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ÁREA ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA Eléctricas Código:INACAP CHILLÁNProfesor: Rodrigo Contreras !"iga Asignat#ra:$%inas Eléctricas

'NIDAD (: 

$Á)'INA* DE C+RRIENTE ALTERNA

R+TATI,A*

 -#.a N/01 $Á)'INA *2NCR+NA C+$+

ALTERNAD+R

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

2.1.1.-Reconoce las características constructivas y de funcionamiento del generador

síncrono de acuerdo a su uso en circuitos trifásicos

OBJETIO! "E# #$BOR$TORIO%

1. "eterminar las características de regulaci&n de volta'e del alternador con

carga resistiva( ca)acitiva e inductiva.

2. O*servar el efecto de cargas des*alanceadas en el volta'e de salida.

+RO,E"IIETO!

1. ,onecte el circuito /ue se ilustra en la 0igura 1( usando los &dulos E! demotorgenerador síncrono( dinam&metro( resistencia( fuente de alimentaci&n ymedici&n. O*serve /ue la carga resistiva *alanceada está conectada en estrella a lasalida trifásica del alternador. El rotor del alternador está conectado a la salida varia*le de(-22 c-d de la fuente de alimentaci&n( terminales 3 v . El devanado del motor enderivaci&n de c-d se conecta a la salida fi'a de 22 c-d de la fuente de alimentaci&n(terminales 4 y .

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2.a5 $co)le el motor al alternador mediante la *anda.

*5 $'uste el re&stato de cam)o del motor de c-d a su )osici&n e6trema 7aciendo girar su)erilla de control en el sentido de las manecillas del relo' 8)ara resistencia mínima5.c5 $'uste cada secci&n de resistencia a un valor de 11 o7m.

9.a5 ,onecte la fuente de alimentaci&n y( fi'ándose en el tac&metro de mano( a'uste elre&stato del motor de c-d )ara una velocidad de 1: rmin.

ota% ;Esta velocidad se de*e mantener constante durante el resto de este E6)erimentode #a*oratorio<

*5 ,ierre el interru)tor ! y a'uste la e6citaci&n de c-d del alternador 7asta /ue el volta'e de

la salida E1 = 94c-a. ida y anote I1 e I2 de )lena carga.

 I1 = (14 $ c-a I2 =(23 $ c-d 

c5 $*ra los interru)tores de las 9 resistencias de carga( )ara /ue el alternador tra*a'e envacío( y mida y anote E1 e I2. Recuerde /ue de*e com)ro*ar la velocidad del motor ya'ustarla a 1: rmin( si fuera necesario.

 E1 =9>2 c-a I I2 =(24 $ c-d

 

d5 Redu?ca el volta'e a cero y desconecte la fuente de alimentaci&n.

e5 ,alcule la regulaci&n del alternador con carga resistiva.

 

@ de Regulaci&n = volt en vacío A volt a )lena carga 61

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  volt a )lena carga

9>9 A 94 61 = 9(2@ volt94

.- a5 Reem)lace la carga resistiva )or una inductiva( utili?ando el m&dulo de inductanciaE!.

*5 $'uste cada secci&n de inductancia a una reactancia C#= 11 D.

c5 Re)ita el )rocedimiento 9( mida y anote los valores a )lena carga de I1 e I2.

I1 =(21 $ c-a I2 =. $ c-d

d5 ida y anote los valores de E1 e I2 en vacío%

E1 =3 c-a I2 = ( $ c-d

e5 Redu?ca el volta'e a cero y desconecte la fuente de alimentaci&n

*5 ,alcule la regulaci&n del alternador con carga inductiva.

@ de Regulaci&n = vo1t en vacío vo1t a )lena carga 61  vo1t a )1ena carga3 94 61 = 13(F9@ volt  94

 c5 ,on carga inductiva( Gc&mo influye la fuer?a magneto motri? del estator en la delrotorH(Gagneti?a el rotor o lo desmagneti?aH%

Esta influye ya /ue sus r)m aumentan y la corriente se mantienen en el rotor semagneti?a.

:.- a5 !ustituya la carga inductiva )or una ca)acitiva( utili?ando el m&dulo E! de

ca)acitancia.

*5 $'uste cada secci&n de ca)acitancia a una reactancia Cc = 11 D.

c5 Re)ita el )rocedimiento 9 y anote el valor de I1 e I2. $ )lena carga.

 I1 = (2 $ c-aI2 = (1 c-d 

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d5 ida y anote los valores de E1 e I2 en vacío%

 

E1 =2:1 c-a I2 = (1 $ c-d 

e5 Redu?ca el volta'e a cero y desconecte la fuente de alimentaci&n.

f5 ,alcule la regulaci&n del alternador con carga ca)acitiva. 82F-945 94 61 = - 91.F@ @ de Regulaci&n =volt en vacío A volt a )lena carga 61  volt a )lena carga2:1 94 61 = 99(>@ volt  94

 

OT$% #a regulaci&n con una carga ca)acitiva será una carga negativa( )or/ue el volta'ede )lena carga es mayor /ue el de en vacío.

g5 ,on carga ca)acitiva( Gc&mo influye la fuer?a magneto motri? del estator en la delrotorH(Gagneti?a el rotor o lo desmagneti?aH

#a fuer?a magneto motri? desmagneti?a el rotor )or la corriente y las r)mdisminuyen )or las cargas

F.- a5 ,on una carga de reactancia ca)acitiva de D )or fase( conecte la fuente de

 $limentaci&n y a'uste la velocidad del motor a 1: R+.

*5 $'uste la e6citaci&n de Kc.cL. "el alternador( 7asta /ue el volta'e de salida E1 sea de94 c.a.

c5 $umente la carga ca)acitiva colocando una reactancia adicional de 22 D en )aralelocon cada una de las secciones de D( o*serve lo /ue sucede 8tensi&n de salida ycorriente de carga5.

#a tensi&n de salida no varía( )ero la corriente de carga aumenta.E1= 94v $1= (F $2= (23

d5 $umente la carga ca)acitiva más todavía( colocando una reactancia adicional de 9 Dconectada a travMs de cada secci&n( o*serve /ue sucede 8tensi&n de salida y corriente decarga5

,onectando una reactancia adicional las tensiones de salida y las corrientes decarga aumentan

E1 I1 I2

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 $ntes 1(4 (1F3 (24

"es)uMs :1:(F (F9 (2F

e5 Redu?ca el volta'e a cero y desconecte la fuente de alimentaci&n. f5 E6)li/ue el fen&meno /ue aca*a de o*servar.

Este fen&meno se de*e a /ue conectando más cargas ca)acitivas almacenan másvolta'e en ellos y adelanta el volta'e en >N y la corriente aumenta

3.- a5 ,onecte el circuito /ue se muestra en la figura N 2( o*serve /ue solamente 7ay unacarga entre dos fases del alternador.

*5 ,onecte la fuente de alimentaci&n y a'uste el dinam&metro )ara una velocidad de 1:rmin.

c5 $'uste la e6citaci&n de c-d del alternador 7asta /ue el volta'e a)licado a la carga de22 o7m( E1( sea igual a 94c-a. ida y anote los otros dos volta'es entre fases E2 yE9.

E2 =944 c-aE9 = 1 c-a

d5 "esconecte la fuente de alimentaci&n sin tocar ninguno de los controles varia*les.

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e5 uelva a conectar los tres voltímetros de c-a( de tal manera /ue midan los volta'es atravMs de cada uno de los tres devanados del estator.

f5 ,onecte la fuente de alimentaci&n. ida y anote los volta'es a travMs de cada devanado

del alternador.

E1 a = 213 c-a

E2 a : = 29: c-a

E9 a F = 29 c-a

g5 Redu?ca el volta'e a cero y desconecte la fuente de alimentaci&n.

75 GBasta una sola carga )ara )roducir dese/uili*rioH!i( *asta una sola carga

OT$% El efecto de este des*alance causaría% randes corrientes de retorno en los 7ilosneutros( corriente trifásica des*alanceadas en los motores( )unto flotantes de neutros enlas cargas conectadas en estrella y grandes corrientes circulantes en los transformadoresconectados en delta.

+RPEB$ "E ,OO,IIETO!

1.- E6)li/ue )or /uM el volta'e de salida del alternador aumenta con la carga ca)acitiva.

 $umenta )or/ue esta va almacenando carga( en el ca)acitivo adelanta en >N yme'ora el factor de )otencia

2.- GEs )eligroso conectar un alternador a una línea de transmisi&n larga( si la línea secom)orta como un ca)acitorH( e6)li/ue )or /uM.

!i es )eligroso( )or/ue en las líneas de transmisi&n e6isten )rotecciones contravariaciones de volta'e y )rovocan la descone6i&n de dic7o sistema.

9.- El rotor de un alternador a )otencia nominal( disi)a más calor con una carga de unfactor de )otencia *a'o 8atrasado5 /ue con una carga de factor de )otencia elevado.E6)li/ue )or /uM.

+or/ue el factor de )otencia es atrasado y lo e6cita más.

.- !i en la fá*rica de un cliente de la com)aQía distri*uidora de energía elMctrica seconecta una carga monofásica grande a una línea trifásica de )otencia( todos los demásusuarios /ue utilicen esa línea tendrán una )otencia trifásica dese/uili*rada( inclusoa/uellos cuyas cargas están *alanceadas( e6)li/ue )or /uM.

+or/ue *asta /ue una línea se dese/uili*ra )ara /ue todas /ueden con distintosángulos lo cual afecta la carga )or línea.

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