Pre informe: Laboratorio Accionamientos Eléctricos B

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“Pre informe: Laboratorio Accionamientos Eléctricos B”

“Experiencia N°2: Máquina Asincrónica”.

1 Objetivos:

• Estudiar y analizar los ensayos que se realizan a una máquina asincrónica.
• Estudiar el comportamiento del generador asincrónico.
• Comprobar los distintos aspectos de la máquina asincrónica vistos en clases teóricas de Máquinas C.
• Analizar las características y funcionamiento de la máquina asincrónica monofásica.
• Comparar el funcionamiento de la máquina de rotor devanado con la de rotor jaula de ardilla.

2. Planificación del laboratorio :

Para esta experiencia se trabajará en base a la norma IEEE Std  112-2004(máquina trifásica), IEEE Std 114-2012(máquina monofásica) y los conceptos vistos en clases. Además, se agregarán temas a la experiencia según se vio en clases del ramo Máquinas Eléctricas C. La lista de temas con las que se trabajará será la siguiente:

1. Máquina asincrónica trifásica:

1. Pruebas para determinar las pérdidas de la máquina.
2. Circuito equivalente.
3. Factor de potencia.
4. Eficiencia
5. Método de partida
6. Torque v/s ángulo

1. Motor Monofásico:

1.  Pruebas para determinar pérdidas de la máquina.
2.  Circuito equivalente.
3.  Factor de potencia.
4.  Eficiencia.
5. Torque v/s ángulo.

1. Máquina asincrónica trifásica:

Se trabajará tanto con una máquina asincrónica rotor devanado y con rotor jaula de ardilla.

• Pérdidas en la máquina:

La máquina asincrónica trifásica, ya sea rotor jaula de ardilla o rotor devanado, tiene distintos tipos de  pérdidas, entre las que se cuentan:

1. Pérdidas  I^2*R del estator: corresponden a la energía que se pierde por circulación en los devanados del estator. Se calculan en base a la medición de resistencia en frío, que se ajusta luego con un factor de corrección a su valor según la temperatura del devanado. A continuación se muestras dichas ecuaciones:

                                   (1)[pic 4]

                                      (2)[pic 5]

1. Pérdidas  I^2*R del rotor: corresponden a la energía disipada debido al efecto Joule en el devanado del rotor, Estas se calculan en base a un balance de potencias ( ya que no se puede medir la corriente en el rotor jaula ardilla) , a continuación se muestras las ecuaciones para estos cálculos:

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1. Pérdidas por roce y ventilación: Estas se obtienen a partir del ensayo sin carga mecánica de la máquina asincrónica. Con tres puntos o más se hace una curva de V^2 v/s potencia. Cuando se hace una regresión lineal, el punto de tensión cero representa las pérdidas por roce y ventilación. La curva de potencia debe desconectarse las pérdidas del estator y rotor.

1. Pérdidas del núcleo: son las pérdidas en el ensayo sin carga mecánica, descontando las pérdidas por roce y ventilación, ñas pérdidas del estator y rotor.

1. Otras pérdidas: Existen otras pérdidas en la máquina que se deben a diversos factores, pero se contabilizan como 1.8% de la potencia nominal de la máquina.

• Prueba sin carga:

Esta prueba se realiza sin acoplar una carga mecánica en el eje. Se realiza a tensión y frecuencia nominales. Se mide tensión, corriente, frecuencia, potencia de entrada. La tensión de entrada se varía desde 125% hasta un punto donde la reducción de tensión tiene el mayor aumento en la corriente.

• Prueba de carga:

Esta prueba de hace con la máquina con una carga mecánica a 20%, 40%, 60%, 80% y 100%. Se mide: potencia, corriente, voltaje, frecuencia, velocidad, temperatura del devanado estator y temperatura ambiente. Se empieza a mayor carga a menor carga. De aquí se calculará la curva torque v/s velocidad.

• Circuitos equivalentes:

Se buscará conocer mediantes los ensayos de rotor trancado y ensayo de vacío los parámetros de los circuitos de las figuras 1 y 2. En estos ensayos se medirá tensión, corriente, frecuencia y potencia. De aquí se pueden obtener los parámetros de la máquina. El circuito de la figura 2 es para calcular el diagrama circular de la maquina asincrónica.

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                                Figura 1: Circuito equivalente 1 con λ = N1/N2

                                [pic 9]

                                                          Figura 2: Circuito equivalente λ=/[pic 10][pic 11]

Donde   mientras que [pic 12][pic 13]

• Funcionamiento como generador:

            La máquina asincrónica se ensayará tanto como obteniendo los relativos de la red,               como obteniendo los reactivos de un banco de condensadores (auto excitado). Para calcular la capacidad del banco de condensadores, se hará en base a la corriente compleja que consumió durante el ensayo de vacío, ya que la corriente consumida por la máquina en este ensayo es igual a la corriente magnetizante.

            En este ensayo de medirá: tensión de fase, corriente de fase, potencia en el eje,                potencia de salida del generador. Se buscara ver la eficiencia y factor de potencia v/s el deslizamiento, para comprobar la forma con las curvas teóricas.

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• Eficiencia:

La eficiencia depende del punto de operación de la máquina asincrónica, por lo que este se calcula como la potencia que sale o entra, según si son generadores o motores, menos las pérdidas que se tienen en la máquina. Para ello, el cálculo se basará en los parámetros obtenidos en los puntos anteriores de la máquina asincrónica, donde se hará un balance de potencias.

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