Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Práctica #3. 1

Resumen- En ésta práctica de laboratorio se pretende

realizar el estudio y análisis de los polos producidos por la

máquina eléctrica, las producciones de campo magnético en

el eje trifásico y de ésta manera apreciar el funcionamiento

y aprender a realizar la correcta alimentación del eje

trifásico. Así también, se espera poder concluir en base a los

análisis con inversión de rotación para cada estudio por

aparte.

Abstract- In this lab is to conduct the study and analysis of

the poles produced by the electric machine, the production of

magnetic field in the phase axis and in this way to evaluate

the functioning and learn to make the right axis three phase

power. Also, is expected to conclude on the basis of analysis

reversal of rotation for each study separately.

I. INTRODUCCION

Las máquinas eléctricas están compuestas por lo general de

materiales que poseen ciertas características especiales en base

al magnetismo y un bobinado entre ellas o un grupo de espiras

que lo envuelven, con el cual se pretende generar una cantidad

de campos dependiendo de diversas condiciones, tanto físicas

como ambientales. Si bien, se realizará un estudio básico sobre

la máquina, primeras interacciones con ella y la realización de

una cantidad limitada de procesos que nos permitan determinar

ciertas características, anteriormente mencionadas.

II. MARCO TEORICO

Una máquina eléctrica es un dispositivo que transforma la

energía cinética en otra energía o en energía potencial pero

con una distinta presentación, realizando el paso de la energía

por un campo magnético. Por lo general, las máquinas

eléctricas se clasifican en tres grandes grupos: generadores,

motores y transformadores.

Generadores: Los generadores son, aquellas

máquinas eléctricas capaces de transformar la

energía mecánica en eléctrica, si a causa de un

voltaje y una densidad de flujo magnético, se

produce una corriente.

Motores: Los motores son aquellas máquinas

eléctricas capaces de transformar la energía eléctrica

en mecánica, cuando a causa de una densidad de

flujo magnético y una corriente, se produce un

voltaje.

Transformadores: Los transformadores son aquellas

máquinas eléctricas que conservan la energía, pero

transforman sus características, hablando de que a

causa de una densidad de flujo magnético se

produce una corriente.

Una máquina eléctrica tiene un circuito magnético y dos

circuitos eléctricos. Normalmente, uno de los circuitos

eléctricos es llamado excitación, debido a que es recorrido

por una corriente eléctrica y éste produce las ampervueltas

necesarias para crear el flujo establecido en el conjunto de la

máquina.

Mecánicamente, las máquinas eléctricas se clasifican en:

Rotativas: Estas máquinas están equipadas con

partes giratorias, como las dinamos, los alternadores

y los motores.

Estáticas: Estas máquinas no disponen de partes

móviles como los transformadores.

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A. Efecto de interpolos

Realice el montaje que se muestra en la figura1 (sin el rotor de

máquina de corriente directa), a continuación active el módulo

de alimentación y excite las bobinas principales, introduzca la

punta magnética entre los polos en correspondencia del eje de

la máquina.

¿Cuál es la dirección del flujo generado?

¿Cuál es la dirección del flujo principal?

Ahora alimente las bobinas de los interpolos con una corriente

variable hasta alrededor de 6A y note el sentido del flujo

resultante. Al terminar esto, concluir.

Realice un barrido de voltaje y corriente, variando el voltaje

de excitación.

Práctica #3.

Juan Sebastián Castellanos Casas, juan.casas0408@hotmail.com,

Cristian Daniel Martinez Perez, cristiandaniel.martinez@uptc.edu.co,

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Práctica #3. 2

Fig1. Conexión efecto de interpolos.

B. Eje magnético neutral sin carga.

Realice el montaje que se muestra en la figura 2, a

continuación active el módulo de alimentación y

repetitivamente prenda y apague el circuito. Observe la

indicación en el voltímetro V2.

Si la indicación del voltímetro V2 es por el contrario diferente

de 0, el desarmador de cobo A es aflojado y el enchufe unido

al sujetador de las escobillas es doblado.

Varié la posición del enchufe unido al sujetador a la cual la

indicación mínima del voltímetro corresponda. Cuando

obtenga esta posición el enchufe debe de ser apretado.

Concluir.

Fig 2. Conexión eje magnético neutral sin carga

C. Campo magnético rotatorio

1. Campo magnético rotatorio trifásico

Realice el montaje que se muestra en la figura3 (sin el rotor de

máquina de corriente alterna), a continuación active el

módulo de alimentación y repetitivamente conecte la punta

magnética en correspondencia del eje de la máquina y explore

el campo magnético. El pequeño imán es estimulado en una

cierta dirección de rotación y continúa girando. Mida las

corrientes correspondientes de excitación para cada fase (Ir,

Is, It) así como el voltaje de línea entre cada conjunto de fases

V(sr), V(st), V(rt)).

Desactive la alimentación de los devanados e intercambie dos

fases entre estos (L2-L3). Alimente los devanados del estator

otra vez.

Fig 3. Conexión campo magnético rotatorio trifásico

2. Campo rotatorio de una sola fase

Realice el montaje que se muestra en la figura4 (sin el rotor de

máquina de corriente alterna), a continuación ajuste el valor

de la corriente en el devanado principal U1-U6 alrededor de

5A.

Conecte la punta magnética en correspondencia del eje

magnético de la máquina y explore el campo magnético.

.

Conecte ahora la fase auxiliar en secuencia las capacitancias

C1= 80uf, C2= 160uf y C3= 240uf. ¿Qué pasa con el imán?

Haga un barrido de voltaje para cada caso de capacitancias.

Apague el modulo e intercambie la conexión de la fase

auxiliar (conecte V6 a U6 y C a U1). Repita las operaciones

previas. CONCLUYA.

Fig 4. Conexión campo rotatorio de una sola fase

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Práctica #3. 3

IV. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

A. Efecto de interpolos

Se realizó el montaje de la figura 1, se procedió a realizar las

correspondientes mediciones, las cuales están expresadas en la

tabla 1.

A1 (A) A2 (A)

0,83 0,013

0,878 0,054

0,863 0,102

0,853 0,168

0,853 0,296

0,85 0,365

0,845 0,505

0,851 1,044

0,846 1,531

0,842 2,07

0,84 2,57

0,835 3,06

0,833 3,668

0,832 4,123

0,828 4,559

0,827 5,114

0,827 5,503

0,835 6,063

0,83 9,166

Tabla 1. Registro de datos A1 – A2 tras realizar mediciones

La tabla número 2 registra el valor de los voltajes obtenidos en

la salida y se anota que, para cualquier valor de corriente A2,

el voltaje es el mismo 33,4V, debido a que el barrido se hace

por medio de V2 y A2.

V1(V) V2(V)

33.40 0,003

33.40 0,015

33.40 0,028

33.40 0,046

33.40 0,084

33.40 0,102

33.40 0,142

33.40 0,242

33.40 0,422

33.40 0,575

33.40 0,718

33.40 0,756

33.40 1,020

33.40 1,160

33,40 1,276

33,40 1,423

33,40 1,537

33,40 1,728

33,40 2,590

Tabla 2. Registro de datos V1 – V2 tras realizar mediciones

Tras realizar éstas mediciones y con la ayuda de la aguja

magnética se pudo determinar que la punta roja de la aguja se

dirigía hacia arriba en el flujo principal con una magnitud de

0,907 Wb. Para el flujo secundario, la aguja tomaba el mismo

sentido.

Luego de esto se alimentaron las bobinas de los interpolos

con una corriente variable de 0 a 6A, como resultado se observó

que el sentido del flujo resultante genero una inclinación del

imán de la aguja hacia la derecha en cualquier punto del campo

magnético. Al subir o bajar el valor de la corriente en las

bobinas la dirección del flujo cambia en una sola dirección.

B. Eje magnético neutral sin carga.

Al realizar el switcheo de la maquina armada de la manera

ilustrada en la figura 2, el voltímetro daba una medición de

0,17V en su salida con un ángulo de 30 grados

aproximadamente, valor por ende diferente de 0, pero a la vez

no tan grande. La entrada V1 permanecía fija en 32V.

C. Campo magnético rotatorio

1. Campo Magnético Rotatorio Trifásico.

Se realizó el proceso descrito con lo cual se obtuvieron las

corrientes de fase anotadas en la tabla 3.

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Práctica #3. 4

FASE Corriente (A)

i(r) 8,20

i(s) 8,105

i(t) 8,20

Tabla 3. Valores de las corrientes de fase.

También se realizaron las medidas correspondientes de los

voltajes en cada línea, obteniendo lo descrito a continuación:

V(L1 - L2) = 24,88V

V(L2 - L3) = 25,08V

V(L1 – L3) = 24,06V

2. Campo Magnético Rotatorio De Una Sola Fase

Finalmente se realizó el montaje de la figura 6 sin el rotor, se

ajustó el valor de la corriente en el devanado principal U1-U6

hasta aproximadamente 5A. Se acercó la punta magnética y se

observó que el campo hacia girar la aguja en sentido horario a

medida que se iba orientando en cada una de las zonas del

campo magnético, es decir, iba dando una especie de giro en un

solo sentido. Al alimentar el sistema sin fase auxiliar el voltaje

es parecido a la corriente de entrada, aproximadamente 5A.

VI. CONCLUSIONES

[1] La dirección del campo magnético se ve afectado

directamente por el sentido de la corriente.

[2] La suma de los flujos tanto de los polos principales como

de los auxiliares es similar a la sola intervención de los flujos

principales.

[3] Dependiendo de la polarización de las bobinas, se generan

cambios en las líneas de flujo. Si se invierte la dirección de la

polarización, se invierten las líneas de flujo.

[4] Para el caso de la figura 1, la variación de A1 no era tan

considerable en razón a la corriente de excitación, debido a que

el voltaje V2 permanecía fijo.

[5] El voltaje observado por el multímetro en la figura 2, no

presentaba mayores cambios debido a que el circuito no

variaba en relación a cada instante de switcheo. Por tanto, las

variaciones que se veían diferentes en el multímetro se daban

por la generación de picos de voltaje al encender de nuevo la

fuente, pero que de manera muy rápida lograba estabilizarse.

[6] Para el caso de la figura 3, se pudo observar que las

corrientes de fase y los voltajes de línea eran muy similares,

debido a que el valor de las bobinas en la máquina son

parecidos y a que en cada línea se alimentaba con la misma

tensión, además de que la corriente en la entrada era

prácticamente la misma para cada fase.

VII. REFERENCIAS

[1] Fraile Mora, Máquinas Eléctricas quinta edición.

[2] Bhag S. Guru, Maquinas eléctricas y

transformadores, tercera edición.

[1] Harod W. Gingrich, Maquinas Eléctricas:

Transformadores y Controles.