Informe de máquinas sincrónicas

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DEPARTAMENTO DE CONVERSIÓN Y TRANSPORTE DE ENERGÍA. LABORATORIO MÁQUINAS ELÉCTRICAS II CT4382

INFORME Nº 3

MAQUINAS SINCRONICAS (SESION 1)

Caracas, marzo de 2009

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Introducción:

La maquina sincrónica es un convertidor electromagnético de energía con una pieza giratoria denominada rotor o campo, cuya bobina se excita mediante la inyección de unacorriente continua, y una pieza fija denominada estator o armadura por cuyas bobinas circula corriente alterna. Las corrientes alternas que circula por los enrollados del estator producen un campo magnético rotatorio que gira en el entrehierro de la maquina con la frecuencia angular de las corrientes de armadura. El rotor debe girar a la misma velocidad del campo magnético rotatorio producido en elestator para que el par eléctrico medio pueda ser diferente de cero. Si las velocidades angulares del campo magnético rotatorio y del rotor de la maquina sincrónica son diferentes, el par eléctrico es nulo. Por esta razón a esta maquina se le denomina sincrónica; el rotor gira mecánicamente a la misma frecuencia del campo magnético rotatorio del estator durante la operación en régimen permanente. Auncuando un gran porcentaje de maquinas sincrónicas son utilizadas como generador en las plantas de producción de energía eléctrica, debido fundamentalmente al alto rendimiento que es posible alcanzar con estos convertidores y a la posibilidad de controlar la tensión, en numerosas ocasiones se emplea industrialmente como elemento motriz. Como otros convertidores electromagnéticos, la máquinasincrónica es completamente reversible y se incrementa día a día el numero de aplicaciones donde puede ser utilizada con grandes ventajes, especialmente cuando se control mediante fuentes electrónicas de frecuencia y tensión variable. En el presente informe se describen los métodos utilizados a lo largo de la practica para la obtención de los diversos parámetros inductivos (eje directo y eje decuadratura, secuencia negativa y secuencia cero, transitoria y subtransitoria) de la maquina sincrónica proporcionada por el laboratorio. Adicionalmente, se analiza el comportamiento de dicha máquina bajo carga y ante un cortocircuito.

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Procedimiento Experimental:

ACTIVIDAD A. Medición de la resistencia rotórica y estatórica de la máquina sincrónica. Para la medición de las resistencias delestator y rotor de la máquina sincrónica se puede utilizar el método volt-amperimétrico. En nuestro caso se consideró mejor sustituir este montaje por un puente de Wheatstone integrado dentro de un instrumento. Este instrumento luego de ser ajustado muestra directamente el valor desconocido en ohms de la resistencia que se está midiendo.

Figura Nº1. Montaje para la medición de las resistenciasdel rotor.

Figura Nº2. Montaje para la medición de las resistencias del estator.

ACTIVIDAD B. Medición de las reactancias de eje directo y eje de cuadratura. B.1- Se observó por separado el sentido de giro tanto de la máquina sincrónica como de la máquina DC. Luego se acoplaron las maquinas teniendo en consideración de que ambas debían tener el mismo sentido de giro, de esta forma nosaseguramos de trabajar en secuencia positiva. B.2- Partiendo de que la maquina sincrónica estaba conectada en estrella y con el rotor en abierto, se llevo a la misma a su velocidad sincrónica haciendo uso de la maquina DC. B.3- Haciendo uso de un transformador de tensión se alimentó el estator de la maquina sincrónica con tensión alterna y a frecuencia nominal, teniendo especial cuidado de no exceder losvalores nominales de la misma. B.4- Se procedió a tomar mediciones de tensión, corriente y potencia a la entrada de la máquina sincrónica. B.5- Partiendo de que las agujas de los instrumentos oscilaban, se tomó en consideración su lectura mayor y menor, luego se verificó la relación entre las oscilaciones de los equipos, en otras palabras, se verificó si ambos tenían un máximo al mismo tiempo o...