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FECHA: 27/08/2019 NIVEL: 6 GRUPO No. Nivel: 6º B Calificación Jornada: Nocturna Informe /100 TEMA: Laboratorio N° 57 El alternador trifásico con carga OBJETIVOS  Determine las características de regulación de voltaje de alternador con carga resistiva, capacitiva e inductiva ASIGNATURA: Sistemas eléctricos de potencia II Nombre: Arévalo Stalin José

INSTRUMENTO Y EQUIPO:  Modulo motor / generador síncrono  Módulo de motor/ generador de d-c  Módulo de resistencia  Módulo de capacitancia  Módulo de inductancia  Módulo de fuente de alimentación (120/208 V, 3Ф, 0-120V C-d.  Módulo de medición de C-a (250/250/250 V).  Módulo de medición de C-a (2.5/25 A).  Módulo de medición de C-d (0.5/2.5 A).  Cables de conexión.  Banda  Tacómetro de mano. MARCO TEÓRICO: El voltaje de salida de un alternador depende básicamente del flujo total que se tenga en el entrehierro. Cuando está en vacío, este flujo se establece y determina exclusivamente mediante la excitación de campo de c-d. Sin embargo, cuando se tiene carga, el flujo en el entrehierro queda determinado por los Amper-vueltas del rotor y los Amper-vuelta del estator. Estos últimos pueden sumarse u oponerse a la FMM (Fuerza Magnetomotriz) del rotor. Dependiendo del factor de potencia de la carga. Los factores de potencia adelantados magnetizan el rotor mientras que los atrasados lo desmagnetizan. Puesto que la fuerza magnetomotriz del estator tiene un efecto tan importante en el flujo magnético, la regulación de voltaje de los alternadores es baste mala y la corriente de campo de c-d se debe regular continuamente para mantener el voltaje constante en condiciones de cargas variables. Si una fase de un alternador trifásico tiene una carga grande, su voltaje se reducirá debido a la perdida por IR e IX, en el devanado del estator. Esta caída de voltaje no se puede compensar modificando la corriente de campo de c-d, debido de que a los voltajes de las

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otras dos fases también varían. Por consiguiente, es esencial que los alternadores trifásicos no tengan cargas que estén muy des balanceadas. RESULTADOS DE LA PRACTICA: 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 esté conectada en estrella a la salida trifásica del alternador. El rotor del alternador está conectado a la salida variable de 0-120V c-d 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.

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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 = 0,3 𝐴𝑐−𝑎 𝐼2 = 0,9 𝐴𝑐−𝑑 d) Abra los interruptores de las tres resistencias de carga, para que el alternador trabaje en vacío, mida y anote E1 e I2. Recuerde que debe comprobar la velocidad del motor y ajustarla a 1800 r/min, si fuera necesario, 𝐸1 = 190 𝑉𝑐−𝑎 𝐼2 = 0,85 𝐴𝑐−𝑑 e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. f) Calcule la regulación del alternador con carga resistiva. % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =

𝑣𝑜𝑙𝑡𝑠 𝑒𝑛 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜 − 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑠 𝑎 𝑝𝑙𝑒𝑛𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑥 100 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑠 𝑎 𝑝𝑙𝑒𝑛𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =

190 − 157 𝑥 100 157

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 21,01 4. a) Reemplace la carga resistiva con inductiva, utilizando el módulo de inductancia EMS. b) Ajuste cada sección de inductancia a una reactancia 𝑋𝐿 de 300 ohms. c) Repita el procedimiento 3 y anote los valores a plena carga de I1 e I2. 𝐼1 = 0.41 𝐴𝑐−𝑎 𝐼2 = 1 𝐴𝑐−𝑑

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d) Mida y anote los valores de E1 e I2 en vacío. 𝐸1 = 195 𝑉𝑐−𝑎 𝐼2 = 0,1 𝐴𝑐−𝑑 e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. f) Calcule la regulación del alternador con carga inductiva. % 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =

195 − 160 𝑥 100 160

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 21,87 CONCLUSION:  

Los resultados obtenidos en el porcentaje de regulación tanto en carga resistiva como inductiva son similares debido a sus voltajes de carga y de vacío. No se pudo obtener los valores requeridos en la practica debido a que los módulos no se encuentran en optimas condiciones.

RECOMENDACIONES:   

Siempre se debe revisar los módulos requeridos en las prácticas para verificar que se encuentren en su estado óptimo de operación. Siempre al realizar una conexión o desconexión de algún cable se debe desconectar la fuente de alimentación. Siempre acatar las reglas del laboratorio para evitar cualquier percance tanto para el estudiantado como para los módulos del laboratorio.

BIBLIOGRAFÍA: 

Hojas guías de laboratorio. Experimento de laboratorio N° 57 El alternador con carga.

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CUESTIONARIO: 1. Explique porque el voltaje de salida del alternador aumenta con carga capacitiva. Debido a que magnetiza el rotor y el capacitor adelanta el voltaje 90o por lo tanto mejora el factor de potencia. 2. ¿Es peligroso conectar un alternador a una línea de transmisión larga, si la línea se comporta como un capacitor? Si. Explique por qué. 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 (atrasado) que con una carga de factor de potencia elevado. Explique por qué. Porque el factor de potencia está atrasado y lo excita más. 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 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.

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ANEXOS: