Informe Motor Sincronico

ESCUELA POLITÉCNICA DEL

EJÉRCITOSEDE - LATACUNGA

INGENIERÍA EletronicaINFORME

Puesta en paralelo del generador sincrónico con la

red de servicio eléctrico

NIVEL:Quinto Competencia

“B”

PERIODO: Marzo 2012 – Agosto 2012

Motores y generadores de corriente continúa Escuela Superior Politécnica del ejército

Índice de Contenidos

OBJETIVOS............................................................................................................................................ 4

CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS......................................................................5

PROCEDIMIENTO.................................................................................................................................. 7

ESQUEMA DE CONEXIONES............................................................................................................... 8

ANALISIS DE RESULTADOS............................................................................................................... 9

CONCLUSIONES................................................................................................................................. 10

RECOMENDACIONES......................................................................................................................... 11

BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................... 11

ANEXOS................................................................................................................................................ 12

Índice de TablasTabla 1 Variación de la corriente y velocidad del motor shunt..............................................8Tabla 2 Corriente y velocidad del generador sincronico........................................................9

Índice de FigurasFig1 Conexión motor Shunt....................................................................................................8Fig2. Generador Sincrónico, puesta en paralelo con la red....................................................8Fig3 Cuenta Revoluciones....................................................................................................11Fig4 Amperímetro - Voltímetro............................................................................................11Fig5Tacogenerador...............................................................................................................11Fig6 Soporte Base.................................................................................................................11

Ing. Electrónica e Instrumentación Página 2 de 11


Título de la práctica:

Puesta en paralelo del generador sincrónico con la red se servicio eléctrico.

Fecha:

16 – julio - 2012

Carrera:

Ing. Electrónica e Instrumentación

Nivel:

Quinto Competencia “B”

OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar de manera practica la conexión en paralelo de un generador

sincrónico con se sistema de red de servicio eléctrico.

Objetivos Específicos

Aprender a sincronizar un generador sincrónico al sistema de

servicio eléctrico.

Determinar cómo se establece los parámetros de sincronización.

Determinar como una máquina sincrónica puede trabajar como

generador o como motor una vez sincronizado a la red de servicio

eléctrico.

EQUIPOS UTILIZADOS

Fuete de alimentación con rectificador 004.001 Motor shunt D.C. polos auxiliares (propulsor) 004.060 Generador Sincrónico 004.021 Excitación generador sincrónico 004.022b Resistencia serie de excitación 3k (0.13A) 004.016 2 Amperímetros (0-2,5 / 7,5A) 004.013a Modulo de sincronización 004.022a Voltímetro (0-250V) 004.012 Velocímetro 004.015a Mando de Freno 004.010 Freno 004.005 Soporte de Base para motores 004.007 Cables de conexión



CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS

Fuete de alimentación con rectificador 004.001

La función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una tensión continua y lo más estable posible, para ello se usan los siguientes componentes: Transformador de entrada, rectificador a diodos, filtro para el rizado, Regulador (o estabilizador) lineal, este último no es imprescindible. (1)

Entradas de voltaje 220 VAC (L1, L2). Salida de voltaje de 0 – 220 VDC.

Reóstato de arranque 004.016a

Es una resistencia variable que maneja mayor corriente y consta de una resistencia de alambre y un cursor que permite hacer contacto con cualquier parte de la misma ,tiene tres conexiones una en cada extremo de la resistencia y una en el cursor y puede ser utilizado para ir aumentando la tensión en forma paulatina en este caso la de el motor quien va a aumentar de velocidad al mismo tiempo , se puede utilizar en serie o en paralelo según sea el diseño eléctrico y las características del reóstato. (2)

Resistencia de 3 k Ω de0.13 A−0.5 A. Resistencia de 3 k Ω de0.67 A−2.5 A. Perilla para variar la resistencia

2 Amperímetros (0-2,5 / 7,5A) 004.013a

El amperímetro es un aparato o instrumento que permite medir la intensidad de corriente eléctrica, presentando directamente sobre su escala calibrada las unidades empleadas para ello denominadas amperios o bien fracciones de amperios, la medida deseada. Su utilización es muy amplia ya que con independencia de su propia aplicación directa de medida, también se emplea como base para la construcción de otros instrumentos, como voltímetros, óhmetros, etc. (3)

Rango de medida 0 – 2,5A y de 0 – 7,5A. Rango de medida 0 – 0.5A y de 0 -2,5A.

Cuenta revoluciones (0 – 4000 min−1 ) 004.015a

Es un instrumento que mide el valor de la rapidez media de un vehículo. Debido a que el intervalo en el que mide esta rapidez es generalmente muy pequeña se aproxima mucho a la magnitud de la Velocidad instantánea, es decir la rapidez instantánea. (4)



1 terminal positivo y 2 terminales negativos ara medición. Indicador analógico de 0- 4000 rpm.

Voltímetro (0-250V) 004.012

Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. (5)

2terminales positivos y negativos. Rango de medida de 0 - 250V y de 0 - 500V. Indicador analógico de 0 - 250/500V.

Mando de Freno 004.010

El sistema de control de frenado es un subsistema del tren de carácter extremadamente importante para la seguridad, ya que debe permitir una parada fiable del tren en cualquier condición de servicio. (6)

Swicth de encendido y apagado. Perilla para regular la carga hacia el motor. Linterna indicadora.

Freno 004.005

El freno es un dispositivo utilizado para detener o disminuir el movimiento de algún cuerpo, generalmente, un eje, árbol o tambor. Los frenos son transformadores de energía, por lo cual pueden ser entendidos como una máquina per se, ya que transforman la energía cinética de un cuerpo en calor o trabajo y en este sentido pueden visualizarse como “extractores “de energía. (7)

Tipo KG0. Voltaje 24V DC. Corriente 0.075A. 2 terminales para conexión al velocímetro.

Generador Sincrónica 004.021

El Generador Síncrono, o también llamado Alternador, es un tipo de máquina eléctrica rotativa capaz de transformar energía mecánica (en forma de rotación) en energía eléctrica. Son los encargados de generar la mayor parte de la energía eléctrica consumida en la red, y su respuesta dinámica resulta determinante para la estabilidad del sistema después de una perturbación. Por ello, para simular la respuesta dinámica de un



sistema eléctrico es imprescindible modelar adecuadamente los generadores síncronos. Es capaz de convertir energía mecánica en eléctrica cuando opera como generador y energía eléctrica en mecánica cuando operada como motor. Los GS funcionan bajo el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa. La razón por la que se llama generador síncrono es la igualdad entre la frecuencia eléctrica como la frecuencia angular es decir el generador girara a la velocidad del campo magnético a esta igualdad de frecuencias se le denomina sincronismo. Esta máquina funciona alimentando al rotor o circuito de campo por medio de una batería es decir por este devanado fluirá CC. Mientras q en el estator o circuito de armadura la corriente es alterna CA. (8)

Type ADSG 71-4 Voltaje nominal 220V A.C. Corriente máxima 0.48ª 1800rpm a 60HZ Potencia 0.2kWA

Motor shunt D.C. polos auxiliares (propulsor) 004.060 En un motor shunt, el flujo es constante si la fuente de poder del campo es fija. A medida que la corriente de la carga disminuye desde plena carga a sin carga, la velocidad debe aumentar proporcionalmente de manera que la fuerza contra electromotriz Ec aumentará para mantener la ecuación en balance. A voltaje nominal y campo completo, la velocidad del motor shunt aumentará 5% a medida que la corriente de carga disminuya de plena carga a sin carga. La reacción de armadura evita que el flujo de campo permanezca absolutamente constante con los cambios en la corriente de la carga. La reacción de armadura, por lo tanto causa un ligero debilitamiento del flujo a medida que la corriente aumenta. Esto tiende a aumentar la velocidad del motor. Esto se llama “inestabilidad” y el motor se dice que está inestable. (9)

PROCEDIMIENTO

Todas las conexiones realizarlas con las fuentes apagadas

1) CONEXIÓN MOTOR SHUTa) Colocar el motor shunt D.C. en el aparato base, acople al freno.b) Colocar el generador sincrónico 004.021 en el aparato base, acople

al motor shunt y sujételos con la palanca en la posición EIN.c) Arme el circuito de la figura 1.



d) Verificar que los instrumentos d mediad estén encerados y con las escalas de medición adecuadas.

e) Energice el circuito y observe el comportamiento de la corriente y la velocidad del motor.

f) Varié la velocidad y observe que sucede con la corriente.

2) SINCRONIZACION

a) Colocar el motor shunt D.C. en el aparato base, acople al freno.b) Colocar el generador sincrónico 004.021 en el aparato base, acople al

motor shunt y sujételos con la palanca en la posición EIN.c) Arme el circuito de la figura 2.d) Verifique que los instrumentos de medida estén encerados y con las

escalas de medición adecuados.e) Verifique que la fuente de alimentación 004,011, resistencia serie

excitación 004.016, excitación generador sincrónico 004.022b e interruptor del modulo de sincronización estén en cero.

f) Energice el interruptor de la alimentación de la mesa.g) Con el dial de la fuente de alimentación 004.011, ajuste el voltaje a

180VDC.h) Gire el dial de la resistencia serie excitación del motor shunt D.C.

004.060 en sentido horario y ajuste la velocidad a 1800 rpm.i) Gire el dial del módulo de excitación 004.022b del generador sincrónico

en sentido horario e incremente la corriente de excitación ( I e) al generador 004.021 hasta que el voltaje alcance el mismo valor que el voltaje de la red. (observar el voltímetro del voltaje de la red).

j) Si la frecuencia del generador es diferente a la frecuencia de la red, ajuste la velocidad del motor shunt mediante el reóstato de resistencia excitación hasta que las frecuencias sean iguales. (Observar el frecuencímetro del módulo de sincronización).

k) Si el voltaje del generador es diferente al de la red, gire ligeramente el dial de excitación hasta que los voltajes sean iguales.

l) Observe que la aguja del voltímetro de potencia (0 – 800V) del módulo de sincronización sea cero.

m) Cuando se cumplan las condiciones de los pasos anteriores y las tres lámparas de sincronización estén apagadas, coloque el interruptor rojo del módulo de sincronización en la posición I.



ESQUEMA DE CONEXIONESCONEXIÓN MOTOR SHUNT

Fig1 Conexión motor Shunt

Generador Sincronice, puesta en paralelo con la red

Fig2. Generador Sincrónico, puesta en paralelo con la red



ANALISIS DE RESULTADOS Conexión Motor Shunt

Reóstato Velocidad Corriente de armadura0 0rpm 0A

25 1400rpm 0.7A50 1750rpm 0.3ATabla 1 Variación de la corriente y velocidad del motor shunt

1 2 3

Reostato 0 25 50

Velocidad 0 1400 1750

100

500

900

1300

1700

0 25 500

1400

1750

Variación de la Velocidad del motor shunt

Axis Title1 2 3

Corriente 0 0.7000000000000

01

0.3

Reostato (Ω)

0 25 50

51525354555

Chart Title

Axis Title

Se comprobó la teoría estudiada en clases con relación al funcionamiento del motor shunt, al arrancar el motor este presento una alta corriente de excitación, después disminuye hasta alcanzar un régimen constante a voltaje nominal, para variar la corriente de excitación se empleo un reóstato el cual al variar su resistencia de forma ascendente logrando disminuir la corriente de excitación y aumentar la velocidad con lo cual se comprobó que para aumentar la velocidad en el motor shunt es necesario variar la corriente de excitación y para variar la corriente de excitación es fundamental mantener un reóstato de excitación en serie con el bobinado.

Generador Sincrónico, puesta en paralelo con la red

Corriente de Excitación 1.1aVelocidad 1800RPM

Corriente del Motor 0.1ATabla 2 Corriente y velocidad del generador sincronico.



CONCLUSIONES Al variar el reóstato de excitación en serie con el bobinado del motor shunt

se logra disminuir la corriente de excitación e incrementar la velocidad (RPM) del mismo.

Para realizar una conexión en paralelo con la red de servicio eléctrico la conexión debe cumplir con las tres condiciones de trabajo fundamentales:

1) Voltajes iguales2) Frecuencias iguales3) Secuencia de fases iguales

RECOMENDACIONES

Revisar las conexiones que se realicen detenidamente y verificar el funcionamiento de los instrumentos a emplearse debido a que se manejan altos voltajes.

Pedir asesoramiento al docente antes de alimentar el modulo con 220 si se desconoce el funcionamiento del mismo.

Realizar las conexiones necesarias con el modulo desconectado. No sobrepasar el límite máximo de corriente aplicable al motor.

Bibliografía 1. Electronica. Fuentes de almentación. [En línea] Electronica Facíl.

http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Fuentes-alimentacion.php. 1. 2. motores. Motores de Arranque. [En línea] TRIPOD.

http://jaimevp.tripod.com/Electricidad/Arranque_de_motores.htm. 2. 3. Amperimetros. mitecnologico amperimetros. [En línea] Mitecnologico.

http://www.mitecnologico.com/Main/Amperimetros. 3. 4. Velocimetro. wikipedia. [En línea] Wikipedia. http://es.wikipedia.org/wiki/Veloc

%C3%ADmetro. 5. 5. Voltimetro. Mis respuestas.com. [En línea] Mis respuestas.

http://www.misrespuestas.com/que-es-un-voltimetro.html. 4. 6. Mado de franado. knorr-bremse de frenado. [En línea] knorr-bremse.

http://www.knorr-bremse.es/es/railvehicles/products/brakingsystems/brakecontrol/bc.jsp. 6.

7. Freno. Wikipedia. [En línea] Wikipedia. http://es.wikipedia.org/wiki/Freno. 7. 8. Monografias. Monografias. [En línea] Generadores síncronos.

http://www.monografias.com/trabajos82/generadores-sincronos/generadores-sincronos.shtml. 8.

9. TIPOS DE MOTORES D.C. Rincon del Vago. [En línea] http://html.rincondelvago.com/motores-de-corriente-continua.html. 9.



ANEXOS

Fig3 Cuenta Revoluciones

Fig4 Amperímetro - Voltímetro

Fig5Tacogenerador

Fig6 Soporte Base


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