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• Cristhiam De León

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OBJETIVOS 1. Determinar las características de regulación de voltaje del alternador con carga resistiva, capacitiva e inductiva. 2. Observar el efecto de cargas des balanceadas en el voltaje de salida.

INSTRUMENTOS Y EQUIPO. Modulo de motor/generador síncrono Modulo de motor/generador de c-d Modulo de Resistencia Modulo de capacitancia Modulo de inductancia Modulo de fuente de alimentación (0-120V c-d, 120V c-d) Modulo de medición de c-a (2.5A) Modulo de medición de c-a (250/250/250V) Modulo de medición de c-d (2.5A) Tacómetro de mano Cables de conexión Banda

EMS 8241 EMS 8211 EMS 8311 EMS 8331 EMS 8321 EMS 8821 EMS 8425 EMS 8426 EMS 8412 EMS 8920 EMS 8941 EMS 8942

PROCEDIMIENTOS. Advertencia: ¡en este experimento de laboratorio se manejan altos voltajes! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente este conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición! 1.Conecte el circuito que se ilustra en la figura 57-1, usando los Módulos EMS de motor/generador síncrono, motor/generados de c-d, resistencia, fuente de alimentación y medición. Obsérvese que la carga resistiva balanceada este conectada en estrella a la salida trifásica del alternador. El rotor del alternador está conectado a la salida variable de 0-120V cd de la fuente de alimentación, terminales 7 y N. El devanado del motor en derivación de c-d se conecta a la salida fija de 120V c-d de la fuente de alimentación, terminales 8 y N.

2. a) Acople el motor al alternador mediante la banda. b) Ajuste el reóstato de campo del motor de c-d a su posición extrema haciendo girar su perilla de control en el sentido de las manecillas del reloj (para resistencia mínima). c) Ponga el reóstato de campo del alternador en la otra posición extrema moviendo la perilla en sentido contrario al de las manecillas del reloj (para resistencia máxima). d) Ajuste cada sección de resistencia a un valor de 300 ohm. 3. a) Conecte la fuente de alimentación y, fijándose en el tacómetro de mano, ajuste el reóstato del motor de c-d para una velocidad de 1800 r/min. Nota: ¡Esta velocidad se debe mantener constante durante el resto de este experimento de laboratorio! b) Si el motor síncrono tiene un interruptor S, cierre al llegar a este paso. c) Ajuste la excitación de c-d del alternador astas que el voltaje de salida E1= 208V c-a. Mida y anote I1 e I2 de plena carga. I1=0.2V c-a,

I2=0.3V c-d.

d)Abra los res de las tres resistencias de carga, para que el alternador trabaje en vacio, y mida y anote E1e I2. Recuerde que debe comprobar la velocidad del motor y ajustarla a 1800r/min, si fuera necesario, E1=250V c-a,

I2=0.28V c-d.

e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación.

f) Calcule la regulación del alternador con carga resistiva. % de regulación =

4. a) Reemplace la carga resistiva con inductiva, utilizando el Módulo de inductancia EMS. b) Ajuste cada sección de inductancia a una reactancia X1 de 300 ohm. c) Repita el Procedimiento 3 y anote los valores a plena carga de I1 e I2. I1=0.2 A c-a,

I2=0.3 A c-d.

d) Mida y anote los valores de E1 e I2 en vacio. E1=208V c-a,

I2=0.28A c-d.

e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. f) Calcule la regulación del alternador con carga inductiva.

g) Con carga inductiva, ¿Cómo influye la fuerza magneto motriz del estator en la del rotor?, ¿Magnetiza el rotor o lo desmagnetiza? Magnetiza el rotor 5. a) Sustituya la carga inductiva con una capacitiva, utilizando el Módulo EMS de capacitancia. b) Ajuste cada sección de capacitancia a una reactancia Xc de 300 ohm.

c) Repita el Procedimiento 3 y anote el valor de I1 e I2 a plena carga. I1=0.5A a c-a,

I2= 1 mA a c-d.

d) Mida y anote los valores en vacio de E1 e I2. E1=40V a c-a,

I2= 1 mA a c-d.

e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. f) Calcule la regulación del alternador con carga capacitiva.

g) Con carga capacitiva, ¿Cómo influye la fuerza magneto motriz del estator en la del rotor?, ¿Magnetiza el motor o lo desmagnetiza? Magnetiza el motor 6. a) Con una carga de reactancia capacitiva de 1200 ohm por fase, conecte la fuente de alimentación y ajuste la velocidad del motor a 1800 r/min. b) Ajuste la excitación de c-d del alternador, hasta que el voltaje de salida E1= 208V c-a. c) Aumente la carga capacitiva colocando una reactancia adicional de 600 ohm en paralelo por cada una de las secciones de 1200 ohm, y observe lo que sucede. Aumenta el voltaje, reversa 250v .aumento i1 de 0 –1.3, i2= llego a 100 ma. El motor se vio mas forzado. d) Aumente la carga capacitiva más todavía, colocando una resistencia adicional de 300 ohm conectada atreves de cada sección, y observe lo que sucede.

201A I1, I2= 30mA. Cuando esta forzado el motor el voltaje se dispara.

e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación.

f) Explique el fenómeno que acaba de observar. Entre mayor carga capacitiva el motor tiende a trabajar forzadamente haciendo que haya una demanda y un voltaje elevado mayor a 250v. 7. a) Conecte el circuito que se ilustra en la Figura 57-2. Observe que solo hay una carga entre dos fases del alternador. FIGURA: 57-2

b) Conecte la fuente de alimentación y ajuste el reóstato del motor de c-d para una velocidad de 1800 r/min. c) Ajuste la excitación de c-d del alternador hasta que el voltaje aplicado a la carga de 600 ohm, E1, sea igual a 208V c-a. Mida y anote los otros dos voltajes entre fases E2 y E3. E2= 226V c-a,

E3= 240V c-d.

d) desconecte la fuente de alimentación sin tocar ninguno de los controles variables. e) Vuelva a conectar los tres voltímetros de c-a, de tal manera que midan los voltajes a través de cada uno de los tres devanados del estator. f) Conecte la fuente de alimentación. Mida y anote los voltajes a través de cada devanado del alternador. E1 a 4 = 225 V c-a. E2 a 5 = 236 V c-a. E3 a 6 = 230 V c-a.

g) Reduzca el voltaje a cero y desconecte a fuente de alimentación. h) ¿Basta una sola carga para producir desequilibrio? Sí

PRUEBA DE CONOCIMIENTOS 1. Explique por qué el voltaje de salida del alternador aumenta con carga capacitiva. Porqué según su diagrama fasorial las cargas capacitivas son en adelanto y mientras más carga capacitiva, mayor será el voltaje en terminales. Entonces, magnetiza el rotor, en un capacitor adelanta el voltaje 90° y mejora el factor de potencia.

2. ¿Es peligroso conectar un alternador a una línea de transmisión larga, si la línea se comporta como capacitor? Explique por qué. Sin carga sí, Porque se producirá una autoexcitación donde el voltaje a través del campo de excitación del alternador no funcione correctamente y la tensión aumente peligrosamente. So, es peligroso porque en las líneas de transmisión existen protecciones contra variaciones de voltaje y provocan la desconexión de dicho sistema.

3. El rotor de un alternador a potencia nominal, disipa más calor con una carga de un factor de potencia bajo (atraso) que con carga de factor de potencia elevado. Explique por qué. Porque el factor de potencia es atrasado y lo excita mas.

4.Si en la fábrica de un cliente de la compañía de luz y fuerza se conecta una carga monofásica grande a una línea trifásica de de potencia, todos los demás usuarios que utilicen esa línea tendrán una potencia trifásica desequilibrada, incluso aquellos cuyas cargas estén balanceadas. Explique por qué. Solo estaría desbalanceado una de las fases debido a que la carga es monofásica, por lo que afecta en el desbalance de las fases en un trifásico.

ANEXOS

CONCLUSIÓN Los alternadores denominados trifásicos, en los que la corriente inducida sale del alternador por cables o hilos que, al tratarse de corriente alterna, se hacen innecesarias las salidas, reduciéndose éstas a tres fases, ya que en este tipo de máquinas las polaridades se alternan al haber mayor número de polos y tratarse de este tipo de energía. La generación de corriente trifásica tiene lugar en los alternadores, en relación con un movimiento giratorio. Podemos concluir que La generación trifásica de energía es la forma más común de los conductores y la que provee un uso más eficiente de la electricidad, cuando tenemos que garantizar la continuidad en el suministro de energía y cuando no pueden existir fallos en el suministro.

REFERENCIAS Maquinas Eléctricas/Stephen J. Chapman /4ta edición. http://es.wikipedia.org/wiki/Alternador http://ingeniatic.euitt.upm.es/index.php/tecnologias/item/373-alternador http://www.aficionadosalamecanica.net/alternador-funcionam.htm

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Eléctrica

Maquinas eléctricas II Ing. Alberto Quiroz Experimento de laboratorio N° 57 “El alternador trifásico con carga”

Estudiantes: Aguilar, Luis 8-922-187 Calderón, Pedro 8-941-157 De Sedas, Itzaleana 8-886-1850 Patiño, Shergio 8-942-2317 Ruiz, Izael 8-842-1086 Ramos, Sherlyn 8-885-987

Grupo: 1SE231