estos mtodos trataremos los siguientes:

- mtodo de BEHN-ESCHEMBURG- mtodo de POTIER

El mtodo de Behn da resultados diversos de la verdad especialmente con alternadores apolos salientes pero es seguido igualmente, porque es bastante simple, cuando interesaconocer el orden de grandeza de los valores en juego.

El mtodo de Potier es ms preciso, aunque su aplicacin resulta un poco mas trabajosa.

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SIGNIFICADO Y DETERMINACION DE LA IMPEDENCIA SINCRONA

Metodo de Behn-Eschemburg

El mtodo de Behn-Eschemburg se basa en la siguiente consideracin simplificativa:En el funcionamiento al vaco el alternador presenta en sus bornes la entera f.e.m. generada.En el funcionamiento la carga de tensin en los bornes del alternador vara porque las fasesinternas, teniendo una impedencia equivalente llamada impedencia sincrona, provoca cadasde tensin.La tensin en salida de los bornes se calculer en cualquier condicin de carga restandovejatoriamente la cada de tensin sobre la impedencia sincrona interna a la f.e.m. generadaal vaco.

Esquematizando y considerando una nica fase se tiene

V AB = Eo - Zs I

Para poder aplicar prcticamente el mtodo descrito se debe conocer el valor numrico de laimpedencia sincrnica Zs y con esta finalidad se recurre a una prueba al vaco y a una encortocircuito.

En efecto, aplicando el pensamiento simplificado de Behn-Eschemburg al funcionamiento encortocircuito del alternador se puede escribir

V AB = 0

Zs = Eo/Icc

donde Eo = f.e.m. inducido en la fase de cortocircuito y relevable sobre la caractersticade magnetizacin en correspondencia al valor de la corriente de excitacinrealizada.

Icc = corriente de cortocircuito correspondiente a la excitacin que ha producido Eo


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Repitiendo este clculo por diversos valores de la corriente de excitacin se puede trazar lacurva de impedencia sincrnica.

Observaciones

a) El diagrama evidencia claramente que el valor de la impedencia sincrnica no esconstante. En efecto la impedencia sincrnica est fuertemente unida al efectivo grado desaturacin magntica de la mquina la cual en cualquier condicin de funcionamientodepende: - del valor de la corriente de excitacin - del valor de la corriente de carga - del valor del cosj de carga

El mtodo de determinacin de la curva Zs = f(iecc) seguido no permite conocer la uninde Zs con el cosj de erogacin en cuanto Zs esta determinada por un cosj decortocircuito qu es bastante cercano a cero; contrariamente resulta evidenciado la uninde Zs con las corrientes de excitacin y de carga. Para escoger el valor de la impedencia que se debe usar en los clculos se prosigue en laforma siguiente:- se releva el valor Z's que corresponde a la corriente de excitacin nominal

(posiblemente con referencia al cosj que interesa en los calculos) - se releva el valor Z"s correspondiente a la corriente nominal de inducido (Icc = In)- de los dos valores considerada la aproximacin por exceso del mtodo, se utiliza el

que resulta menor.

Iexc(A)

Eo(V)

Icc(A)

Zs(W )

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b) La impedencia sincrnica determinada de esta forma puede ser fcilmente descompuestaen sus dos componentes, en cuanto se conoce el valor de la resistencia de la fase pruebaN 1:

Xs = Zs2 - R2

Naturalmente, dado que R es constante, tambin la reactancia X resultar dependiente deiecc e del cosj .Analizando los valores numricos de R y Zs nos podemos dar cuenta que estaspertenecen a rdenes de magnitud distintas y precisamente Zs tiene valores ms elevadosde R.Por esta razn considerando la ya notable tolerancia del mtodo, se prefiere ignorar eltrmino R y evaluar la impedencia sincrnica como reactancia. El procedimiento de clculo resultar de esta forma ms semplificado mientras que losresultados no sufrirn cambios apreciables.


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PRUEBA N 6

CARACTERISTICAS DE REGULACION CON EL METODO INDIRECTO DIBEHN-ESCHEMBURG

Se trata de determinar indirectamente las caractersticas de regulacin del alternador.

Como ya explicado anteriormente, las curvas de funcionamiento de los alternadores debenen prctica ser casi siempre determinadas por va indirecta porque la prueba de cargaefectiva presenta, en la mayor parte de los casos, grandes dificultades.

Esquematizando la idea de Behn teniendo en cuenta los elementos de la anterior prueba 5,se obtiene el siguiente esquema equivalente por cada fase del alternador, donde se suponeque Zs @ Xs

Si ahora imaginamos que el alternador suministre una corriente genrica de fase I con uncosj genrico entonces se puede escribir

V (AB) + X s x I = Eo

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y esta relacin esta representada con el diagrama vectorial

donde el vector XsI se ha trazado a 90 grados en anticipacin sobre la corriente I, comosucede en cada reactancia puramente inductiva.Si, como en nuestro caso, se quiere determinar cual debe ser la corriente de excitacin delalternador para que la tensin de los bornes asuma un cierto valor V cuando el alternadoreroga una cierta corriente I sobre una carga que tiene un cosj genrico, es suficiente trazaren escala el diagrama vectorial reportado arriba y determinar graficamente el valor de Eo.Sobre la caracterstica de magnetizacin se relevara despus, en correspondencia del valorEo, la corriente de excitacin necesaria.

Para el arrastre de la entera curva de regulacin, que hace referencia a la tensin nominal ycosj = 0.8 con retraso, se procede de la forma siguiente:

a) Se fija una escala de tensiones adecuadas y se representan los valores de los vectores defase de la tensin nominal y de la corriente nominal desfasados del ngulo relativo;

b)Se calcula el valor c.d.t. XsIn y se reporta, en la escala de las tensiones, sobre eldiagrama vectorial.Se obtiene as el vector de la f.e.m. de fase Eon;

XsIEo

V

jI


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c) Sobre la caracterstica de magnetizacin se individua en correspondencia de Eon, el valorde la corriente de excitacin necesaria a la mquina en esta condicin de carga;

d)Se consideran sucesivamente corrientes de erogacin de fase igual a:

1/4 In; 2/4 In; 3/4 In; 5/4 In.

y para cada una de estas el valor de la c.d.t. XsI que vara en la misma proporcin de lascorrientes, mientras que queda inalterada la direccin del vector que las representa, ascomo no vara la tensin Vn y el ngulo j .La f.e.m. Eo correspondiente a cada cuarto de la carga completa puede ser por lo tantofcilmente determinada dividiendo en cuatro partes iguales el vector XsIn ycongregandolas en el punto 0;

e) Para cada valor de Eo se revela sobre la caracterstica de magnetizacin el valorcorrespondiente de la corriente de excitacin.

f) Se puede trazar la curva de regulacin iecc = f(I) para cosj = 0.8.

g)Queriendo determinar las caractersticas de regulacin correspondientes a otros cosj , essuficiente proceder en el mismo modo variando nicamente la posicin angular entre losvectores V y I.

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h)Diagrama vectorial para cosj = 1

i) Diagrama vectorial para cosj = 0.8 en anticipacin


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La caracterstica de regulacin asume la marcha indicada en el grfico siguiente:

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Observaciones:

1)La marcha de las curvas de regulacin resulta en subida por el funcionamiento acosj = 1 y cosj = 0.8ret y parcialmente en "bajada" para el funcionamiento acosj = 0.8adel.

2)Las curvas de regulacin sacadas con el mtodo de Behn no resultan completamente encoincidencia con las efectivas porque el mtodo se basa en semplificaciones que resultanalgunas veces excesivas (especialmente con alternadores a polos salientes) y llevan atener en cuenta las cadas de tensin superiores a las reales.

En particular:- La impedencia sincrnica, que Behn considera para evaluar globalmente los efectos de

la reaccin de armadura sobre la tensin erogada, debera asumir valores diversos asegn de las condiciones de excitacin y de carga consideradas, en cuanto es diferenteel nivel de saturacin del circuito magntico de la mquina.Esto convertira en inaplicable el mtodo y por lo tanto se acepta tener constante elvalor de Zs.

- El mtodo para determinar la impedencia sincrnica utiliza una prueba decortocircuito a la que corresponde una reaccin de armadura fuertementedesmagnetizadas (cosj cc = 0) y como consecuencia un dbil grado de saturacin delcircuito magntico.Los valores de Zs calculados de esta forma por lo tanto resultan muy abundantes,especialmente con respecto a los que se refieren a funcionamientos con cosj (factorde potencia) prximos a 1 o tambin con anticipo.

- En el caso de alternadores con polos salientes hay que tener en cuenta que al cambiarel cosj de la carga tambin cambia el entrehierro que interesa las amperio-vueltas dereaccin de armadura. En efecto, con corriente desfasada de 90 los polos magnticosde reaccin de armadura se encuentran en eje con los inductores y por lo tanto elentrehierro que los interesa es mnimo; con corrientes en fase, la reaccin de armaduraen cambio presenta los polos magnticos desfasados con respecto a los inductores ypor lo tanto interesados por el entrehierro interpolar que es netamente mayor.El mtodo de determinacin de Zs mediante una prueba de cortocircuito, a la quecorresponde un cosj = 0, nos lleva en estos casos a introducir un posterior motivo deaproximacin por exceso.

NOTA: Al analizar los resultados numricos de la aplicacin del mtodo deBehn-Eschemburg, hay que tener bien presente que el modesto valor de lapotencia nominal de la mquina ensalza las citadas razones de escasaaproximacin nsitas en el mtodo mismo.Por lo tanto dicho mtodo asume, en nuestro caso, un valor puramenteorientativo.


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PRUEBA N 7

CARACTERISTICAS EXTERIORES CON EL METODO INDIRECTO DEBEHN - ESCHEMBURG

Este mtodo trata de determinar las caractersticas exteriores del alternador.Como ya mencionado con anterioridad, en este caso tambin el procedimiento de clculo esprevalentemente grfico y se basa en el simple concepto de la impedancia sincrnicaampliamente visto en precedencia.

Esquematizando el razonamiento de Behn-Eschemburg mencionado anteriormente en lasanteriores pruebas N 5 y N 6, la tensin en vaco del alternador resulta:

Si, como en este caso, interesa determinar como cambia el vector VAB, partiendo de unatensin Eo constante, cuando la carga provoca la variacin del vector XsI, se puede procederde la siguiente manera, referido a un cosj = 0,8 con retraso:

a) Trazar, aunque no sea en escala, el vector representativo de la corriente de plena carga.

b) Calcular el valor de la c.d.t. XsIn y fijada una conveniente escala de tensiones,representar el vector a 90 con adelanto sobre el vector In, como debe ser unainductancia pura.

c) Desde el vrtice del vector XsIn, trazar, en la escala de tensiones, el vector representativode la tensin nominal Vn con la angulacin deseada con respecto al vector de lacorriente.

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d)El vector resultante XsIn + Vn representa la f.e.m. Eon de la mquina:

e) Con centro en 0 trazar un arco en crculo con un radio r = Eon.

f) Subdividir el vector XsIn en 4 partes iguales y alargarlo hasta los 5/4.

g)De los distintos cuartos de XsIn trazar paralelas al vector Vn.

h)Los puntos de interseccin de las paralelas con el crculo de Eo sealan los vectores delas tensiones erogadas en los distintos cuartos de plena carga.Estos vectores se pueden medir fcilmente, convertidos en voltios a travs de la escala detensiones y representados en el diagrama V = f(I).

i) Si se quisieran determinar las caractersticas exteriores correspondientes a otros cosj , essuficiente proceder de la misma manera solo que cambiando la posicin angular entre losvectores V e I.

I

1/4

2/4

3/4

4/4

5/4

cos j = 0.8ret

cosj = 0.8j = 36 . 52'

0

V1/4

V2/4

V3/4V4/4

V5/4

Vo = Eon

XsIn

r


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l) Diagrama de Behn-Eschemburg para cosj = 1:

m)Diagrama de Behn-Echemburg para cosj = 0,8 con adelanto:

I

1/4

2/4

3/4

4/4

5/4

cosj = 1

0

V1/4

V2/4

V3/4

V4/4

V5/4

Vo = Eon

XsIn

r

I

1/4

2/4

3/4

4/4

5/4

cosj = 0.8adel

0

V1/4

V2/4

V3/4

V4/4

V5/4

Vo = Eon

XsIn

r

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Las caractersticas exteriores asumen las indicaciones siguientes expresadas en el grfico:

Observaciones: 1) La evolucin de las caractersticas exteriores resulta "cadente" para los funcionamientos

con cosj = 1 y cosj = 0,8 retraso y en "aumento" para el funcionamiento con cosj = 0,8adelanto.

2) Las caractersticas exteriores correspondientes a cosj = 1 y cosj = 0,8 retraso nocoinciden perfectamente con las efectivas, como ya hemos visto en la prueba N 6.


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PRUEBA N 8

RELIEVE DE UN PUNTO DE LA CARACTERISTICA DE CARGA SINVATIOS.DETERMINACION DE LOS COEFICIENTES Xd y SEGUN POTIER

Como ya hemos visto anteriormente existen numerosas razones que hacen que sea ms bienescasa la aproximacin de los resultados obtenidos con el mtodo Behn-Eschemburg.Dicho mtodo, en el intento de simplificar el procedimiento de clculo, se alejaexcesivamente de la realidad de los fenmenos que estn ligados al paso de vaco a cargadel alternador.

En particular se puede notar que:- En el funcionamiento en vaco la f.e.m. Eo erogada se debe nicamente al flujo inductor

provocado por la corriente de excitacin de los polos. Pasando a carga, tambin elinducido crea amperio-vueltas que se componen vectorialmente con la de los polos. Elflujo que resulta de esta forma asume un valor que tambin puede ser muy diferente(normalmente menor) con respecto al existente en vaco y por consiguiente la f. e. m.generada asume un valor E distinto de Eo.

- Dicha f.e.m. de carga no resulta por entero aplicable a los bornes ya que encuentra lascadas de tensin tpicas de todos los bobinados inducidos de corriente alterna:a) C.d.t. hmica debida a la resistencia equivalente R de inducido.b) C.d.t. inducida debida a la reactancia de dispersin Xd del inducido que tiene en

cuenta la porcin de flujo generado por la corriente de carga que no "reacciona" conel flujo inductor sino que se encierra alrededor de los cabezales de los bobinados opasa directamente de un diente de inducido al otro sin atravesar el entrehierro. Dichareactancia de dispersin Xd es naturalmente mucho menor que la reactancia sincrnicaXs segn Behn-Eschemburg, que tambin abarcaba los efectos del flujo de reaccin dearmadura.

El mtodo de tratamiento ideado por Potier analiza por separado los efectos citados y porconsiguiente nos lleva a resultados ms cercanos al verdadero.

Para la aplicacin del mtodo de Potier hay que determinar:- La resistencia R de inducido, fcilmente medible (prueba N 1).- La reactancia de dispersin Xd de inducido.- El coeficiente a de proporcionalidad que "traduce" la corriente de inducido en corriente

de excitacin equivalente desde el punto de vista del flujo generado. De tal manera sepodr fcilmente efectuar la composicin de las amperios-vueltas de inducido con lasinductoras.

Para determinar los valores de Xd y de a hay que realizar una prueba de carga con cosj = 0con retraso y aplicar el procedimiento grfico ilustrado ms adelante.


Esquema elctrico para la medicin de las caractersticas de carga sin vatios:

W

A2 +

-

G3 ~

UV

M


A1

VQ

Q

QQ

Carga inductiva

Conexin inducida

Carga inducida


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PROCEDIMIENTO GRAFICO PARA DETERMINAR Xd y a

1) De las anteriores pruebas N 2 y 4 deducir las caractersticas de magnetizacin y decortocircuito y representarlas sobre un nico sistema de ejes cartesianos.

2) En correspondencia al valor OA de la corriente de excitacin realizada durante lamedicin de cosj @ 0, representar el valor AB de la tensin de fase medida en la mismaprueba.

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3) Localizar en la caracterstica de cortocircuito el valor de la corriente de excitacin OCcorrespondiente a la corriente de inducido realizada en la prueba a cosj @ 0.

4) Del punto B llevar hacia el origen y paralelamente al eje de las abcisas, un segmentoBD = OC.

5) Del punto D trazar una paralela al trazado inicial, prcticamente rectilnea, decaractersticas de magnetizacin hasta que encuentre la misma caracterstica en el punto E.

6) Del punto E bajar una vertical localizando de esta forma el punto F y el tringulo dePotier EFB.

7) Medir el segmento EF, que representa la tensin de reactancia que se refiere a lacorriente obtenida en la prueba de cosj = 0, y despus de haberlo traducido en voltios atravs de la escala de las tensiones, se calcula:

EF (V)Xd = = W de fase

I (A)

8) Medir el segmento BF, que representa la reduccin de magnetizacin debida a lareaccin de inducido referida a la corriente de prueba, y despus de haberlo convertidoen amperios a travs de la escala de las corrientes, se calcula:

BF (V)a = =

I (A)

Observaciones:1) La condicin de funcionamiento que se ha representado en el punto B se ha deducido de

una erogacin en cosj @ 0 con retraso porque en dicho caso se pueden admitir lassiguientes simplificaciones que se han aplicado para deducir los valores de Xd y a :a) La relacin vectorial:

E = V + RI + XdI

dada la particular posicin angular de los vectores representativos y la modestaentidad de RI, se puede reconducir, con bastante aproximacin, a una simple relacinnumrica:

E = V + Xd I

y todo esto se evidencia con claridad en el diagrama vectorial siguiente:


DL 1026A

b) Las amperio-vueltas de reaccin provocadas por una corriente desfasada de 90 conretraso se presentan exactamente contrarias a las inductoras (corrientes de inducido noen cuadratura en cambio daran lugar a amperio-vueltas de reaccin angularmentedesplazadas en el entrehierro con respecto a las inductoras).Con erogacin en cosj = 0 la composicin entre estas amperio-vueltas por lo tanto setraduce en una simple diferencia numrica.

2)Con el fin de evitar equivocaciones de interpretacin y para no introducir intilescomplicaciones, aconsejamos "limar" los trazados iniciales de las caractersticas demagnetizacin y de cortocircuito de manera que empiecen en el origen de los ejes an silos resultados de prueba pongan en evidencia un sensible campo magntico residual.Como ya hemos ampliamente demostrado, el magnetismo residual en efecto puedeasumir valores importantes solamente en alternadores de potencia muy pequea.

I

XdI

V

0

E @ V + Xd I

E

RI

Xd @E - V

I

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Pgina blanca


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PRUEBA N 9

CARACTERISTICAS DE REGULACION CON EL METODO INDIRECTO DEPOTIER

Se analiza el funcionamiento de carga del alternador segn el mtodo de Potier, teniendo enconsideracin una sola fase, como se usa para todas las mquinas y circuitos simtricos yequilibrados, en la hiptesis que se conozcan V, I, cosj y que interese determinar el valorde la corriente de excitacin Ie :

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Lo primero de todo se pueden trazar en escala los vectores representativos de la tensin V yde la corriente I y por lo tanto calcular las cadas de tensin de fase RI y XdI y traducirlasen vectores segn las escalas prefijadas.La f.e.m. inducida de carga se localizar por la suma vectorial:

E = V + RI + X dI

Esta f.e.m. est producida por el flujo resultante cuyo vector representativo se encuentra porlo tanto a 90 de adelanto sobre la misma.En fase con el flujo resultante tambin se encuentra el vector representativo de lasamperio-vueltas resultantes en cuyo lugar sin embargo es preferible considerar el vector dela corriente de excitacin equivalente total It.

El valor de la corriente It se puede localizar fcilmente en la caracterstica de magnetizacinen correspondencia del valor E y representado en el diagrama vectorial despus de haberfijado una adecuada escala para las corrientes de excitacin.Conociendo el valor del coeficiente a de Potier se pueden calcular las amperio-vueltas dereaccin de inducido o, mejor, la corriente de excitacin Ir equivalente, desde el punto devista magntico, a la corriente de inducido.Por lo tanto la corriente:

Ir = a I

es convertible en un vector, en fase con la I, mediante la escala de las corrientes deexcitacin prefijada.Resulta determinante en este momento el valor efectivo Ie de la corriente de excitacin delalternador mediante simple diferencia vectorial.En efecto resulta:

It = Ie + Ir

y por lo tanto:

Ie = I t - Ir

PROCEDIMIENTO DE CALCULO PARA LAS CARACTERISTICAS DEREGULACION

En este apartado se trata de repetir la construccin vectorial vista con anterioridad, paradistintos valores de la corriente de carga I, de donde normalmente se consideran losdiferentes cuartos, manteniendo inalteradas la tensin y el cosj .1) Se representa en primer lugar el diagrama vectorial relativo a la corriente nominal.2) Se subdivide el vector ZIn en sus cuartos y se localizan las correspondientes E.3) Para cada valor de E se determina It, se calcula Ir y se realiza la composicin vectorial

que lleva a determinar Ie.En las pginas que siguen se pueden ver los diagramas vectoriales relativos a losmencionados tres cosj lmite de erogacin.


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En

XdIn

RIn

Ia In = Ir

Ie

It- Ir

Vj = 36

. 52 '

cosj = 0.8ret

Vphase =

E5/4E3/4

E2/4

E1/4

En XdIn

RInI

Ie

It

- Ir

V

cosj = 1

Vphase =

E5/4E3/4

E2/4E1/4

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En

XdIn

RIn

I

Ie

It

- Ir

V

cosj = 0.8adel

Vphase =

E5/4E3/4

E2/4

E1/4

36 . 52 '


DL 1026A

Grfico:

Con la ayuda de los valores vistos en los diagramas de las fuerzas magnetomotrices sepueden trazar las curvas de regulacin:

Observaciones:Las curvas determinadas con el mtodo de Potier se desplazarn de las efectivas en menormedida de las deducidas segn el mtodo de Behn-Eschemburg debido a la ya discutidamayor aproximacin del mtodo de Potier.

Dicho mtodo, prcticamente riguroso en el caso de alternadores con inductores lisos, caeligeramente en error cuando se aplica a alternadores con polos salientes. Efectivamente enestos el entrehierro no es constante y las relaciones de armadura con cosj prximos a launidad, desarrollndose en el amplio vaco interpolar, tienen una eficacia efectivamentemenor.

Las cadas de tensin calculadas con este mtodo por lo tanto resultan ligeramenteabundantes, sobre todo si se refieren a cosj de erogacin superior a 0,8.

f = Hz

I

V = Vphase =

Iexc

1/4 In 2/4 In 3/4 In 4/4 In 5/4 In

cosj = 0.8ret

cosj = 1

cosj = 0.8adel

0

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Pgina blanca


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PRUEBA N 10

CARACTERISTICAS EXTERIORES CON EL METODO INDIRECTO DEPOTIER

Las caractersticas exteriores del alternador se pueden determinar de manera parecida a lausada para la determinacin de las caractersticas de regulacin.

La dificultad ahora ser de naturaleza geomtrica en cuanto se conocen los valores de j , I,Ie pero no se conoce la posicin angular de E y por lo tanto no es fcil la construccin deldiagrama vectorial.Entonces lo que conviene es calcular las distintas curvas de regulacin referidas al cosj quenos interesa pero diferenciadas por un valor distinto de la tensin de erogacin (por ejemplose pueden fijar tensiones iguales a 80 - 100 - 120 - 140 - 160 % del valor de matrcula).

En correspondencia con el valor de Ie del que nos interesa conocer la caracterstica exteriorse traza una paralela al eje de las abscisas.Los puntos de interseccin con las curvas de regulacin nos dan los pares de valores de V eI que permiten trazar las caractersticas exteriores.

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El valor Vo de la ordenada en el origen se puede fcilmente deducir de la caracterstica demagnetizacin en correspondencia al valor de Ie prefijado.

La caracterstica exterior asume la marcha indicada:

Para determinar otra caracterstica exterior correspondiente al mismo cosj pero con un valordistinto de Ie, hay que desplazar la paralela de la abscisa, que sale de Ie, que interseca lasdistintas curvas de regulacin.Naturalmente, si queremos cambiar el valor del cosj de referencia de la caractersticaexterior, habr que volver a calcular una nueva serie de caractersticas de regulacinreferidas al nuevo valor del cosj y proceder en el modo ya visto.


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PRUEBA N 11

LOCALIZACION DIRECTA DE ALGUNAS CARACTERISTICAS EXTERIORES

Como ya hemos visto en la prueba N 5, la caracterstica exterior del alternador es una curvade funcionamiento entre las ms importantes para la mquina. Esta evidencia en que medidacambia la tensin erogada al cambiar la corriente solicitada por la carga, permaneciendoinvariados los valores de la corriente de excitacin y del cosj de erogacin.

Efectivamente es evidente que no solo la corriente de inducido sino tambin la corriente deexcitacin y el cosj de la carga intervienen sobre el valor de la tensin erogada, la primeracambiando el valor de Eo y la segunda provocando una distinta configuracin del campo dereaccin inducido.

Por lo tanto existen infinitas caractersticas exteriores (normalmente su conjunto sedenomina "familia") correspondientes cada una de ellas a una distinta corriente de excitaciny; por lo tanto, a un diferente valor de tensin en vaco.

A igualdad de corriente de excitacin existe adems otra familia de caractersticas, tambinbastante numerosa, en la que cada una de ellas se diferencia de la otra por un distinto cosjde carga.

En prctica, sin embargo, nos interesan casi exclusivamente las caractersticascorrespondientes a corrientes de excitacin nominal y; entre estas, las correspondientes a lossiguientes cosj de erogacin que "delimitan" el normal campo de variabilidad:

cosj = 1cosj = 0,8 con retraso

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Las caractersticas exteriores asumen la marcha indicada en el siguiente grfico:

Las caractersticas exteriores permiten determinar la variacin de tensin de vaco a plenacarga.

a) con cosj = 1:

D V = V"o - Vn

b) con cosj = 0,8 retraso:

D V = V'o - Vn

que normalmente se representan en tanto por ciento:

D Vv% = 100

Vn

Observaciones:1)La marcha de las caractersticas exteriores sin lugar a dudas resulta cadente en cuanto,

como ya sabemos, las reacciones de armadura provocadas por corrienteshmico-inductivas son generalmente desmagnetizantes.En el funcionamiento con erogaciones capacitativas la marcha de las caractersticasexteriores podra resultar creciente en cuanto la reaccin de armadura, en este casomagnetizante, podra compensar con abundancia la cada de tensin provocada por laresistencia y por la reactancia de dispersin de los bobinados.

2)La caracterstica exterior para cosj = 0,8 retraso evidencia cadas de tensindecisivamente mayores de las relativas a cosj = 1.En efecto en este ltimo caso, la reaccin de armadura desarrolla sobre el flujo de lospolos una accin generalmente "torcida" sin reducir sensiblemente el valor.


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PRUEBA N 12

RELIEVE DIRECTO DE ALGUNAS CARACTERISTICAS DE REGULACION

Como ya hemos mencionado en la prueba N 5, la caracterstica de regulacin de unalternador es el diagrama que evidencia en que medida hay que regular la corriente deexcitacin para mantener constante la tensin erogada en las distintas condiciones de carga.

La importancia prctica de esta regulacin es notable en cuanto los usos normales noadmiten variaciones de las tensiones de alimentacin si no es dentro de unos lmites muyestrechos (normalmente no ms del 5%).

La regulacin naturalmente se podr realizar manualmente mediante la intervencinautomtica de adecuados aparatos.

Es natural que exista una perfecta analoga con cuanto ya dicho en referencia de lascaractersticas exteriores (prueba N 11). Cada alternador por lo tanto presenta una infinidadde caractersticas de regulacin diferenciadas entre si por un distinto valor de tensinerogada que hay que mantener constante (entre estas la ms importante es sin lugar a dudasla que se refiere al valor nominal).A igualdad de tensin que hay que mantener constante, existen adems infinitascaractersticas de regulacin diferenciadas por el valor de cosj de erogacin que seconsidera y; entre estas, las correspondientes a los siguientes cosj de erogacin que"delimitan" el normal campo de variabilidad:

cosj = 1cosj = 0,8 con retraso

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Las caractersticas de regulacin asumen la marcha indicada por el siguiente grfico:

Observaciones:1) La caracterstica de regulacin para cosj = 0,8 retraso resulta ms "alta" de la de

cosj = 1, como era fcil de suponer por la marcha de las relativas caractersticasexteriores.

2) Ambas curvas de regulacin evidencian la necesidad de aumentar la corriente deexcitacin de manera ms que proporcional a medida que la carga aumenta.Esto se debe a la progresiva saturacin del circuito magntico causada por el valorcada vez mayor que viene soloicitado al flujo de los polos para compensar las c.d.t.crecientes.

3) El valor de la corriente de excitacin a plena carga debe resultar idntico, a no ser queexistan tolerancias contructivas, al sealado en la matrcula del alternador.


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PRUEBA N 13

RENDIMIENTO CONVENCIONAL DEL ALTERNADOR

El rendimiento de una mquina elctrica se puede determinar de dos formas:- con el mtodo directo- con el mtodo indirecto

a) Mtodo directo:Este mtodo consiste en poner en funcionamiento la mquina mediante condiciones decarga deseadas y medir ya sea la potencia absorbida que la potencia dada; el rendimiento,deducible de su relacin, comnmente se llama "efectivo".Dicho mtodo acarrea serias dificultades de medicin y prcticamente solo se puedeaplicar a mquinas de modesta potencia; efectivamente:- si la mquina de prueba es de tipo giratorio, una de las dos potencias que hay que

medir es mecnica lo que constituye sin lugar a dudas una grave complicacin demedida.

- si la mquina de prueba es de potencia lo suficientemente elevada, adems de la grandificultad de encontrar la carga mecnica o elctrica adecuada, tendremos unaexcesiva incidencia de inevitables errores de medida sobre el resultado final.En estos casos, en efecto, la potencia dada y la potencia absorbida tienen valoresporcentualmente poco distantes entre ellos.

b) Mtodo indirecto:Este mtodo en cambio llega a la determinacin del rendimiento sin cargar efectivamentela mquina sino siguiendo una serie de medidas que permiten determinar el valor de lasprdidas de potencia en las distintas condiciones de funcionamiento.Conocidas las prdidas, es fcil alcanzar el valor de rendimiento.Este mtodo es aconsejable particularmente cuando la mquina de prueba es de potenciasuperior a una decina de kW y es de ms sencilla aplicacin que el mtodo directo.Sin embargo hay que tener en cuenta que no todas las prdidas de potencia se puedendeterminar rigurosamente y que los distintos procedimientos de medida pueden llevar aresultados ligeramente alejados. Por lo tanto ser necesario atenerse a convencionesnormalizadas que hagan comparables los resultados finales de las distintas pruebas deensayo.Como consecuencia de este modo de actuar, el valor de rendimiento as determinado sedenomina "convencional".

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PROCEDIMIENTO DE CALCULO

Las Normas establecen que para el clculo del rendimiento convencional de un alternador setengan que considerar las siguientes prdidas:

1 Prdidas mecnicas y en el hierro.Se tienen que valorar a velocidad de matrcula y a tensin nominal y considerarconstantes durante el paso de vaco a carga.

2 Prdidas en cobre inducido.Apreciables mediante la frmula:

3 R i I2

dondeRi = resistencia de fase del bobinado inducido, medida a la temperatura convencional de

75 C.

I = corriente de fase del inducido correspondiente a la condicin de carga considerada.

3 Prdidas por excitacin.Corresponden a la potencia total absorbida por el circuito de excitacin en lascondiciones de carga considerada. Dicha potencia se disipa completamente por efecto deJoule, en parte en el bobinado de excitacin y en parte en eventuales restatos deregulacin.Suponiendo que el alternador funcione en tensin nominal con cualquier condicin decarga, los valores de las corrientes de excitacin correspondientes a las distintascorrientes de inducido se pueden deducir de las curvas de regulacin, determinables,estas tambin, por mtodo indirecto (pruebas N 6 y 7).

Si, adems, el circuito de excitacin est alimentado por una fuente independiente contensin V constante, la potencia total absorbida por el mismo cuando lo atraviesa unagenrica corriente de excitacin i, es:

Pexc = V i

4 Prdidas en las escobillas.El alternador, si no es del tipo de rueda polar con imanes permanentes, est siempredotado de colector de anillos para poder acceder a los terminales del bobinado situado enla parte giratoria.Las escobillas que se apoyan sobre los anillos determinan una cada de tensin anormalcon respecto a la ley de Ohm y de valor prcticamente constante cuando las atraviesacorriente y por tal razn la prdida correspondiente convencionalmente se mide en:(Vatios totales) 2 i

donde i es la corriente de excitacin en (A), admitiendo que dicha prdida no se hayacomprendido ya entre las producidas por excitacin.


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5 Prdidas adicionales.De estas ya hemos habado en la prueba n. 3 y se ha evidenciado su dependencia de lacorriente de inducido.Dada su modesta entidad y lo complejo de su relacin con la temperatura, las Normasrecomiendan medirlas a temperatura de prueba sin aplicar ninguna correccin.

6 Tabla de calculosNormalmente el clculo del rendimiento convencional se realiza para los siguientesvalores de corriente de inducido:

0; 1/4 In; 2/4 In; 3/4 In; 4/4 In; 5/4 In

y repetidos para los dos valores lmites de cosj (1 y 0,8 retraso).El resumen de las tablas de clculos est especificado en las pginas siguientes.

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cosj = 0.8ret; conex = star; Vexc = (V)

en 1/4 de 2/4 de 3/4 de a plena 5/4 devaco carga carga carga carga carga

Tensin erogada(Volt)

Corriente erogada(Amp) 0

1 Corriente de excit.(Amp)

2 Potencia derendimiento (Vat) 0

3 Prdidas mecnicas yen hierro (Vat)

4 Prdidas de excit.(Vat)

5 Prdidas en lasescobillas (Vat) 0

6 Prdidas en el cobreinducido (Vat)

7 Prdidas adicionales(Vat)

8 Potencia absorbida(Vat)

Rendimiento(%)

REFERENCIAS :

1) Deducirse de las curvas Iexc = f (I) calculadas en la prueba N 9.2) Calcularse con la frmula P = 3 VI cosj3) Deducirse de la prueba N 3.4) Calcularse con la frmula Pexc = Vexc i exc, donde Vexc = Volt.5) Calcularse con la frmula Psp = 2 Iexc6) Calcularse con la frmula P j = 3 RI

2 ; donde R = resistencia de fase inducida a 75C.

7) Deducirse de la prueba N 3.8) Calcularse sumando a la potencia de rendimiento todas las prdidas.


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cosj = 1; conex = star; Vexc = (V)

en 1/4 de 2/4 de 3/4 de a plena 5/4 devaco carga carga carga carga carga

Tensin erogada(Volt)

Corriente erogada(Amp) 0

1 Corriente de excit.(Amp)

2 Potencia derendimiento (Vat) 0

3 Prdidas mecnicas yen hierro (Vat)

4 Prdidas de excit.(Vat)

5 Prdidas en lasescobillas (Vat) 0

6 Prdidas en el cobreinducido (Vat)

7 Prdidas adicionales(Vat)

8 Potencia absorbida(Vat)

Rendimiento(%)

REFERENCIAS :

1) Deducirse de las curvas Iexc = f (I) calculadas en la prueba N 9.2) Calcularse con la frmula P = 3 VI cosj3) Deducirse de la prueba N 3.4) Calcularse con la frmula Pexc = Vexc i exc, donde Vexc = Volt.5) Calcularse con la frmula Psp = 2 Iexc6) Calcularse con la frmula P j = 3 RI

2 ; donde R = resistencia de fase inducida a 75C.

7) Deducirse de la prueba N 3.8) Calcularse sumando a la potencia de rendimiento todas las prdidas.

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Grfico:


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PRUEBA N 14

PARALELO DEL ALTERNADOR CON LA RED TRIFASICA DE REGULACION DEL CAMBIO DE P Y Q

Una maniobra que se realiza frecuentemente en una central elctrica es la conexin de losalternadores en paralelo con la red de distribucin de la energa.

Actualmente las redes de distribucin locales estn todas interconectadas entre si de maneraque cubran el entero territorio nacional; la red nacional se conecta preferentemente con la delos paises fronterizos para un intercambio de la energa elctrica producida, mediante uncomn y esplcito acuerdo de un bien de consumo.

Despus de la instalacin en paralelo, el solo alternador de central por lo tanto se encuentraconectado a un circuito en el que ya estn erogando un gran nmero de otros alternadores yde los que se extraen una gran cantidad de cargas, con un juego de potencias generalmentems elevado con respecto a la mxima erogada por el mismo.

Las consecuencias de esta desproporcin de potencias son:a) La red "impone" al alternador conectado a la misma su valor de tensin y de frecuencia;

dichos valores no podrn mutar ni siquiera cuando se modifique la corriente deexcitacin de los polos o el par motriz del eje de la mquina.

b) Cualquier maniobra que pretenda cambiar tensin y frecuencia del alternador en cambioproducir una variacin de la potencia reactiva y de la potencia activa intercambiadaentre las mquinas y la red.

Dado el modesto valor de su potencia de matrcula, desde el instante de la conexin a la red,el alternador se encontrar sometido a los mismos lazos de funcionamiento de losalternadores de central y por lo tanto podr verificarse experimentalmente cuanto dichoanteriormente en los puntos a y b.

La conexin del alternador en paralelo con la red se puede realizar, sin provocar un violentocortocircuito, solamente cuando:1 La frecuencia del alternador es igual a la de la red.2 La tensin del alternador es igual a la de la red.3 Los vectores de las tensiones del alternador y de la red coinciden con la fase.4 El sentido cclico de las tensiones del alternador coincide con el de las tensiones de red.

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La condicin indicada en el punto 4 es una directa consecuencia de la aplicacin, en las trestensiones de fase, de la condicin indicada en el punto 3.

Para verificar la igualdad de los puntos 1 y 2 es suficiente con un frecuencmetro y unvoltmetro conmutables; la coincidencia de las fases en cambio se puede medir medianteespeciales instrumentos indicadores (sincronoscopios de ndice) o tambin mediante lasealacin de bombillas adecuadamente introducidas (sicronoscopios con luces giratorias ode luces batientes).

ESQUEMA ELECTRICO para el paralelo del alternador con la red

Conexin inducida


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El instante de la operacin de paralelo es aqul en el que la bombilla L1 est apagada y severifica la igualdad de las tensiones y de la frecuencia.

1 - El alternador ahora est conectado en paralelo con la red y, si las maniobras se hanrealizado correctamente, estar completamente en equilibrio. El ampermetro y losvatmetros conectados entre la mquina y la red evidenciarn por lo tanto que noexiste intercambio de corriente y de potencia.

2 - Si a continuacin probamos a aumentar la velocidad de rotacin del motor antesregulando su excitacin, se ver que la velocidad permanece constante.El ampermetro y los vatmetros indican en este momento un intercambio de corrientey de potencia que aumenta durante esta regulacin (habr que tener cuidado de nosuperar el valor nominal de corriente del alternador para no acercarse demasiado allmite de estabilidad de la mquina).

De esta forma se podr verificar que: a) La potencia real Wa + Wb resulta positiva lo que significa que la misma fluye del

alternador hacia la red (la posicin de los bornes diferenciados por las bobinasamperomtricas y voltimtricas de los vatmetros conectados en el circuito nopermite ninguna duda a este respecto).

b) La potencia reactiva 3 (Wa - Wb) intercambiada entre la mquina y la red es muymodesta y no cambia apreciablemente durante esta regulacin.

3 - Reduciendo ahora la excitacin del primer motor se nota que la velocidad permanececonstante mientras que disminuyen corriente y potencia hasta volver a ser nulas comoen el momento del paralelo (punto 1).Si se prosigue con la disminucin de la excitacin del primer motor para reducir lavelocidad, se notar el renacer de un intercambio de corriente y de potencia real entremquina y red pero esta vez la suma Wa + Wb resulta negativa.La potencia en juego ahora va de la red a la mquina que por lo tanto estfuncionando con motor sincrnico.

4 - Retornando a las condiciones de paralelo, anulando de nuevo el intercambio decorriente y potencia, si ahora se aumenta o disminuye la corriente de excitacin delalternador se puede verificar la tensin erogada no cambia sino que nace nuevamenteun intercambio de corrientes y de potencias entre mquina y red (tampoco en estecaso conviene superar los valores de corriente nominal).De esta forma se podr observar que:a) La potencia real Wa + Wb intercambiada entre mquina y red es muy modesta y no

cambia apreciablemente durante la regulacin de la excitacin del alternador.b) La potencia reactiva 3 (Wa - Wb) intercambiada entre mquina y red cambia

notablemente como consecuencia de la regulacin de la excitacin del alternador. Se puede verificar fcilmente, tambin, que dicha potencia reactiva inductiva asumevalores positivos, es decir fluye del alternador hacia la red, cuando la corriente deexcitacin se aumenta, mientras que en cambio asume valores negativos, es decirfluye de la red hacia el alternador, cuando la corriente de excitacin se disminuye.

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Conclusiones:De los resultados de la prueba se pueden sacar las siguientes conclusiones:

1 - El intercambio de las potencias, real y reactiva, entre un alternador y la red con el queest conectado en paralelo (teniendo esta ltima una potencia instalada predominantese puede regular a gusto mediante simples maniobras sobre el primer motor o sobre elcircuito de excitacin.

2 - Variando el par motriz desarrollado por el motor primero se modifica casi porcompleto el intercambio de potencia real entre mquina y red mientras que no cambiaapreciablemente el intercambio de potencia reactiva.

3 - Variando la corriente de excitacin se modifica el intercambio de potencia reactivaentre mquina y red mientras que no cambia con claridad el intercambio de potenciareal.

4 - Actuando contemporneamente sobre el motor primero y sobre la excitacin, sepueden regular los valores de las potencias P y Q en juego y de esta manera erogar alalternador el cosj deseado.


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PRUEBA N 15

CURVA EN "V" O DE MORDEY DEL MOTOR SINCRONICO

En la prueba N 14 hemos podido ver que para regular el intercambio de potencia activaentre alternador y red conectados en paralelo hay que actuar nicamente sobre el primermotor.

Tambin se ha verificado que desactivando el primer motor, o todava ms, frenando el ejedel alternador, se obtiene el paso automtico de este ltimo al funcionamiento con motorsincrnico, con desarrollo de par motriz.

Uno de los sistemas para poner en rotacin como motor una mquina sincrnica es,efectivamente, el de hacerla funcionar preventivamente como alternador, efectuar el paralelocon la red y por lo tanto desactivar el motor propulsor. Esta operacin bastante complicadase hace necesaria en cuanto el motor sincrnico prcticamente no dispone de par deaceleracin de salida y por lo tanto no se pondra en marcha si lo alimentramos con rotorparado sin adoptar particulares artificios. En efecto el motor sincrnico tiene uncomportamiento "rgido" y puede funcionar solo a una velocidad rigurosamente constante,independiente ya sea del cargo que de la tensin de alimentacin y ligada nicamente a lafrecuencia f y al nmero p de polos segn la relacin :

120 fn = (rpm)

p

Sin ambargo se puede intuir que si durante el funcionamiento el par de frenado aumentasems que el valor del par motriz mximo desarrollable por el motor, estos se pararanbruscamente (comnmente se dice que "pierde el paso") y la corriente absorbida aumentaraa valores muy elevados.

Una caracterstica singular del motor sincrnico consiste en la posibilidad de regular dentrode amplios lmites el valor de la corriente absorbida y del cosj de absorcin, en cualquiercondicin de carga, actuando nicamente sobre la corriente de excitacin. Es tambinposible, siempre regulando la excitacin, hacer de manera que la absorcin se realice condesfases en adelanto, realizando de esta forma un comportamiento capacitativo.

El diagrama I = f (Iexc) que evidencia esta unin se denomina normalmente curva en "V"por su tpica marcha,o curva de Mordey. Naturalmente existen un gran nmero de curvas en"V" caracterizadas cada una por un distinto par resistente en el eje; entre estas tiene granimportancia la relativa al funcionamiento en ausencia de par de frenado ya que se refiere alempleo, bastante frecuente, del motor sincrnico en calidad de reajustador giratorio.

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El esquema elctrico que hay que realizar es parecido al de la prueba N 14tan solo intercambiando los bornes voltimtricos de los vatmetros para tener una indicacinpositiva de la potencia Wa + Wb si fluye de la red a la mquina.

Despus de haber realizado el paralelo del alternador con la red, se desexcita el motorpropulsor y se verifica que la velocidad de rotacin no cambie.

1 - A desarrollar el par motriz necesario para el movimiento del grupo ahora se encarga elalternador; este efectivamente ha pasado automticamente a funcionar de motorsincrnico como resulta claramente de la indicacin de los vatmetros que detectanuna potencia real de flujo de la red hacia la mquina.

2 - Al aumentar la excitacin en la mquina resultar Wb > Wa y esto indicar, estando el circuito seguramente simtrico y equilibrado, que la absorcin se realiza con cosjen adelanto.El comportamiento del motor es por lo tanto de tipo capacitativo.

3 - Reduciendo a continuacin la excitacin disminuye la corriente absorbida hastaalcanzar un valor mnimo, para despus empezar a aumentar, determinando de estaforma la tpica forma en "V" del diagrama I = f (i).Dado que tambin las indicaciones de los vatmetros sufren notables cambios resultatambin una variacin del cosj de absorcin: con corriente de excitacin menor de lanecesaria para obtener la mnima corriente absorbida resulta Wb < Wa lo queevidencia que la absorcin se realiza ahora con cosj en retraso.El comportamiento del motor por lo tanto es de tipo inductivo.

4 - En condiciones de funcionamiento correspondiente al paso del comportamientocapacitativo al inductivo, se puede observar que Wb = Wa, es decir el motorsincrnico absorbe con cosj = 1 como un cargo perfectamente hmico.Dicha condicin se verifica prcticamente en correspondencia con la mnimaabsorcin de corriente.


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Grfico.

Observaciones:

1 Si sobre el mismo diagrama cartesiano se representan ambas curvas:

Iabs = f(iexc) cosj = f(Iexc)

resulta evidenciado con claridad la amplia posibilidad de regulacin que se puede aplicaren la absorcin del motor sincrnico actuando tan solo sobre su corriente de excitacin.En particular se puede notar que:a) Existe un valor de corriente de excitacin i(1) al que corresponde una absorcin

perfectamente en fase (cosj = 1).En dichas condiciones la corriente absorbida adopta prcticamente el valor mnimo.

b) Con excitaciones superiores a i (1), las corrientes de inducido son absorbidas condesfases en adelanto, mientras que con excitaciones inferiores a i (1) las corrientes deinducido son absorbidas con desfases en retraso.Ya sea en uno que en otro caso, especialmente con pequeos pares de frenado en eleje, los cosj se pueden regular hasta valores notablemente inferiores: estaparticularidad es muy til en el caso del empleo del motor sincrnico comoreajustador de fase giratorio.

2 La tensin de alimentacin tendra que permanecer constante durante toda la prueba.En realidad se puede verificar una variacin, tambin sensible, debida a la incidencia delas cadas de tensin de la red de alimentacin. Estas ltimas asumen, efectivamente,valores muy distintos durante las mediciones ya que son elevadas en la base deexcitacin (los absorbimientos estn muy desfasados en retraso) y modestas, si nonegativas, a las fuertes excitaciones (los absorbimientos en este caso estn muydesfasados en adelanto).El diagrama de todas formas se referir al valor medio de la tensin de prueba.

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3 A pesar de la rigurosa constancia de la potencia de rendimiento durante la prueba, senotar que la potencia absorbida (especialmente en el caso de la curva en "V" en vaco)sufrir importantes mutamentos.Esto es debido a las variaciones de las prdidas en el cobre y en el hierro de la mquinacomo consecuencia de la amplia excursin de valores de corriente, ya sea de inducidoque de excitacin, y del flujo resultante.

4 Como ya hemos mencionado, la curva en "V" se refiere a un funcionamiento con parresistente, y por lo tanto potencia de rendimiento, constante. La detectada en este prrafocorresponde a par de rendimiento, y por lo tanto potencia de rendimiento, prcticamentenula, es decir, con funcionamiento en vaco del motor sincrnico.Si el motor sincrnico se frenase con distintos valores de par resistente, se podrandetectar la misma cantidad de curvas en "V" que resultaran ms altas de la de vaco yligeramente corridas hacia la derecha, como indicado en el diagrama.


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EJERCICIOS PRACTICOS

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Pgina blanca


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DATOS DE PLACA

GENERADOR SINCRONICO TRIFASICO DL 1026A

20 Viale Romagna - 20089 ROZZANO (Milano) ITALY

Cdigo del motor

Tensin generada

Clase de aislamiento Grado de proteccin

Factor de potencia

Frecuencia

Corriente3 ~ G

Velocidad (min-1)

Potencia nominal

Tensin deexcitacin

Corriente de excitacin

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Pgina blanca


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PRUEBA PRACTICA N 1

Medida de la resistencia de los bobinados de inducido y de excitacin

a) Medida de la resistencia de los bobinados de inducido:

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Sucesin de las maniobras.Despus de haber realizado el circuito marcado a rayas, efectuar las siguientes maniobras:

1 Preparar los mandos de los mdulos:SALIDA CC VARIABLE: Interruptor abierto.(Excitacin) Convertidor girado completamente en

sentido antihorario

REOSTATO DE ARRANQUE: Max. resistencia

2 Activar el mdulo de alimentacin

3 Mediante la manivela regular la corriente en el ampermetro A hasta obtener unacorriente de 0,3 A.

4 Medir las indicaciones del ampermetro A y del voltmetro V.

5 Abrir el interruptor y repetir las operaciones 1 hasta 4 para los otros terminales U2-U1 yV2-V1.

TABLA DE RELIEVES

Temperatura de prueba: C

Frmulas de clculo:

VR =

I

RU + RV + RWRm =

3

Terminales Ampermetro(A)

Voltmetro(V)

Rphase(W )

Rm(W )

W1 - W2

U1 - U2

V1 - V2


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b) Medida de la resistencia de los bobinados de excitacin.

DL 1026A


Sucesin de las maniobras.Despus de haber realizado el circuito a rayas, efectuar las siguientes maniobras:


sentido antihorario.

2 Activar la salida cc variable

3 Mediante la manivela regular la corriente en el ampermetro A hasta obtener unacorriente de 0,2 A.

4 Medir las indicaciones del ampermetro A y del voltmetro V.

TABLA DE RELIEVES

Temperatura de prueba = C

VRexc =

I

Ampermetro Voltmetro Rexc(A) (V) (W )


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PRUEBA PRACTICA N 2

Relieve de las caracteristicas de magnetizacin

DL 1026A


Sucesin de las maniobras.

Despus de haber realizado el circuito a rayas, efectuar las siguientes maniobras:



SALIDA CC VARIABLE: Interruptor abierto.Salida a 220V aprox.

REOSTATO DE ARRANQUE: Resistencia max.

REOSTATO DE EXCITACION: Resistencia min.

2 Activar el motor de arrastre hasta lograr la velocidad nominal del alternador.

3 Activar la salida cc variable (excitacin).

4 Mediante la manivela regular la corriente de excitacin aumentandola hasta aprox. el20-30 % ms all del valor nominal.

5 Por cada valor de corriente de excitacin (ampermetro A) medir las indicacionescorrespondientes de la tensin de salida a travs del voltmetro V2.

6 Desexcitar el alternador y bloquear el motor.

Tabla de relieves:

Iexc(A)

V2(V)

f(Hz)

n(rpm)


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PRUEBA PRACTICA N 3

Medida de las perdidas mecanicas, en el hierro y adicionales

DL 1026A


Sucesin de las maniobras:

PRUEBA N 1 - PERDIDAS EN VACIO DEL MOTOR DE ARRASTRE.

Nota: El motor tiene que estar desconectado del alternador.

Realizar las conexiones relativas tan solo al motor de arrastre y preparar los mandos de losmdulos:






2 Poner en derivacin el ampermetro A1 realizando la conexin a rayas de manera que sepueda proteger contra la punta de corriente durante el arranque.

3 Activar el mdulo de alimentacin accionando el interruptor.El motor de corriente continua tiende a ponerse en marcha.Verificar que el sentido de rotacin del motor sea correcto y quitar la derivacin.Posicionar el conmutador Ra de la posicin "1" a la posicin "6".

4 Regular el convertidor hasta que la tensin de alimentacin del motor sea igual al valorindicado en la placa y con el reostato de excitacin regular la velocidad de rotacin alvalor nominal de la velocidad del alternador.

5 Medir las indicaciones de los instrumentos A1 y V1.

6 Parar el motor abriendo el interruptor.


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PRUEBA N 2 - PERDIDAS MECNICAS DEL ALTERNADOR.

Nota : El motor se tiene que conectar al alternador. El alternador no debe estar excitado.Repetir la operacin del mdulo de control de la prueba N 1

1 Reavivar el motor y llevarlo a la velocidad nominal del alternador repitiendo los puntosdel 1 al 5 de la prueba N 1.

PRUEBA N 3 - PERDIDAS EN EL HIERRO DEL ALTERNADOR.

1 Conectar mecnicamente el alternador al motor.Conectar solamente el voltmetro V2.

2 Repetir las operaciones 1 y 4 de la prueba N 1.

3 Cuando la volocidad de rotacin corresponda exactamente a la velocidad nominal, excitarel alternador hasta que la tensin de salida corresponda al valor nominal.Controlarla mediante el voltmetro V2.

4 Medir la tensin de entrada y la corriente del motor.

PRUEBA N 4 - PERDIDAS ADICIONALES DEL ALTERNADOR.

Nota : El motor tiene que estar conectado al alternador. Conectar solo el ampermetro A2y conectar U1 a V1. Repetir la operacin del mdulo de control de la prueba N 1

1 Arrancar el motor como en la prueba N 1.

3 Cuando la volocidad de rotacin corresponda exactamente a las velocidades nominales,excitar el alternador hasta que la tensin de salida en cortocircuito sea aprox. 120% delas nominales.Controlarla mediante el ampermetro A2.

3 Medir las indicaciones de la tensin de entrada y de la corriente al motor.

4 Repetir las mediciones por valores decrecientes de la corriente erogada.

5 Parar el motor abriendo el interruptor.

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N VoltmetroV1 (V)

AmpermetroA1 (A)

AmpermetroA2 (A)

Prdidas del alternador

Pm Pir Pcu 3RI2 Padd

(W) (W) (W) (W) (W)

Notas

Solo motoren vaco

Motor +alternador

desexcitado

Motor +alternadorexcitado

1

2

3

4

5

6

7

8

Motor +alternador encortocircuito

---

---

---

--- --- --- --- ---

--- --- --- ---

--- --- ---

---

---

---

---

---

Tabla de relieves

n = rpm


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PRUEBA PRACTICA N 4

Relieve de las caracteristicas de cortocircuito

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Despus de haber realizado el circuito a rayas, efectuar las siguientes maniobras:






2 Activar el motor de arrastre hasta lograr la velocidad nominal del alternador.

3 Cerrar el interruptor del mdulo de salida cc variable (excitacin) y regular la manivelahasta obtener la corriente nominal del alternador.

4 Por cada uno de los diferentes valores de la corriente de excitacin medir lacorrespondiente corriente de armado.

5 Cuando la corriente de armado est bastante cerca del valor nominal, cambiar lavelocidad de rotacin dentro de una amplia gama y verificar que la corriente decortocircuito est bastante constante.

6 Desexcitar el alternador y parar el motor.

Tabla de relieves:

Corriente decortocircuito

Icc(A)

Corriente deexcitacin

Iexc(A)

n(rpm)

Notas


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PRUEBA PRACTICA N 5

Relieve de las caracteristicas exteriores

La finalidad de esta prueba es la de relevar las caractersticas exteriores, es decir las curvasque unen la tensin a la corriente erogada por cosj = 1 y cosj = 0,8 inductivo.

Esquema elctrico

Nota : El alternador tiene que funcionar a su velocidad nominal mientras que la cargaest cambiando.

W

A2 +

-

UV

+

-

V2 F

L

Wa

G3 ~

A1 R

Wb

Q

Q

Q

Q

Ra

Re

V1

F1 F2

M

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M

W2 V2

F1 F2

U2

U1 W1V1

Medidor de velocidad

Restato de excitacin

Restato de arranque 250V

2A

SALIDA CC VARIABLE

0.6A

SALIDA CC VARIABLE(Excitacin)

400V

Q

QQ

Q

Frecuencia de red 2A - 400V

Carga resistiva Carga inductiva

+ -

V1

Wa WbV2 A1

PROTECCIONSOBRE

VELOCIDAD

K1

Transductorptico

rpm

K2K1

K2

2A - 400V

+ -

A2


DL 1026A

A)Punto de la caracteristica de la corriente devatiada (wattless)


Despus de haber realizado el circuito a rayas, efectuar las siguientes maniobras :





REOSTATO DE EXCITACION: Resistencia m

dl1026 generador sincrónico trifásico.pdf

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