GENERADOR SINCRÓNICO TRIFÁSICO - CARACTERÍSTICA EN CIRCUITO ABIERTO Y CORTO CIRCUITO

INFORME DE MAQUINAS ELECTRICAS II LABORATORIO Nº3

GENERADOR SINCRÓNICO TRIFÁSICO - CARACTERÍSTICA EN CIRCUITO ABIERTO Y CORTO CIRCUITO 

Jordy Felicita

jfelicita@est.ups.edu.ec

Universidad Politécnica Salesiana

Quito-Ecuador

Abstract— Por medio de este documento podremos analizar el funcionamiento del generador sincrónico trifásico - característica en circuito abierto y corto circuito y analizar cada uno de los circuitos propuestos.

PALABRAS CLAVES: síncrono, cortocircuito, circuito abierto, conexión estrella, voltaje línea, generador

1. INTRODUCCIÓN

Las máquinas de corriente continua y de inducción tienen un amplio rango de aplicaciones industriales tales como tracción, bombeo, control y otros. Sin embargo, la operación del sistema eléctrico de potencia requiere la conversión de grandes cantidades de energía primaria (petróleo, gas natural, agua, carbón, uranio), en energía y potencia eléctrica. La energía eléctrica puede ser transportada y convertida en otras formas de energía en forma limpia y económica. La máquina sincrónica es hoy por hoy, la más ampliamente utilizada para convertir grandes cantidades de energía eléctrica y mecánica.

Es por lo cual se realiza los estudios respectivos a las pruebas de circuito abierto y cortocircuito a los generadores sincrónicos, están pruebas también son conocidas como ensayo, y sirven para determinar la tensión interna generada por una corriente de campo dada.

La prueba en cortocircuito brinda información 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.

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Apreciara la diferencia entre generadores ac y dc
• Estará al tanto de los parámetros usados para medir el desempeño de un generador ac
• Sabrá como conectar y medir las características en circuito abierto y cortocircuito de un generador sincrónico
• Entenderá el termino reactancia sincrónica

OBJETIVO ESPECÍFICOS

• Haber completado la práctica 1.
• Obtener un conocimiento claro de voltaje y corriente en circuitos ac trifásicos
• Familiarización con la instrumentación Virtual y la conexión a un dinamómetro.

1. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE)

• Fuente de Alimentación Universal 60-105
• Motor/generador Sincrónico Trifásico de Rotor Devanado 64-510
• Panel de control de Torque y Velocidad 68-441
• Dinamómetro 67-502
• Cubierta y Acoplamiento del eje 68-703
• Consola del Sistema 91-200
• Juego estándar de terminales 68-800
• Cualquiera de
• Instrumentación Virtual (60 a 070 V I-P)
• Unidad I/O Multicanal 68-500
• Software Pack CD 68-912-USB
• Instrumentación Convencional (Opción 60 a 070-C I 1).

1. MARCO TEORICO

Las maquinas sincrónicas se construyen con devanados de armadura estacionaria y polos rotatorios. El rotor o devanado de campo suele ser excitado por una fuente dc externa.

La forma de onda de la FEM generada en un generador síncrono dibuja un ciclo completo cuando el conductor se mueve más allá de un par de polos. Por lo tanto, para una maquina con p polos la frecuencia de la alimentación generada es directamente proporcional a la velocidad de la máquina.

La frecuencia de la tensión generada está dada por:

f = pN / 60

ecuación 2

Donde

p es el número de pares de polos (la 64-510 es una máquina de dos polos, entonces, p = 1).

N es la velocidad del eje en rpm

El flujo debido a la MMF del rotor es visto como generador de una EMF debido la rotación de los polos.

El flujo debido a la MMF del estator es visto como generador de una FEM que retrasa la corriente del estator.

Tres corrientes de fase balanceadas en un bobinado trifásico producen una fuerza magnética resultante de magnitud constante que gira a una velocidad constante. Cuando se aplica una carga al generador la corriente en el bobinado del estator produce un efecto magnético conocido como la reacción de armadura que afecta el valor y la distribución del flujo magnético en el entrehierro entre los polos y el núcleo del estator.

El cambio de tensión en los terminales que se produce entre las condiciones sin carga y a plena carga a una velocidad y corriente de campo constante se denomina regulación de voltaje. La Figura 3-11-1 muestra el circuito equivalente de una maquina sincrónica.

[pic 1]

Fig. 1

Donde r es la resistencia inherente del devanado, y Xs es la reactancia equivalente a la reacción de armadura, conocida como la reactancia sincrónica.

A fin de calcular con eficacia la tensión de salida del generador es necesario medir el valor de la reactancia de reacción de la armadura. Esto se logra mediante el análisis de las características en circuito abierto y cerrado del generador.

La característica de circuito cerrado relaciona la reacción de armadura a la excitación de campo. Se asume que el valor de la FEM inducida es el mismo que aquel medido por la característica de circuito abierto para la misma velocidad y corriente de campo. Por lo tanto, la corriente de cortocircuito puede ser medida.

De allí el valor de la Impedancia Sincrónica  puede ser calculado.[pic 2]

                ecuación 2[pic 3]

1. PROCEDIMIENTO

Práctica 2.1: Característica en Circuito Abierto

Usando el control de velocidad constante del 68-441 para Instrumentación Convencional o la pantalla del software de Instrumentación Virtual, fije la rotación del generador en 3600 rpm (alimentac.60Hz).

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