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ESCUELA INGENIERIA ELECTRICA - UNMSM

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS III

INFORME N° 2 “DESCRIPCION DEL MODULO DE SINCRONIZACION SIEMENS DEL LABOTARIO DE MAQUINAS ELECTRICAS – FIEE UNMSM ” AUTOR: DEL CASTILLO DEL MAR, DIEGO SEBASTIAN

LIMA, 07 de Octubre de 2019

INDICE

INDICE DE ILUSTRACIONES ......................................................................... 3 I.

Equipos que conforman el módulo de Sincronización...................... 4 1. Fuente de alimentación de corriente para máquinas eléctricas... 4 2. Unidad de Sincronismo ................................................................... 5 3. Carga Inductiva Trifásica ................................................................ 6 4. Carga Capacitiva Trifásica .............................................................. 6 5. Interruptor tripolar de protección del motor ................................ 7 6. Interfaz de usuario para el generador ........................................... 8 7. Banco de pruebas de servomotores para Maquinas ..................... 9 8. Regulador de tensión de excitación con interruptor de desexcitación ....................................................................................... 11 9. Máquina sincrónica de corriente trifásica, rotor cilíndrico 1kw . 12

II.

Diagrama de conexión del modulo ............................................... 13

III. Bibliografía .................................................................................... 16 IV.

Anexos............................................................................................ 17

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INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Modulo de Alimentación ............................................................ 4 Ilustración 2 Placa de Sincronización ............................................................. 5 Ilustración 3 Carga inductiva Trifásica............................................................ 6 Ilustración 4 Carga Capacitiva trifásica ........................................................... 7 Ilustración 5 Interruptor tripolar .................................................................... 7 Ilustración 6 Interfaz HMI ............................................................................. 9 Ilustración 7 Banco de pruebas de Servomotores ......................................... 11 Ilustración 8 Regulador de tensión de excitación con interruptor de desexcitación ............................................................................................. 12 Ilustración 9 Máquina sincrónica de corriente trifásica .................................. 13 Ilustración 10 Tomacorrientes industrial....................................................... 13 Ilustración 11 Transformador 380/220 V ...................................................... 14

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I.

Equipos que conforman el módulo de Sincronización

1. Fuente de alimentación de corriente para máquinas eléctricas Fuente de alimentación de tensión de red para corriente continua, alterna y trifásica, y para excitación de máquinas síncronas. La fuente de alimentación de la red ha sido adaptada especialmente para su aplicación con máquinas eléctricas.

Ilustración 1 Modulo de Alimentación 

 

  

Salidas: Corriente trifásica: L1, L2, L3, N a través de casquillos de seguridad de 4 mm Corriente continua: 0 V a 240 V de CC variable, regulada y protegida electrónicamente contra sobrecargas y cortocircuitos Corriente de salida: 3 A a 10 A (límite de corriente ajustable) Segunda tensión continua de 210 V CC, 6 A, valor fijo Dispositivos de protección: Disyuntor de protección del motor, ajustable de 6,3 A a 16 A Disparador de tensión mínima Desconexión de seguridad Conexión a la red: 3x 230/400 V, 50/60 Hz por medio de conector CEE con cable de 1,8 m Dimensiones: 297 x 228 x 140 mm (hxbxp) Peso: 3 kg

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ESCUELA INGENIERIA ELECTRICA - UNMSM 2. Unidad de Sincronismo La placa de sincronización se compone de: 

Panel de sincronización (3 lámparas) para visualización de las relaciones entre las tensiones y las fases del circuito del generador y la alimentación (indicación por medio de lámparas encendidas o apagadas).



Voltímetro de tensión cero



Frecuencímetro doble



Voltímetro doble



Sincronoscopio digital



Interruptor de sincronización



Tensión de servicio: 400V



Dimensiones: 297 x 452 x 125mm (hxbxp)



Peso: 2kg

Ilustración 2 Placa de Sincronización

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ESCUELA INGENIERIA ELECTRICA - UNMSM 3. Carga Inductiva Trifásica Se compone de tres inductancias con tomas en 1,2H (0,65A), 1,6H (0,5A), 2H (0,45A), 2,4H (0,35A), 2,8H (0,30A), 3,2H (0,25A). 

Apta para circuitos en paralelo, en serie, en estrella y en triángulo.



Entradas y salidas: casquillos de seguridad de 4mm.



Dimensiones: 297 x 456 x 125mm (hxbxp).



Peso: 8kg

Ilustración 3 Carga inductiva Trifásica

4. Carga Capacitiva Trifásica Tres grupos de condensadores MP, cada uno consta de cuatro condensadores.     

Para circuitos paralelos, serie, estrella y delta. Capacidad: 3 x 2/4/8/30 µF, 450 V. Entradas / salidas: tomas de seguridad de 4 mm Dimensiones: 297 x 228 x 125 mm (HxWxD) Peso: 3kg.

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Ilustración 4 Carga Capacitiva trifásica

5. Interruptor tripolar de protección del motor Disyuntor de potencia con disparo térmico de sobrecarga y disparo sin retardo de sobre corriente 

Carga de contacto: 500V/ a 10A



Corriente ajustable



Dimensiones: 297 x 114 x 125mm (hxbxp)



Peso: 1kg

nominal:

1,8...2,5A

Ilustración 5 Interruptor tripolar

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6. Interfaz de usuario para el generador La unidad de control del generador permite el servicio y la observación del sistemas generador et micro grid por medio del software opcional SCADA. Además de la medición y visualización de todos los parámetros relevantes de la red, el generador se regula por medio de entradas y salidas. La visualización y servicio se lleva a cabo a través de un menú de pantalla LC o por medio de la interfaz Ethernet integrada. Datos técnicos:                 

Medición trifásica de corriente y tensión, 3x400V/5A Medición de tensiones de fase, tensiones en serie y corrientes Determinación de la potencia aparente, activa y reactiva Determinación de la energía activa, reactiva y aparente Determinación de la frecuencia y de los factores de distorsión de corriente y tensión Determinación de los armónicos de red y de la corriente del conductor neutro Medición de pulsos Medición de valores pico y medios Registro de la característica de carga y de eventos Reloj de tiempo real Pantalla gráfica de gran tamaño, rica en contrastes, con iluminación de trasfondo Representación en tablas, diagramas y gráficos de vectores 2 entradas digitales 6 salidas digitales Interfaz Ethernet Guía de menú en DE / EN / FR / ES / IT / PT / TR / ZH / RU / PL Instrumento de medición de demostración para funcionamiento en la red

Valores máximos de medida:  

Tensión: L-L: 690 V Corriente: 5A

Límites de fallos:          

Tensión de 0,2% Corriente de 0,2% Potencia aparente de 0,5% Potencia activa de 0,2% Potencia reactiva de 1% Energía activa de la clase 0,2 Energía reactiva de la clase 2 Tensión de servicio: 110V-230V, 50/60Hz Dimensiones: 297 x 228 x 140mm (hxbxp) Peso: 2kg

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Ilustración 6 Interfaz HMI

7. Banco de pruebas de servomotores para Maquinas El banco de pruebas de servomáquinas es un completo sistema de verificación para el análisis de máquinas eléctricas y accionamientos. Se compone de una unidad de control digital, un freno y del software AktiveServo. El sistema conjuga la más moderna tecnología con un servicio sencillo. Además, con el sistema se pueden realizar operaciones manuales y automáticas de sincronización. La unidad de control brinda las siguientes prestaciones: 

Operación dinámica y estática en cuatro cuadrantes



10 modos de operación seleccionables / modelos de máquinas de trabajo (control de pares de giro, de velocidad de giro, masa volante, accionamiento elevador, enrrollador / calandria, ventilador, compresor, accionamiento de bobina, carga de definición libre en función del tiempo, sincronización de red manual y automática).



Amplificador de medida integrado, con aislamiento galvánico, para mediciones de corriente y tensión.



Display de velocidad de giro y par.



Monitor de cuatro cuadrantes.

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Interfaz USB.



Control térmico de la máquina de prueba.



Comprobación de la presencia de la cubierta de eje.



Tensión de conexión: 400V, 50Hz.



Potencia máxima de salida: 10Kva.



Dimensiones: 297 x 460 x 420mm (hxbxp).



Peso: 14,3kg.

El freno conforma una unidad de servofreno asíncrono, autorrefrigerado, con resolvedor. La conexión de cables del motor y el sensor se realiza por medio de un conector insertable a prueba de polarización inversa. La máquina posee control térmico y conforma con la unidad de control un sistema de accionamiento y de freno libre de deriva y que no necesita calibración. 

Máxima velocidad de giro: 4000min-1



Máximo par de giro 30Nm



Control de temperatura: sensor continuo de temperatura (KTY)



Resolución del resolvedor: 65536 impulsos por revolución



Dimensiones: 275 x 210 x 210mm (hxbxp)



Peso: 6kg

ActiveServo es un programa para el registro de características de máquinas y para la determinación estática y dinámica del punto de operación. Se pueden ajustar y parametrizar 7 máquinas de carga diferentes (masa volante, bomba, calandria, accionamiento elevador, compresor, accionamiento de bobina, carga de parametrización libre en función del tiempo). Particularidades: 

Medición, cálculo y representación gráfica de las magnitudes mecánicas y eléctricas



(Velocidad de giro, par, potencia mecánica, corriente, tensión, potencias activa, reactiva y aparente, eficiencia, factor de potencia).



Representación simultánea de las magnitudes medidas y las calculadas (por ejemplo, visualización directa de la eficiencia).



Medición de corriente y tensión (como valor eficaz, incluso para magnitudes no sinusoidales).



Operación con control automático de velocidad de giro y de par.



Registro de magnitudes en el tiempo.

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Valores límite predefinidos de velocidad o de par de giro para evitar que actúen cargas no permitidas sobre el objeto de prueba.



Operación en los cuatro cuadrantes (visualización del par generador).



Funciones de rampa de definición libre para la ejecución de experimentos de carga controlados por PC.



Representación de características de varios experimentos para ilustrar las modificaciones de parámetros.



Exportación de gráficos y de valores medidos.



Versión de 32 bits para Windows.

Ilustración 7 Banco de pruebas de Servomotores

8. Regulador de desexcitación

tensión

de

excitación

con

interruptor

de

El regulador de tensión de excitación se emplea en experimentos de sincronización. El interruptor de desexcitación se emplea para la protección del generador y se encarga de que éste se desconecte de la red y se desexcite si se presenta un fallo.          

Salida: 200V / 2A CC 2 entradas para elevación y disminución de tensión 1 entrada para desexcitación por medio de un relé 1 entrada para conexión de una tensión de corriente continua 2 pulsadores para conexión y desconexión de una tensión de corriente continua Codificador incremental rotatorio para ajuste de tensión Entradas y salidas: casquillos de seguridad de 4 mm Alimentación de tensión: 230 V, 50/60 Hz Dimensiones: 297 x 228 x 190mm (hxbxp) Peso: 5 kg

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Ilustración 8 Regulador de tensión de excitación con interruptor de desexcitación

9. Máquina sincrónica de corriente trifásica, rotor cilíndrico 1kw Tensión nominal: 400/230V, 50Hz 

Corriente nominal 1,5A, 2,6A



Velocidad nominal de giro: 1500min-1



Potencia nominal: 0,8kW



cos phi: 0,8 ... 1 ... -0,8



Tensión de excitación: 220V



Corriente de excitación: 1,6A



Dimensiones: 500 x 220 x 250 mm (hxbxp)



Peso: 20kg

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Ilustración 9 Máquina sincrónica de corriente trifásica

II.

Diagrama de conexión del modulo

TOMACORRIENTES INDUSTRIAL TRIFASICO De aquí nos conectamos a la red trifásica de 380V.

Ilustración 10 Tomacorrientes industrial

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TRANSFORMADOR 380/220 V Baja la tensión a 220V para de esta manera conectar el modulo de fuente de alimentación.

Ilustración 11 Transformador 380/220 V

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FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE PARA MÁQUINAS ELÉCTRICAS De aquí energizaremos los demás módulos.

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III. Bibliografía

i.

“ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICAS”, recuperado de:

PARA

MÁQUINAS

https://www.lucasnuelle.es/2274/pid/8870/apg/4662/Alimentaci%C3%B3n-de-corrientepara-m%C3%A1quinas-el%C3%A9ctricas-.htm

ii.

“BANCO DE PRUEBAS DE SERVOMOTORES DE 1KW & SOFTWARE ACTIVESERVO (D,GB,F,E)” , recuperado de: https://www.lucas-nuelle.es/2274/pid/9222/apg/4884/Banco-de-pruebasde-servo-para-motores-de-1kW-&-software-ActiveServo-(D,GB,F,E)-.htm

iii.

“PLACA DE SINCRONIZACION”, recuperado de: https://www.lucas-nuelle.es/2274/pid/16595/apg/8398/Placa-desincronizaci%C3%B3n-.htm

iv.

“CARGA INDUCTIVA TRIFÁSICA, 1KW”, recuperado de: https://www.lucas-nuelle.es/2274/pid/10857/apg/5417/Carga-inductivatrif%C3%A1sica,-1kW-.htm

v.

“CAPACITIVE LOAD, THREE-PHASE, 1KW”, recuperado de: https://www.lucas-nuelle.us/2769/pid/8858/apg/4660/Capacitive-load,three-phase,-1kW.htm

vi.

“INTERRUPTOR TRIPOLAR DE PROTECCIÓN DEL MOTOR”, recuperado de: https://www.lucas-nuelle.es/2274/pid/9288/apg/4963/Interruptortripolar-de-protecci%C3%B3n-del-motor-.htm

vii.

“INTERFAZ DE USUARIO PARA EL GENERADOR”, recuperado de: https://www.lucas-nuelle.es/2274/pid/11966/apg/6203/Interfaz-deusuario-para-el-generador.htm

viii.

“REGULADOR DE TENSIÓN DE EXCITACIÓN INTERRUPTOR DE DESEXCITACIÓN”, recuperado de:

CON

https://www.lucas-nuelle.es/2274/pid/10155/apg/4646/Regulador-detensi%C3%B3n-de-excitaci%C3%B3n-con-interruptor-dedesexcitaci%C3%B3n-.htm

ix.

“MÁQUINA SINCRÓNICA DE CORRIENTE TRIFÁSICA, ROTOR CILÍNDRICO 1KW”, recuperado de: https://www.lucas-nuelle.es/2274/pid/11819/apg/6203/M%C3%A1quinasincr%C3%B3nica-de-corriente-trif%C3%A1sica,-rotor-cil%C3%ADndrico1kW-.htm

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IV.

Anexos

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