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Laboratorio virtual de Electrotecnia Prácticas de Corriente Alterna y de Máquinas Eléctricas

Moisés San Martín Ojeda José Andrés Serrano Sanz Eduardo P. Parra Gonzalo CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN

CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN

Este libro ha sido financiado por la Consejería de Educación de la Junta de Castilla y León en la Convocatoria 2003-2004 de concesión de ayudas para la elaboración de recursos de apoyo y experiencias innovadoras en la enseñanza de las Universidades de Castilla y León.

Acerca del libro Este libro surge como libro de apoyo para las prácticas de Corriente Alterna y de Máquinas Eléctricas para las distintas asignaturas en las que se imparten estas materias. El libro va acompañado de un software que permite la conexión con aparatos de medida industriales (con protocolo ModBUS). La función de este programa será le almacenamiento de los datos, así como su presentación en pantalla en forma de esquemas, gráficos, diagrama fasoriales, etc. El software viene configurado para un número determinado de ensayos, pero es posible añadir nuevos ensayos. Por otra parte, este software (junto con el texto del libro) es posible usarlo en modo de simulación, es decir, trabajar con los datos obtenidos en los ensayos reales de laboratorio. Para tal fin, el programa viene acompañado de ejemplos obtenidos en laboratorio. Además, se pueden incorporar nuevos datos de laboratorio para analizar fuera del mismo. El uso del libro no tiene por qué estar restringido a las prácticas de laboratorio. posible Es preparar problemas de corriente alterna y de máquinas eléctricas con los datos reales procedentes de las medidas eléctricas.

Laboratorio virtual de Electrotecnia Octubre 2004  Moisés San Martín Ojeda [email protected] ISBN: 84-609-2648-6

Índice

Capítulo 1 Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos Objetivos _________________________________________________________ Magnitudes fundamentales en corriente alterna__________________________ 2.1 Circuitos monofásicos____________________________________________ 2.2 Diagrama fasorial _______________________________________________ 2.3 Mejora del factor de potencia ______________________________________ 3 Aparatos de medida y esquemas eléctricos_______________________________ 3.1 Esquemas eléctricos _____________________________________________ 4 Ensayos __________________________________________________________ 4.1 Obtener el diagrama fasorial de los distintos elementos electricos__________ 1 2

4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4

2 2 2 4 5 6 6 7 7

Obtener el diagrama fasorial de una resistencia _________________________________7 Obtener el diagrama fasorial de un condensador_________________________________9 Obtener el diagrama fasorial de una autoinducción_______________________________9 Obtener el diagrama fasorial de un circuito cualquiera ___________________________10

4.2 Mejorar el factor de potencia de una carga monofásica _________________ 10 5 Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 12 5.1 Obtener el diagrama fasorial de los distintos elementos electricos_________ 12 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4

5.2

Obtener el diagrama fasorial de una resistencia ________________________________12 Obtener el diagrama fasorial de un condensador________________________________14 Obtener el diagrama fasorial de una autoinducción______________________________15 Obtener el diagrama fasorial de un circuito cualquiera ___________________________16

Mejorar el factor de potencia de una carga monofásica _________________ 17

Capítulo 2 Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos 1 2 2.1 2.2 2.3 3 3.1 4 4.1 4.1

Objetivos ________________________________________________________ Magnitudes fundamentales en corriente alterna_________________________ Circuitos trifásicos _____________________________________________ Diagrama fasorial ______________________________________________ Mejora del factor de potencia _____________________________________ Ensayos _________________________________________________________ Mejora del factor de potencia de un motor trifásico ____________________ Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) Mejora del factor de potencia de un motor trifásico ____________________ Determinar la variación del factor de potencia con la carga de un motor____

20 20 20 22 23 24 25 26 26 28

Índice

Capítulo 3 Práctica con transformador monofásico 1. Objetivos ________________________________________________________ 2. Introducción teórica a los transformadores eléctricos ____________________ 2.1. Transformador monofásico_______________________________________ Ensayos 3. _________________________________________________________ Ensayo del transformador monofásico en vacío _______________________ 3.1. Ensayo del transformador monofásico en cortocircuito _________________ 3.2. Ensayo del transformador monofásico en carga _______________________ 3.3. 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) Ensayo del transformador monofásico en vacío _______________________ 4.1. Ensayo del transformador monofásico en cortocircuito _________________ 4.2. Ensayo del transformador monofásico en carga ______________________ 4.3.

30 30 30 33 33 35 36 37 37 39 39

Capítulo 4 Práctica con transformador trifásico 1. Objetivos ________________________________________________________ 42 2. Introducción teórica a los transformadores eléctricos ____________________ 42 2.1. Sistemas eléctricos de potencia____________________________________ 42 2.2. Transformador trifásico__________________________________________ 44 3. Ensayos _________________________________________________________ 45 3.1. Ensayo del transformador trifásico en vacío__________________________ 45 3.2. Ensayo del transformador trifásico en cortocircuito____________________ 46 3.3. Ensayo del transformador trifásico en carga__________________________ 47 3.4. Obtención experimental de los índices horarios _______________________ 48 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 49 4.1. Ensayo del transformador trifásico en vacío__________________________ 49 4.2. Ensayo del transformador trifásico en cortocircuito____________________ 51 4.3. Ensayo del transformador trifásico en carga__________________________ 51

Índice

Capítulo 5 Práctica de funcionamiento del motor de inducción 1. Objetivos ________________________________________________________ 54 2. Máquina asíncrona o de inducción ___________________________________ 54 2.1. Introducción teórica de la máquina asíncrona_________________________ 54 2.2. Diagrama fasorial y diagrama del círculo de la máquina asíncrona ________ 56 3. Ensayos _________________________________________________________ 58 3.1. Obtención de la variación de velocidad ante variaciones de tensión _______ 58 3.2. Obtención de las curvas ante variaciones de potencia (Diagrama del círculo) 60 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 63 4.1. Obtención de la variación de velocidad ante variaciones de tensión _______ 63 4.1. Obtención de las curvas ante variaciones de potencia (Diagrama del círculo) 64

Capítulo 6 Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción 1. Objetivos ________________________________________________________ 2. Arranque de los motores asíncronos trifásicos __________________________ 2.1. Introducción a los arranques ______________________________________ 2.2. Arranque directo _______________________________________________ 2.3. Arranque estrella - triángulo ______________________________________ 2.4. Arranque con autotransformador __________________________________ 2.5. Arranque por inserción de resistencias estatóricas _____________________ 2.6. Arrancador electrónico __________________________________________ 3. Variación de velocidad del motor de inducción__________________________ 3.1. Motor Dahlander_______________________________________________ 3.2. Convertidor de frecuencia________________________________________ 4. Ensayos _________________________________________________________ 4.1. Arranque de motores____________________________________________ 4.2. Variación de velocidad __________________________________________

72 72 74 74 75 78 79 80 81 81 83 85 85 85

Índice

Capítulo 7 Práctica de variación de velocidad de motores de cc 1. Objetivos ________________________________________________________ 88 2. Introducción teórica _______________________________________________ 88 2.1. Motores de corriente continua_____________________________________ 88 2.2. Tipos de excitaciones en la máquina de corriente continua ______________ 89 2.3. Velocidad en motores de corriente continua__________________________ 92 3. Ensayos _________________________________________________________ 93 3.1. Variación de velocidad del motor de corriente continua con la tensión aplicada y con el flujo _______________________________________________________ 93 3.2. Variación de velocidad del motor de c.c. independiente con la carga______ 95 3.3. Variación de velocidad del motor de c.c. shunt con la carga_____________ 97 3.2. Variación de velocidad del motor de c.c. serie con la carga _____________ 99 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 101 4.1. Variación de velocidad del motor de corriente continua con la tensión aplicada y con el flujo ______________________________________________________ 101 4.2. Variación de velocidad del motor de c.c. independiente con la carga_____ 103 4.3. Variación de velocidad del motor de c.c. shunt con la carga____________ 104 4.2. Variación de velocidad del motor de c.c. serie con la carga ____________ 106

Capítulo 8 Práctica con el alternador síncrono 1. Objetivos _______________________________________________________ 2. Máquina síncrona________________________________________________ 2.1. Introducción teórica de la máquina síncrona_________________________ 2.2. Planteamiento del análisis de la máquina síncrona____________________ 2.3. Resolución del problema de análisis de la máquina síncrona____________ 2.4. Diagrama fasorial de la máquina síncrona __________________________ 3. Ensayos ________________________________________________________ 3.1. Acoplamiento del alternador síncrono a la red _______________________ 3.2. Obtención de la curva de vacío___________________________________ 3.3. Obtención de las curvas en V de una máquina síncrona________________ 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 4.1. Acoplamiento del alternador síncrono a la red _______________________ 4.2. Obtención de la curva de vacío___________________________________ 4.3. Obtención de las curvas en V de una máquina síncrona________________

110 110 110 111 112 113 115 115 118 119 119 119 121 122

Índice

Capítulo 9 Práctica con el interruptor diferencial 1. Objetivos _______________________________________________________ 2. Protecciones eléctricas a personas___________________________________ 2.1. Introducción _________________________________________________ 2.2. Esquemas de conexión del neutro_________________________________ 2.3. Protección contra contactos directos e indirectos ____________________ 2.4. Protección contra contactos directos ______________________________ 2.5. Protección contra contactos indirectos _____________________________ 3. Ensayos ________________________________________________________ 3.1. Ensayo del interruptor diferencial_________________________________ 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 4.1. Ensayo del interruptor diferencial_________________________________

124 124 124 125 129 131 133 137 137 140 140

Anexo A Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas 1. 2. 3. 4. 5.

Características generales __________________________________________ Funcionamiento del programa______________________________________ Almacenamiento y recuperación de datos _____________________________ Exportar datos___________________________________________________ Descripción del resto de opciones y controles __________________________

144 145 149 149 151

Anexo B Instalación y configuración 1. Instalación del programa de Medidas Eléctricas _______________________ 2. Configuración del programa de Medidas Eléctricas_____________________ 2.1. Configuración de las máquinas y los ensayos________________________ 2.2. Configuración de lecturas virtuales________________________________ 2.3. Parámetros generales de comunicación ____________________________ 2.4. Conexiones __________________________________________________ 3. Configuración de los aparatos de medida _____________________________ 3.1. Conexión de equipos de medida __________________________________ 3.2. Configuración de velocidad y periféricos ___________________________ 4. Protocolo de pruebas de funcionamiento______________________________ 4.1. Conexión de un solo aparato de medida ____________________________ 4.2. Conexión de varios aparatos de medida (exclusivamente RS485) ________

154 156 157 161 163 164 166 166 166 167 167 168

Índice

Anexo C Aparatos de medida ModBUS 1. Características de los aparatos de medida _____________________________ 2. Panel de medidas_________________________________________________ 2.1. Descripción general del panel de medidas __________________________ 2.2. Descripción de los aparatos de medida y accesorios___________________

172 173 173 177

Bibliografía ______________________________________________ 181

Índice

1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

1

1. 2. 3. 4.

Prácticas de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Objetivos Magnitudes fundamentales en corriente alterna Aparatos de medida y esquemas eléctricos Ensayos 4.1. Obtener el diagrama fasorial de los distintos elementos electricos 4.1.1. 4.1.2. 4.1.3. 4.1.4.

Obtener el diagrama fasorial de una resistencia Obtener el diagrama fasorial de un condensador Obtener el diagrama fasorial de una autoinducción Obtener el diagrama fasorial de un circuito cualquiera

4.2. Mejorar el factor de potencia de una carga monofásica 5. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 5.1. Obtener el diagrama fasorial de los distintos elementos electricos 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4.

Obtener el diagrama fasorial de una resistencia Obtener el diagrama fasorial de un condensador Obtener el diagrama fasorial de una autoinducción Obtener el diagrama fasorial de un circuito cualquiera

5.2. Mejorar el factor de potencia de una carga monofásica

1

1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

1. Objetivos Esta práctica pretende ser una introducción al laboratorio de máquinas eléctricas, que en la se realizará una presentación de las instalaciones y de los equipos eléctricos que conforman el laboratorio. Otro objetivo es el conocimiento de los distintos aparatos de medida, especialmente los de corriente alterna. La práctica consistirá en la conexión de un circuito monofásico, midiéndose sus magnitudes fundamentales: tensión, intensidad de corriente, potencias activa, reactiva y aparente, energías, etc. Se expondrán los conceptos básicos del factor de potencia y se realizará una mejora del mismo.

2. Magnitudes fundamentales en corriente alterna 2.1. Circuitos monofásicos El análisis que realizaremos de los distintos circuitos en esta práctica será siempre en régimen permanente, por lo que no consideraremos al régimen transitorio. La siguiente figura representa una función alterna, en la que podemos ver su carácter periódico.

Sabemos, por teoría de circuitos, que una tensión alterna puede ser expresada por la fórmula siguiente: e g (t) = cosE 0 (ωt + )θ donde: E0 es la amplitud o valor máximo, ω es la frecuencia angular (en rad/s) y θ es el ángulo de fase.

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

En electrotecnia, es más frecuente el uso del valor eficaz “Eg” que el valor máximo “E0”, por lo que si expresamos la fórmula anterior en función de este valor, obtenemos ge

(t) = 2 E g cos (ωt + )θ

dado que la relación entre el valor máximo y el valor eficaz es E 0 = 2 E g . Analizemos ahora un circuito eléctrico alimentado por una tensión alterna, lo que se conoce por circuito monofásico. Para el estudio de dicho circuito, por tratarse de un circuito de corriente alterna en régimen permanente, se usa habitualmente la transformada fasorial o trasformada jω, en la que se asocian las funciones sinusoidales a vectores giratorios o fasores. Véase el circuito representado figura en la lateral, donde tenemos un generador conectado a una carga eléctrica. La tensión del generador en vacío viene dada por la siguiente fórmula de tensión alterna:

() (t)e 1gL = tcosE2 g ω +θ siendo “Eg” el valor eficaz de la fuerza electromotriz y “θ” el ángulo de desfase respecto al origen de fases. Se ha representado la linea L1 correspondiente a una fase y N al neutro, para indicar la existencia de un sistema monofásico. Tomaremos la tensión en bornes de la carga (diferencia de potencia entre L1 y N) como origen de fases, es decir, su ángulo de fase inicial es cero (obsérvese que con esta asignación no se pierde generalidad). Este tensión puede venir expresada como: vbL1 (t) = 2 Vb cos ωt Una vez conectada la carga, se establecerá una corriente eléctrica caracterizada por su intensidad, y que podemos expresar como: (t)i1L = 2 cosI (ωt - )ϕ siendo “I” el valor eficaz y “ϕ” el ángulo de desfase entre la tensión de la carga y su intensidad de corriente, y “Vb” el valor eficaz de la tensión en bornes de la carga.

En el dominio del tiempo, estas dos funciones (tensión e intensidad) tienen la representación de la siguiente figura (obsérvese que la intensidad está retrasada respecto a la tensión).

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Las potencias activa y reactiva consumidas por la carga vienen dadas, respectivamente, por las siguientes fórmulas: P = Vb I cos ϕ Q = Vb I sen ϕ donde vemos que la potencia activa “P” depende del ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad, concretamente del coseno de ese ángulo, lo que se conoce como factor de potencia.

2.2. Diagrama fasorial Las magnitudes de la tensión e intensidad son representadas mediante fasores utilizando la siguiente formulación matemática: º0j

VbV bL1 = = eVb I = I = I e -jϕ º L1

Además, estos fasores pueden ser representados en un diagrama conocido con el nombre de diagrama fasorial (véase la siguiente figura).

Se recuerda aquí que este diagrama fasorial representa a las funciones sinusoidales tensión e intensidad que en el dominio del tiempo adoptan la forma de la siguiente figura:

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

2.3. Mejora del factor de potencia Para mejorar el factor de potencia, es decir, acercar su valor a la unidad, deberemos conectar cargas que contrarresten el efecto de las bobinas en los circuitos eléctricos. Las autoinducciónes y bobinas (devanados) retrasan la intensidad respecto a la tensión. Los condensadores adelantan la intensidad respecto a la tensión. Para corregir el factor de potencia colocaremos condensadores (en paralelo) con el fin de conseguir que el desfase entre la tensión y la intensidad sea más bien pequeño. Para un circuito monofásico, si deseamos mejorar el factor de potencia de cos ϕ ϕ’ a cos deberemos poner una carga en paralelo que aporte la siguiente potencia reactiva Qc: Qc = P.(tg ϕ’ – tg ϕ) Si su valor es negativo (lo más habitual), deberemos colocar condensadores cuyo valor obtenemos de las siguiente fórmulas: 2

⎛ Vb ⎞ Vb 2 XIX ×=× ⎜ ⎟ Q C = C2CC ⎜ = = ω VbC × 2 ⎟ XC ⎝ XC ⎠ Por lo que la capacidad necesaria viene determinada por:

C=

Vb 2 ω ⋅ QC

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

3. Aparatos de medida y esquemas eléctricos 3.1. Esquemas eléctricos En las diversas prácticas que se van a realizar, las magnitudes las tomaremos de diversos aparatos de medida estratégicamente colocados para comprobar el funcionamiento de equipos y máquinas eléctricas. Los aparatos de medida que deberemos colocar serán tanto los de panel de laboratorio, como otros de precisión para tomar lecturas más exactas. No nos debe importar el duplicar los aparatos de medida, con el fin de facilitar el montaje y la lectura de magnitudes. Los aparatos de medida más frecuentemente utilizados en máquinas eléctricas serán voltímetros, amperímetros, vatímetros y contadores de energía. Para la representación de los distintos montajes será preciso realizar los esquemas normalizados correspondientes. Estos esquemas de montaje difieren sensiblemente de los usados en otras materias tales como teoría de circuitos, electrónica, etc. Antes de hacer cualquier montaje en el laboratorio es obligatorio realizar en papel el correspondiente esquema eléctrico normalizado que represente el montaje a realizar con todos sus elementos. Veamos como ejemplo, el esquema trifásico de la figura lateral. La alimentación de energía eléctrica se representa mediante líneas horizontales, en la parte superior. Observe en el ejemplo las tres fases (L1, L2 y L3) y el neutro. La leyenda de la parte superior también nos indica que las cuatro líneas representan un sistema trifásico de 4 hilos (3 fases y neutro) de 380 voltios entre fases y una frecuencia de 50 Hz. En el esquema tenemos dibujadas línea horizontales y verticales, que se corresponden a los conductores que conectan los distintos equipos eléctricos. En los esquemas de montaje deberemos colocar los distintos aparatos que realizarán las mediciones. Obsérvese en el ejemplo que tenemos un amperímetro intercalado en la primera fase, un voltímetro conectado entre la primera fase y el neutro, y un vatímetro o contador de energía trifásico.

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Después de los distintos aparatos de medida, tenemos un interruptor (o un contactor) que nos permitirá conectar o desconectar la carga eléctrica. IMPORTANTE: Todos los esquemas eléctricos deben realizarse antes de hacer el montaje de los elementos del laboratorio. Además, todos los esquemas deberán estar normalizados. Para la realización de los distintos montajes, deberemos colocar los aparatos de medida del laboratorio y, además, los aparatos de medida con protocolo modbus.

4. Ensayos 4.1. Obtener el diagrama fasorial de los distintos elementos electricos

4.1.1. Obtener el diagrama fasorial de una resistencia El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base los esquemas de las siguientes figuras. Para la lectura de datos con el panel de medidas (no es imprescindible), se utilizará el esquema de la figura de la parte derecha donde tenemos el analizador de redes monofásico CVM-SP con el número de periférico 31.

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Las magnitudes que deberemos medir serán la tensión, la intensidad y las potencias activa y reactiva. Una vez medidas estas magnitudes, se calculará el factor de potencia y el ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad a partir de las potencias activa y reactiva. Con los valores eficaces de la tensión y la intensidad, y con el ángulo calculado se obtendrá el diagrama fasorial. Las tres cargas que conectaremos serán resistencia (lámpara), autoinducción (bobina) y condensador. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los (no datos es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Carga monofásica (I), con lo que aparecerá la siguiente figura:

C.- Utilizar como carga eléctrica una lámpara. D.- Proceder a realizar las lecturas (de manera manual o automática).

Tomar las lecturas de tensión, intensidad de corriente y potencias activa y reactiva. E.- Calcular el desfase entre la tensión y la intensidad a partir de la potencias activa y reactiva. F.- Dibujar el diagrama fasorial de la resistencia.

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Se deberá obtener un diagrama fasorial como el de la figura adjunta.

4.1.2. Obtener el diagrama fasorial de un condensador El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Utilizar como carga eléctrica una autoinducción. D.- Proceder a realizar las lecturas (de manera manual o automática). E.- Calcular el desfase entre la tensión y la intensidad a partir de la potencias activa y reactiva. F.- Dibujar el diagrama fasorial del condensador.

Se deberá obtener un diagrama fasorial como el de la figura adjunta.

4.1.3. Obtener el diagrama fasorial de una autoinducción El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Utilizar como carga eléctrica una autoinducción. D.- Proceder a realizar las lecturas (de manera manual o automática). E.- Calcular el desfase entre la tensión y la intensidad a partir de la potencias activa y reactiva. F.- Dibujar el diagrama fasorial de la autoinducción.

Se deberá obtener un diagrama fasorial como el figura adjunta. Por tratarse de una autoinducción de la real, el ángulo de desfase no es 90º sino menor, es decir, en la bobina real hay componente inductiva y resistiva.

4.1.4. Obtener el diagrama fasorial de un circuito cualquiera

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Proceder a conectar varios elementos (en serie o en paralelo), y determinar el diagrama fasorial correspondiente.

4.2. Mejorar el factor de potencia de una carga monofásica El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base el esquema de la siguiente figura. Para la lectura de datos con el panel de medidas ahora se utilizará el esquema de la figura lateral donde tenemos el analizador de redes trifásico CVM (número de periférico 35) usado como monofásico para poder trabajar con tensiones de 400 voltios.

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los datos (no es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Carga monofásica (II), con lo que aparecerá la siguiente figura:

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Observe que ahora es el CVM-35 el aparato encargado de realizar las lecturas. C.- Conectar el motor eléctrico mediante el esquema correspondiente. D.- Proceder a realizar las lecturas (de manera manual o automática).

Tomar las lecturas de tensión, intensidad de corriente y potencias activa y reactiva. E.- Determinar la capacidad de los condensadores necesarios para mejorar el factor de potencia. F.- Conectar los condensadores y observar la mejora del factor de potencia, mediante nueva lectura. G.- Calcular la impedancia del motor monofásico.

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

5. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (Carga monofásica (I) Ejemplo.mso) se han tomado lectura a una lámpara de 60 vatios; después a un condensador de 10μF y al final a una bobina de 143 mH y 14.33 Ω. 5.1. Obtener el diagrama fasorial de los distintos elementos electricos 5.1.1. Obtener el diagrama fasorial de una resistencia El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Carga monofásica (I), con lo que aparecerá la siguiente figura:

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas.

Aquí tendremos tantos ficheros como ensayos realizados a lo largo del tiempo, además del fichero de ejemplo. Si deseamos seleccionar un fichero correspondiente a una práctica determinada, lo haremos a partir de la fecha, que por defecto la pone en el nombre del fichero.

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

C.- Buscaremos mediante la barra deslizante de la parte superior derecha, las lecturas con un factor de potencia unidad.

Se deberá buscar una lectura cuyo diagrama fasorial sea como el de la figura adjunta. En el ejemplo colocarse al principio (parte izquierda) de la barra deslizante.

D.- Calcular el valor de la resistencia. E.- Comprobar analíticamente la fórmula de las potencias.

P = 3 Vb I cos ϕ Q = 3 Vb I sen ϕ

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

5.1.2. Obtener el diagrama fasorial de un condensador El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS. B.- Avanzar la barra deslizante hacia la derecha hasta encontrar una lectura que adelante intensidad a la tensión un ángulo próximo a 90º .

Se deberá buscar una lectura cuyo diagrama fasorial sea como el de la figura adjunta.

Observe que hay lecturas en el que el diagrama fasorial sale en la parte inferior, pesar a de tomar una lectura negativa de la potencia reactiva. Esto es debido a que el medidor toma también lectura negativa de la potencia activa. C.- Calcular el valor del condensador.

5.1.3. Obtener el diagrama fasorial de una autoinducción El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS. B.- Seguir moviendo la barra deslizante hacia la derecha hasta que las lecturas sean de tal manera que la intensidad venga retrasada respecto a la tensión un ángulo próximo a 90º .

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

Se deberá buscar una lectura cuyo diagrama fasorial sea como el de la figura adjunta.

C.- Calcular el valor de la bobina (autoinducción y resistencia). D.- Comprobar las fórmulas de la potencia.

Observe que el factor de potencia no es el coseno del ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad, debido a la presencia de armónicos en el ensayo de la bobina.

5.1.4. Obtener el diagrama fasorial de un circuito cualquiera El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS. B.- Seleccionaremos una lectura cualquiera moviendo a la derecha la barra deslizante.

El diagrama fasorial podrá ser como el de la figura adjunta.

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

C.- Calcular el valor de la impedancia, indicando si es inductiva o capacitiva.

5.2. Mejorar el factor de potencia de una carga monofásica En el ejemplo se ha ensayado un motor monofásico de 600 vatios, 380 voltios conectado a una red de 380 voltios y 50 Hz. El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Carga monofásica (II), con lo que aparecerá la siguiente figura:

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1.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

B.- Seleccionar el fichero de datos correspondiente.

C.- Colocar la barra deslizante al principio (parte izquierda) y buscar el dato del consumo de la carga trifásica.

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1.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos monofásicos

D.- Calcular los condensadores necesarios para mejorar el factor de potencia. E.- Buscar las lecturas con los condensadores conectados. F.- Calcular la impedancia del motor monofásico.

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2.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

2

Prácticas de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

1. Objetivos 2. Magnitudes fundamentales en corriente alterna 2.1. Circuitos trifásicos 2.2. Diagrama fasorial Mejora del factor de potencia 2.3. 3. Ensayos Mejora del factor de potencia de un motor trifásico 3.1. 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) Mejora del factor de potencia de un motor trifásico 4.1. 4.2. Determinar la variación del factor de potencia con la carga de un motor

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2.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

1. Objetivos Esta práctica pretende ser una introducción al laboratorio de máquinas eléctricas, que en la se realizará una presentación de las instalaciones y de los equipos eléctricos que conforman el laboratorio. Otro objetivo es el conocimiento de los distintos aparatos de medida, especialmente los de corriente alterna. La práctica consistirá en la conexión de un circuito trifásico, midiéndose sus magnitudes fundamentales: tensión, intensidad de corriente, potencias activa, reactiva y aparente, energías, etc. Se expondrán los conceptos básicos del factor de potencia y se realizará una mejora del mismo.

2. Magnitudes fundamentales en corriente alterna

2.1. Circuitos trifásicos Las tensiones industriales de distribución de energía eléctricas son trifásicas. Observe, en la siguiente figura, una tensión trifásica de valor máximo 10 voltios.

Los valores máximos de las tres funciones (por tanto también los valores eficaces) son iguales, y el desfase entre ellas es de 120 grados, lo que representa un sistema de generación trifásico equilibrado. Estas funciones pueden ser expresadas, en forma matemática, por las siguientes ecuaciones: )θ (t)e 1gL = tcosE2 g ( (ω + )θ e 2gL (t) = 2 E g cos (ωt - 120 o + e 3gL (t) = 2 E g cos ωt - 240 o +

20

)θ

2.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

siendo: Eg el valor eficaz, ω es la frecuencia angular (en rad/s) y θ es el ángulo de fase. Analizemos ahora un circuito eléctrico alimentado por una tensión alterna trifásica, y lo haremos a partir de los conocimientos adquiridos en teoría de circuitos, es decir usando la transformada fasorial o trasformada jω.

Véase el circuito representado en la siguiente figura, donde tenemos un generador trifásico conectado a una carga eléctrica también trifásica.

Las tensiones del generador en vacío viene dada por las siguientes ecuaciones:

)θ )θ +

(t)e 1gL = tcosE2 g ( (ω + )θ

e 2gL (t) = 2 E g cos (ωt - 120 o e 3gL (t) = 2 E g cos ωt - 240 o +

siendo “Eg” el valor eficaz de la fuerza electromotriz y “θ” el ángulo de desfase respecto al origen de fases. Se ha representado la lineas L1, L2 y L3 correspondientes a las tres fases y N al se corresponde con el neutro, para indicar la existencia de un sistema trifásico. Tomaremos la tensión en bornes de la carga (diferencia de potencia entre L1 y N) como origen de fases, es decir, su ángulo de fase inicial es cero (obsérvese que con esta asignación no se pierde generalidad). Este tensión (y la de las otras fases) puede venir expresada como: vbL1 (t) = 2 Vb cos ωt (t)vbL2 = 2 ()o120-tcosVb ω (t)vbL3 = 2 cosVb ωt - o240

(

)

IMPORTANTE: Las diferencias de potencial son tensiones entre fase y neutro.

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2.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

Una vez conectada la carga, si esta es equilibrada, se establecerán tres corrientes eléctricas caracterizadas por su intensidad, y que podemos expresar como: (t)i1L = 2 cosI ( (ωt - )ϕ )ϕ (t)i2L = 2 cosI (ω-t 120 o - )ϕ i3L (t) = 2 cosI ωt - 240 o siendo “I” el valor eficaz y “ϕ” el ángulo de desfase entre la tensión de la carga y su intensidad de corriente, y “Vb” el valor eficaz de la tensión (entre fase y neutro) en bornes de la carga. Las potencias activa y reactiva consumidas por la carga vienen dadas, respectivamente, por las siguientes fórmulas (recuérdese que las tensiones son entre fase y neutro): P = 3 Vb I cos ϕ Q = 3 Vb I sen ϕ donde vemos que la potencia activa “P” depende del ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad, concretamente del coseno de ese ángulo, lo que se conoce como factor de potencia.

2.2. Diagrama fasorial Las magnitudes de la tensión e intensidad son representadas mediante fasores utilizando la siguiente formulación matemática: º0j

VbV bL1 = = eVb º-j II ϕ L1 = = eI Además, estos fasores pueden ser representados en un diagrama conocido con el nombre de diagrama fasorial (véase la siguiente figura).

Se recuerda aquí que este diagrama fasorial representa a las funciones sinusoidales tensión e intensidad que en el dominio del tiempo adoptan la forma de la siguiente figura:

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2.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

2.3. Mejora del factor de potencia Para mejorar el factor de potencia, es decir, acercar su valor a la unidad, deberemos conectar cargas que contrarresten el efecto de las bobinas en los circuitos eléctricos. Las autoinducciónes y bobinas (devanados) retrasan la intensidad respecto a la tensión. Los condensadores adelantan la intensidad respecto a la tensión. Para corregir el factor de potencia colocaremos condensadores (en paralelo) con el fin de conseguir que el desfase entre la tensión y la intensidad sea más bien pequeño. Para un circuito trifásico, si deseamos mejorar el factor de potencia de cos ϕ a ϕ’ cos deberemos poner una carga en paralelo que aporte la siguiente potencia reactiva Qc: Qc = P.(tg ϕ’ – tg ϕ) Si su valor es negativo (lo más habitual), deberemos colocar condensadores cuyo valor obtenemos de las siguiente fórmulas: 2

⎛ Vc ⎞ Vc 2 ⎜ ⎟ Q C = 3 × X C × I 2C = 3 × X C × ⎜ = 3× = VcC3 ××ω× 2 ⎟ XC ⎝ XC ⎠ siendo Vc la tensión entre extremos del condensador. Por lo que la capacidad necesaria viene determinada por:

C=

QC Vc3 ⋅ω⋅ 2

Si los condensadores están conectados en estrella, la tensión a poner será la tensión fase a neutro. Si están conectados en triángulo, la tensión a poner será la de línea. Por tanto la capacidad necesaria será tres veces menor en triángulo que en estrella.

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2.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

3. Ensayos 3.1. Mejora del factor de potencia de un motor trifásico El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Realizar el montaje de un circuito trifásico con ayuda del esquema de la figura lateral, en el que midamos las magnitudes fundamentales.

Para la lectura mediante el panel, usaremos el analizador de redes trifásico CVM, como indica la figura inferior.

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2.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas, conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Carga trifásica, con lo que aparecerá la siguiente figura:

C.- Conectar el motor trifásico mediante el esquema correspondiente. D.- Proceder a realizar las lecturas (de manera manual o automática). E.- Determinar los condensadores necesarios para mejorar el factor de potencia. F.- Conectar los condensadores y observar la mejora del factor de potencia, mediante nueva lectura. Conectar los condensadores en estrella y en triángulo, y observar las lecturas. G.- Calcular la impedancia del motor trifásico.

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2.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (Carga trifásica (I) Ejemplo.mso) se ha ensayado un motor trifásico de 1CV, 220/380 voltios conectado a una red de 380 voltios y 50 Hercios.

4.1. Mejora del factor de potencia de un motor trifásico

El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Carga trifásica, con lo que aparecerá la siguiente figura:

B.- Seleccionar el fichero de datos correspondiente.

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2.-Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

C.- Colocar la barra deslizante al principio (parte izquierda) y buscar el dato del consumo de la carga trifásica.

D.- Calcular los condensadores necesarios para mejorar el factor de potencia. E.- Buscar las lecturas con los condensadores conectados. Como no se ha podido ajustar el valor de los condensadores con los que hay en el laboratorio, determinar los condensadores que se han colocado. F.- Calcular la impedancia del motor trifásico.

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2.- Práctica de medidas eléctricas en circuitos trifásicos

4.2. Determinar la variación del factor de potencia con la carga de un motor El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Carga trifásica. B.- Seleccionar el fichero de datos Curva de carga de un motor.mso: .

C.- Colocar la barra deslizante al principio (parte izquierda) y pasar todos los datos hasta terminar el cursor en la parte derecha. Representar en el gráfico el factor de potencia frente a la potencia, con lo que veremos la curva representada en la siguiente figura.

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3.-Práctica con transformador monofásico

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Práctica con transformador monofásico

1. Objetivos 2. Introducción teórica a los transformadores eléctricos 2.1. Transformador monofásico 3. Ensayos 3.1. Ensayo del transformador monofásico en vacío 3.2. Ensayo del transformador monofásico en cortocircuito 3.3. Ensayo del transformador monofásico en carga Reproducción 4. de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 4.1. Ensayo del transformador monofásico en vacío 4.2. Ensayo del transformador monofásico en cortocircuito 4.3. Ensayo del transformador monofásico en carga

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3.- Práctica con transformador monofásico

1. Objetivos El objetivo de esta práctica es conocer el funcionamiento del transformador eléctrico monofásico. Se comenzará con una introducción teórica donde se detallarán los parámetros más importantes de los transformadores, así como su principio de funcionamiento. Para el análisis del transformador se recurrirá a su modelización mediante un circuito equivalente, obtenido éste mediante ensayos experimentales.

2. Introducción teórica a los transformadores eléctricos

2.1.Transformador monofásico En este apartado describiremos la constitución y el principio de funcionamiento de un transformador eléctrico monofásico. La siguiente figura representa un transformador monofásico compuesto por dos devanados sobre un núcleo compuesto por chapas magnéticas.

Vemos en primer lugar que el transformador es una máquina estática, dado que no lleva partes móviles, por lo que no va a tener pérdidas mecánicas debidas a rozamientos, etc., lo que va a permitir disponer de transformadores con rendimientos superiores al 90%. A uno de los dos bobinados se le denomina devanado primario y al otro devanado secundario (análogo al devanado inductor e inducido respectivamente del resto de las máquinas eléctricas). El núcleo magnético está formado por chapas aisladas unas de otras con el fin de reducir las pérdidas por corrientes de Foucault.

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3.-Práctica con transformador monofásico

El transformador eléctrico se basa en las leyes de Ampere y Faraday. La ley de Ampere nos dice que toda corriente eléctrica va a producir un campo magnético. Al aplicar una tensión al devanado primario, se va a establecer una corriente eléctrica, que va ser el origen de un campo magnético (inductor). Ese flujo magnético estará canalizado fundamentalmente por el núcleo magnético, con lo que será abarcado por el otro devanado (devanado secundario). En el devanado secundario se inducirá una fuerza electromotriz dada por la ley de Faraday: ∂Φ .e.m.F = ∂t que Dado la tensión aplicada es alterna, también lo será el flujo producido y abarcado por el devanado secundario, por lo que tendremos una variación temporal del mismo, es decir una fuerza electromotriz. Las fuerzas electromotrices de cada uno de los devanados serán proporcionales al número de espiras de los devanados, de tal manera que se define la relación de transformación (rt) como la relación de fuerzas electromotrices y se cumple que: E N rt = 12 = 1 N2 Recapitulando, vemos que si se aplica una tensión al devanado primario se inducirá una fuerza electromotriz en el devanado secundario con lo que dispondremos de una tensión distinta en dicho devanado. Dado que la relación entre tensiones es la relación de transformación, se puede construir transformadores con cualquier relación de transformación, sin mas que asignar un número adecuado de espiras en cada devanado. La relación de transformación (rt) parámetro es el fundamental de los transformadores. Para el transformador ideal (sin pérdidas), se cumple que: V1 = rt V2

Para el estudio y análisis del transformador eléctrico se recurre a modelos. Un modelo es una simplificación del componente eléctrico. Por ejemplo, el transformador ideal es un modelo simplificado del transformador real en el que no se han considerado ni las pérdidas de potencia, ni las pérdidas de flujo.

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3.- Práctica con transformador monofásico

Otro modelo que conocemos del transformador visto en otras asignaturas, es el modelo mediante dos bobinas acopladas. En este modelo tampoco se consideran las pérdidas de potencia, pero si se tiene en cuenta las pérdidas de flujo magnético. Los parámetros del modelo son las dos autoinducciones L y el coeficiente de inductancia mutua M. En este modelo, las ecuaciones para las tensiones e intensidades (según las referencias de la figura) que definen el comportamiento del transformador son las siguientes: dI dI 2 dI 2 dI y V2 = L 2 dt + M 1 V1 = L 1 dt1 + M dt dt El modelo usado habitualmente en corriente alterna tiene en cuenta las pérdidas de potencia en los devanados y en el núcleo magnético (hierro), y las pérdidas de dispersión de flujo. En este modelo, los parámetros del secundario son traspasados al primario (reducción al primario). Esto consiste en poner otros elementos en el primario que producen el mismo efectos que los elementos originales conectados en el secundario. Se debe tener presente en todo momento que este modelo es válido únicamente en corriente alterna. Esta figura representa el esquema del circuito equivalente donde tenemos desglosado las pérdidas de potencia (en forma de resistencia) en los devanados y en el hierro, y la dispersión de flujo (en forma de reactancia).

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3.-Práctica con transformador monofásico

Con el fin de simplificar los cálculos, se acostumbra a trasladar la resistencia del hierro RFE (que representa las pérdidas del hierro) y la reactancia magnetizante Xµ (que caracteriza al flujo útil) al principio del circuito, como se puede ver en la siguiente figura.

IMPORTANTE: Este modelo de transformador solamente es válido cuando se le aplica una tensión alterna.

3. Ensayos 3.1.Ensayo del transformador monofásico en vacío El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Se trata de dejar abierto el secundario del transformador sin conectar nada, y determinar la relación de transformación a partir de las dos lecturas de los voltímetros (dado que en vacío, la tensión en bornes es igual a la fuerza electromotriz).

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3.- Práctica con transformador monofásico

La lectura de todas las magnitudes del primario la haremos con el analizador de redes trifásico CVM con el número de periférico 35 (usando sólo la primera fase), dado que permite leer la tensión, intensidad, potencias y factor de potencia. Las medidas del secundario las haremos con los medidores de corriente alterna DH96AC con los números de periférico 21 (tensión) y 22 (intensidad). IMPORTANTE: No conectar directamente los terminales de intensidad del analizador de red CVM, haciéndolo siempre a través de transformador de intensidad aunque la intensidad a medir sea muy pequeña. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas, conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Transformador monofásico, con lo que aparecerá la siguiente figura:

C.- Proceder a realizarlas lecturas (de manera manual o automática).

Tomar las lecturas de tensión, intensidad de corriente y potencias activa y reactiva. El vatímetro nos dará la potencia perdida en el transformador, que prácticamente son las pérdidas en el hierro (las pérdidas en el devanado primario en vacío son despreciables).

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3.-Práctica con transformador monofásico

Es conveniente obtener el factor de potencia de vacío y la corriente de vacío, con el fin de construir el circuito equivalente (Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ). D.- Calcular los valores de Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ.

3.2.Ensayo del transformador monofásico en cortocircuito El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

El ensayo consiste en cortocircuitar el secundario aplicando una tensión inferior al primario.

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Proceder a realizarlas lecturas (de manera manual o automática).

Con ello determinaremos la tensión de cortocircuito, que es la tensión que hay que aplicar al primario, estando el secundario cortocircuitado, para que circule por los devanados la intensidad nominal. D.- Calcularla impedancia de cortocircuito.

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3.- Práctica con transformador monofásico

De este ensayo obtenemos las pérdidas de potencia en los conductores R1 y R’2, e incluso podemos obtener las reactancias de dispersión Xd.

3.3.Ensayo del transformador monofásico en carga El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para el ensayo del transformador monofásico en carga, se tomará como modelo el siguiente esquema:

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

C.- Proceder a realizarlas lecturas (de manera manual o automática).

Se trata de conectar al secundario de transformador una serie de cargas eléctricas, tomando las lecturas de los aparatos de medida. D.- Contrastar los resultados experimentales con los resultados analíticos.

Ahora se realizarán los cálculos analíticos tomando como modelo el circuito equivalente y se trata de comprobar que los resultados son iguales que las medidas de los ensayos.

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3.-Práctica con transformador monofásico

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (Transformador monofásico Ejemplo.mso) se han ensayado un trasformador de 1500 VA. 4.1.Ensayo del transformador monofásico en vacío El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Transformador monofásico, con lo que aparecerá la siguiente figura:

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas.

Aquí tendremos tantos ficheros como ensayos realizados a lo largo del tiempo, además del fichero de ejemplo. Si deseamos seleccionar un fichero correspondiente a una práctica determinada, lo haremos a partir de la fecha, que por defecto la pone en el nombre del fichero.

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3.- Práctica con transformador monofásico

C.- Buscaremos mediante la barra deslizante de la parte superior derecha, las lecturas del ensayo en vacío.

Iremos al principio de los datos y buscaremos la aquellos datos en el que la intensidad del secundario sea cero, y las tensiones del primario y secundario sean las nominales.

El vatímetro nos dará la potencia perdida en el transformador, que prácticamente son las pérdidas en el hierro (las pérdidas en el devanado primario en vacío son despreciables). Es conveniente obtener el factor de potencia de vacío y la corriente de vacío, con el fin de construir el circuito equivalente (Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ).

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3.-Práctica con transformador monofásico

D.- Calcular los valores de Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ.

4.2.Ensayo del transformador monofásico en cortocircuito A partir de los datos almacenados seleccionados en el ensayo anterior, procederemos como se indica a continuación: A.- Buscaremos mediante la barra deslizante de la parte superior derecha, las lecturas del ensayo en cortocircuito.

En este caso buscaremos la aquellos datos en el que la tensión del secundario sea cero, y las intensidades del primario y del secundario sean las nominales.

B.- Proceder a anotarlas lecturas. C.- Calcularla impedancia de cortocircuito.

De este ensayo obtenemos las pérdidas de potencia en los conductores R1 y R’2, e incluso podemos obtener las reactancias de dispersión Xd.

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3.- Práctica con transformador monofásico

4.3.Ensayo del transformador monofásico en carga Continuando con el fichero seleccionado en el ensayo procedemos de la siguiente manera: A.- Buscaremos mediante la barra deslizante de la parte superior derecha, las lecturas del ensayo en carga.

C.- Procedera anotarlas lecturas.

D.- Contrastar los resultados experimentales con los resultados analíticos.

Ahora se realizarán los cálculos analíticos tomando como modelo el circuito equivalente y se trata de comprobar que los resultados son iguales que las medidas de los ensayos. E.- Realizarlos apartados anteriores para varias lecturas de otras cargas eléctricas.

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4.-Práctica con transformador trifásico

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Práctica con transformador trifásico

1. Objetivos 2. Introducción teórica a los transformadores eléctricos 2.1. Sistemas eléctricos de potencia 2.2. Transformador trifásico 3. Ensayos 3.1. Ensayo del transformador trifásico en vacío 3.2. Ensayo del transformador trifásico en cortocircuito 3.3. Ensayo del transformador trifásico en carga 3.4. Obtención experimental de los índices horarios 4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 4.1. Ensayo del transformador trifásico en vacío 4.2. Ensayo del transformador trifásico en cortocircuito 4.3. Ensayo del transformador trifásico en carga

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4.- Práctica con transformador trifásico

1. Objetivos El objetivo de esta práctica es conocer el funcionamiento del transformador eléctrico trifásico en los sistemas eléctricos de potencia. Para el análisis del transformador se recurrirá a su modelización mediante un circuito equivalente, obtenido éste mediante ensayos experimentales.

2. Introducción teórica a los transformadores eléctricos

2.1.Sistemas eléctricos de potencia Al conjunto de elementos eléctricos que componen la red eléctrica se le denomina Sistema eléctrico de potencia. Estos sistemas tienen tres funciones distintas: a) Generación o producción de energía eléctrica en las centrales eléctricas. b) Transporte de energía eléctrica. c) Distribución y consumo de energía eléctrica. A continuación se representa un esquema unifilar de un sistema eléctrico de potencia elemental donde podemos encontrar los elementos fundamentales del mismo: un generador, transformador elevador, línea de transporte, transformador reductor y línea de distribución.

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4.-Práctica con transformador trifásico

La siguiente figura representa el mismo esquema multifilar del dibujo anterior, donde podemos ver el número de hilos del sistema eléctrico, en cada una de las partes del sistema eléctrico. En los puntos de consumo llegan cinco hilos (tres fases, neutro y conductor de protección) en el caso de sistemas trifásicos y tres hilos (fase, neutro y conductor de protección) en el caso de sistemas monofásicos.

Se ha representado un esquema TT de conexión del neutro (lo más habitual en España), donde se conecta el neutro del secundario del transformador de distribución a tierra (1ª T) y las masas de los receptores a tierra (2ª T). Con esto se persigue buscar un camino (por la tierra) por donde se establezca una corriente eléctrica en caso de una derivación en un aparato eléctrico. La red europea de electricidad está totalmente interconectada, lo que quiere decir que todas las centrales de producción están unidas simultáneamente con los centros de consumo (urbano y rural). Los puntos de unión de los distintos circuitos es lo que se conoce como subestaciones transformadoras, donde se realiza la adaptación de tensión de los distintos circuitos. La función de los transformadores eléctricos no es otra que el conseguir elevar la tensión en el transporte de energía eléctrica. Con esto conseguimos tanto disminuir la sección de los conductores como las pérdidas de potencia en los mismos. La potencia eléctrica transportada en un sistema eléctrico viene dada por la siguiente fórmula: P = 3 ⋅ Vb ⋅ I ⋅ cos ϕ siendo P: Potencia eléctrica transportada (W), Vb: Tensión entre fases (V), I: Intensidad de corriente eléctrica (A), cos ϕ: Factor de potencia. Para la misma potencia transportada, en la misma medida que aumenta la tensión disminuye la intensidad de corriente, por lo que los conductores podrán ser de menor sección, y las pérdidas por efecto Joule también serán menores ( PP = 3 . RC . I2 ). Por el

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4.- Práctica con transformador trifásico

contrario, la distancia de separación entre conductores deberá ser mayor a medida que aumenta la tensión. 2.2.Transformador trifásico El transformador trifásico (más habitual en la industria que el monofásico) dispone de los mismos elementos que el transformador monofásico. En la siguiente figura representamos un transformador trifásico elemental.

Los transformadores trifásicos disponen de tres devanados primarios y tres devanados secundarios, que pueden ser conectados en estrella, triángulo, zigzag, etc. y como en todo sistema trifásico deberemos tener en cuenta que tenemos dos tensiones distintas (de línea y de fase). El principio de funcionamiento del transformador trifásico es el mismo que el del transformador monofásico: Ley de Ampere y Ley de Faraday. Si trabajamos con tensiones e intensidades equilibradas, a efectos de análisis, podemos simplificar el circuito trifásico en un circuito monofásico, por lo que el transformador quedará como uno monofásico. Es por esto que los circuitos equivalentes también son similares.

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4.-Práctica con transformador trifásico

3. Ensayos 3.1.Ensayo del transformador trifásico en vacío El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Se trata de no conectar nada en el secundario del transformador, y determinar la relación de transformación a partir de las dos lecturas de los voltímetros (dado que en vacío, la tensión en bornes es igual a la fuerza electromotriz). La lectura de todas las magnitudes del primario la haremos con el analizador de redes trifásico CVM con el número de periférico 35, dado que permite leer la tensión, intensidad, potencias, factor de potencia y energías. Las medidas del secundario las haremos con los medidores de corriente alterna DH96AC con los números de periférico 21 (tensión) y 22 (intensidad).

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas, conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Transformador trifásico, con lo que aparecerá la pantalla representada en la siguiente figura:

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4.- Práctica con transformador trifásico

C.- Proceder a realizarlas lecturas (de manera manual o automática).

El vatímetro nos dará la potencia perdida en el transformador, que prácticamente son las pérdidas en el hierro (las pérdidas en el devanado primario en vacío son despreciables). Es interesante obtener el factor de potencia de vacío y la corriente de vacío, con el fin de construir el circuito equivalente (Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ). D.- Calcular los valores de Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ.

3.2.Ensayo del transformador trifásico en cortocircuito El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

El ensayo consiste en cortocircuitar el secundario aplicando una tensión inferior al primario. Dado que el analizador de redes trifásico CVM no empieza a detectar tensiones hasta los 20 voltios, es conveniente poner transformadores de medida de tensión que aumenten la tensión de cortocircuito, únicamente en este ensayo.

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4.-Práctica con transformador trifásico

C.- Proceder a realizarlas lecturas (de manera manual o automática).

Con ello determinaremos la tensión de cortocircuito, que es la tensión que hay que aplicar al primario, estando el secundario cortocircuitado, para que circule por los devanados la intensidad nominal. D.- Calcularla impedancia de cortocircuito.

De este ensayo obtenemos las pérdidas de potencia en los conductores R1 y R’2, e incluso podemos obtener las reactancias de dispersión Xd.

3.3.Ensayo del transformador trifásico en carga El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para los ensayos con transformador trifásico, se tomará como modelo el siguiente esquema:

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4.- Práctica con transformador trifásico

La lectura de todas las magnitudes del primario la haremos con el analizador de redes trifásico CVM con el número de periférico 35 y las medidas del secundario las haremos con los medidores de corriente alterna DH96AC con los números de periférico 21 (tensión) y 22 (intensidad). B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Proceder a realizarlas lecturas (de manera manual o automática).

Se trata de conectar al secundario de transformador una serie de cargas eléctricas, tomando las lecturas de los aparatos de medida. D.- Contrastar los resultados experimentales con los resultados analíticos.

Ahora se realizarán los cálculos analíticos tomando como modelo el circuito equivalente y se trata de comprobar que los resultados son iguales que las medidas de los ensayos.

3.4.Obtención experimental de los índices horarios En este apartado se realizarán distintas conexiones en los devanados (estrella, triángulo o zigzag) y obtener experimentalmente (con el medidor adecuado) el índice horario de los transformadores. Comprobar analíticamente los resultados experimentales.

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4.-Práctica con transformador trifásico

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (Transformador trifásico Ejemplo.mso) se ha ensayado un trasformador eléctrico trifásico de 3 KVA. 4.1.Ensayo del transformador trifásico en vacío El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Transformador monofásico, con lo que aparecerá la siguiente figura:

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas.

Aquí tendremos tantos ficheros como ensayos realizados a lo largo del tiempo, además del fichero de ejemplo. Si deseamos seleccionar un fichero correspondiente a una práctica determinada, lo haremos a partir de la fecha, que por defecto la pone en el nombre del fichero.

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4.- Práctica con transformador trifásico

C.- Buscaremos mediante la barra deslizante de la parte superior derecha, las lecturas del ensayo en vacío.

Iremos al principio de los datos y buscaremos la aquellos datos en el que la intensidad del secundario sea cero, y las tensiones del primario y secundario sean las nominales.

El vatímetro nos dará la potencia perdida en el transformador, que prácticamente son las pérdidas en el hierro (las pérdidas en el devanado primario en vacío son despreciables). Es conveniente obtener el factor de potencia de vacío y la corriente de vacío, con el fin de construir el circuito equivalente (Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ). D.- Calcular los valores de Resistencia de pérdidas en el hierro RFE y reactancia magnetizante Xµ.

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4.-Práctica con transformador trifásico

4.2.Ensayo del transformador trifásico en cortocircuito A partir de los datos almacenados seleccionados en el ensayo anterior, procederemos como se indica a continuación: A.- Buscaremos mediante la barra deslizante de la parte superior derecha, las lecturas del ensayo en cortocircuito.

En este caso buscaremos la aquellos datos en el que la tensión del secundario sea cero, y las intensidades del primario y del secundario sean las nominales.

B.- Proceder a anotarlas lecturas. C.- Calcularla impedancia de cortocircuito.

De este ensayo obtenemos las pérdidas de potencia en los conductores R1 y R’2, e incluso podemos obtener las reactancias de dispersión Xd. 4.3.Ensayo del transformador trifásico en carga Continuando con el fichero seleccionado en el ensayo procedemos de la siguiente manera: A.- Buscaremos mediante la barra deslizante de la parte superior derecha, las lecturas del ensayo en carga.

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4.- Práctica con transformador trifásico

C.- Procedera anotarlas lecturas. D.- Contrastar los resultados experimentales con los resultados analíticos.

Ahora se realizarán los cálculos analíticos tomando como modelo el circuito equivalente y se trata de comprobar que los resultados son iguales que las medidas de los ensayos. E.- Realizarlos apartados anteriores para varias lecturas de otras cargas eléctricas.

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

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Práctica de funcionamiento del motor de inducción

1. Objetivos 2. Máquina asíncrona o de inducción 2.1. 2.2. 2.3.

Introducción teórica de la máquina asíncrona Diagrama fasorial y diagrama del círculo de la máquina asíncrona Utilización de la máquina asíncrona como alternador

3. Ensayos 3.1. 3.2. 3.3.

Obtención de la variación de velocidad ante variaciones de tensión Obtención de las curvas ante variaciones de potencia (Diagrama del círculo) Acoplamiento de la máquina asíncrona a la red

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 4.1. 4.2. 4.3.

Obtención de la variación de velocidad ante variaciones de tensión Obtención de las curvas ante variaciones de potencia (Diagrama del círculo) Funcionamiento de la máquina como motor y acoplamiento a la red

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

1. Objetivos En esta práctica vamos a analizar el funcionamiento de los motores asíncronos trifásicos (motores de inducción) a partir de las curvas que obtendremos de los ensayos pertinentes. Entre otras, analizaremos: - la variación de la velocidad cuando se modifica la tensión aplicada, - la variación de velocidad ante variaciones de carga, - la variación de la potencia reactiva ante variaciones de carga y - la variación del factor de potencia ante variaciones de carga Además, se hará trabajar al motor eléctrico como alternador para producir energía eléctrica realizando un acoplamiento a la red eléctrica.

2. Máquina asíncrona o de inducción

2.1. Introducción teórica de la máquina asíncrona El motor asíncrono trifásico se fundamenta en el teorema de Ferraris: Al conectar un devanado trifásico a una red trifásica equilibrada de tensiones se establece un campo magnético giratorio de amplitud constante y cuya variación es espacial. La velocidad de variación del campo magnético es igual a la velocidad de sincronismo ns. Esta velocidad de sincronismo se determina a partir de la frecuencia, que es el número de ciclos por segundo. Por tanto, para una máquina de dos polos, un ciclo se produce en cada vuelta por tanto la frecuencia es tambén el número de vueltas por segundo. En el caso de que la máquina tenga 4 polos, un ciclo completo se repite cada media vuelta, por lo que la velocidad será la mitad de la frecuencia. Generalizando esta resultado llegamos a que la velocidad en revoluciones por segundo vale: f p siendo ns(r.p.s): la velocidad síncrona en revoluciones por segundo, f: la frecuencia de la tensión aplicada en Hz y p: el número de pares de polos. (r.p.s.)ns =

Si trabajamos con la unidad más habitual de velocidad, revoluciones por minuto (r.p.m.), deberemos expresarlo como aparece en la siguiente ecuación: f ⋅ 60 p siendo ns: la velocidad síncrona en revoluciones por minuto (r.p.m.), ns =

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

El flujo producido por ese campo magnético llega al inducido y, por la variación flujo de en el tiempo (ley de Faraday y de Lenz), se inducen fuerzas electromotrices en el inducido (es por esto que también se la llama máquina de inducción), según la citada ley: Φ∂ .e.m.F = ∂t Téngase en cuenta que sólamente se generan estas fuerzas electromotrices cuando la velocidad del campo magnético giratorio (velocidad síncrona) es distinta de la velocidad de giro del rotor, dado que el campo magnético que se produce es espacial. Si el rotor gira a la misma velocidad que el campo magnético giratorio, no habrá variación de flujo en el rotor. Es por ello que a esta máquina se la denomina máquina asíncrona, es decir, máquina cuya velocidad de giro es siempre distinta de la de sincronismo. Si el devanado del rotor está cerrado (mediante cortocircuito o resistencias), se establecerán corrientes Ii por sus devanados. Estas corrientes, dentro del campo magnético giratorio de inducción Bexc producen una fuerza magnética que viene dada por la siguiente fórmula.

F = ∫ dl.Ii × Bexc L

Estas fuerzas originan el par que hace que se mueva el rotor hasta alcanzar la velocidad de equilibrio. Una vez visto el fundamento de la máquina asíncrona, hacemos un análisis en régimen permanente, que se realiza a partir de las curvas características. Estas curvas características representan las magnitudes de par, potencia, intensidad, factor de potencia, etc. en función de la velocidad. Estas curvas se obtienen a partir del circuito equivalente del motor asíncrono (en régimen permanente), con los mismos ensayos que en el transformador: vacío y cortocircuito. Véase en la siguiente figura el circuito equivalente.

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

En la siguiente figura tenemos las curvas características de un motor asíncrono trifásico de potencia 10 kW, tensiones 230/400 V, frecuencia 50 Hz y 2 polos (velocidad de sincronismo = 3000 rpm).

2.2. Diagrama fasorial y diagrama del círculo de la máquina asíncrona En este apartado se analizará la máquina a partir del diagrama fasorial de los dos modos de funcionamiento: como motor y como generador. IMPORTANTE: En el análisis de esta máquina se usará la notación de motor. IMPORTANTE: Las diferencias de potencial son tensiones entre fase y neutro. La siguiente figura representa el diagrama fasorial de la máquina funcionando como motor, en el que se puede observar que la intensidad está en retraso respecto a la tensión (absorbe energía reactiva inductiva, necesaria para la producción del flujo magnético).

En el funcionamiento como generador, el ángulo de desfase entre tensión e intensidad es mayor de 90º. En este caso, tambíen la máquina consume energía reactiva inductiva, pues la necesita para la producción del flujo magnético. (La siguiente figura representa el diagrama fasorial de la máquina funcionando como generador).

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

Recordemos ahora, que el lugar geométrico de la intensidad en una máquina síncrona es un círculo, lo que se conoce como diagrama del círculo. Efectivamente, si giramos 90º las figuras anteriores, tendremos dos puntos de funcionamiento de esta máquina. El lugar geométrico completo corresponde al diagrama representado en la siguiente figura.

En los ejes vertical y horizontal tenemos representada la componente activa de la intensidad (I cos ϕ) y la componente reactiva (I sen ϕ). Dado que las potencias activa y reactiva vienen dadas por las fórmulas siguientes: P = 3 Vb I cos ϕ Q = 3 Vb I sen ϕ y la tensión “Vb” (tensión de la red) es constante, los ejes vertical y horizontal representan (a escala diferente) las potencias activa y reactiva, respectivamente. El eje horizontal de potencia nula divide al círculo en dos mitades: en la parte superior (0º < ϕ < 90º, cos ϕ > 0, potencia positiva) la máquina funciona como motor, y en la parte inferior (ϕ > 90º, cos ϕ < 0, potencia negativa), la máquina trabaja como generador. Se ha marcado en el círculo con trazo más grueso los puntos de funcionamiento régimen en permanente.

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

2.3. Utilización de la máquina asíncrona como alternador Esta máquina es utilizada frecuentemente como motor, pero también se usa (aunque en menor medida) en minicentrales hidroeléctricas, funcionando como generador. En el análisis de la máquina utilizaremos la notación de motor, es decir, potencias positivas serán potencias consumidas, y potencias negativas serán potencias generadas. El acoplamiento de la máquina a la red es tan sencillo como conectarlo mediante un interruptor de acoplamiento. Una vez conectado, en el devanado trifásico se produce el campo magnético giratorio (teorema de Ferraris) que realiza el intercambio entre energías eléctrica y mecánica. Para aportar energía se deberá aumentar la velocidad con el motor de arrastre (motor primario o de accionamiento). Las curvas características completas, considerando también la parte de generación, están representadas en la siguiente figura:

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

3. Ensayos 3.1. Obtención de la variación de velocidad ante variaciones de tensión El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base el esquema de la siguiente figura.

Para la lectura de datos con el panel de medidas, se utilizará el analizador de redes trifásico CVM con el número de periférico 35 para medir las magnitudes referentes al motor trifásico y el DH96A con el periférico 22 para medir la velocidad a través del tacogenerador (No se debe olvidar configurar el medidor DH96A-22 para que mida revoluciones por minuto, en vez de tensiones). B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los (no datos es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Motor Asíncrono, con lo que aparecerá la pantalla de la siguiente figura:

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

C.- Conectar el motor a una tensión media (por ejemplo 110 voltios). Una vez alcanzada la velocidad, elevar la tensión hasta su tensión nominal. D.- Proceder a realizar las lecturas y poner como ejes del gráfico la tensión en bornes Vb frente a la velocidad. E.- Ir disminuyendo progresivamente la tensión aplicada con el autotransformador. F.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. G.- En la gráfica tensión – velocidad obsérvese la pequeña variación de velocidad ante variaciones de tensión.

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

3.2. Obtención de las curvas ante variaciones de potencia (Diagrama del círculo) El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base uno de los dos esquemas especificados a continuación. Si la carga mecánica aplicada al motor es un freno, utilizaremos el esquema siguiente:

Para la lectura de datos con el panel de medidas, se utilizará el analizador de redes trifásico CVM con el número de periférico 35 para medir las magnitudes referentes al motor trifásico y el DH96A con el periférico 22 para medir la velocidad a través del tacogenerador. Las variables de la carga mecánica, tensión e intensidad, las medimos mediante los aparatos de corriente continua DH96C, de periféricos 25 y 26 respectivamente. Si la carga mecánica utilizada es una máquina de corriente continua (Dinamo), usaremos el siguiente esquema, donde la conexión es similar al caso anterior, pero ahora utilizamos como aparato para medir la tensión, intensidad y potencia en corriente continua el analizador de redes de corriente continua CVMDC-45 en vez de los dos medidores de continua 25 y 26.

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los datos conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Motor Asíncrono – Freno o el esquema Motor Asíncrono - Dinamo, con lo que aparecerá alguna de las dos pantallas mostradas a continuación.

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

El propio programa calcula la potencia de la carga mecánica, así como el par a partir de la potencia y la velocidad del tacogenerador. C.- Poner la carga mecánica en su valor mínimo y conectar el motor a su tensión nominal. D.- Proceder a realizar las lecturas poniendo como ejes del gráfico la velocidad frente a la potencia del freno Pf (o potencia consumida en continua Pcc). E.- Ir aumentando progresivamente la carga hasta que el motor consuma su potencia nominal. F.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. G.- Observar en la gráfica de velocidad ante variaciones de potencia que prácticamente es una recta horizontal donde apenas se produce variación de velocidad cuando se modifica la carga mecánica. H.- Representar la el factor de potencia frente a la potencia del freno. Observe que el factor de potencia es bajo en vacío y va mejorando a medida que aumenta la carga. I.- Representar la potencia activa frente a la potencia reactiva. Observe que la forma de la curva es un arco de una circunferencia. Este arco forma parte del diagrama del círculo de un motor asíncrono.

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

3.3. Acoplamiento de la máquina asíncrona a la red En este momento, con el mismo esquema anterior conectado, es posible realizar el acoplamiento de la máquina asíncrona a la red. Si hacemos girar al motor por encima de la velocidad de sincronismo, éste aportará energía a la red pasando, sin ninguna discontinuidad, a funcionar como alternador. A.- Realización del montaje eléctrico, que es como el anterior, donde la máquina asíncrona trabajará como alternador y la dinamos como motor de arrastre o motor primario.

B.- Realizar el acoplamiento de la máquina de inducción a la red, cuyo procedimiento es el siguiente:

1. Comprobar que el motor primario y la máquina de inducción giran en el mismo sentido. Para ello se conecta el motor primario y se observa el sentido de giro. A continuación se desconecta este motor y se conecta la máquina asíncrona, comprobando que su sentido de giro coincide con el del motor primario. 2. Mediante el motor de arrastre, hacer girar a la máquina de inducción a una velocidad ligeramente superior a la velocidad síncrona. (Observar que no se genera tensión). 3. Conectar el interruptor de acoplamiento (en este instante se establece el campo magnético giratorio). 4. Aumentar la velocidad del motor primario (observar en los aparatos de medida el aumento de la potencia activa producida). C.- Proceder a realizar las lecturas mediante el control correspondiente.

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

D.- Ir aumentando progresivamente la velocidad del motor primario y observar que aumenta la potencia generada. E.- Ir disminuyendo progresivamente la velocidad del motor primario y observar que disminuye la potencia generada. F.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. G.- Representar la potencia activa frente a la potencia reactiva. Observe que la forma de la curva es un arco de una circunferencia. Este arco también forma parte del diagrama del círculo de un motor asíncrono. H.- Representar la el factor de potencia frente a la potencia de la carga. Observe que el factor de potencia es bajo en vacío y va mejorando a medida que aumenta la carga. I.- Representar la potencia consumida por la máquina y el par frente a la velocidad. Estas curvas forman parte de las curvas características, en los puntos normales de funcionamiento. J.- Representar la intensidad consumida por la máquina frente a la velocidad.

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual)

4.1. Obtención de la variación de velocidad ante variaciones de tensión Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (Motor Asíncrono Ejemplo.mso) se han tomado lectura a un motor trifásico. El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Motor Asíncrono, con lo que aparecerá la siguiente figura:

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas.

Aquí tendremos tantos ficheros como ensayos realizados a lo largo del tiempo, además del fichero de ejemplo. Si deseamos seleccionar un fichero correspondiente a una práctica determinada, lo haremos a partir de la fecha, que por defecto la pone en el nombre del fichero.

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

C.- Fijar como ejes del gráfico la tensión en bornes Vb frente a la velocidad. D.- Mover la barra deslizante a lo largo de toda su recorrido con el fin de presentar los datos en el gráfico. E.- En la gráfica tensión – velocidad obsérvese la pequeña variación de velocidad ante variaciones de velocidad.

4.2. Obtención de las curvas ante variaciones de potencia (Diagrama del círculo) Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (Motor Asíncrono – Freno Ejemplo.mso) se han tomado lectura a un motor trifásico con freno de potencia nominal de 1 CV. El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Motor Asíncrono - Freno, con lo que aparecerá la siguiente figura:

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas.

C.- Fijar como ejes del gráfico la velocidad frente a la potencia de frenado Pf. D.- Mover la barra deslizante a lo largo de toda su recorrido con el fin de presentar los datos en el gráfico. E.- Observar en la gráfica de velocidad ante variaciones de potencia que prácticamente es una recta horizontal donde apenas se produce variación de velocidad cuando se modifica la carga mecánica. F.- Representar la el factor de potencia frente a la potencia del freno. Observe que el factor de potencia es bajo en vacío y va mejorando a medida que aumenta la carga. G.- Representar la potencia activa frente a la potencia reactiva. Observe que la forma de la curva es un arco de una circunferencia. Este arco forma parte del diagrama del círculo de un motor asíncrono.

4.3. Funcionamiento de la máquina como motor y acoplamiento a la red En el ensayo ejemplo (Motor Asíncrono – Dinamo Ejemplo.mso) se han tomado lectura a un motor trifásico de potencia nominal de 3 kW, 380/660 V y 50 Hz. El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Motor Asíncrono – Dinamo, con lo que aparecerá la siguiente figura:

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5.- Práctica de funcionamiento del motor de inducción

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas.

Aquí tendremos tantos ficheros como ensayos realizados a lo largo del tiempo, además del fichero de ejemplo. Si deseamos seleccionar un fichero correspondiente a una práctica determinada, lo haremos a partir de la fecha, que por defecto la pone en el nombre del fichero.

C.- Fijar como ejes del gráfico la potencia activa frente a la potencia reactiva. D.- Mover la barra deslizante a lo largo de toda su recorrido con el fin de presentar los datos en el gráfico.

Observe que al principio la potencia es positiva (funcionamiento como motor) y después la potencia es negativa (funcionamiento como generador).

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5.-Práctica de funcionamiento del motor de inducción

E.- Representar la potencia activa frente a la potencia reactiva. Observe que la forma de la curva es un arco de una circunferencia. Este arco también forma parte del diagrama del círculo de un motor asíncrono. F.- Representar la el factor de potencia frente a la potencia de la carga. Observe que el factor de potencia es bajo en vacío y va mejorando a medida que aumenta la carga.

G.- Representar la potencia consumida por la máquina y el par frente a la velocidad. Estas curvas forman parte de las curvas características, en los puntos normales de funcionamiento.

H.- Representar la intensidad consumida por la máquina frente a la velocidad.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

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Prácticas de arranques y variación

de velocidad de los motores de inducción

1. Objetivos 2. Arranque de los motores asíncronos trifásicos 2.1. Introducción a los arranques 2.2. Arranque directo 2.3. Arranque estrella - triángulo 2.4. Arranque con autotransformador 2.5. Arranque por inserción de resistencias estatóricas 2.6. Arrancador electrónico 3. Variación de velocidad del motor de inducción 3.1. Motor Dahlander 3.2. Convertidor de frecuencia 4. Ensayos 4.1. Arranque de motores 4.2. Variación de velocidad

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

1. Objetivos En esta práctica vamos a analizar el funcionamiento de los motores asíncronos trifásicos (motores de inducción) en el arranque y en carga. Realizaremos los distintos tipos de arranque de la máquina. Otro aspecto que analizaremos será su comportamiento ante aplicaciones de variación de velocidad.

2. Arranque de los motores asíncronos trifásicos 2.1. Introducción a los arranques En el arranque de un motor eléctrico podemos observar que se produce una punta de arranque del orden de varias veces la intensidad nominal debido a las inercias mecánicas que el motor debe vencer. Esta sobreintensidad, que depende de la potencia del motor, puede ser peligrosa, pudiendo destruir el aislante de los devanados del motor y producir, por tanto cortocircuitos. Vamos a analizar las curvas características de un motor asíncrono (véase la figura siguiente ). Se han representado las curvas correspondientes a un motor asíncrono trifásico de 2 polos (velocidad de sincronismo de 3000 revoluciones por minuto), de 10 KW de potencia nominal y 400 V de tensión. Se han representado las variables par motor, intensidad y potencia absorbida en función de la velocidad de giro.

A la vista de la figura se observa que la intensidad es máxima cuando la velocidad es igual a cero, es decir, en el momento de arranque, y que este máximo (78,35 amperios) es varias veces la intensidad nominal (unos 17 amperios). La velocidad nominal está próxima a la de sincronismo, donde tanto los valores de potencia, intensidad y par motor son muy inferiores a sus valores máximos.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

El objetivo de los distintos métodos de arranque va a ser disminuir esa sobreintensidad producida en el arranque. La reglamentación eléctrica también nos impone limitar esa corriente. Generalmente, los dispositivos de arranque van a disminuir la intensidad de arranque disminuyendo la tensión aplicada en los primeros momentos de puesta en marcha del motor, hasta que alcance su velocidad nominal. La siguiente figura presenta las curvas carácterísticas a una tensión inferior (220 voltios). Observamos que la intensidad de arranque disminuye en la misma razón de disminución de la tensión. Con esto ya conseguimos el objetivo propuesto, pero debemos tener en cuenta que no podemos disminuir la tensión indefinidamente, dado que también se disminuye el par motor (y de forma cuadrática), y podría suceder que el motor no arrancara.

Los tipos de arranque que vamos a analizar son los siguientes: a) Arranque directo b) Arranque estrella - triángulo c) Arranque con autotransformador d) Arranque por inserción de resistencias estatóricas e) Arrancador electrónico

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

2.2. Arranque directo Este montaje consiste en la conexión del motor directamente a la tensión de red. Sólo se permite esta conexión para motores de potencia inferior a 0.75 KW. Todos estos montajes se realizan mediante contactores, que serán los dispositivos encargados de establecer e interrumpir la conexión del motor. El contactor se acciona de forma no manual, pudiendo ser gobernado eléctricamente, por aire comprimido (neumáticamente), etc. Los contactores usados para la práctica serán electromagnéticos. De esta manera vamos a separar la parte de conexión del motor (circuito de potencia o de fuerza, de gran consumo), de la parte de gobierno de los contactores (circuitos de maniobra o de mando, de poco consumo). La representación del montaje se realiza también en dos esquemas, uno de potencia y otro de mando. La figura de la derecha representa el esquema de potencia del arranque directo de un motor asíncrono trifásico. El esquema tiene en su parte superior la alimentación eléctrica, formada por tres líneas horizontales L1, L2 y L3. El contactor es el elemento señalado con las letras KM1. Debajo del contactor tenemos el relé térmico (F1), que es el elemento de protección del motor. Una vez que disponemos de tensión en la red trifásica L1, L2 y L3 conectaremos el motor a la red mediante el contactor (cuando su bobina esté conectada a su tensión nominal).

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

adjunta En la figura está representado el circuito de mando (conexión y desconexión del contactor). En este circuito, la alimentación está representada por dos líneas horizontales, pero en este caso una en la parte superior y otra en la parte inferior. Las normas eléctricas establecen que, por seguridad, esta tensión no debe ser superior a 110 V, pudiendo ser continua o alterna. El control de la bobina de alimentación del contactor (y por tanto, del motor) se realiza con dos pulsadores, uno para su conexión (S1), y otro para su desconexión (S0). Si pulsamos S1, cerramos el circuito, con lo que a la bobina KM1 se pone a la tensión de 110 V. Actúa sobre sus contactos (cierra los contactos abiertos y abre los contactos cerrados), con lo que el motor se pone en marcha. También cierra su contacto auxiliar 13-14, que alimenta su propia bobina. Este contacto tiene la misión de mantener la alimentación de su propia bobina por lo que se denomina contacto de realimentación. Accionando el pulsador S0 desconectamos la bobina, se desconecta el motor, y se abre el contacto de realimentación. Una vez que dejamos de pulsar S0, el motor permanece desconectado. En caso de sobreintensidad, lo detectará el relé térmico F1 conectado en el circuito de potencia, pero actuarán sus contactos auxiliares (95-96 y 97-98) desconectando la bobina del contactor y conectando la lámpara de señalización H1 de indicación de sobreintensidad. Esta práctica la realizaremos para ver la intensidad de arranque con conexión directa, por lo que deberemos de poner un amperímetro en la línea de alimentación del motor. IMPORTANTE: Según la norma vigente, la red de alimentación trifásica se representa con las letras L1, L2 y L3. Antiguamente se representaba mediante R, S y T. Para la representación de planos utilizaremos exclusivamente la norma actual.

2.3. Arranque estrella - triángulo Este método consiste en arrancar el motor a una tensión inferior a la nominal cambiando la conexión de sus devanados. Sabemos que la relación de tensiones por fase entre un montaje en estrella y un montaje en triángulo es de 3 , por lo que conectamos

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

el motor en estrella durante los primeros momentos del arranque, hasta que alcance su velocidad nominal. De esta forma el bobinado recibe, en el arranque, una tensión 3 veces menor y, como consecuencia, la intensidad que absorbe cada fase del motor en el momento de arranque también será 3 veces menor. La relación de intensidades de arranque de montaje triángulo línea entre el y el de estrella es de 3 veces, dado que en triángulo la intensidad de línea es 3 veces la intensidad de fase 3 = 3 ⋅ 3 .

(

)

La figura anterior representa el circuito de potencia de la conexión estrella triángulo. En el caso de que se conecten los contactores KM1 y KM2 el motor se conecta en estrella y cada devanado del motor estará a 230 voltios. Si después conectamos KM1 y KM3, el motor se conecta en triángulo, con lo que esta vez cada devanado tendrá 400 voltios.

Como en el caso de arranque directo, el circuito de potencia dispone de un relé térmico F1 para la protección del motor. La conexión interna del devanado trifásico del motor representada está en la figura de la derecha, donde tenemos los tres principios de los devanados (U1, V1 y W1) y sus respectivos finales (U2, V2 y W2).

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

IMPORTANTE: Según la norma vigente, las bornas de los motores se representa con las letras U1, V1 y W1 los principios y U2, V2 y W2 los finales . Antiguamente se representaba mediante U, V y W (principios) y X, Y y Z (finales) . Para la representación de planos utilizaremos exclusivamente la norma actual. La puesta en marcha se efectúa por medio de dos pulsadores, como en el caso anterior, uno para la conexión y otro para la desconexión. (Ver circuito de mando en la figura siguiente).

El paso de conexión de estrella a triángulo lo realizará el relé temporizado a la conexión KA1 (cambian sus contactos después de un tiempo de estar conectado). El ciclo de funcionamiento es el siguiente: se acciona el pulsador de puesta en marcha S1. Conecta el contactor estrella KM2 y el temporizador KA1. El contactor estrella KM2 conecta el contactor de línea KM1, con lo que el motor arranca en estrella. Una vez que dejamos de accionar ese pulsador, estas bobinas quedan alimentadas por el contacto de realimentación 13-14 de KM1. Al cabo de un tiempo el temporizador actúa desconectando el contactor estrella KM2, conectando el contactor triángulo KM3 y el temporizador se desconecta, finalizando el ciclo de puesta en marcha. Accionando el pulsador de parada S0 se desconecta la bobina, parándose el motor. En caso de sobrecarga, actúa el relé térmico F1, desconectando todas las bobinas, y parándose el motor. La lámpara H1 nos señaliza este defecto.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

2.4. Arranque con autotransformador Otro de los métodos para disminuir la tensión de alimentación en los primeros momentos del arranque es utilizando un autotransformador con varias tomas. Aplicaremos tensión reducida en el arranque y mediante el automatismo iremos aumentando la tensión aplicada al motor hasta su tensión nominal. Este método se emplea para aquellos motores de elevada potencia y con rotor en cortocircuito. La figura lateral representa el esquema de potencia de un circuito de arranque (de tres pasos) de un motor de inducción. El funcionamiento es el siguiente. Primeramente se conecta el contactor de línea KM1. En este momento tenemos insertada una impedancia (la del autotransformador) en serie con el motor, con lo que la tensión será inferior a la nominal. Al cabo de un tiempo (mediante un temporizador), entrará a funcionar el contactor KM3 que cierra los finales del autotransformador. La tensión aplicada vendrá determinada por la relación de transformación. Después se conecta KM2 (desconectándose KM3) con lo que el motor queda alimentado a su tensión nominal. El circuito de mando está representado en la figura siguiente. Deberemos asegurar que el tiempo establecido por el temporizador KA2 sea superior al del temporizador KA3.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

2.5. Arranque por inserción de resistencias estatóricas Este es otro método para reducir la tensión aplicada al motor. Consiste en intercalar entre la red y el motor unos grupos de resistencias en serie. En estas resistencias se producirá una caída de tensión por lo que la diferencia de potencial entre terminales del motor será inferior a la nominal. En la proporción en que se reduzca la tensión, se reducirá la intensidad; de esta forma se consigue, a costa de una pérdida elevada de potencia y par, arrancar el motor con una punta de corriente pequeña. Es un sistema poco utilizado y sólo se emplea en casos de emergencia. A la derecha tenemos el esquema de potencia de este montaje, que tiene prácticamente los mismos elementos del esquema excepto anterior, el que autotransformador en este caso se ha sustituido por resistencias. En la figura siguiente tenemos representado el esquema de mando, con dos temporizadores, pues este arranque se produce en tres secuencias: Primero entra KM1, después KM1 y KM2, y en el tercer paso KM1, KM2 y KM3. Una vez terminado el arranque, se desconectan los temporizadores.

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2.6. Arrancador electrónico En los últimos años, la electrónica de potencia está sustituyendo a los elementos electromecánicos utilizados para interrumpir y establecer corrientes eléctricas. El arrancador suave consta de semiconductores de potencia que controlan la tensión aplicada al motor. Habitualmente imponen una rampa de tensión ascendente en una fase de alimentación durante el periodo de arranque. Cuando se alcanza la tensión nominal, un relé conecta directamente el motor con la línea de alimentación. El arrancador electrónico permite el arranque progresivo del motor, ajustando el par de arranque y el tiempo de aceleración. Este sistema de arranque se utiliza para motores de pequeña y mediana potencia, normalmente inferior a 40 KW. Entre las ventajas de esto tipo de arranque destacan las siguientes: - Instalación simple. - Arranque suave y progresivo (sin sacudidas). - Gran duración del equipo de arranque. No hay elementos móviles. - Control de las intensidades de arranque con ausencia de puntas e incidencia sobre la pérdida de tensión de la red. - Posibilidad de controlar el par y tiempo de arranque del motor. - Prácticamente no hay limitación en el numero de arranques.

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3. Variación de velocidad del motor de inducción Hasta hace pocos años, cuando se precisaba variar la velocidad, siempre se por un motor de corriente continua, dada su gran facilidad para la regulación de optaba la misma. En el caso de los motores de corriente alterna, apenas varían la velocidad cuando modificamos la tensión de aplicación. (Esto lo comprobaremos experimentalmente en el desarrollo de la práctica). La velocidad de funcionamiento va a estar próxima a la velocidad de sincronismo (nunca llegará a esta velocidad), que viene dada por la siguiente fórmula: f × 60 p expresada donde: ns = la velocidad viene en revoluciones por minuto. f = frecuencia (en Hz). p = número de pares de polos. ns =

Si queremos variar la velocidad, podemos hacerlo de dos maneras distintas: modificando el número de polos y variando la frecuencia (con los denominados convertidores de frecuencia). Vemos a continuación cada una de estas dos posibilidades.

3.1. Motor Dahlander

El motor que varía la velocidad cambiando el número de polos, es el motor Dahlander. En estos motores, únicamente podemos hacer funcionar el motor a dos velocidades distintas (una doble de la otra), por lo que podemos decir que es una variación discreta de la velocidad, con aplicación en máquinas con dos velocidades de funcionamiento: lenta y rápida. Piénsese, por ejemplo en el control de un ascensor o de un puente grúa, donde se requiere velocidad lenta en los momentos antes de llegar al final de su recorrido y velocidad rápida en el resto.

Este motor consta de un devanado trifásico con una toma media en cada devanado y conectado en triángulo, como indica la figura adjunta. Obsérvese que, por estar conectado interiormente en triángulo tiene también seis terminales, como un motor de inducción normal.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

Si conectamos la alimentación en los vértices del triángulo, lo que se denomina conexión triángulo, conseguimos la velocidad lenta (número de polos mayor). Si conectamos en las tomas medias y cerramos en estrella los vértices, lo que se denomina conexión en doble estrella, el motor gira en velocidad rápida. En conexión triángulo, el número de polos es doble que el de la conexión doble estrella. Estas conexiones están ilustradas en la siguiente figura.

La siguiente figura representa el circuito de potencia de la conexión de un motor Dahlander.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

En el esquema de mando, en la siguiente figura, vemos que tenemos un pulsador parada de (S0) y dos pulsadores, uno para marcha lenta (S1), y otro para la marcha rápida (S2).

3.2. Convertidor de frecuencia En aquellas aplicaciones donde se requiere una variación continua de la velocidad, se recurre modernamente al variador de frecuencia. Por la fórmula de la velocidad expuesta anteriormente n f × 60 s = p vemos que la velocidad es directamente proporcional a la frecuencia. Si conseguimos una variación continua de la frecuencia, habremos obtenido una variación continua de la velocidad. Esto se consigue con un convertidor de frecuencia, que está formado por un rectificador trifásico de corrientes alternas trifásicas a corriente continua y un ondulador, que es un convertidor estático que transforma corriente continua en corriente alterna, con posibilidad de variar la tensión y la frecuencia. Para variar la velocidad, en estos motores, es necesario variar la frecuencia y la tensión de alimentación, función que realiza el ondulador.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

Estos dispositivos llevan incorporada además de la función principal de variación de frecuencia, otras como las siguientes: - Frenado dinámico. - Frenado por corriente continua (circulación de corriente continua por el devanado del motor). - Posibilidad de dos sentidos de giro (inversión). - Rampa de aceleración y deceleración. - Sistemas de protección contra sobrecargas, sobretensiones y contra baja tensión. - Integración a un sistema automático de control. A continuación se representa el esquema de potencia (el circuito de mando es el mismo que el de un arranque directo) de la conexión de un variador de frecuencia:

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

4. Ensayos 4.1. Arranque de motores Conectar un motor asíncrono y realizar un arranque directo, tomando la intensidad de arranque. Realizar la operación anterior para varias cargas. Elegir otro tipo de arranque y medir igualmente la intensidad de arranque para varias cargas, como en el caso anterior. 4.2. Variación de velocidad A partir de la conexión directa de un motor de inducción, obtener la curva tensión velocidad para observar la variación de velocidad de estos motores ante variaciones de tensión. Realizar el montaje para un motor Dahlander. Conectar el variador de frecuencia y comprobar las distintas funciones del mismo: variación de velocidad, arranque suave, control por potenciómetro, etc.

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6.-Prácticas de arranques y variación de velocidad de los motores de inducción

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

7

Práctica de motores de cc

1.

Objetivos

2.

Introducción teórica 2.1.

Motores de corriente continua

2.2.

Tipos de excitaciones en la máquina de corriente continua

2.3.

Velocidad en motores de corriente continua

Ensayos

3.

3.1. Variación de velocidad del motor de corriente continua con la tensión aplicada y con el flujo 3.2.

Variación de velocidad del motor de c.c. independiente con la carga

3.3.

Variación de velocidad del motor de c.c. shunt con la carga

3.4.

Variación de velocidad del motor de c.c. serie con la carga

Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual)

4.

4.1. Variación de velocidad del motor de corriente continua con la tensión aplicada y con el flujo 4.2.

Variación de velocidad del motor de c.c. independiente con la carga

4.3.

Variación de velocidad del motor de c.c. shunt con la carga

4.4.

Variación de velocidad del motor de c.c. serie con la carga

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

1. Objetivos En esta práctica vamos a analizar las formas de variar la velocidad en los motores de corriente continua. En este tipo de máquinas tenemos dos formas de variar la velocidad como son el modificar la tensión en bornes y la intensidad de excitación. La variación de velocidad tradicionalmente venía realizándose con los motores de corriente continua. Actualmente, con los variadores de frecuencia, es posible variar también de manera sencilla la velocidad en los motores de corriente alterna. En esta práctica se obtendrán las curvas de variación de velocidad ante variaciones de tensión, intensidad de excitación y carga aplicada.

2. Introducción teórica

2.1. Motores de corriente continua Las máquinas de corriente continua (motores y generadores o dinamos), al igual que el resto de máquinas eléctricas, disponen de dos partes claramente diferenciadas: el inductor y el inducido. El inductor va a ser el encargado de producir el flujo magnético necesario que va a recorrer el circuito magnético uniendo magnéticamente el estator y el rotor y también el inductor con el inducido. En el inducido se van a producir las fuerzas contralectromotrices que van a dar origen a intensidades en el inducido y a pares que producen el movimiento de la máquina. La siguiente figura representa un esquema de la máquina, donde tenemos el inducido, señalado por las letras A-B y el inductor, señalado por J-K.

En el esquema representado, el inductor y el inducido están separados eléctricamente por lo que se trata de una máquinas que se denomina de excitación independiente.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

El fundamento de está máquina es el siguiente. Al aplicar una tensión al inductor se establece una intensidad de excitación Iexc que recorre el devanado del inductor, según la ley de Ampere.

∫ H dl. = Iexc.Nexc Esta corriente produce un flujo magnético que recorre todo el circuito magnético, que une inductor con inducido. Sobre el inducido se aplica una tensión Vb por una fuente cuya energía eléctrica se va a transformar en energía mecánica. Esta tensión Vb va a dar origen a una intensidad por el devanado del inducido (Ii). Pues bien, esta intensidad del inducido Ii sobre el la inducción magnética Bexc producida por la intensidad de excitación Iexc va a dar origen a unas fuerzas que provocarán el movimiento del rotor, según la siguiente fórmula de Lorentz.

F = ∫ Ii . dl × Bexc L

2.2. Tipos de excitaciones en la máquina de corriente continua Dependiendo de la forma constructiva del devanado inductor tenemos distintos tipos de máquinas.

a) Excitación independiente El esquema explicado anteriormente corresponde a una excitación independiente, dado que el inductor no está unido eléctricamente con el inducido. La tensión aplicada al inductor suelen ser del mismo orden que la aplicada al inducido, por lo que la resistencia que debe presentar el devanado del inductor debe ser elevada (muchas espiras y de pequeña sección). La siguiente figura muestra de nuevo este esquema.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

b) Excitación derivación En este tipo de máquinas, el inductor y el inducido están conectados eléctricamente, por lo que el inductor toma la energía del mismo punto que la toma el inducido por lo que en este caso se habla de máquina autoexcitada. Todas las máquinas que veremos a continuación serán máquinas autoexcitadas. El la máquina con excitación derivación, el inductor se conecta en paralelo con según muestra el esquema de la figura, por lo que la tensión del inductor inducido, el será del mismo orden que la del inducido (la tensión no es exactamente igual debido a la resistencia conectada en serie con el fin de variar la intensidad de excitación). Exáctamente igual que en el caso de excitación independiente, se requiere que el devanado presente elevada resistencia, por lo que estará formado por muchas espiras de pequeña sección.

c) Excitación serie En este tipo de máquinas, el inductor y el inducido están conectados prácticamente en serie, por lo que la intensidad del inductor es del mismo orden que la del inducido (excepto por la resistencia conectada en paralelo con el fin de variar la intensidad de excitación). Véase la siguiente figura.

En este esquema, dado que la caida de tensión en el devanado inductor debe ser pequeña, éste estará formado por muy pocas espiras de elevada sección.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

d) Excitación compuesta En aquellas máquinas donde tenemos los dos tipos de excitaciones explicados anteriormente podemos realizar una combinación de ellas con el fin de mejorar las ventajas. Vamos a tener dos maneras de conectar las dos excitaciones, dependiendo que el devanado derivación esté junto al inducido, lo que se denomina excitación compuesta (compound) corta, y si el devadado derivación está alejado del inducido se le llama excitación compuesta (compound) larga. La siguiente figura representa una máquina con excitación compuesta corta (compound corta).

La siguiente figura representa una máquina con excitación compuesta larga (compound larga).

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

2.3. Velocidad en motores de corriente continua En los motores de corriente continua, la fuerza contraelectromotriz (f.c.e.m.) viene dada por la siguiente fórmula: .c.e.m.F = E´ = φ n.N. × p 60 a siendo: φ = Flujo total por polo (Weber). N = Número de conductores. n = Velocidad del rotor en revoluciones por minuto (r.p.m.). p = Pares de polos. a = Pares de circuitos paralelos.

La expresión de la Fuerza contralectromotriz E’, es aproximadamente igual a la tensión aplicada Vb ya que E’ viene dada (observe el esquema de la figura anterior) como: siendo: Ii.Ri-bVE´ = ≅ Vb Vb = Tensión en bornas aplicada al motor. Ri = Resistencia del devanado de inducido. De estas dos ecuaciones: φ n.N. p × 60 a Ii.Ri-bVE´ = ≅ Vb

.c.e.m.F = E´ =

despejamos la velocidad n, y consideramos constante el número de conductores, el número de polos y el número de circuitos en paralelo, por lo que obtenemos que la velocidad n viene expresada como: Vb n ≅k φ Esta fórmula nos indica que es posible variar la velocidad de un motor de corriente continua de dos maneras diferentes: Variando su tensión aplicada Vb y variando el flujo, es decir, la intensidad de excitación Iexc.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

3. Ensayos

3.1. Variación de velocidad del motor de corriente continua con la tensión aplicada y con el flujo El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base el esquema de la siguiente figura (excitación independiente).

Las medidas del inducido (tensión, intensidad, potencia y energía) las realizamos todas ellas con el analizador de redes de corriente continua CVMDC señalado con el número de periférico 45. La medida de velocidad la hacemos mediante el medidor digital de corriente alterna configurado como voltímetro DH96AC con número de periférico 22, en el que hemos cambiado la escala para poder medir revoluciones por minuto en vez de voltios. La medida de la intensidad de excitación la realizamos mediante el medidor digital de corriente continua configurado como amperímetro DH96DC con número de periférico 26.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los (no datos es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Motor de cc independiente, con lo que aparecerá la pantalla de la siguiente figura:

C.- Conectar el motor en vacío. D.- Proceder a realizar las lecturas y poner como ejes del gráfico la velocidad frente a la tensión en bornas Vb. E.- Ir disminuyendo progresivamente la tensión aplicada. F.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. G.- Observar en el gráfico la proporcionalidad entre la tensión aplicada y la velocidad. H.- Limpiar el gráfico con el control correspondiente. I.- Proceder a realizar las lecturas y poner como ejes del gráfico la velocidad frente a la intensidad de excitación Iexc. J.- Ir variando progresivamente la intensidad de excitación. K.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. L.- Observar en el gráfico la relación entre la velocidad y la intensidad de excitación.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

3.2. Variación de velocidad del motor de c.c. independiente con la carga El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base el esquema de la siguiente figura (excitación independiente).

Las medidas del inducido (tensión, intensidad, potencia y energía) las realizamos todas ellas con el analizador de redes de corriente continua CVMDC señalado con el número de periférico 45. La medida de velocidad la hacemos mediante el medidor digital de corriente alterna configurado como voltímetro DH96AC con número de periférico 22, en el que hemos cambiado la escala para poder medir revoluciones por minuto en vez de voltios. La medida de la intensidad de excitación la realizamos mediante el medidor digital de corriente continua configurado como amperímetro DH96DC con número de periférico 26.

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los (no datos es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Motor de cc independiente, con lo que aparecerá la pantalla de la siguiente figura:

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

C.- Conectar el motor a la red acoplándole una carga mecánica (p.ej. una dinamo). D.- Aplicar al motor su tensión nominal y una intensidad de excitación próxima a su valor nominal.. E.- Proceder a realizar las lecturas y poner como ejes del gráfico la velocidad frente a la Intensidad del Inducido Ii. F.- Ir variando progresivamente la carga mecánica. G.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. H.- Observar en el gráfico la relación entre la velocidad y la potencia.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

3.3. Variación de velocidad del motor de c.c. shunt con la carga El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base el esquema de la siguiente figura (excitación shunt o derivación).

Las medidas de la línea (tensión, intensidad, potencia y energía) las realizamos todas ellas con el analizador de redes de corriente continua CVMDC señalado con el número de periférico 45. La medida de velocidad la hacemos mediante el medidor digital de corriente alterna configurado como voltímetro DH96AC con número de periférico 22, en el que hemos cambiado la escala para poder medir revoluciones por minuto en vez de voltios. La medida de la intensidad de excitación la realizamos mediante el medidor digital de corriente continua configurado como amperímetro DH96DC con número de periférico 26.

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los (no datos es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Motor de cc shunt, con lo que aparecerá la pantalla de la siguiente figura:

C.- Conectar el motor a la red acoplándole una carga mecánica (p.ej. una dinamo). D.- Aplicar al motor su tensión nominal y una intensidad de excitación próxima a su valor nominal.. E.- Proceder a realizar las lecturas y poner como ejes del gráfico la velocidad frente a la Intensidad del Inducido Ii. F.- Ir variando progresivamente la carga mecánica. G.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. H.- Observar en el gráfico la relación entre la velocidad y la potencia.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

3.4. Variación de velocidad del motor de c.c. serie con la carga El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

Para la ejecución de este ensayo utilizaremos como base el esquema de la siguiente figura (excitación serie).

Las medidas del inducido (tensión, intensidad, potencia y energía) las realizamos todas ellas con el analizador de redes de corriente continua CVMDC señalado con el número de periférico 45. La medida de velocidad la hacemos mediante el medidor digital de corriente alterna configurado como voltímetro DH96AC con número de periférico 22, en el que hemos cambiado la escala para poder medir revoluciones por minuto en vez de voltios.

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas.

Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los datos (no es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Motor de cc serie, con lo que aparecerá la pantalla de la siguiente figura:

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

C.- Conectar el motor a la red acoplándole una carga mecánica (p.ej. una dinamo). D.- Aplicar al motor su tensión nominal y una intensidad de excitación próxima a su valor nominal.. E.- Proceder a realizar las lecturas y poner como ejes del gráfico la velocidad frente a la Intensidad del Inducido Ii. F.- Ir variando progresivamente la carga mecánica. G.- Dejar de adquirir las lecturas de los aparatos de medida. H.- Observar en el gráfico la relación entre la velocidad y la potencia.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual)

4.1. Variación de velocidad del motor de corriente continua con la tensión aplicada y con el flujo Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (ficheros Motor de cc independiente Curva n-Vb Iexcte.mso y Motor de cc independiente Curva nIexc Vcte.mso) se han tomado lectura a un motor de continua con excitación independiente a los que se ha realizado un ensayo de variación de velocidad con la tensión manteniendo el flujo constante y un ensayo de variación de velocidad con el flujo manteniendo la tensión aplicada constante. El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Motor de cc independiente, con lo que aparecerá la siguiente figura:

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas. Seleccionaremos en primer lugar el fichero Motor de cc independiente Curva n-Vb Iexcte.mso.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

Aquí tendremos tantos ficheros como ensayos realizados a lo largo del tiempo, además del fichero de ejemplo. Si deseamos seleccionar un fichero correspondiente a una práctica determinada, lo haremos a partir de la fecha, que por defecto la pone en el nombre del fichero.

C.- Fijar como ejes del gráfico la velocidad frente a la tensión en bornes Vb. D.- Mover la barra deslizante desde el principio hasta el final. E.- Observar en el gráfico la proporcionalidad entre la tensión aplicada y la velocidad. F.- Limpiar el gráfico con el control correspondiente.

G.- Seleccionaremos el Motor de cc independiente Curva n-Iexc Vcte.mso. H.- Poner como ejes del gráfico la velocidad frente a la intensidad de excitación Iexc. I.- Mover la barra deslizante desde el principio hasta el final. J.- Observar en el gráfico la relación entre la velocidad y la intensidad de excitación. K.- Limpiar el gráfico con el control correspondiente.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

4.2. Variación de velocidad del motor de c.c. independiente con la carga Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (fichero Motor de cc independiente Curva n-Ii 1.mso) se han tomado lectura a un motor de continua con excitación independiente al que se ha realizado un ensayo de variación de carga mecánica manteniendo constante la tensión y el flujo. El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Motor de cc independiente, con lo que aparecerá la siguiente figura:

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas. Seleccionaremos el fichero Motor de cc independiente Curva n-Ii 1.mso.

Aquí tendremos tantos ficheros como ensayos realizados a lo largo del tiempo, además del fichero de ejemplo. Si deseamos seleccionar un fichero correspondiente a una práctica determinada, lo haremos a partir de la fecha, que por defecto la pone en el nombre del fichero.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

C.- Fijar como ejes del gráfico la velocidad frente a la Intensidad del inducido. D.- Mover la barra deslizante desde el principio hasta el final. E.- Observar en el gráfico las tres curvas tomadas para tres tensiones diferentes. .

F.- Modificar la variable del eje Y poniendo el par. G.- Observar en el gráfico las tres curvas tomadas para tres tensiones diferentes. H.- Limpiar el gráfico con el control correspondiente.

4.3. Variación de velocidad del motor de c.c. shunt con la carga Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (fichero Motor de cc shunt Curva n-Ii 1.mso) se han tomado lectura a un motor de continua con excitación shunt al que se ha realizado un ensayo de variación de carga mecánica manteniendo constante la tensión y el flujo.

El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Motor de cc shunt, con lo que aparecerá la siguiente figura:

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas. Seleccionamos el fichero Motor de cc shunt Curva n-Ii 1.mso.

C.- Fijar como ejes del gráfico la velocidad frente a la Intensidad de carga. D.- Mover la barra deslizante desde el principio hasta el final. E.- Observar en el gráfico las tres curvas tomadas para tres tensiones diferentes. .

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

F.- Modificar la variable del eje Y poniendo el par. G.- Observar en el gráfico las tres curvas tomadas para tres tensiones diferentes. H.- Limpiar el gráfico con el control correspondiente.

4.4. Variación de velocidad del motor de c.c. serie con la carga Con los datos almacenados, es posible reproducir los ensayos realizados y volver a obtener los resultados del laboratorio. En el ensayo ejemplo (fichero Motor de cc serie Curva n-Ii 1.mso) se han tomado lectura a un motor de continua con excitación serie al que se ha realizado un ensayo de variación de carga mecánica manteniendo constante la tensión y el flujo. El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS.

En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Motor de cc serie, con lo que aparecerá la siguiente figura:

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas. Seleccionamos el fichero Motor de cc serie Curva n-Ii 1.mso.

C.- Fijar como ejes del gráfico la velocidad frente a la Intensidad de carga. D.- Mover la barra deslizante desde el principio hasta el final. E.- Observar en el gráfico las tres curvas tomadas para tres tensiones diferentes. .

F.- Modificar la variable del eje Y poniendo el par. G.- Observar en el gráfico las tres curvas tomadas para tres tensiones diferentes. H.- Limpiar el gráfico con el control correspondiente.

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7.- Práctica de variación de velocidad de motores de cc

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8.- Práctica con el alternador síncrono

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Práctica con el alternador síncrono

1. Objetivos 2. Máquina síncrona 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Introducción teórica de la máquina síncrona Planteamiento del análisis de la máquina síncrona Resolución del problema de análisis de la máquina síncrona Diagrama fasorial de la máquina síncrona

3. Ensayos 3.1. 3.2. 3.3.

Acoplamiento del alternador síncrono a la red Obtención de la curva de vacío Obtención de las curvas en V de una máquina síncrona

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 4.1. 4.2. 4.3.

Acoplamiento del alternador síncrono a la red Obtención de la curva de vacío Obtención de las curvas en V de una máquina síncrona

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8.- Práctica con el alternador síncrono

1. Objetivos La práctica consiste básicamente en realizar un acoplamiento a la red eléctrica del alternador síncrono. Para la máquina síncrona se analizará el comportamiento de las magnitudes fundamentales (tensión en bornes, fuerza electromotriz, intensidad, y ángulo de desfase entre tensión e intensidad).

2. Máquina síncrona 2.1. Introducción teórica de la máquina síncrona Estas máquinas son utilizadas fundamentalmente como generadores de energía eléctrica en las centrales de producción de energía. Es por esto que, en el análisis de esta máquina utilizaremos la notación de generador, es decir, potencias positivas serán potencias generadas, y potencias negativas serán potencias consumidas. IMPORTANTE: En el análisis de esta máquina utilizaremos la notación de generador. IMPORTANTE: Las diferencias de potencial son tensiones entre fase y neutro. La máquina síncrona está formada por un devanado inductor y un devanado inducido. El devanado inductor, normalmente situado en el rotor, se alimenta con tensión continua, y su intensidad (intensidad de excitación) producirá un campo magnético giratorio (con una velocidad de giro igual a la del movimiento del rotor).

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8.- Práctica con el alternador síncrono

El devanado inducido, formado por tres grupos de bobinas desfasadas espacialmente 120 grados (devanado trifásico) “recoge” el flujo producido por el devanado inductor, y produce (ley de Faraday) fuerzas electromotrices en cada uno de los tres grupos de bobinas. Estas fuerzas electromotrices son alternas, tienen la misma amplitud y están desfasadas 120 grados, por lo que conforman un sistema trifásico de tensiones. La frecuencia de la tensión generada depende directamente de la velocidad de giro. No olvidemos que la frecuencia es el número de ciclos por segundo, por lo que, para una máquina de dos polos (un ciclo se produce en cada vuelta) si queremos generar frecuencia de 50 ciclos por segundo deberemos hacer girar el rotor a 50 vueltas por segundo o, lo que es lo mismo, 3.000 vueltas (revoluciones) por minuto (3.000 r.p.m. son 50 vueltas por 60 segundos que tiene cada minuto). En el caso de que la máquina tenga 4 polos, un ciclo completo se repite cada media vuelta, por lo que para generar una tensión a 50 Hz, deberemos hacer girar al alternador a 1.500 r.p.m. (50 x 0,5 x 60). A esta velocidad se le denomina velocidad síncrona “ns”, y que, por lo dicho anteriormente, obedece a la fórmula siguiente: f ⋅ 60 p siendo ns: la velocidad síncrona en revoluciones por minuto (r.p.m.), f: la frecuencia de la tensión generada en Hz y p: el número de pares de polos. ns =

2.2. Planteamiento del análisis de la máquina síncrona IMPORTANTE: En el análisis de esta máquina utilizaremos la notación de generador. Antes de presentar el ensayo a realizar, analizaremos teóricamente el comportamiento de las máquinas en régimen permanente. En la siguiente figura tenemos representado el esquema unifilar del sistema objeto de nuestro estudio, compuesto por un generador (con su fuerza electromotriz, resistencias, autoinducciones, etc.), una carga trifásica y la línea de conexión del generador con la carga.

Para el análisis de este sistema, usando la teoría de circuitos, descomponemos el sistema en un conjunto de tres generadores monofásicos conectados en estrella, resistencias y autoinducciones internas (propias del generador o de la línea), y la carga trifásica equilibrada (de estructura simétrica).

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8.- Práctica con el alternador síncrono

La generación proporciona un sistema equilibrado de tensiones (tensiones fase a neutro) que obedecen a las siguientes funciones: (t)e 1gL = tcosE2 g () ()θ+ω ω +θ 2gL o (t)e = 120-tcosE2 g

e 3gL (t) = 2 E g cos () ωt - 240 o + θ siendo “Eg” el valor eficaz de la fuerza electromotriz y “θ” el llamado ángulo de carga o ángulo de par (desfase entre la fuerza electromotriz del generador y la tensión en bornes). Una vez conectada la carga, se establecerá un sistema trifásico equilibrado de intensidades (corrientes de línea) de valores:

)ϕ (t)i1L = 2 cosI (ωt - )ϕ -t (t)i2L = 2 cosI (ω 120 o - )ϕ (t)i3L = 2 cosI ωt - 240 o siendo “I” el valor eficaz y “ϕ” el ángulo de desfase entre la tensión de la carga y su intensidad de corriente. La tensión en bornes de la carga formará un sistema trifásico equilibrado de tensiones (tensiones fase a neutro), y tomaremos su argumento como origen de fases (obsérvese que con esta asignación no se pierde generalidad): (t)vbL1 = 2 cosVb ωt (t)vbL2 = 2 Vb cos (ωt )o120(t)vbL3 = 2 cosVb (ωt - )o240 en el que “Vb” es el valor eficaz de la tensión en bornes de la carga. 2.3. Resolución del problema de análisis de la máquina síncrona Para resolver el problema realizamos la transformación del circuito objeto de análisis al dominio fasorial, con lo que nos quedaría el esquema de la figura lateral, y en la que las distintas variables llevan una línea superior que indica que ahora trabajamos en el dominio fasorial. Éstas son la fuerza electromotriz, la impedancia del generador, la intensidad y la tensión en bornes.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

Por tratarse de un sistema trifásico simétrica, equilibrado de estructura abordaremos su estudio con el circuito monofásico equivalente (ver la figura lateral), dado que una vez obtenida la solución para una fase, tenemos resuelto el problema para las tres fases sin más que desplazar las magnitudes 120º. Con esta simplificación, reducimos las incógnitas a las tres siguientes, que representamos mediante su forma polar: ºj θ E gL1 = E g = eE g º0j Vb VbL1 = = eVb I = I = I e -jϕ º L1

IMPORTANTE: Las diferencias de potencial son tensiones entre fase y neutro. Las ecuaciones necesarias para el análisis y la resolución del problema son las que se muestran a continuación: VbEg IZg ⋅ P = =3 Vb +I cos ϕ Q = 3 Vb I sen ϕ 2.4. Diagrama fasorial de la máquina síncrona Para el análisis del comportamiento de estas máquinas, también se utiliza el diagrama fasorial, en el que representaremos las magnitudes más importantes: tensión en bornes Vb, fuerza electromotriz Eg, intensidad de la corriente establecida I y la caida de tensión en el generador Zg.I (véase la siguiente figura donde tenemos la tensión en bornes como origen de fases, la fuerza electromotriz, la intensidad y la caida de tensión en la impedancia). Se representa únicamente las magnitudes de la primera fase, pues las correspondientes al resto de fases tienen el mismo módulo y están desfasadas respecto a aquellas 120 grados.

Obsérvese que la intensidad está retrasada un ángulo ϕ respecto a la tensión (el generador produce energía reactiva inductiva, que es consumida por la carga a él conectada), y la fuerza electromotriz está adelantada un ángulo θ. Esto quiere decir que la potencia es positiva, es decir, el alternador está produciendo potencia eléctrica.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

IMPORTANTE: La representación de todos los diagramas fasoriales se ha realizado referenciando las tensiones e intensidades con la notación de generador (la intensidad sale del terminal positivo del generador). En la siguiente figura se representa el diagrama fasorial de la máquina funcionando como generador de energía eléctrica. Además, el generador produce energía reactiva capacitiva, que es consumida por la carga.

Estas máquinas de generación también pueden trabajar como motores, es decir, cargas como eléctricas. Experimentalmente, esto se consigue desconectando el motor primario (y acoplando una carga mecánica al eje). En este caso, la potencia será negativa, y la intensidad tendrá sentido contrario al representado en las figuras anteriores. La siguiente figura representa el diagrama fasorial de la máquina funcionando como motor, pues su potencia activa es negativa. Además, está consumiendo energía reactiva capacitiva procedente de la red a la que está conectado.

Observe que la fuerza electromotriz está retrasada un ángulo θ respecto de la tensión en bornes, lo que significa que la potencia activa es negativa. La siguiente figura representa la máquina funcionando como motor (también su potencia activa es negativa). Este motor consume potencia reactiva inductiva, que será aportada por la red eléctrica a la que está conectado.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

3. Ensayos

3.1. Acoplamiento del alternador síncrono a la red El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico. La siguiente figura representa un esquema de principio para el acoplamiento del alternador síncrono a la red, compuesto por el alternador, la red, el interruptor de acoplamiento y los aparatos de medida necesarios para medir las magnitudes fundamentales.

IMPORTANTE: La conexión de los aparatos de medida (vatímetros, contadores, etc.) se ha realizado referenciando las tensiones e intensidades con la notación de generador (la intensidad sale del terminal positivo del generador), por lo que si la potencia y energía es positiva indicará que funciona como generador. En caso contrario funcionará como motor. Las medidas correspondientes al generador síncrono se harán mediante el analizador de redes CVM (periférico 35). La velocidad se medirá con el DH96AC-22. Para la medida de la intensidad de exctación se usará el medidor de corriente continua DH96DC-26. Para las variables correspondientes al motor primario de corriente continua se usará el analizador de redes de corriente continua CVMDC-45.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. Para la toma de datos del panel digital de medidas y el almacenamiento de los datos (no es imprescindible si no se va a trabajar con los datos), conectar el programa de Medidas Eléctricas y seleccionar el esquema Síncrona – Motor de cc, con lo que aparecerá la pantalla de la siguiente figura:

C.- Acoplamiento del alternador a la red En dicha máquina, para poder acoplarse a la red (o a otro alternador) se deben de cumplir las siguientes condiciones: •

Igualdad de tensiones entre el generador y la red.

•

La secuencia de fases L1-L2-L3 debe ser igual en el generador y en la red donde se vaya a acoplar.

•

La frecuencia del alternador debe coincidir con la frecuencia de la red.

Para poder cumplir la primera y tercera condición nos ayudamos de los dos voltímetros y los dos frecuencímetros.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

La secuencia de fases la comprobaremos mediante un medidor de secuencia, formado por un motor, con el que veremos que el sentido de giro es el mismo en el caso de conectarlo al alternador y a la red de acoplamiento. El instante en el que debemos conectar el alternador a la red (una vez cumplidas las condiciones anteriores) lo indicará el sincronoscopio, aparato que nos señala el instante en el que las tensiones del alternador y de la red están sincronizadas. sincronoscopios Existen mercado, industriales en el pero nosotros utilizaremos aquí el sincronoscopio más “primitivo” de tres lámparas, que se conecta como indica la figura lateral. La lámpara conectada a la primera fase (L1), llamada lámpara de cero, nos indicará cuando esté totalmente apagada que se puede acoplar, dado que mide la diferencia entre la tensión del alternador y la de la red. Las otras dos lámparas se conectan a fases cruzadas (L2 y L3) y son colocadas junto a la primera lámpara formando un triángulo. De esta manera las lámparas alcanzan su brillo en forma cíclica. La velocidad de giro del ciclo de iluminación de las tres lámparas dependerá de la diferencia entre la frecuencia del alternador y la frecuencia de la red. Según el sentido de rotación, podremos saber si la frecuencia del alternador es mayor que la frecuencia de la red o viceversa. Para realizar con éxito el acoplamiento del alternador a la red eléctrica deben seguirse los siguientes pasos: 1. Mediante el motor de arrastre, haremos girar al alternador a la velocidad síncrona. La velocidad la obtenemos del voltímetro conectado al tacogenerador. 2. Por medio de los dos voltímetros, comprobaremos que la tensión es igual en el alternador y en la red. 3. Comprobar que coincide la secuencia de fases en la red y en el generador mediante un indicador de secuencia. 4. Comprobar la igualdad de frecuencias. Por lo visto anteriormente, si se desea aumentar la frecuencia del generador, se deberá aumentar la velocidad del motor de arrastre del alternador y, consecuentemente, si se desea disminuir la frecuencia, se deberá disminuir la velocidad del motor. Mediante el giro en el movimiento de la luz de las tres lámparas del sincronoscopio podemos ver si la frecuencia de la red es mayor o menor que la del alternador. 5. Cerrar el interruptor en el momento en que la lámpara cero del sincronoscopio está apagada. Una vez conectado, el alternador queda sincronizado con la red, y funcionando en vacío.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

D.- Proceder a realizar las lecturas mediante el control correspondiente. E.- Aumentar la velocidad del motor de arrastre (primario). Observe que aumenta la potencia generada (véase en el medidor de dos agujas). F.- Modificar la intensidad de excitación de la máquina. Observe como la máquina síncrona modifica la potencia reactiva y el factor de potencia, consiguiendo incluso generar potencias rectivas capacitivas. G.- Hacer trabajar a la máquina como motor, desconectando el motor primario. Observe que el paso de alternador a motor se hace sin discontinuidad, que la máquina síncrona ahora comienza a consumir potencia activa y que la velocidad no se altera ante cambios de carga.

3.2. Obtención de la curva de vacío El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico. Trabajaremos con el mismo esquema del ensayo anterior. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Hacer girar al motor de arrastre a la velocidad nominal del alternador. D.- No conectar al alternador ninguna carga eléctrica y observar que la frecuencia de la tensión de generada es de 50 Hz. E.- Disminuir la excitación al mínimo. F.- Comenzar a realizar las lecturas, representando en el gráfico la tensión en bornas frente a la intensidad de excitación. G.- Ir aumentando la excitación y dejar que el sistema tome valores representándolos en el gráfico.

3.3. Obtención de las curvas en V de una máquina síncrona El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

Trabajaremos con el mismo esquema del ensayo anterior. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Conectar la máquina a la red, siguiendo las instrucciones del primer ensayo. D.- Comenzar a realizar las lecturas, representando en el gráfico la intensidad del inducido de la máquina síncrona frente a la intensidad de excitación. E.- Fijar un valor de la excitación y variar la potencia activa. Observe la forma en V de la curva que sale en el gráfico. F.- Fijar otro valor de la excitación y variar la potencia activa.

4. Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual) 4.1. Acoplamiento del alternador síncrono a la red El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Ejecución del programa Medidas Eléctricas vía ModBUS. En primer lugar ejecutaremos el programa de Medidas Eléctricas vía ModBUS y seleccionar el esquema Síncrona - Motor de cc, con lo que aparecerá la siguiente figura:

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8.- Práctica con el alternador síncrono

B.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas. Seleccionar el fichero Síncrona – Motor de cc Acoplamiento.mso.

C.- Mediante la barra deslizante, colocarse al inicio e ir moviendo el cursor hacia la derecha. D.- Observe que al aumentar la velocidad del motor primario aumenta la potencia activa. E.- Observe que al modificar la excitación se modifica la potencia reactiva de la máquina pasando a trabajar como carga reactiva capacitiva. 4.2. Obtención de la curva de vacío El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico. Trabajaremos con el mismo esquema del ensayo anterior. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas. Seleccione el ejemplo correspondiente a la curva de vacío.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

C.- Mediante la barra deslizante, colocarse al inicio e ir moviendo el cursor hacia la derecha hasta el final de su recorrido. D.- Seleccione en el gráfico la tensión en bornas Vb frente a la intensidad de excitación Iexc. E.- Observe que al aumentar la excitación va aumentando la tensión en bornas, configurando en el gráfico la curva de vacío.

4.3. Obtención de las curvas en V de una máquina síncrona El procedimiento para realizar el ensayo será el siguiente: A.- Realización del montaje eléctrico. Trabajaremos con el mismo esquema del ensayo anterior. B.- Conexión del panel de medidas con el ordenador y ejecución del programa de Medidas Eléctricas. C.- Seleccionaremos del menú desplegable superior la opción Datos almacenados -> Ficheros, con lo que aparecerá los archivos correspondientes a las distintas lecturas. Seleccione el ejemplo correspondiente a las curvas en V.

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8.- Práctica con el alternador síncrono

C.- Mediante la barra deslizante, colocarse al inicio e ir moviendo el cursor hacia la derecha hasta el final de su recorrido. D.- Seleccione en el gráfico la intensidad del inducido I frente a la intensidad de excitación Iexc. E.- Observe como se van formando las curvas en V características de la máquina síncrona.

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

9

Práctica con el interruptor diferencial

1.

Objetivos

2.

Protecciones eléctricas a personas 2.1. 2.2.

Introducción Esquemas de conexión del neutro

2.3.

Protección contra contactos directos e indirectos

2.4.

Protección contra contactos directos

2.5.

Protección contra contactos indirectos

Ensayos

3. 3.1.

Ensayo del interruptor diferencial

Reproducción de ensayos a partir de datos almacenados (Laboratorio virtual)

4. 4.1.

Ensayo del interruptor diferencial

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

1. Objetivos La práctica consiste en realizar una serie de prácticas con el interruptor diferencial con el fin de conocer algunas medidas de protección contra contactos indirectos.

2. Protecciones eléctricas a personas 2.1. Introducción El objetivo que persiguen las protecciones eléctricas a personas es prevenir la aparición de diferencias de potencial excesivas entre puntos accesibles. Los elementos accesibles de una instalación susceptibles de adquirir un potencial eléctrico van a ser aquellos elementos conductores, es decir, las estructuras metálicas, carcasas, etc.; incluso el propio terreno dado que tiene una cierta conductividad. Para evitar la aparición de una diferencia de potencial (o tensión) entre partes accesibles (o entre una parte accesible y tierra) podemos pensar en la solución de unir eléctricamente (mediante un conductor eléctrico) todos estos elementos, con lo que conseguimos que, en cualquier caso, la diferencia de potencial va a ser cero. Esta es la filosofía que se persigue con las puestas a tierra: unir eléctricamente todas las partes accesibles entre ellas y con la tierra, utilizando ésta como un conductor que sirva además como sumidero de las corrientes de defecto. El propio Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), en su Instrucción Técnica Complementaria ITC-BT-18 sobre Instalaciones de Puesta a Tierra dice textualmente:

“Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados.”

Importante: El mantener diferencias de potencial nulas entre partes accesibles y tierra va a ser imposible debido fundamentalmente a que el terreno no es precisamente un buen conductor. (El cobre tiene una resistividad de 178×10-10 Ω m, mientras que la resistividad del suelo suele variar entre 1 y 10.000 Ω m).

Por lo expuesto anteriormente, en las protecciones eléctricas va a tener vital importancia las distintas formas de conexión de las puestas a tierra. En instalaciones

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

eléctricas domésticas nos fijaremos especialmente en los distintos esquemas de distribución de energía eléctrica, cuestión que analizaremos a continuación.

2.2. Esquemas de conexión del neutro Las situaciones de faltas de tierra y las consecuencias del contacto con masas en tensión están, como es lógico, relacionadas con el estado del neutro y la situación respecto a las masas. A este respecto, en la norma internacional CEI 364-3 los sistemas eléctricos se identifican básicamente con dos letras.

La primera letra indica la situación de un conductor activo de alimentación (generalmente el neutro) respecto a la tierra:

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

T = conexión directa a tierra de un punto del sistema eléctrico (habitualmente el neutro). I = aislamiento respecto a tierra o conexión de un punto (habitualmente el neutro) a tierra a través de una impedancia. La segunda letra indica la situación de las masas respecto a la tierra. T = masas conectadas a tierra. N = masas conectadas al punto conectado a la tierra del sistema. Esquema TT El esquema TT tiene un punto de alimentación conectado directamente a tierra y las masa de la instalación eléctrica también están conectadas a tierra, pero a tomas de tierra eléctricamente distintas de la toma de tierra de la alimentación. Por consiguiente, la corriente de falta vuelve a la unión de la fuente de alimentación a través de tierra. En instalaciones de este tipo, el neutro normalmente está distribuido y su función consiste en permitir que esté disponible la tensión de fase que se requiere para alimentación de cargas monofásicas. Se emplea en las instalaciones alimentadas directamente por una red de distribución pública en baja tensión (abonados domésticos).

Esquema TN Los esquemas TN tienen un punto conectado directamente a tierra, y las masas de la instalación están unidas a ese punto a través de los conductores de protección.

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

Consideramos dos tipos de esquemas TN, según la disposición del neutro (N) y del conductor de protección (PE): Esquema TN-S en el cual el conductor de protección y el conductor del neutro son cables diferentes.

Esquema TN-C en el cual las funciones de neutro y de conductor de protección se combinan en un único conductor en el conjunto del esquema.

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

En todos los esquemas TN, la corriente de falta vuelve a la unión con la fuente de alimentación a través de una conexión metálica directa sin que intervenga la puesta a tierra. Es poco empleado en España y en Francia, pero muy utilizado en Alemania y Estados Unidos, particularmente en instalaciones domésticas. Esquema IT En el esquema IT, todas las partes activas están aisladas de tierra o bien están conectadas a tierra por medio de una impedancia, y las masas de la instalación eléctrica están puesta a tierra. El neutro puede estar o no distribuido. La instrucción ITC-BT-08 recomienda la no distribución del neutro. En el caso de producirse una falta a tierra, la corriente vuelve a la unión de la fuente de alimentación a través de la instalación de puesta a tierra de las masas y a través de las capacidades de los conductores de línea. Este tipo de esquema se encuentra en instalaciones industriales de cierta importancia que disponen de estación transformadora AT/BT privada, cuando una interrupción del servicio de energía eléctrica pueda tener consecuencias graves. Presenta el inconveniente de originar sobretensiones transmitidas por el transformador y susceptibles de perforar aislantes o destruir materiales.

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

Una vez expuestos los distintos esquemas de conexiones a tierra, entramos a describir los sistemas de protección. 2.3. Protección contra contactos directos e indirectos La norma CEI 364 (CEI: Comisión Electrotécnica Internacional) clasifica dos tipos de contacto: directos e indirectos. Se entiende por contacto directo el contacto de personas o animales con piezas o componentes metálicos que están normalmente en tensión, tales como conductores sin aislar, terminales de equipos, etc. Estas partes o componentes se definen como partes activas del circuito eléctrico. El Reglamento de Baja Tensión, en ITC-BT-01 lo define como “Contacto de personas o animales con partes activas de los materiales y equipos”.

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

Se entiende por contacto indirecto el contacto con piezas o componentes metálicos que normalmente no están en tensión, pero que podrían pasar a estarlo accidentalmente debido a una falta o a un fallo de aislamiento. El Reglamento de Baja Tensión, en ITC-BT-01 lo define como “Contacto de personas o animales domésticos con partes que se han puesto bajo tensión como resultado de un fallo de aislamiento”.

El Reglamento de Baja Tensión en su instrucción ITC-BT-24 nos indica que la protección contra los choques eléctricos para contactos directos e indirectos a la vez se realiza mediante la utilización de muy baja tensión de seguridad MBTS.

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

2.4. Protección contra contactos directos Las medidas de protección contra contactos directos tratan de prevenir los contactos peligrosos de las personas con las partes activas, basándose en los siguientes principios: - Disposición que impida que una corriente atraviese el cuerpo humano. - Limitación de la corriente que pueda atravesar el cuerpo humano a una intensidad inferior a la fisiopatológicamente peligrosa. Para considerar satisfecha la protección contra los contactos directos, se tomará una de las medidas siguientes: - Protección por aislamiento de las partes activas. - Protección por medio de barreras o envolventes. - Protección por medio de obstáculos. - Protección por puesta fuera de alcance por alejamiento. - Protección complementaria por dispositivos de corriente diferencial residual. Las prescripciones referentes a este tipo de protección están contempladas en la ITC-BT-24 del actual Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, y en el artículo 51 de la OGHST. La UNE 20.460-4-41 amplia la protección contra contactos directos, mediante el uso de dispositivos de corriente diferencial - residual, es decir, interruptores diferenciales de alta sensibilidad “≤ 30 mA” (se entiende como medida complementaria).

Protección por aislamiento de las partes activas Las partes activas deberán estar recubiertas de un aislamiento que no pueda ser eliminado más que destruyéndolo. Las pinturas, barnices, lacas y productos similares no serán considerados como aislamiento satisfactorio a estos efectos (ref. REBT). El artículo 51 de la OGHST (Organismo General de Seguridad e Higiene en el Trabajo) indica que: “Se recubrirán las partes activas con aislamiento apropiado, que conserven sus propiedades indefinidamente...”. Este sistema de protección es el generalmente empleado en conductores eléctricos, recomendándose para los portátiles (cubierta exterior de goma o neopreno).

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

Protección por medio de barreras o envolventes Las partes activas deben estar situadas en el interior de las envolventes o detrás de las barreras. Las barreras o envolventes deben fijarse de manera segura y ser de una robustez y durabilidad suficientes para mantener los grados de separación exigidos.

Protección por medio de obstáculos Consiste en la interposición de pantallas, barreras, etc. que impidan todo contacto accidental con las partes activas de la instalación. Los obstáculos de protección deben estar fijados de forma segura y resistir a los esfuerzos mecánicos usuales que pueden presentarse en su funcionamiento habitual. Si los obstáculos son metálicos y deben considerarse como masas, se aplicará una de las medidas de protección contra los contactos indirectos (puestas a tierra), que veremos posteriormente. La norma UNE 20.460-4-41 y la CEI 364 refieren una clasificación en función del índice de protección IP. Los obstáculos están destinados a impedir los contactos fortuitos con las partes activas, pero no los contactos voluntarios por una tentativa deliberada de salvar el obstáculo. Protección por puesta fuera de alcance por alejamiento Esta medida no garantiza una protección completa y su aplicación se limita, en la práctica, los locales de servicio eléctrico sólo accesibles al personal autorizado. La puesta fuera de alcance por alejamiento está destinada solamente a impedir los contactos fortuitos con las partes activas. Las partes accesibles simultáneamente que se encuentran a tensiones diferentes no deben encontrarse dentro del volumen de accesibilidad, que se define como el situado alrededor de los emplazamientos en los que pueden permanecer o circular personas, y cuyos límites no pueden ser alcanzados por una mano sin medios auxiliares.

Protección complementaria por dispositivos de corriente diferencial residual Esta medida de protección está destinada solamente a complementar otras medidas de protección contra los contactos directos. El empleo de dispositivos de corriente diferencial residual, cuyo valor de corriente diferencial nominal de funcionamiento es inferior o igual a 30 mA, se reconoce como medida de protección complementaria en caso de fallo de otra medida de protección contra los contactos directos o, en su caso, por imprudencia de los usuarios.

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9.- Práctica con el interruptor diferencial

2.5. Protección contra contactos indirectos

Esta protección se consigue mediante la aplicación de algunas de las medidas siguientes:

Protección por corte automático de la alimentación El corte automático de la alimentación después de la aparición de un fallo está destinado a impedir que una tensión de contacto de valor suficiente se mantenga durante un tiempo tal que pueda dar como resultado un riesgo. Debe existir una adecuada coordinación entre el esquema de conexiones a tierra de la instalación y las características de los dispositivos de protección. La tensión de contacto límite convencional es igual a 50 V, valor eficaz en corriente alterna, en condiciones normales. Pueden elegirse otras de valor inferior (24 V, etc.). Se describen a continuación aquellos aspectos más significativos que deben reunir los sistemas de protección en función de los distintos esquemas de conexión de la instalación.

• Esquemas TT Todas las masas de los equipos eléctricos protegidos por un mismo dispositivo deben ser interconectadas y unidas por un conductor de protección a una misma toma de tierra. El punto neutro de cada generador o transformador, o, si no existe, un conductor de fase de cada generador o transformador , debe ponerse a tierra. Se cumplirá la siguiente condición: UIRaA Programas -> Practicas de medida -> Medidas Electricas. Aparecerá la pantalla de la siguiente figura que constituye el esqueleto de la aplicación.

Lo primero que deberemos hacer es seleccionar un esquema correspondiente a un ensayo a realizar. (Se puede observar en la parte superior del programa el texto +++++ Esquema sin seleccionar +++++). Para seleccionar un esquema lo haremos a partir del menú general, en la opción correspondiente (Seleccionar esquema, del menú desplegable General). Esta opción para selección de un esquema de ensayo contiene todos los esquemas configurados por el usuario. Por defecto aparecerán únicamente dos, pero mediante los ficheros de configuración es posible añadir más tipos de esquemas (véase, para más información al respecto, el apartado correspondiente a la configuración del programa, situado en las páginas siguientes de este texto). Al seleccionar uno de los esquemas, por ejemplo Motor Asíncrono, tendremos pantalla una similar a la representada en la figura siguiente.

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Anexo A.-Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas

En este pantalla tenemos los siguientes elementos: -

Un control, denominado Lectura, y que accionaremos para comunicar el programa con los distintos aparatos de medida.

-

En la parte superior izquierda tenemos un dibujo con un esquema unifilar del ensayo a realizar. Este dibujo es un fichero bmp (Asincrono.bmp) situado en el directorio donde se ha instalado el programa, y que puede ser modificado a voluntad con programas tales como MSPaint, Corel, etc. De la misma manera es posible incluir otro tipo de ficheros: jpg y png.

-

Una gráfica en la parte inferior donde se representarán cualquiera de las medidas (tanto reales como virtuales).

-

Medidor con dos agujas, que usaremos en este caso para representar la potencia activa y la potencia reactiva.

-

Otros indicadores que explicaremos posteriormente, aparecerán una vez que se realicen las lecturas de los aparatos de medida.

A continuación, para obtener los datos procedentes de los aparatos de medida se deberá pulsar la opción Lectura, Si el control Lectura cambia su color a verde nos indicará comunicación correcta con los citados aparatos. (En el caso de que este control se ponga de color rojo, véase los apartados de configuración para ver posibles errores, en páginas posteriores). Si la comunicación de los aparatos de medida es correcta, tendremos una pantalla similar a la representada en la siguiente figura:

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Anexo A.-Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas

Observe que se han añadido los siguientes elementos: -

Una serie de indicadores esparcidos por la pantalla con las distintas lecturas (reales como virtuales). Es posible poner hasta treinta de estos indicadores.

-

Debajo del medidor de dos agujas, tenemos representado un diagrama fasorial con las magnitudes tensión e intensidad. Las magnitudes a representar se pueden modificar, y también se puede añadir otra magnitud al diagrama.

-

A medida que se van adquiriendo datos, sobre la gráfica se van representando los distintos valores. (Véase en la figura anterior los datos correspondiente a la potencia activa frente a la reactiva de un motor asíncrono, que tiene la forma característica del arco del diagrama del círculo).

En el caso de la gráfica, tanto en el eje X como en el eje Y, podremos seleccionar la magnitud que representaremos en cada eje entre todas las lecturas realizadas (tanto reales como virtuales).

IMPORTANTE: El programa se ha usado para adquirir los datos de una práctica de generación de energía eléctrica, pero puede ser usado para otras aplicaciones de adquisición de datos.

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Anexo A.-Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas

Toda la aplicación se controla desde el menú superior desplegable, que explicamos brevemente a continuación. Dispone de tres submenús (General, Datos almacenados y Ayuda). primer el En submenú (General) están las opciones para esquema el seleccionar correspondiente al ensayo que se va a realizar. Además, está la opción de exportar datos que permitirá pasar los datos a una hoja de cálculo y la de salida del programa. Las opciones del segundo (Datos submenú almacenados) trabajar permitirán con los datos almacenados. No estará operativo si no hay ningún esquema seleccionado. En el tercer submenú de Ayuda podremos presentar la pantalla de presentación del programa con los datos del mismo, autor, software utilizado, etc. Si seleccionamos un esquema diferente, obtendremos otra pantalla (totalmente configurable), con distintos elementos. Como ejemplo véase la siguiente figura que representa la pantalla correspondiente a otro esquema titulado Síncrona – motor de cc.

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Anexo A.-Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas

Observe que han cambiado tanto la posición como el tamaño de algunos indicadores, y que en el gráfico permite seleccionar nuevas variables que ahora se obtienen (Frecuencia, Intensidad de excitación, etc).

3. Almacenamiento y recuperación de datos De manera automática (sin intervención del usuario), el programa almacena los datos (en un directorio con el nombre del esquema). Mediante el control de Medidas Eléctricas situado en Lecturas anteriores, es posible representar los datos anteriores mientras el programa continúa adquiriendo los datos de los aparatos de medida. Para ello, al elegir esta opción, aparece a la derecha un control horizontal con flechas para movernos por los datos anteriores.

Al dejar de adquirir los datos, se crea el citado fichero en el directorio correspondiente. IMPORTANTE: Los datos son almacenados en un subdirectorio con el mismo nombre del esquema seleccionado situado en el directorio de instalación. Una vez almacenados los datos, y sin necesidad de estar conectado a los aparatos medida, de es posible analizar el comportamiento de la máquina a partir de los datos almacenados. Este modo de funcionamiento lo podemos considerar como modo de simulación. Para poder recuperar los datos, en el control de lectura seleccionamos en el desplegable menú Datos almacenados, la opción Ficheros (esta opción no se puede elegir mientras está adquiriendo datos). Aparece a continuación los ficheros almacenados en el directorio de almacenamiento, como se puede ver en la siguiente figura:

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Anexo A.-Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas

Una vez seleccionado el fichero, y mediante el control horizontal comentado anteriormente, se puede visualizar todos los estados ensayados de la máquina. IMPORTANTE: El programa puede trabajar en modo simulación (sin conexión de aparatos de medida), a partir de los datos almacenados procedentes de los ensayos.

4. Exportar datos Mediante la opción Exportar, del menú desplegable General, podemos pasar los datos en memoria a un fichero con formato de hoja de cálculo. IMPORTANTE: Para poder exportar los datos, primero deberemos tenerlos en memoria. Para ello iremos a la opción Lectura (si tenemos los aparatos de medida conectados) o a la opción Ficheros, si deseamos exportar datos almacenados. Una vez seleccionada la opción de Exportar, nos preguntará el nombre del fichero exportado. Es conveniente poner como extensión la de las hojas de cálculo.

Al abrir ese fichero con un programa de hoja de cálculo, nos aparecerán ordenados cronológicamente todos los datos correspondientes a las lecturas reales.

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Anexo A.-Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas

5. Descripción del resto de opciones y controles A continuación describimos el resto de controles que aparecen en el programa.

Control para limpiar los datos del gráfico XY.

Acerca de…

Esta opción situada en el menú desplegable Ayuda presenta algunos datos sobre el lenguaje utilizado para generar este programa, el autor, etc. (véase figura siguiente).

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Anexo A.-Manual de usuario del programa de Medidas Eléctricas

Control para salir del programa. Presenta una pantalla de confirmación de salida. También se puede elegir esta opción desde el menú General.

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Anexo B.- Instalación y configuración

B

Instalación y configuración

1. Instalación del programa de Medidas Eléctricas 2. Configuración del programa de Medidas Eléctricas 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Configuración de las máquinas y los ensayos Configuración de lecturas virtuales Parámetros generales de comunicación Conexiones

3. Configuración de los aparatos de medida 3.1. 3.2.

Conexión de equipos de medida Configuración de velocidad y periféricos

4. Protocolo de pruebas de funcionamiento 4.1. 4.2.

Conexión de un solo aparato de medida Conexión de varios aparatos de medida (exclusivamente RS485)

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Anexo B.- Instalación y configuración

1. Instalación del programa de Medidas Eléctricas

Los requisitos necesarios para el correcto funcionamiento del programa de Medidas Eléctricas MODBUS son los siguientes: - PENTIUM o superior - 8 Mb de memoria RAM mínima - Tarjeta gráfica SVGA configurada en 800×600 pixeles - Windows 95/98 ó NT

Una vez comprobado que el ordenador cumple los requerimientos anteriores, podemos instalar el programa introduciendo el disco de instalación en la unidad flexible y seleccionar Setup. Aparecerá la siguiente pantalla, que nos permitirá modificar el directorio donde se copiarán los programas. (Por defecto C:\Archivos de Programa\Medidas Eléctricas).

Una vez que tecleamos la opción de Finalizar, se copiarán los ficheros al disco duro.

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Anexo B.- Instalación y configuración

Posteriormente habrá que instalar el Run-Time Engine de LabVIEW, para poder ejecutar este programa, como indica la siguiente figura.

Si la instalación se ejecuta correctamente, aparecerá una pantalla indicando: Medidas Eléctricas: ¡Instalación completa!. Se creará un grupo de programas (Practicas de medida) con el ejecutable principal (Medidas Eléctricas.EXE). Para desinstalar la aplicación, deberemos hacerlo desde la opción Agregar o programas quitar del PANEL DE CONTROL, en el que una vez seleccionado nos aparecerá la siguiente pantalla:

Eligiendo la opción afirmativa, eliminaremos el programa.

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Anexo B.- Instalación y configuración

2. Configuración del programa de Medidas Eléctricas IMPORTANTE: Todos los datos de configuración están en ficheros INI, situados en el directorio donde se instala el programa. La modificación erronea de estos ficheros puede conducir al funcionamiento incorrecto del programa. Para modificar la configuración del programa de Medidas Eléctricas, simplemente habrá que modificar el fichero INI correspondiente, cuyas variables detallamos a continuación. Como fichero INI, tiene la misma estructura que los ficheros de configuración de windows con distintas secciones y variables. La estructura de estos ficheros de configuración está detallada en la siguiente tabla: Estructura de los ficheros de configuración Nombre del programa.ini

Fichero donde se detallan todos los programas INI, y que se especifican más abajo.

Comunicaciones ModBUS.ini

Parámetros de comunicación y número de periféricos.

Aparatos de medida.ini Esquemas.ini

Variables de los aparatos de medida.

Nombre de esquemas de ensayo y conexiones.

Esquemas tipo.ini

Esquemas de ensayo tipo, con magnitudes..

Indicador.ini

Indicadores tipo que presentaran los datos procedentes de los ensayos..

En el fichero de Nivel 1, que coincide con el nombre del programa con la extensión INI (p. ej. Medidas Electricas.ini) están situados los nombre de todos los ficheros de configuración. Ver ejemplo a continuación. [Ficheros] NumFichero=5 Fichero1="Esquemas.ini" Fichero2="Esquemas tipo.ini" Fichero3="Comunicaciones MODBUS.ini" Fichero4="Aparatos de medida.ini" Fichero5="Indicador.ini"

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Anexo B.- Instalación y configuración

2.1. Configuración de las máquinas y los ensayos Como se anunciaba en el apartado de características, este software pretende ser propósito general, de tal manera que sea posible realizar cualquiera de los ensayos de correspondientes a las distintas asignaturas de Ingeniería Eléctrica. Todos los parámetros de configuración referente tanto a las máquinas como a los ensayos, están en los ficheros Esquemas.ini y Esquemas tipo.ini. A continuación presentamos el fichero Esquemas.ini donde está identificado el nombre de las máquinas que se van a ensayar, el tipo de ensayo y la conexión de los aparatos de medida. [Maquinas] NumNombre=10 Nombre1="Carga monofásica (I)" Nombre2="Carga monofásica (II)" Nombre3="Carga trifásica" Nombre4="Transformador monofásico" Nombre5="Transformador trifásico" Nombre6="Motor Asíncrono" Nombre7="Motor Asíncrono - Freno" Nombre8="Motor Asíncrono - Máquina de cc" Nombre9="Motor de cc" Nombre10="Síncrona - Motor de cc" [Carga monofásica (I)] Tipo="Medida monofásica" NumMag=7 Mag1= "(CVMSP-31:00)" Mag2= "(CVMSP-31:01)" Mag3= "(CVMSP-31:02)" Mag4= "(CVMSP-31:03)" Mag5= "(CVMSP-31:04)" Mag6= "(CVMSP-31:13)" Mag7= "(CVMSP-31:09)" [Carga monofásica (II)] Tipo="Medida monofásica 2" NumMag=7 Mag1= "(CVM-35:01)" Mag3= "(CVM-35:02)" Mag2= "(CVM-35:03)" Mag4= Mag5= Mag6= Mag7=

"(CVM-35:04)-(CVM-35:05)" "(CVM-35:06)" "(CVM-35:00)" "(CVM-35:25)"…

En la sección Nombre tenemos los nombres de las distintas máquinas o de los distintos ensayos. Cada uno de los nombres mencionados va a disponer de una sección independiente donde se indicará el tipo de ensayo (Tipo) y las conexiones con los aparatos de medida, que comentaremos posteriormente. La conexión de los aparatos de medida tiene la siguiente sintaxis: (Tipo de aparato de medida – Numero de periférico : Dirección) por lo que "(CVM-35:19)" significa que se está leyendo la dirección 19 del analizador de redes CVM que tiene como número de periférico el 35. Cada magnitud

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Anexo B.- Instalación y configuración

puede ser leída de una sola dirección, o puede ser producto de varias direcciones (véase en el ejemplo anterior la magnitud Mag4). Aquí solamente se admiten operaciones de suma, resta, multiplicación y división. Además de leer las magnitudes de los aparatos de medida, también es posible adquirir la fecha en la que se producen las lecturas. La fecha se adquiere del propio ordenador mediante la siguiente sintaxis: Mag4 = “Fecha”. Esta variable adquiere la fecha en formato LabVIEW, es decir expresa los segundos desde el 1 de Enero de 1904. En la presentación de este dato en el programa aparecerá el formato de fecha (Dia y hora). En la exportación a fichero de hoja de cálculo aparecerá el número de segundos absoluto. Es muy importante que demos un nombre distinto a cada máquina que deseemos ensayar, pues todos los datos adquiridos van a ir a parar a directorios identificados por este nombre. De esta manera, si se trata de ensayar máquinas síncronas, y el laboratorio dispone de distintas máquinas de este tipo, pondremos como nombres tantos como máquinas tengamos, aunque los ensayos sean comunes para todas ellas. La clave Tipo que aparece en todas las secciones correspondientes a los nombres de las máquinas va a identificar el tipo de ensayo que se va a realizar a las máquinas eléctricas. Los parámetros correspondientes al tipo de ensayo están en el fichero Esquemas tipo.ini cuyo contenido detallamos a continuación. [Tipo] Numero=10 Tipo1="Medida monofásica" Tipo2="Medida monofásica 2" Tipo3="Medida trifásica" Tipo4="Síncrona trifásica" Tipo5="Asincrona1" Tipo6="Trafos mono" Tipo7="Trafos tri" Tipo8="Motor c.c." Tipo9="Asincrona2" Tipo10="Asincrona3"

[Medida monofásica] NumMag=7 Mag1=Vb UniMag1=voltios Mag2=I UniMag2=amperios Mag3=P UniMag3=vatios Mag4=Q UniMag4=var Mag5="Factor de potencia" UniMag5=""

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Mag6="Maxímetro" UniMag6="W" Mag7="Energía" UniMag7="Wh" NumVirtual=1 Virtual1="Phi" Formula1="Mag8=atan(Mag4/Mag3)*180/pi (1)" UniVir1=" º" NumResult=12 Result1="Figura" Figura1="Carga monofásica.bmp" PosX1=10 PosY1=49 Width1=440 Height1=407 Result2="Texto" PreInd2="I = " Indica2= Mag2 PosInd2=" A" PosX2=15 PosY2=150 Result3="Texto" PreInd3="Vb = " Indica3= Mag1 PosInd3=" V" PosX3=192

PosY3=115 Result4="Texto" PreInd4="P = " Indica4= Mag3 PosInd4=" W" PosX4=220 PosY4=137 Result5="Texto" PreInd5="Q = " Indica5= Mag4 PosInd5=" VAr" PosX5=220 PosY5=152 Result6="Texto" PreInd6="P maxim = " Indica6= Mag6 PosInd6=" W" PosX6=220 PosY6=182 Result7="Texto" PreInd7="Cos Phi = " Indica7= Mag5 PosInd7="" PosX7=220 PosY7=167 Result8="Texto" PreInd8="Phi = " Indica8= Mag8 PosInd8=" º"

j£ T [email protected]

Anexo B.- Instalación y configuración

PosX8=540 PosY8=140 Result9="Medidor2" IndicA9= Mag3 IndicB9= Mag4 CaptionA9= "P (W) " CaptionB9= "Q(VAr)" PosX9=250 PosY9=215 Width9=240 Height9=100 ResultlO="Fasorial" LeyendaA10="Vb" LeyendaB10="I" LeyendaC10= ModuloA10=Magl ModuloB10=Mag2 ArgB10=Mag8 ModuloC10= ArgC10= PosX10=478 PosY10=161 Widthl0=270 Heightl0=266 Resultll="Texto" PreIndll="Energía = " Indicall= Mag7 PosIndll=" Wh" PosXll=220 PosYll=197 Re sult 12= "Gráfico" IndicA12= Mag3 IndicB12= Mag4 CaptionA12= "P (W) " CaptionB12= "Q(VAr)" PosX12=200 PosY12=310 Widthl2=260 Heightl2=160 [Medida monofásica 2] NumMag=7 Magl=Vb UniMagl=voltios Mag2=I UniMag2=amperios Mag3=P UniMag3=vatios Mag4=Q UniMag4=var Mag5="Factor de potencia" UniMag5="" Mag6="Fecha" UniMag6="" Mag7=" Frecuencia" UniMag7=" Hertzios" NumVirtual=l Virtuall="Phi"

Formulal="Mag8=atan(Mag4/Mag3) *180/pi (1)" UniVirl=" °"

NumResult=12 Re sultl=" Figura" Figural="Carga monofásica . bmp" PosXl=10 PosYl=49 Widthl=440 Heightl=407 Result2="Texto" PreInd2="I = " Indica2= Mag2 PosInd2=" A" PosX2=15 PosY2=150 Result3="Texto" PreInd3="Vb = " Indica3= Magl PosInd3=" V" PosX3=192 PosY3=115 Result4="Texto" PreInd4="P = " Indica4= Mag3 PosInd4=" W" PosX4=220 PosY4=137 Result5="Texto" PreInd5="Q = " Indica5= Mag4 PosInd5=" VAr" PosX5=220 PosY5=152 Result6="Texto" PreInd6="Cos Phi = " Indica6= Mag5 PosInd6="" PosX6=220 PosY6=182 Result7="Texto" PreInd7="Fecha = " Indica7= Mag6 PosInd7="" PosX7=220 PosY7=167 Result8="Texto" PreInd8="Phi = " Indica8= Mag8 PosInd8=" °" PosX8=540 PosY8=140 Re sult 9= "Medidor 2" IndicA9= Mag3 IndicB9= Mag4 CaptionA9= "P (W) "

CaptionB9= "Q(VAr)" PosX9=250 PosY9=215 Width9=240 Height9=100 ResultlO="Fasorial" LeyendaA10="Vb" LeyendaB10="I" LeyendaC10= ModuloA10=Magl ModuloB10=Mag2 ArgB10=Mag8 ModuloC10= ArgC10= PosX10=478 PosY10=161 Widthl0=270 Heightl0=266 Re sult 11= "Gráfico" IndicAll= Mag3 IndicBll= Mag4 CaptionAll= "P (W) " CaptionBll= "Q(VAr) " PosXll=200 PosYll=310 Widthll=260 Heightll=160 Resultl2="Texto" Prelndl2="" Indical2= Mag7 PosIndl2=" Hz"

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10.- Instalación y configuración

La estructura del fichero es la siguiente: En primer lugar tenemos la sección Tipo donde se detallan el número de ensayos definido. Es posible definir más tipos de ensayos con el fin de incorporar nuevas máquinas. Cada tipo de ensayo va a disponer de una sección particular donde se detallará: - Número de magnitudes a adquirir - Variables virtuales a calcular - Resultados a presentar en la pantalla correspondiente. En la primera parte se indican las magnitudes a adquirir para llevar a buen término el ensayo. Se especificará el nombre (Mag) y la unidad (UniMag) de la magnitud a adquirir. Estas magnitudes deberán coincidir con las leídas de los aparatos de medida. En el siguiente apartado se especifican las variables virtuales a calcular, que se explicarán en los siguientes apartados. A continuación tenemos un bloque correspondiente a las características nominales de la máquina (nombre y unidad). Al final se especificarán los resultados que se presentarán en pantalla en cada ensayo. El programa dispone de los siguientes indicadores: -

-

Indicadores tipo texto en el que se puede presentar resultados correspondientes a magnitudes leídas o virtuales. Dispondremos de un máximo de 30 (Texto). Medidores con dos agujas para dos posibles lecturas. Dispondremos de un máximo de 2 (Medidor2). Un gráfico para representación de datos, en formato XY, y en el que se podrán representar cualquiera de las variables (leídas o virtuales) (Gráfico). Una figura para representación de un dibujo o esquema que ilustre el ensayo (Figura). Una figura para representación del diagrama fasorial (Fasorial).

Todos los indicadores señalados disponen de parámetros PosX y PosY que indicarán la posición que ocupan en pantalla tomando como unidad de medida el pixel, y considerando la esquina superior izquierda como el origen de coordenadas. Algunos indicadores tienen los parámetros Width y Height que nos indicarán, respectivamente, los valores de ancho y de altura, es decir, el tamaño del mismo. Como primera clave, todos los indicadores tienen la palabra Result, que especifica el tipo de indicador, y que podrá tomar valores de Texto, Medidor2, Grafico, Figura y Fasorial, y que se corresponden con los explicados anteriormente.

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10.- Instalación y configuración

El indicador Texto tiene como parámetros PreInd, Indica y PosInd que especificarán el texto previo, la magnitud a representar y el texto de final, respectivamente. Todo ello forma un conjunto que se representa en una variable tipo texto. El indicador Medidor2 dispone de los parámetros IndicA, IndicB, CaptionA y CaptionB en los que se especificará respectivamente la magnitud primera a representar, la magnitud segunda y los textos asociados a dichas magnitudes. El indicador Gráfico no dispone de parámetros específicos, pues en el se representarán todas las magnitudes (reales y virtuales). El indicador Figura tiene como parámetro específico la misma palabra Figura en donde se indicará el fichero a representar (bmp, jpg o png). En el indicador Fasorial tenemos los parámetros LeyendaA, LeyendaB y LeyendaC donde se especifica los textos asociados a las tres líneas que se pueden representar. También tenemos los parámetros ModuloA, ModuloB y ModuloC en los que habrá que poner el módulo de las tres magnitudes a representar en el diagrama fasorial. Por fin tendremos que especificar los argumentos (en grados) de las magnitudes B y C, dado que la primera se tomará como origen de fases. Esto se especificará en las claves ArgB y ArgC. Una vez explicado todos los elementos que pueden aparecer en la pantalla, vemos que es posible diseñar nuevos ensayos y nuevas pantallas que tomarán la forma más adecuada a los resultados que deseemos visualizar. Se recomienda tomar como modelo un ensayo tipo y modificarlo hasta adoptar la forma deseada.

2.2. Configuración de lecturas virtuales Como se explicó en el apartado de características, el programa permite crear datos (lecturas virtuales) a partir de operaciones con las medidas reales. El siguiente ejemplo muestra la sintaxis de una medida virtual: NumVirtual=1 Virtual1="Phi" Formula1="Mag7=atan (Mag4/Mag3)* 180/pi(1) Univir1="º"

donde el 7 de Mag7 es el numero de magnitud siguiente a las reales (6), atan es arcotangente, el pi(1) es el número PI, pi(2) es igual 2*PI, etc. En este caso se determina el ángulo ϕ a partir de las lecturas de potencias activa y reactiva. En la clave Virtual se especifica el nombre de la nueva variable a determinar. En la clave Formula se detallará la fórmula de las nuevas medidas. Se comienza con la nueva variable (Mag7 = identifica la nueva magnitud; 7 porque hay 6 medidas reales) y a continuación se expone la fórmula. En la clave Univir se especifica las unidades de la magnitud.

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10.- Instalación y configuración

Exponemos a continuación las posibles funciones a usar en las medidas virtuales.

abs(x) acos(x) acosh(x) asin(x) asinh(x) atan(x) atanh(x) ci(x) ceil(x) cos(x) cosh(x) cot(x) csc(x) exp(x) expm1(x) floor(x) gamma(x) getexp(x) getman(x) int(x) ln(x) log(x) log2(x) pi(x) rand( ) sec(x) si(x) sign(x) sin(x) sinc(x) sinh(x) spike(x) sqrt(x) step(x) tan(x) tanh(x)

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Funciones para creación de medidas virtuales Devuelve el valor absoluto de x. Calcula el arco coseno de x (en radianes). Determina el arco coseno hiperbólico de x (en radianes). Determina el arco seno de x (en radianes). Determina el arco seno hiperbólico de x (en radianes). Determina el arco tangente de x (en radianes). Determina el arco tangente hiperbólico de x (en radianes). Determina el coseno integral de x. Redondeo a +Ínfinito Calcula el coseno de x. Calcula el coseno hiperbólico de x. Calcula la cotangente de x. Calcula la cosecante de x. Calcula el valor de e elevado a la potencia de x. Calcula e^x - 1 Redondeo a –Infinito. Calcula la función gamma de todos los numeros naturales. Determina el exponente. Determina la mantisa. Redondea al entero más cercano. Logaritmo natural (base e). Logaritmo natural (base 10). Logaritmo natural (base 2). Calcula x*PI Numero aleatorio entre 0 y 1. Calcula la secante de x. Calcula el seno integral de x. Devuelve 1 si el numero es mayor que 0,-1 si es menor que 0 y 0 si el numero es igual a 0. Calcula el seno de x en radianes. Calcula el seno de x (en radianes) dividido por x. Calcula el seno hiperbólico de x (en radianes). Devuelve 1si0≤x≤1;0 para el resto. Calcula la raiz cuadrada de x. Devuelve 1 si x >0 y 0 en el resto. Calcula la tangente de x (en radianes). Calcula la tangente hiperbólica de x (en radianes).

10.- Instalación y configuración

2.3. Parámetros generales de comunicación Los datos generales de comunicaciones están en el fichero Comunicaciones ModBUS.ini. Véase a continuación un ejemplo de las variables de comunicación: [Comunicacion] Puerto="1" Velocidad=9600 Timeout=3000 Frecuencia=1000

En este fichero los parámetros referentes a la comunicación. IMPORTANTE: Si el puerto de comunicaciones es simple RS232 solamente podremos conectar un solo aparato y por tanto realizar una sola lectura. Si usamos un conversor RS485 podremos conectar hasta 32 aparatos en paralelo usando un número de periférico distinto para cada aparato de medida. Cada aparato de medida tiene asociado un número de periférico y un tipo de aparato de medida. Los números de los periféricos no tienen porqué ser correlativos, pero es fundamental que coincidan con los especificados en los propios aparatos de medida (lo veremos posteriormente, en los siguientes apartados). IMPORTANTE: El número de periférico y la velocidad deberán ser configurados en cada uno de los aparatos de medida. Finalmente, cada tipo de aparato deberá ser configurado con el número de “words” a leer, la dirección inicial, y para cada una de las palabras (words), deberemos indicar el nombre (DirecciónX), la constante de multiplicación (ConstaMULX), la constante suma (ConstaSUMX) y su unidad (UnidadX). Estos parámetros están en el fichero Aparatos de medida.ini. Observe, a continuación, el ejemplo de dos tipos de aparatos de medida:DH96C y CVM. [DH96C] Numero = 1 Dirinicial = 1 Direccion1 = V1 ConstaMUL1 = 1,000000E+0 ConstaSUM1 = 0,000000E+0 Unidad1 = Voltios [CVM] Numero = 26 Dirinicial = Direccion0 = ConstaMUL0 = ConstaSUM0 = Unidad0 = Direccion1 = ConstaMUL1 = ConstaSUM1 =

0 Fecha 1,000000E+0 0,000000E+0 V1 1,000000E+0 0,000000E+0

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10.- Instalación y configuración

Unidad1 = Voltios Direccion2 = I1 ConstaMUL2 = 1,000000E-3 ConstaSUM2 = 0,000000E+0 Unidad2 = Amperios Direccion3 = P1 ConstaMUL3 = 1,000000E+0 ConstaSUM3 = 0,000000E+0 Unidad3 = Vatios ... ConstaSUM24 = 1,000000E-2 ConstaMUL24 = 0,000000E+0 Unidad24 = Direccion25 = Frecuencia Unidad25 = = 1,000000E-1 ConstaSUM25 ConstaMUL25 = 0,000000E+0 Hertzios

Cada vez que se realiza una lectura, el programa la multiplica por la constante de multiplicación y la suma a la constante de suma, para posteriormente ser almacenada en el fichero correspondiente. Si se desea añadir otro tipo de aparato de medida, éste deberá tener la misma estructura que los tipos expuestos anteriormente. 2.4. Conexiones En este apartado trataremos los parámetros de configuración correspondientes alas conexiones en los distintos esquemas de ensayo de las máquinas eléctricas. Los parámetros fundamentales están, como ya vimos, en el fichero Esquemas.ini, y que detallamos a continuación: [Maquinas] NumNombre=10 Nombre1="Carga monofásica (I)" Nombre2="Carga monofásica (II)" Nombre3="Carga trifásica" Nombre4="Transformador monofásico" Nombre5="Transformador trifásico" Nombre6="Motor Asíncrono" Nombre7="Motor Asíncrono - Freno" Nombre8="Motor Asíncrono - Máquina de cc" Nombre9="Motor de cc" Nombre10="Síncrona - Motor de cc" [Carga monofásica (I)] Tipo="Medida monofásica" NumMag=7 Mag1= "(CVMSP-31:00)" Mag2= "(CVMSP-31:01)" Mag3= "(CVMSP-31:02)" Mag4= "(CVMSP-31:03)" Mag5= "(CVMSP-31:04)" Mag6= "(CVMSP-31:13)" Mag7= "(CVMSP-31:09)" [Carga monofásica (II)] Tipo="Medida monofásica 2" NumMag=7

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10.- Instalación y configuración

Mag1= Mag2= Mag3= Mag4= Mag5= Mag6= Mag7=

"(CVM-35:01)" "(CVM-35:02)" "(CVM-35:03)" "(CVM-35:04)-(CVM-35:05)" "(CVM-35:06)" "(CVM-35:00)" "(CVM-35:25)"

Este fichero tiene una sección denominada Máquinas en la que se especifica el nombre de las distintas máquinas que se van a ensayar. A su vez, cada nombre de máquina dispone de una sección aparte donde se indica el tipo de ensayo a realizar y las conexiones con los aparatos de medida. Se recuerda que la primera variable de la sección correspondiente al nombre de la máquina es la variable Tipo, que indica el nombre de ensayo que se va a realizar a dicha máquina. A continuación se detallan el número de magnitudes a determinar y la conexión con los aparatos de medida. La conexión de los aparatos de medida tiene la siguiente sintaxis: (Tipo de aparato de medida – Numero de periférico : Dirección) por lo que "(CVM-35:19)" significa que se está leyendo la dirección 19 del analizador de redes CVM que tiene como número de periférico el 35. Cada magnitud puede ser leída de una sola dirección, o puede ser producto de varias direcciones (véase en el ejemplo anterior la magnitud Mag4). Aquí solamente se admiten operaciones de suma, resta, multiplicación y división. Todos los datos correspondientes al tipo de ensayo (número de magnitudes necesarias, etc.) están en el fichero Esquemas tipo.ini.

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10.- Instalación y configuración

3. Configuración de los aparatos de medida A continuación se exponen algunas normas a tener en cuenta para el buen funcionamiento de las comunicaciones con los aparatos de medida. Las conexiones a los aparatos de medida se realiza mediante el puerto serie. Es posible hacerlo mediante el puerto RS232, en cuyo caso solamente podremos conectar un aparato de medida. Para poder conectar más de un aparato de medida, usaremos las comunicaciones serie RS485. Por no disponer el ordenador de un puerto serie RS485 deberemos usar una tarjeta serie RS485 ó un conversor RS232/RS485. IMPORTANTE: Con el mismo programa podemos conectar aparatos de medida con puerto serie RS232 (un solo aparato) o puerto RS485 (varios aparatos).

3.1. Conexión de equipos de medida Para la conexión RS485 todos los aparatos de medida deberán ir conectados en paralelo (los terminales positivos unidos entre si al terminal positivo del ordenador, los terminales negativos unidos entre sí al terminal negativo del ordenador y también unidos los terminales de masa al terminal masa del ordenador). Para la conexión RS232 el único aparato de medida deberá ir conectado al ordenador de forma cruzada (el terminal positivo del aparato al terminal negativo del ordenador, el terminal negativo unido al terminal positivo del ordenador y el terminal de masa unido al terminal masa del ordenador). 3.2. Configuración de velocidad y periféricos Para el correcto funcionamiento todos los equipos conectados al puerto deben ser configurados a la misma velocidad, que deberá ser igual a la que fijamos en el fichero de configuración del programa (fichero Comunicaciones ModBUS.ini). La paridad de las comunicaciones debemos configurarla Sin paridad. El protocolo de comunicaciones debe ser configurado como MODBUS. Cada aparato de medida debe ser configurado con un número de periférico distinto, y que deberá coincidir con el fijado en el fichero de configuración del programa (Comunicaciones ModBUS.ini). Los números de periférico no tienen por qué ser correlativos. Para realizar esta configuración se deberá consultar el manual de instrucciones de cada aparato de medida.

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10.- Instalación y configuración

4. Protocolo de pruebas de funcionamiento Con el fin de comprobar el correcto funcionamiento del programa junto con los aparatos de medida y depurar posibles errores se incluye un protocolo de pruebas.

4.1. Conexión de un solo aparato de medida En primer lugar se conectará un solo aparato de medida según las instrucciones dadas en el apartado anterior (en puertos RS485 conexión en paralelo y en RS232 conexión cruzada). En el programa se deberá modificar el número de lecturas del fichero Esquemas.ini. A continuación se muestra un ejemplo de este fichero para realizar una sola lectura de un analizador de redes CVM: En el ensayo Motor Asíncrono modificaremos las conexiones. Esta sección tenía los siguientes valores:

[Motor Asíncrono] Tipo="Asincrona1" NumMag=6 Mag1= "(CVM-35:19)" Mag2= "(CVM-35:20)" Mag3= "(CVM-35:21)" Mag4= "(CVM-35:22) - (CVM-35:23)" Mag5= "(DH96A2-22:1)" Mag6= "(CVM-35:0)"

Escribiremos estos otros con el fin de que solamente lea un aparato de medida: [Motor Asíncrono] Tipo="Asincrona1" NumMag=6 Mag1= "(CVM-35:19)" Mag2= "(CVM-35:20)" Mag3= "(CVM-35:21)" Mag4= "(CVM-35:22) - (CVM-35:23)" Mag5= "(CVM-35:20)" Mag6= "(CVM-35:0)"

Si el único aparato conectado es otro (p.ej. un DH96A2), el fichero debería modificarse de la siguiente manera: [Motor Asíncrono] Tipo="Asincrona1" NumMag=6 Mag1= "(DH96A2-22:1)" Mag2= "(DH96A2-22:1)" Mag3= "(DH96A2-22:1)" Mag4= "(DH96A2-22:1)" Mag5= "(DH96A2-22:1)" Mag6= "(DH96A2-22:1)"

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10.- Instalación y configuración

Una vez modificado estos ficheros se deberá comprobar que se produce la lectura de los datos poniendo en marcha el programa y activando la lectura. Se deberá comprobar que el control booleano Lectura (cuando está en posición Si) se pone de color verde indicando que la comunicación es correcta. Si hay problemas de comunicación, este led se pondrá de color rojo.

Solución de problemas En caso de que no funcione correctamente, deberemos fijarnos en los aparatos de medida que suelen llevar algún led de indicación de comunicación, que señalarán si el aparato recibe datos y si los transmite. Los datos leídos deben aparecer en los dos indicadores situados encima del medidor analógico de dos agujas. Si el aparato no recibe los datos deberemos comprobar que la velocidad del mismo coincide con la velocidad del programa. También podemos comprobar que el cable utilizado es el correcto. Si se utiliza un conector con cable serie RS232, deberemos comprobar que están cruzados los pines 2 y 3 de un conector con el otro conector, que son los utilizados para las comunicaciones en conectores de 9 pines. El conector RS485 utiliza los pines 1 y 2 para transmisión de datos y deben ir en paralelo pues se trata de un bus de datos. Tenga en cuenta que algunos aparatos de medida con tarjeta de conexión RS485 cruzan los cables en su interior, así que no está de más el probar cruzando los dos cables también en comunicaciones RS485, si todo falla. Si el aparato de medida, a pesar de recibir los datos, no transmite ninguna respuesta, deberemos comprobar si el número de periférico configurado en el programa (fichero Comunicaciones ModBUS.ini) coincide con el número de periférico configurado en el aparato. También deberemos comprobar que el protocolo de comunicaciones utilizado es ModBUS y que está configurado así en el equipo de medida. En caso de que no se consiga que el programa funcione correctamente, probar con otros aparatos de medida, para poder descartar problemas en el cable, etc. Esta prueba deberá hacerse en todos los aparatos de medida que se vayan a utilizar.

4.2. Conexión de varios aparatos de medida (exclusivamente RS485) La conexión de varios aparatos de medida sólo la podemos realizar si las tarjetas de comunicaciones son del tipo RS485. En ningún caso con puerto RS232.

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10.- Instalación y configuración

IMPORTANTE: Esta prueba solamente se deberá realizar si se ha superado con éxito la prueba anterior y se han solucionado los problemas. La prueba consiste en conectar físicamente en paralelo varios aparatos de medida. Modificaremos el fichero de configuración Esquemas.ini para realizar varias lecturas. Por ejemplo, a continuación presentamos el texto en el caso de que se quiera realizar la lectura de un CVM y un DH96C: [Motor Asíncrono] Tipo="Asincrona1" NumMag=6 Mag1= "(CVM-35:19)" Mag2= "(CVM-35:20)" Mag3= "(CVM-35:21)" Mag4= "(CVM-35:22) - (CVM-35:23)" Mag5= "(DH96C-21:1)" Mag6= "(CVM-35:0)"

Se deberá comprobar el perfecto funcionamiento, es decir, que el control de lectura se pone de color verde, y que los datos de lectura aparecen en los indicadores en forma de menú desplegable situado encima del indicador analógico de dos agujas. En caso de que no funcione, deberemos comprobar las conexiones entre aparatos, y asegurarnos de que no hemos asignado el mismo número de periférico a dos aparatos de medida. Igual que en el caso anterior, no está de más el probar cruzando los dos cables también en comunicaciones RS485, si todo falla, dado que algunos aparatos de medida con tarjeta de conexión RS485 cruzan los cables en su interior. Nada más queda indicar que las comunicaciones industriales es un asunto que no está del todo resuelto, así que no se extrañe de que no funciona a la primera. El secreto está en no desistir al principio (y preguntar a un experto).

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10.- Instalación y configuración

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

C

Aparatos de medida ModBUS

1. Características de los aparatos de medida 2. Panel de medidas 2.1.

Descripción general del panel de medidas

2.2.

Descripción de los aparatos de medida y accesorios

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

1. Características de los aparatos de medida Las características que deben cumplir los aparatos de medida para poder ser conectados al software de medidas eléctricas son las siguientes: - Disponer de puerto serie RS 485. - Permitir el protocolo de comunicaciones ModBUS. Para poder conectar todos los aparatos de medida al mismo puerto de comunicaciones, es necesario que este puerto sea RS485, ya que el puerto serie normal que viene en todos los ordenadores (RS232) no permite más que la conexión de un solo aparato. Es por esto que necesitaremos un conversor de puerto o una tarjeta de ordenador con puerto RS485. IMPORTANTE: Todos los aparatos de medida utilizados para conectar con el software de Medidas Eléctricas deben tener puerto serie RS485 con protocolo ModBUS. Con puerto RS485 es posible conectar varios aparatos en paralelo con el fin de tomar todas las lecturas por el mismo puerto. A esta forma de conexión se la denomina BUS. Por tanto, en cuanto a los terminales de comunicaciones, éstos deben ir en paralelo al mismo puerto RS485. Dado que todos los aparatos de medida están conectados al mismo puerto, es necesario identificar cada aparato con un número, denominado número de periférico. Todos los equipos están configurados con la misma velocidad de transmisión, paridad y bit de datos. Estos valores pueden ser cambiados a voluntad siempre que se haga a todos los aparatos de medida conectados. IMPORTANTE: Con puerto RS485 es posible conectar varios aparatos en paralelo con el fin de tomar todas las lecturas por el mismo puerto. A esta forma de conexión se la denomina BUS. En los siguientes apartados se va a explicar el panel de medidas diseñado para el laboratorio de Máquinas Eléctricas de la Escuela Universitaria Politécnica de la Universidad de Valladolid para realizar todos los ensayos. Se han utilizado aparatos de medida de la casa Circutor©, pero es posible hacerlo con equipamiento distinto.

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

2. Panel de medidas 2.1. Descripción general del panel de medidas En este apartado vamos a describir los distintos aparatos que constituyen la plataforma de medidas para hacer las distintas prácticas de laboratorio. Todos los aparatos del panel de medida van a poder conectarse al software preparado al efecto para la lectura de sus medidas vía ordenador. IMPORTANTE: Para el funcionamiento de los aparatos de medida, no es necesario que estén conectados al ordenador, ya que todos ellos disponen de pantalla de visualización donde podremos ver las lecturas. Se dispone de dos paneles de medida, que tienen más o menos los mismos aparatos de medida. La siguiente figura representa un esquema del primer panel de medidas.

La siguiente figura representa un esquema del segundo panel de medidas:

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

Todos los aparatos de medida van a disponer terminales de comunicaciones RS485 (no accesibles en el panel) que van a permitir conectar todos los aparatos de medida en paralelo (respecto a estos terminales) formando un bus de datos. IMPORTANTE: Con puerto RS485 es posible conectar varios aparatos en paralelo con el fin de tomar todas las lecturas por el mismo puerto. A esta forma de conexión se la denomina BUS. Dado que todos los aparatos de medida están conectados al mismo puerto, es necesario identificar cada aparato con un número, lo que se conoce como periférico, y que está detallado en cada uno de los aparatos de la figura anterior. Todos los equipos están configurados con la misma velocidad de transmisión, paridad y bit de datos. Estos valores pueden ser cambiado sin problemas, pero debe hacerse a todos los aparatos conectados. A continuación detallamos cada uno de los aparatos. En la siguiente figura está indicada la función de cada uno de los aparatos de medida, para el primer panel.

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

Como se puede ver, se dispone de cuatro medidores de tensión/intensidad, dos de corriente alterna y dos de corriente continua, situados en la parte superior. También tenemos un analizador de red monofásico, que van a medir todas las magnitudes eléctricas monofásicas (tensión, intensidad, potencias activa, reactiva y aparente, energías, factor de potencia, etc.) de una red monofásica. Además, tenemos un analizador de redes trifásico, donde también se miden todas las magnitudes citadas, pero para cada una de las tres fases de un sistema trifásico. En la parte central se dispone de un analizador de redes de corriente continua, es decir, mide tensión, intensidad, potencia y energía en corriente continua Para la medida de intensidad de este último aparato dispone de un shunt de 25 Amperios, por lo que este aparatos se utilizará para la medida de las máquinas de corriente continua de cierta potencia.

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

Para el segundo panel, las distintas funciones están detalladas en la siguiente figura:

Como se puede ver, se dispone de cuatro medidores de tensión/intensidad, dos de corriente alterna y dos de corriente continua, situados en la parte superior. En la parte central tenemos dos analizadores de redes trifásicos y uno de corriente continua. En la parte inferior derecha se dispone de un analizador de red monofásico. Una vez visto de manera general el panel de medidas, pasamos a detallar cada uno de los elementos que componen el citado panel.

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

2.2. Descripción de los aparatos de medida y accesorios

Explicaremos con detalle cada uno de los distintos aparatos de medida y accesorios que aparecen en el panel. Medidor digital de tensión/intensidad de corriente alterna DH96A: Mide tensión o intensidad (nunca las dos magnitudes simultáneamente) dependiendo de cómo esté configurado. En la parte superior tenemos los conectores de las comunicaciones y en la parte inferior tenemos los conectores para la toma de tensión (V y C), y para la toma de intensidad (I y C). Lógicamente, el terminal C es el terminal común. Permite medir tensiones hasta 500 voltios e intensidades hasta 5 amperios. Estos aparatos están numerados como periféricos 21 y 22, aunque esto puede ser modificado.

Medidor digital de tensión/intensidad de corriente continua DH96D: Mide tensión o intensidad (nunca las dos magnitudes) dependiendo de cómo esté configurado. Dispone de los mismos conectores que el medidor de corriente alterna.

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

Analizador de red de corriente continua: Aparato de medida para medida simultánea de tensión, corriente, potencia y energía en corriente continua. Para la medida de intensidad es obligatorio conectar un shunt. En el panel está conectado un shunt de 25 A. Dispone de tres tomas de tensión correspondientes a los fondos de escala (o alcance) de 450, 300 y 150 voltios, de las que sólo habrá que conectar una de ellas.

Analizadores de red trifásicos CVM: Aparato de medida para medida simultánea de tensión, corriente, potencias activa y reactiva, potencia maxímetro, tasas de armónicos, factor de potencia, frecuencia y energías de las tres fase de un sistema trifásico. Dispone de las tres tomas de tensión (hasta 500 voltios) y las seis tomas de intensidad, que obligatoriamente habrá que pasarlas por transformadores de intensidad. De este modelo tenemos los dos tipos representados en la figura adjunta.

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

Analizador de red monofásico CVM-SP: Aparato de medida con terminales de entrada y de salida que permiten tomar medidas de circuitos monofásicos de tensión hasta 230 voltios e intensidad hasta 25 amperios. Con este equipo obtenemos simultáneamente valores de tensión, corriente, potencias activa y reactiva, potencia maxímetro, tasas de armónicos, factor de potencia, frecuencia y energías. Estos aparatos no precisan de alimentación, tomándola del mismo circuito cuyos valores van a medir, por lo que la tensión deberá siempre estar próxima a 220 voltios. Este aparato están numerado como periférico 31. Transformadores de intensidad: Disponemos de tres transformadores de intensidad con relación 25/5 A para la conexión de las tomas de intensidad del analizador de redes CVM trifásico. Observe que para una conexión más accesible del analizador, el primario está en la parte inferior y el secundario en la parte superior.

Convertidor de puerto de comunicaciones RS232/RS485: Con el fin de poder conectar al ordenador (puerto RS232) todos los aparatos de medida necesitamos un puerto que permita la conexión de más aparatos (puerto RS485), por lo que utilizamos este conversor de puerto.

Magnetotérmico de protección de la alimentación de todos los equipos: Este magnetotérmico, situado en la parte inferior izquierda permite la conexión y protección de la alimentación de los aparatos de medida y conversor. Dispone de dos terminales en la parte superior donde disponemos de la misma tensión de alimentación (220 voltios).

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Anexo C.-Aparatos de medida ModBUS

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Bibliografía

Bibliografía Dynamic simulation of electric machinery : using Matlab/Simulink Chee-Mun Ong Prentice Hall, 1998

Electric Circuits and Machines Laboratory with LabVIEW Nesimi Ertugrul University of Adelaide, 2000

Manuales de LabVIEW www.ni.com Autómatas Programables Joseph Balcells y Jose Luis Romeral Marcombo, 1997 Máquinas Eléctricas Javier Sanz Feito Prentice Hall, 2002 Máquinas Eléctricas, 5ª ed. Jesús Fraile Mora McGraw Hill, 2003

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