Maquinas Electricas

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD JUÁREZ

MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Práctica # 13
Prueba en vacío para una dínamo síncrona.


Grupo: 17:00-18:00 hrs.

Fecha de la práctica: fecha de entrega:
18-mayo-2012 21-mayo-2012

Objetivo.
El alumno determinara las pérdidas rotacionales y en el cobrede una dínamo síncrona, así como su eficiencia a diferentes cargas y distintos factores de potencia.
Material y equipo:
1 Dínamo síncrona de 220 V
1 Reóstato de campo de 510 Ω
1 Fuente trifásica de 220 VCA
1 Fuente de 220 VCD
1 Tacómetro
1 Interruptor 2P2T
1 Voltímetro de 0-300 VCA
1 Voltímetro de 0-300 VCD
3 Amperímetros de 0-20 ACA
1 Amperímetro de 0-2 ACD
2 Wáttmetros monofásicosde 220 V y 20 A
24 Cables de conexión medianos
12 Cables de conexión chicos
6 Cables de conexión grandes

Introducción teórica.
Los generadores síncronos toman potencia mecánica y producen potencia eléctrica, mientras que los motores síncronos toman potencia eléctrica y producen potencia mecánica, cierta parte de la potencia consumida por ambos, se transforma en pérdidas, por lo que laeficiencia alcanzada nunca llega a ser del 100%.

Las pérdidas que se presentan en la dínamo síncrona son de tres tipos:
1) Las pérdidas diversas o misceláneas son aquellas que no encajan en ninguna otra categoría y comprende todas las pérdidas de flujo conocido como flujo disperso; estas pérdidas se toman aproximadamente como el 1% de la potencia nominal de la dínamo.

2) Laspérdidas en el cobre o pérdidas eléctricas son aquellas producidas por la circulación de corriente a través de los devanados de la armadura y del campo. Son pérdidas que se convierten en calor debido al efecto resistivo de dichos devanados. Se calculan de la siguiente manera, en la armadura trifásica 3Ia2Ra y en el campo If2Rf.

3) Las pérdidas rotacionales están compuestas por las pérdidasen el núcleo producidas por la histéresis y por las corrientes parásitas que se presentan en el metal de la máquina y por las pérdidas mecánicas que comprenden las pérdidas por fricción y por rozamiento con el aire.

La relación entre la potencia de entrada, la potencia de salida y las diferentes pérdidas se presenta en la figura #1 para el caso del generador síncrono.




Larelación entre la potencia de entrada, la potencia de salida y las diferentes pérdidas se presenta en la figura #2 para el caso del motor síncrono.

Donde Pd es la potencia desarrollada por la armadura o potencia convertida de mecánica a eléctrica en el caso del generador, o de eléctrica a mecánica en el caso motor. El ángulo α es aquel formado entre el voltaje generado por fase Egp y lacorriente de armadura por fase Ia, mientras que θ es el ángulo formado entre el voltaje de líneas VL y la corriente de línea IL, es conocido como ángulo de factor de potencia.

Tanto las pérdidas en la armadura trifásica (3Ia2Ra), como las pérdidas en el campo (VfIf o If2Rf), se pueden determinar fácilmente para cualquier valor de carga, así también, si consideramos que las pérdidasdiversas sólo representan el 1% de la potencia nominal de la dínamo, entonces solamente quedan por determinar las pérdidas mecánicas y las pérdidas en el núcleo.

Estas dos últimas pérdidas agrupadas formando las pérdidas rotacionales, se determinan por medio de una prueba conocida como “Prueba en vacío para una dínamo síncrona”, la cual consiste en lo siguiente:

Independientemente de sise va a determinar la eficiencia de un motor o de un generador síncrono, se hace funcionar la dínamo síncrona como motor síncrono sin carga a la velocidad de sincronismo.

Se ajusta la corriente de campo al valor de placa que corresponde al factor de potencia al cual se tiene el funcionamiento normal si se trata de un generador síncrono, o en el caso de un motor síncrono, para dar una...