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• Cristhiam David Calloapaza Torres

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MÁQUINAS AC LABORATORIO N° 05 “EL GENERADOR DE INDUCCIÓN”

Calloapaza Torres David Quiroz Mamani Cesar

Alumno (os):

Quispe Lima Alberto Ticona soto Cristhian abdias

Grupo

: A

PROFESOR

Semestre

: IV

Mendoza Llerena María Teresa

Fecha de entrega

: 05 05 19 Hora: ELECTROTECNIA INDUSTRIAL PROGRAMA DE FORMACION REGULAR

Nota:

2016-1

MAQUINAS AC

Tema: GENERADOR DE INDUCCIÓN

I.

II.

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OBJETIVOS •

Observar los principios de la Generación de tensión.

•

Obtener una tensión trifásica.

•

Lograr someter la tensión generada a una carga resistiva.

•

Lograr someter la tensión generada a una carga inductiva.

•

Los estudiantes deben lograr aplicar estos principios a una mayor escala de generación.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

El generador de inducción de rotor devanado esta provisto de dos devanados uno en el estator y otro en el rotor. El devanado del estator de una maquina de inducción tiene dos funciones. Estas son proveer la excitación o magnetización y llevar la corriente generada. El devanado del rotor lleva solamente la corriente de armadura. Cuando la excitación de C.A. este presente, el campo magnético creado gira a una velocidad determinada por el numero de polos en el devanado y la frecuencia de la corriente. Si el rotor gira a una velocidad superior a la velocidad sincrona, es generado un voltaje en los devanados del rotor a una frecuencia que corresponde a la diferencia entra las dos frecuencias, conocida como frecuencia de deslizamiento. El hecho de tener un rotor devanado en la maquina de inducción permite modificar la impedancia de este devanado. Lo cual sirve para tener un rango de control de la potencia generada. Existen maquinas que pueden ser controladas cuando se presentan variaciones del 20 o 40% de la velocidad de operación nominal. Cuando se encuentra operando, la maquina de inducción de rotor devanado es necesario hacer una compensación de reactivos al igual que con la maquina de inducción de jaula de ardilla, ya que su consumo de potencia reactiva es alto. Es por eso que las dos configuraciones de generador de inducción, tanto conectado al bus infinito como operando de manera aislada es necesario el uso de capacitores, Como se puede apreciar en la figura (a).

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Tema: GENERADOR DE INDUCCIÓN

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III. EQUIPOS A UTILIZAR

IV.

•

01 Fuente de alimentación monofásica de 220 VDC.

•

01 Fuente de alimentación trifásica de 380 VAC.

•

01 Motor DC Shunt.

•

01 Motor de rotor bobinado.

•

01 Banco de resistencias.

•

01 Banco de Condensadores.

•

01 Banco de Bobinas

•

01 Pinza Amperimétrica.

•

01 Multimetro digital.

•

01 Tacómetro.

•

01 manguito de acoplamiento.

•

Cables de conexión.

•

01 FLUKE 43B

PROCEDIMIENTO Advertencia: ¡En esta etapa se manejarán voltajes peligrosos! ¡No haga ninguna conexión cuando la fuente esté conectada! ¡La fuente debe desconectarse después de hacer cada medición!

Advertencia: Usar lentes de seguridad durante su permanencia en el Taller

Advertencia: Usar botas de seguridad durante su permanencia en el Taller

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GENERADOR DE INDUCCIÓN

1)

Analize el diagrama de flujo:

En la cual se conecta una maquina DC en conexión paralelo a una maquina de rotor devanado a través de un acople, La conexión de la maquina DC es en paralelo para aprovechar el control de la velocidad de esta configuración. Alimente con una tensión DC dos terminales del rotor.

MOTOR DE ROTOR DEVANADO

TURBINA (MOTOR DC)

GENERACIÓN DE TENSIÓN

ENERGÍAREACTIVA (Condensadores) a)

Anote los datos de placa del motor:

Potencia Cos Voltaje en estrella Voltaje en triangulo Frecuencia Corriente Nominal

2)

0,27 KW 0,74 380 V 220 V 50 Hz 1,22 / 2,1

El motor de rotor bobinado se encontrará en conexión estrella (Y). Los condensadores se encontrarán en una conexión como es especificada en la Figura Nº 1, los cuales deberán ser previamente cargados en su misma conexión sometidos a una tensión de 380V por un periodo no menor a 3 minutos para que se cargue óptimamente.

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GENERADOR DE INDUCCIÓN

Figura Nª 1 3)

Realizar los cálculos de la capacitancia del condensador por fase:

ESTOS DATOS SON CALCULADOS CON LOS DATOS DE PLACA Cálculos: S = VI…(VA) S =√3*V*I P =S*Cos Φ P = S x cosΦ S =√3*400*0.83 P =575,04 Q = S x sin Φ

S =575,04

Q =S*Sen Φ Q =575,04

Estrella Q*I Vl2 *2π*F C= 410,64 (400)2*2π*60 C = 6.80 C=

XC =

1 2π*F*C XC = 1 2π*60*6.8 XC = 390.08 Ω

Arme el circuito de la figura:

Delta C=

6.80 3 C = 2.26 XC =

1 2π*60*2.26 XC = 1173.71 Ω

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4)

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Conectar el freno magnético en su función de turbina (Maquina prima) que dará el movimiento al generador de anillos rozantes regular la velocidad hasta que se alcance la tensión nominal, corriente nominal y frecuencia.

Llene los datos de la siguiente tabla: En Vacío M (N-m) Icarga Icondensador n(rpm) Pcarga Qcarga Scarga Cos Pcondensador Qcondensador Scondensador Frecuencia Voltaje

0,64 1810

15 405 410 58,7 381

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Con carga sin regulación. 1.5 K M (N-m) Icarga Icondensador n(rpm) Pcarga Qcarga Scarga Cos Pcondensador Qcondensador Scondensador Frecuencia Voltaje

0,93 0,51 0,50 1810 56 W 2 VAR 55 VA 1 10 W 256 VAR 257 VA 57,5 Hz 302

a) ¿Qué sucede con la tensión del generador a medida que se aumenta la resistencia? Según las pruebas realizadas al aumentar la resistencia el voltaje del disminuye. b)

¿Cómo varia la velocidad del generador a medida que se aumenta la resistencia?

Analizando los datos tomados en la experimentación con el generador, podemos afirmar que la velocidad se mantiene. c)

¿Qué emplea el generador para obtener energía reactiva?

El generador emplea un banco de capacitores que previamente debe de ser calculado la capacidad en faradios que este debe de tener según la fuente de suministro y los datos del generador. d)

¿Qué sucede con la corriente en el condensador a medida que se aumenta la resistencia?

La corriente del condensador disminuye mientras se le aumenta las resistencias, es decir que es inversamente proporcional.

LINK DEL VIDEO: https://www.youtube.com/watch?v=5g7aLMlCYdE&feature=youtu.be

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Dar como mínimo 5 observaciones y 5 conclusiones.

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OBSERVACIONES 1. Se observó que al encender la máquina y luego cerrar interruptor de las cargas la maquina no llega a trabajar como generador porque la carga es muy baja en cambio sí cerramos el interruptor de la carga y después energizamos el generador ya comienza a funcionar por último abrimos el interruptor de la carga. 2. En esta experiencia con el generador logramos identificar que existen diversas formas de magnetizar al generador, las cuales algunas son más rápidas, pero algo riesgosas y otras son seguras pero un poco más complicadas. 3. Para que esta máquina trabaje como generador se necesitaban condensadores con valores altos para que genere tensión 4. Para poder realizar los cálculos requeridos por el laboratorio tuvimos que tomar los datos de placa de motor. 5. Hubo un poco de dificultad en armar el circuito requerido por el laboratorio, esto fue debido a que nuestros cálculos realizados no eran los correctos. 6. Para que funcione como generador vimos que la velocidad del estator mucho mas mayor que la del rotor. 7. Para que trabaje como generador tuvo que ser conectado a un banco de condensadores en donde un interruptor cerraba y habría circuito ya que estamos trabajando con corriente alterna y corriente continua ya que estas dos corriente no podían trabajar a la vez.

CONCLUSIONES Quispe Lima Alberto 1. Se concluye que mientras aumente la resistencia en el circuito el voltaje generado disminuye como se indica en los principios de la ley de ohm. 2. La capacitancia recoge energía o la almacena de forma de carga eléctrica, está la descarga rápidamente y la acumula a medida que fluya la corriente a través de un circuito eléctrico. 3. Para hallar la capacitancia tenemos que trabajar con el voltaje utilizado del módulo erfi y su potencia reactiva. 4. La velocidad de un generador asíncrono variará con la fuerza de giro (momento, o par) que se le aplique. En la práctica, la diferencia entre la velocidad de rotación a potencia máxima y en vacío es muy pequeña, alrededor de un 1 por ciento. 5. Según nuestra capacitancia hallada no podemos sobrepasarla debemos conectar en serie o en paralelo para tener un valor lo más cercano. Quiroz Mamani Cesar • En este laboratorio se llegó a comprender la importancia que tiene realizar los cálculos antes de poder armar un circuito ya que los equipos corren riesgo de malograrse. • Para que un motor pueda magnetizarse la velocidad del rotor tiene que ser mayor a la de la velocidad nominal. • Para magnetizar y conseguir que nuestro generador funcione es preferible que la capacidad calculada séalo más cercana o similar para llevar a cabo la magnetización. • La capacitancia hallada es la capacidad que debe de tener nuestro banco de condensadores para conseguir que nuestro generador funcione y se magnetice de manera correcta. • Para la magnetización tenemos que conseguir que el rotor gire a una velocidad mayor de la velocidad nominal.

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Ticona soto Cristhian abdias • • • • • • • • •

Existen dos principios de generación de tensión el auto excitado y conectado a la red. Para que una máquina de inducción trabaje como generador la velocidad del estator debe ser menor a la velocidad del rotor. Se logró someter la tensión generada a una carga resistiva, pudiendo observar que a mayor resistencia menor la corriente del condensador. Se logró someter la tensión generada a una carga inductiva donde se observa que la corriente generada disminuye. Conclusión final las máquinas de inducción no son tan eficientes cuando trabajan como generador. Se debe tomar en cuenta la tensión y corriente nominal en todas las maquinas eléctricas ya que de lo contrario podríamos dañar u ocasionar sobre calentamientos. También pudimos observar que para conectar los condensadores se debe hacer los cálculos respectivos con los datos de la placa y así evitar malos resultados en nuestra tarea. Pudimos aprender el funcionamiento, ventajas y desventajas del generador de inducción. Tuvimos algunas complicaciones con el tiempo y los equipos del laboratorio para realizar nuestro laboratorio al 100%.

Calloapaza Torres Cristhian David • Concluyo que al auto excitar el núcleo de la maquina es inyector de potencia reactiva a la máquina. • Concluyo que la velocidad del estator en mucho mas mayor que la velocidad del rotor para que asi pueda trabajar como generador. • Los generadores de inducción son dispositivos muy importantes que funcionan a partir del principio de la inducción electromagnética. • Concluyo que logro someter eficientemente la tensión generada a una carga capacitiva y a una carga inductiva. • Concluyo que se utilizo interruptores para asi poder convertir el equipo que funcionaba como motor generador mediante corriente continua y corriente alterna. • Concluyo que para emplear energía reactiva el generador deberá de ser conectado a un banco de condensadores, pero deberá de ser calculado de acuerdo a nuestra fuente de suministro. • Concluyo que el motor para que trabaje como generador necesita de una maquina prima (freno dinámico) y este generador entrega energía eléctrica.

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ANEXOS

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Tema:

Código : Semestre: Grupo :

GENERADOR DE INDUCCIÓN

Electrotecnia Industrial Rúbrica

Resultado:

c) Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan sus resultados para evaluar y mejorar sistemas.

Criterio de desempeño :

c.1: Realiza pruebas a componentes, equipos y sistemas eléctricos. Máquinas AC

Curso: Actividad:

Ciclo:

El generador de Inducción

Nombre y apellido del alumno:

Sección:

Observaciones

Periodo:

4

Semana: Docente: Fecha:

Documentos de Evaluación Hoja de Trabajo

X

Archivo informático

Informe Técnico

Planos

Caso

Otros:

CRITERIOS A EVALUACIÓN

Excelente Bueno

Requiere Mejora

No aceptable

Establece el marco teórico y determina las características de funcionamiento del generador.

3

2

1

0

Realiza gráficas del diagrama torque-velocidad de la máquina de inducción.

2

1

0.5

0

Plantea aplicaciones, ventajas y desventajas del generador de Inducción

3

2

1

0

Seguridad (personal y del equipo)

1

0.5

0

0

Presentación (redacción, ortografía)

3

2

1

0

Observaciones y conclusiones

3

2

1

0

Prueba escrita u oral

5

4

3-2

1-0

Puntaje Logrado

Puntaje Total Comentarios al o los alumnos: (De llenado obligatorio) Puntaje Excelente

4

Bueno

3

Requiere mejora

2

No Aceptable

0

Descripción Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos. Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos. Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos. No demuestra entendimiento del problema o de la actividad.

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