guía de trabajos prácticos - universidad tecnológica nacional
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º GUÍA DE TRABAJOS PRÁCTICOS Cátedras de: Electrotecnia y Máquinas Eléctricas (Ingeniería Mecánica/Naval) Electrotecnia y Máquinas Eléctricas (Ingeniería Industrial) Electrotecnia (Ingeniería Textil) Profesores: Ing. Julio ALVAREZ Ing. Osvaldo Norberto RIVERA Ing. Eduardo INFANTE Ing. Celestino GARCÍA Ing. Eduardo HIPÓLITO Ing. Alejandro Luis ECHAZÚ Jefe de Trabajos Prácticos: Ing. Roberto WULF Ayudantes de Trabajos Prácticos: Ing. Miguel FRIDMAN Ing. Pablo YORNET AÑO 2015 Página 1 de 31 Ing. Juan SARDÓN UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL – FACULTAD REGIONAL Bs. As. DEPARTAMENTO INGENIERÍA ELÉCTRICA TRABAJOS PRÁCTICOS DE ELECTROTECNIA Y MÁQUINAS ELÉCTRICAS Se describen en esta Guía los temas a tratar en cada Trabajo Práctico (TP), el plan de realización de los ensayos a efectuar en el Laboratorio y la redacción del Informe sobre el ensayo. Asimismo se incorpora en cada TP las tablas para completar los datos de los ensayos y los circuitos eléctricos correspondientes. Para la confección del Informe de cada TP se deberá usar esta Guía a los efectos del llenado de Datos y la confección del Informe respetando el orden de los ítems detallados en cada TP. Las representaciones gráficas se deberán efectuar preferentemente en papel milimetrado, indicándose en cada caso las escalas correspondientes. El plazo de entrega de los informes será de 15 días a partir de la realización del ensayo. Firma de la Asignatura Para firmar la Libreta el alumno deberá tener el 75 % de asistencia en los ensayos de Laboratorio, presentar una carpeta que contenga todos los trabajos prácticos (copias) realizados y firmados por el Docente Auxiliar (con el Nombre y Apellido del Alumno con bolígrafo en cada hoja), los problemas efectuados en clases, los exámenes parciales aprobados y poseer los conocimientos de todos los TP para ser evaluados por el Docente. INDICE: T.P. Nº TÍTULO Página Especialidad Mecánica/Naval 0 Transitorios en Corriente Contínua 3 1 Corrección del Factor de Potencia (cos ) 9 2 Medición de Potencia en un Circuito Trifásico 13 3 Ensayo de un Transformador Monofásico 19 4 A-Ensayo de Motor Asincrónico B-Ensayo de Máquina de Corriente Continua 25 Página 2 de 31 Mecánica/Naval Industrial Textil ASIGNATURA: ELECTROTECNIA Y MÁQUINAS ELÉCTRICAS CÓDIGO: CURSO: CICLO LECTIVO: DOCENTE: J.T.P.: Ing. Roberto WULF A.T.P.: Ing. Miguel FRIDMAN A.T.P.: Ing. Pablo YORNET A.T.P.: Ing. Juan SARDÓN TRABAJO PRÁCTICO Nº 0 “TRANSITORIOS EN CORRIENTE CONTINUA” GRUPO Nº…. LEGAJO PRES. FECHA LÍMITE: APELLIDO Y NOMBRES FECHA ENTREGA FECHA DEVOL. E-MAIL RESP. OBSERVACIONES 1RA FECHA APROBACIÓN CALIFICACIÓN Página 3 de 31 FIRMA TRABAJO PRÁCTICO 0 TRANSITORIOS EN CORRIENTE CONTINUA En este trabajo práctico se estudiarán los fenómenos transitorios que ocurren en las corrientes y/o tensiones cuando se energizan o desenergizan cargas compuestas por resistores e inductores (cargas R-L) y cargas con resistores y capacitores (cargas R-C). Instrumentos y equipos: INSTRUMENTOS MARCA NUMERO CLASE Principio de funcionamiento Osciloscopio Digital Multímetro Digital EQUIPOS MARCA Banco de Resistores R1 Banco de Inductores L1 Banco de Capacitores C1 Resistor shunt RSH Llave de cierre LL1 Fuente de C.C. --- NUMERO UN IN ALCANCES I U Div OTROS Otro A – PLAN DE REALIZACIÓN DEL ENSAYO 1. Ensayo transitorio R-L y R-C 1.1. Realización del ensayo R-L: Se registrarán en el osciloscopio la curva I = f (t) similar a la mostrada más adelante, para un pulso de tensión de corriente continua prefijado. Página 4 de 31 1.1.1. Circuito eléctrico: LL 1 Fuente CC R1 Vd L1 Osciloscopio digital RSH Shunt 1.1.2. Mediciones y registro en el Osciloscopio: Se registrará en el osciloscopio la forma de onda de la corriente al conectar la tensión al circuito eléctrico antes indicado. Como la señal es de la forma señal es el 63,2 % del valor máximo ” , sabemos que cuando t = la amplitud alcanzada por la ”. Por lo tanto, el valor de la constante de tiempo del circuito se podrá conocer midiendo el tiempo (t) correspondiente a la amplitud A dicho tiempo lo llamaremos “ ”. 1.1.3. Determinación de la Corriente Máxima: a. Mediciones obtenidas con el Multímetro Digital y /o Puente de Resistencia. Con el Multímetro Digital se tomará el valor de la tensión de Alimentación y con el Puente de Resistencias se medirá y se verificará Página 5 de 31 b. Mediciones calculadas por el Osciloscopio. Comparar y definir la con los valores de corriente e 1.1.4. Determinación de la Inductancia L1: El valor de la Constante de Tiempo está dada por , de donde Tabla de Mediciones: Vd Req Vsh Rsh Volts Ohms Volts Ohms Tabla de Cálculos: Id Io Imax Rsh 0,632 . Imax Amp Amp Amp Ohms Amp seg L1 R1 Henry Ohms corregido Seg Calcular la Constante de Tiempo real corrigiendo el error de inserción que comete la resistencia shunt: Página 6 de 31 1.2. Realización del ensayo R-C: 1.2.1. Circuito eléctrico: V R1 LL 1 Fuente CC V R1 V alim C1 Osciloscopio digital RSH Shunt Se registran en el Osciloscopio las curvas y similar a la mostrada en el siguiente gráfico, al conectar un tensión de corriente continua al circuito eléctrico antes indicado. 1.2.2. Determinación de la Corriente Máxima: a. Tensión medida en R1. de donde Página 7 de 31 b. Verificación: El valor calculado corresponde al valor de corriente máxima registrada en el circuito, la cual debe verificar con: 1.2.3. Determinación de la Constante de Tiempo y la Capacitancia C1: Proceder tal lo indicado para circuito R-L- tanto para la señal de tensión en Capacitor como para la corriente. El valor de la Constante de Tiempo está dado por de donde: La Constante de Tiempo Corregida será: Tabla de Mediciones: VR1 R1 Valim Req Volts Ohms Volts Ohms Tabla de Cálculos: Ir Ia Imax 0,632 . Valim Amp Amp Amp Volts seg Conclusiones: Página 8 de 31 C R1 F Ohms corregido Seg ASIGNATURA: ELECTROTECNIA Y MÁQUINAS ELÉCTRICAS CÓDIGO: CURSO: CICLO LECTIVO: DOCENTE: J.T.P.: Ing. Roberto WULF A.T.P.: Ing. Miguel FRIDMAN A.T.P.: Ing. Pablo YORNET A.T.P.: Ing. Juan SARDÓN TRABAJO PRÁCTICO Nº 1 “CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA (cos )” GRUPO Nº…. LEGAJO PRES. FECHA LÍMITE: APELLIDO Y NOMBRES FECHA ENTREGA FECHA DEVOL. E-MAIL RESP. OBSERVACIONES 1RA FECHA APROBACIÓN CALIFICACIÓN Página 9 de 31 FIRMA TRABAJO PRÁCTICO 1 CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA (cos φ) En este trabajo práctico se determinará el Factor de Potencia de una carga Z y la corrección del mismo a través de cargas compensadoras. En base a los valores experimentales obtenidos en los ensayos se calcularán los parámetros que permitirán establecer los circuitos eléctricos usados, los valores de reactancia capacitiva para la corrección del cos y se trazarán los diagramas fasoriales y triángulos de potencia correspondientes. Instrumentos y equipos: INSTRUMENTOS MARCA NUMERO CLASE Principio de funcionamiento Osciloscopio Multímetro ALCANCES Digital U Digital PT Medidor integral U Digital Cos IT Amperímetro IL Amperímetro IC EQUIPOS MARCA Banco de Resistores R Banco de Inductores L Banco de Capacitores C Resistor shunt RSH Llave de cierre LL1 NUMERO Otro Página 10 de 31 UN IN OTROS A – PLAN DE REALIZACION DEL ENSAYO 1. Descripción Se tomarán las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema eléctrico, cuando se aplique la tensión nominal para los estados de carga indicados en el cuadro de valores medidos. Se verificará en el Laboratorio los valores medidos de Potencia y cos . 1.1. Circuito de Medición: Instrumento integral digital Power Meter IT (TOTAL) P T (TOTAL) A LL1 W IL (CARGA) cos A FP U V C.A. A IC (CAPACITOR) Osciloscopio C L R RSH Shunt COMPENSACIÓN CAPACITIVA 1.2. Tabla de Mediciones: VALORES MEDIDOS U Casos Volts IT (TOTAL) Amp PT (total) Watt R R–L R – L – C1 R – L – C2 Página 11 de 31 Cos IC IL (CARGA) Amp Amp CARGA B – CALCULOS Y REDACCION DEL INFORME SOBRE EL ENSAYO 1. Tabla resumen de cálculos para obtener como valor final el cos QC de compensación. C (corregido) y la Potencia capacitiva VALORES CALCULADOS Casos ST (VA) SL (VA) cos U . IT U . IL PT / SL L QC (Var) U . IC QL(Var) SL . sen tg L C (QL-QC) / PT cos C cosarctg C R R–L R – L – C1 R – L – C2 2. Informe sobre el ensayo: 2.1. Efectuar los Diagramas de Potencias y Fasoriales de Corrientes y Tensiones para cada caso medido. Nota: realizar en papel milimetrado, dejando expreso la escala en cada eje de variables. P.ej.: 10 V/cm , 0,5 A/cm, etc. 2.2. Describir las Ondas de Corrientes observadas en el osciloscopio con carga R, L, y C, identificándolas correctamente y comentando los respectivos desfasajes angulares. 2.3. Efectuar un breve análisis comparando la potencia total la potencia que vé la fuente de alimentación (red) con de la carga en cada caso y qué nos indicaría el Factor de Potencia. 2.4. Conclusiones: Página 12 de 31 ASIGNATURA: ELECTROTECNIA Y MÁQUINAS ELÉCTRICAS CÓDIGO: CURSO: CICLO LECTIVO: DOCENTE: J.T.P.: Ing. Roberto WULF A.T.P.: Ing. Miguel FRIDMAN A.T.P.: Ing. Pablo YORNET A.T.P.: Ing. Juan SARDÓN TRABAJO PRÁCTICO Nº 2 “MEDICION DE POTENCIA EN UN CIRCUITO TRIFÁSICO” GRUPO Nº…. LEGAJO PRES. FECHA LÍMITE: APELLIDO Y NOMBRES FECHA ENTREGA FECHA DEVOL. E-MAIL RESP. OBSERVACIONES 1RA FECHA APROBACIÓN CALIFICACIÓN Página 13 de 31 FIRMA TRABAJO PRÁCTICO 2 MEDICIÓN DE POTENCIA EN UN CIRCUITO TRIFÁSICO En este trabajo práctico se efectuarán las mediciones de potencias en un circuito trifásico conectado en estrella tetrafilar y trifilar, con cargas equilibradas y desequilibradas, mediante el empleo de vatímetros. Instrumentos y equipos: INSTRUMENTOS Amperímetro AR Amperímetro AS Amperímetro AT Amperímetro A0 Voltímetro U0 Voltímetro U Vatímetro W1 Vatímetro W2 Vatímetro W3 MARCA EQUIPOS NUMERO MARCA Banco de Resistores RR , R S , R T Banco de Inductores LR , LS , LT Seccionador tripolar LL1 Llave inversora LL2 Llave de cierre LL3 Selectora voltimétrica --- CLASE Principio de funcionamiento NUMERO Página 14 de 31 UN IN ALCANCES I U Div OTROS A – PLAN DE REALIZACIÓN DEL ENSAYO 1. Circuito a utilizar: 2. Método operativo: Se alimentará el sistema con una tensión de 3 x 380 / 220 V – 50 Hz y se procederá a medir las corrientes, tensiones y potencias, para cada estado de carga. 2.1. Se verificará que las llaves individuales de los bancos de Resistores e Inductores se encuentren abiertas. 2.2. Se colocarán las llaves LL2 y LL3 en la posición de sistema tetrafilar, se energiza el circuito y se carga el mismo mediante resistores iguales - con iguales corrientes de línea (( - - ) verificando que la corriente de neutro sea igual o próximo a cero. 2.3. Se deberá verificar también que las indicaciones de los vatímetros sean iguales y positivas (si uno tiene indicación negativa se deberá invertir la polaridad de la bobina del instrumento que corresponda). 2.4. A continuación se efectuarán ensayos con distintos tipos de carga de acuerdo a lo indicado en el siguiente cuadro el cual deberá ser completado. Se deberá tener especial cuidado de determinar la secuencia de alimentación mediante el tercer ensayo, con carga equilibrada óhmico-inductiva, en sistema trifilar Si < : secuencia positiva Si > : secuencia positiva Página 15 de 31 3. Tabla de mediciones: VALORES MEDIDOS CASOS Tetrafilar equilibrado Trifilar equilibrado Tetrafilar equilibrado Trifilar equilibrado Tetrafilar desequilibrado Trifilar desequilibrado Tetrafilar desequilibrado Trifilar desequilibrado Fase Fase Fase R S T R R R R R R R/L R/L R/L R/L R/L R/L R L R/L R L R/L R ---- R R ---- R UL UR0´ US0´ UT0´ U00` IR IS IT I0 WR WS WT WRT WST V A A A V V V V A W W W --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- W --- --- W --- B – REDACCION DEL INFORME Con los valores obtenidos se procederá a efectuar los siguientes cálculos y volcar los resultados al cuadro correspondiente. Sistema tetrafilar Sistema trifilar Para cargas equilibradas Para cargas equilibradas Página 16 de 31 1. Tabla de cálculos: VALORES CALCULADOS CONEXION Tetrafilar Equilibrado Trifilar Equilibrado Tetrafilar Equilibrado Trifilar Equilibrado Tetrafilar Desequilibrado Trifilar Desequilibrado Tetrafilar Desequilibrado Trifilar Desequilibrado P IL UL W A V Fase R Fase s Fase T R R R R R R R/L R/L R/L R/L R/L R/L R L R/L -- R L R/L -- R -- R -- R -- R -- º -- -- -- -- º -- -- -- º -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- º -- -- -- º -- -- -- 2. Verificaciones: 2.1. Para cargas equilibradas, las potencias totales para sistemas trifilares y tetrafilares deben ser iguales, así como los factores de potencia, lo cual se verificará completando el siguiente cuadro: ESTADO Tetrafilar Equilibrado Trifilar Equilibrado Tetrafilar Equilibrado Trifilar Equilibrado CARGA P (W) Cos R Cos S Cos R R --- --- --- --- Cos RT Cos --- --- --- --- ST --- R/L R/L T --- 2.2. Se debe cumplir la primera ley de Kirchhoff en todas las determinaciones del centro de estrella de la carga. Se verificará la igualdad de corrientes de fase para los estados de carga equilibrada, completando el siguiente cuadro: ESTADO Tetrafilar Equilibrado Trifilar Equilibrado Tetrafilar Equilibrado Trifilar Equilibrado CARGA IR IS IT I0 R R --- R/L R/L --- Página 17 de 31 2.3. En los ensayos con carga trifilar desequilibrada, se verificará la igualdad entre los valores medidos y los obtenidos gráficamente de la tensión de neutro. ESTADO U0´0 Medido CARGA Tetrafilar desequilibrado Trifilar desequilibrado U0´0 Calculado R – L – R/L R --- R 2.4. Verificar el cumplimiento de la primera ley de Kirchhoff, comparando los valores de la corriente medidos y los determinados gráficamente para las corrientes e . VALORES MEDIDOS CASOS Tetrafilar equilibrado Trifilar equilibrado Tetrafilar equilibrado Trifilar equilibrado Tetrafilar desequilibrado Trifilar desequilibrado Tetrafilar desequilibrado Trifilar desequilibrado IS Fase Fase Fase R S T R R R R R R R/L R/L R/L R/L R/L R/L R L R/L R L R/L R ---- R R ---- R Medido Calculado I0 Medido Calculado 2.5. Diagramas: se efectuarán los diagramas fasoriales en escalas adecuadas correspondientes a cada ensayo. Nota: en cada gráfico dejar en forma expresa la escala correspondiente. Por ejemplo 10 V/cm. 2.6. Conclusiones: Página 18 de 31 ASIGNATURA: ELECTROTECNIA Y MÁQUINAS ELÉCTRICAS CÓDIGO: CURSO: CICLO LECTIVO: DOCENTE: J.T.P.: Ing. Roberto WULF A.T.P.: Ing. Miguel FRIDMAN A.T.P.: Ing. Pablo YORNET A.T.P.: Ing. Juan SARDÓN TRABAJO PRÁCTICO Nº 3 “ENSAYO DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO” GRUPO Nº…. LEGAJO PRES. FECHA LÍMITE: APELLIDO Y NOMBRES FECHA ENTREGA FECHA DEVOL. E-MAIL RESP. OBSERVACIONES 1RA FECHA APROBACIÓN CALIFICACIÓN Página 19 de 31 FIRMA TRABAJO PRÁCTICO 3 ENSAYO DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICO En este trabajo práctico se determinarán los parámetros básicos y las características de un transformador monofásico. Con este propósito se someterá un transformador de pequeña potencia a ensayos indirectos estableciendo las condiciones especiales de funcionamiento para medir los parámetros. En esta serie de ensayos se determinarán las resistencias de los arrollamientos, la relación de transformación, la corriente y las pérdidas en vacío, la tensión de cortocircuito y las pérdidas en el cobre. En base a los valores experimentales obtenidos en los ensayos se calcularán los parámetros que permitirán establecer los distintos circuitos eléctricos equivalentes y trazar sus respectivos diagramas fasoriales. Datos del Transformador: Marca: Lado AT Tipo: Potencia: VA Lado BT Tensión: V V Corriente: A A Instrumentos y equipos: INSTRUMENTOS MARCA NÚMERO CLASE Principio de funcionamiento ALCANCES I U Div I0 / I1cc Multimedidor P0 / P1cc Digital --- U1 / Ucc Voltímetro Um Amperímetro I2cc ----- Osciloscopio EQUIPOS MARCA Autotransformador Variac Llave de corte LL1 Llave de corte LL2 Llave de corte LL3 NÚMERO Página 20 de 31 Un In OTROS Circuito de Medición: Instrumento integral digital Power Meter I0 /I1cc P0 /Pcc Fuente de Alimentación LL 1 A W Transformador a ensayar FP AT V 220 V Cto.Cto. Vacío U1/ U cc LL 2 BT Vacío Cto.Cto. V I 2cc Umed A U2 V Osciloscopio digital A – PLAN DE REALIZACION DE LOS ENSAYOS 1. Ensayo en vacío del transformador: Se tomarán las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema eléctrico, cuando se aplique la tensión para los siguientes valores: 50% y 100% de la tensión nominal. Simultáneamente con las mediciones se observará en un osciloscopio la forma de onda de la corriente de vacío. Nota: En general el ensayo en vacío se realiza alimentando el devanado de BT con la tensión nominal correspondiente. En esta ocasión se lo alimentará desde el devanado de AT para agilizar el trabajo y evitar errores con el manejo de la relación de transformación, dado que ambos bobinados poseen tensiones del mismo orden. 2. Ensayo en cortocircuito del transformador: Se tomarán las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema eléctrico, cuando aplicando tensión reducida (preferentemente lado AT) se tengan los siguientes valores de corriente en el devanado primario: 50% y 100% de la corriente nominal, previamente cortocircuitado el otro arrollamiento. Página 21 de 31 B – PLANILLA DE MEDICIONES 1. Ensayo en vacío: Esquema básico de Medición: Instrumento integral digital Power Meter LL1 Fuente variable 0 a Un I0 P0 A W Transformador a ensayar AT V U1 Cto.Cto. LL2 FP Vacío BT Vacío Cto.Cto. V U2 Umed V Osciloscopio digital Tabla de mediciones y cálculos: UN (%) VALORES MEDIDOS U1 I0 P0 Volts Amp watt div val div val div val VALORES CALCULADOS U2 Volts div val PFe (watt) Cos G0 (S) 0 B0 (S) a 50 100 2. Ensayo en cortocircuito: Circuito básico de Medición: Instrumento integral digital Power Meter LL1 Fuente variable 0 a Ucc I1cc Pcc A W Transformador a ensayar FP V Ucc Cto.Cto. LL2 AT BT Vacío Vacío Cto.Cto. I 2cc Página 22 de 31 A Tabla de mediciones y cálculos: IN (%) VALORES MEDIDOS Icc Ucc Volts Amp div val div val VALORES CALCULADOS Pcc watt div val PCu (watt) Cos cc zeq ( ) Req ( ) Xeq ( ) 50 100 C – REDACCION DEL INFORME 1. Ensayo en vacío: 1.1. Describir las condiciones para realizar este ensayo 1.2. Desarrollar las fórmulas necesarias para completar los valores solicitados en la tabla 1.3. Hallar las componentes de corrientes de pérdidas y de magnetización de la corriente de vacío para los valores medidos 1.4. Explicar cómo afectan a las pérdidas en el hierro la variación de la tensión aplicada y la variación de la frecuencia. 1.5. Explicar por qué difieren los valores de Bo en las mediciones al 50% y 100% de la tensión aplicada. 1.6. Dibujar y explicar por qué se deforma la onda de la corriente de vacío 2-Ensayo en Cortocircuito 2.1- Describir las condiciones para realizar este ensayo 2.2- Desarrollar las fórmulas necesarias para completar los valores solicitados en la tabla 2.3- Explicar por qué se desprecian las ramas paralelo del circuito equivalente cuando el transformador funciona en cortocircuito. 2.4- Calcular los valores de resistencia y reactancia equivalentes para los arrollamientos primario y secundario. 2.5- Explicar por qué los valores de y no varían con la corriente . 2.6- Analizar relación que existe entre el cociente de corrientes / / del ensayo en cto.cto. y el de del ensayo de Vacío. 3-Cálculo del Rendimiento (método indirecto) 3.1. Determinación del Rendimiento para 50% y 100% de la Potencia nominal: Con los valores de de Potencia de Pérdidas y conductancia obtenidos del ensayo de vacío al aplicar el 100% de la tensión nominal ( = ) y los valores de Potencia de Pérdidas y resistencia equivalentes del ensayo en cortocircuito para el 100% de la corriente nominal ( la siguiente tabla para la determinación en forma indirecta del Rendimiento (k = 0,5) y 100% (k = 1,0) de la potencia nominal . Donde: Página 23 de 31 = y reactancia ), se completará para factores de carga 50% Nota: se efectuarán los cálculos para cargas tomando en cuenta un Factor de Potencia cos = 0,8 Parámetros del Transformador Req Xeq G0 k (%) (S) ( ) ( ) 0,5 (50%) 1,0 (100%) Ps=k.Sn.cos (W) Cálculo del Rendimiento P0 Pcc P´cc=k2.Pcc Ps+P0+P´cc (W) (W) (W) (W) (%) 3.2. Determinación del rendimiento máximo : De igual forma que en el ítem anterior, se calculará el rendimiento máximo pérdidas ( es decir ). Para ello se deberá calcular el Factor de Carga ( MAX ) con los valores de Potencia de Pérdidas del ensayo en cortocircuito a corriente nominal ( MAX y para el cual se igualan la para el cual el transformador trabajará con máximo rendimiento obtenida del ensayo en vacío a tensión nominal ( = = )y ): El rendimiento máximo se calculará entonces: % 4-Circuito equivalente 4.1. Dibujar el circuito equivalente exacto no referido indicando qué son cada uno de sus componentes. 4.2. Dibujar el circuito equivalente aproximado (incluyendo rama de excitación derivación) referido al lado de alta tensión (AT) indicando en cada componente los valores obtenidos de los ensayos. 5-Conclusiones: Página 24 de 31 ASIGNATURA: ELECTROTECNIA Y MÁQUINAS ELÉCTRICAS CÓDIGO: CURSO: CICLO LECTIVO: DOCENTE: J.T.P.: Ing. Roberto WULF A.T.P.: Ing. Miguel FRIDMAN A.T.P.: Ing. Pablo YORNET A.T.P.: Ing. Juan SARDÓN TRABAJO PRÁCTICO Nº 4 “A – ENSAYO DE MOTOR ASINCRÓNICO” “B – ENSAYO DE MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA” GRUPO Nº…. LEGAJO PRES. FECHA LÍMITE: APELLIDO Y NOMBRES FECHA ENTREGA FECHA DEVOL. E-MAIL RESP. OBSERVACIONES 1RA FECHA APROBACIÓN CALIFICACIÓN Página 25 de 31 FIRMA TRABAJO PRÁCTICO 4 A – ENSAYO DE MOTOR ASINCRÓNICO B – ENSAYO DE MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA En este trabajo práctico se ensayará a una máquina asincrónica, de rotor en cortocircuito, a la que se aplicará sobre el eje una cupla frenante a través de un generador de corriente continua cargado con resistores eléctricos, o sea que se transformará en energía mecánica la energía eléctrica que se disipa en los resistores. Previamente se mostrará el arranque estrella triángulo de dicha máquina. Con el mismo circuito se ensayará una máquina de Corriente Continua como generador con excitación independiente mostrando la respuesta de la máquina cuando se cambia la excitación. Luego como motor se analizará el funcionamiento relativo al arranque y regulación de velocidad. Se usará para el ensayo un circuito integrado entre la máquina asíncrona y la máquina de corriente continua. Circuito de Medición Motor Asincrónico LL1 Máquina Corriente Continua (Mot) Ia (Gen) A C.A. U1 V1 W1 M Tablero A V IF UL RPM M-G J K V Ucc 3 H U2 V2 W2 W VAr Pt Qt (Gen) A CARGA R Iex A C.C. LL2 C.A. Autotransformador Rectificador Detalle de bornera de conexión Motor Asincrónico Página 26 de 31 (Mot) LL 3 C.C. C.A. Autotransformador Rectificador Instrumentos y equipos de control INSTRUMENTOS MARCA Voltímetro UL Amperímetro IL NUMERO CLASE Principio de funcionamiento ALCANCES I U Div ----- Vatímetro/Varímetro Pt/Qt Voltímetro UCC Amperímetro Ia --- Amperímetro IEX --- Pinza amperométrica Tacómetro --- EQUIPOS MARCA NUMERO UN IN --- --- --- --- OTROS Transformador de Intensidad Transformador de Intensidad Autotransformador Variac Autotransformador Variac Banco de Resistores R Llave de corte LL1 Llave conmutadora LL2 Llave selectora LL3 Placa característica del motor asincrónico a ensayar Marca: Potencia: Tensión : Tensión Y: Factor de Potencia: CV Fases / Frecuencia: kW Velocidad: V Corriente : V Corriente Y: Otro: Hz rpm A A Placa característica de la máquina de C.C. contrastada Marca: Potencia: Tensión de armadura: Tensión de excitación: CV Nº de polos: kW Velocidad: V Corriente de armadura: V Corriente de excitación: Página 27 de 31 rpm A A A1 – PLAN DE REALIZACION DE LOS ENSAYOS MÁQUINA ASINCRÓNICA 1. Ensayo de arranque Estrella/Triángulo: Al ponerse en marcha el motor, toma de la red de alimentación 6 a 7 veces su intensidad de corriente nominal. Un método para reducir las elevadas corrientes de arranque es el estrella-triángulo, con el cual la puesta en marcha se efectúa en dos etapas: En la primera las bobinas de las tres fases se conectan en estrella En la segunda se las conmuta a la conexión triángulo estableciéndose de esta forma saltos moderados de corriente. 1.1. Conexión a la bornera del Motor Asincrónico: 1.2. Mediciones a efectuar IpY: IoY: Io : Ip : corriente pico en el arranque, con motor conectado en estrella. corriente que toma la máquina funcionando en vacío, conectada en estrella. corriente que toma la máquina funcionando en vacío, conectada en triángulo. corriente pico en el arranque, con motor conectado en triángulo. IpY Apico IoY Aeficaz Io Aeficaz Ip Apico 2. Ensayo de la característica de Cupla-Velocidad: Se tomarán las lecturas que registran los instrumentos indicados en el esquema eléctrico para los estados de vacío y cuatro (4) estados de carga porcentuales de la corriente nominal del motor a ensayar. Página 28 de 31 2.1. Planilla de mediciones del motor asincrónico: Mediciones UL (V) ULINEA IF (A) IFASE k Motor asincrónico Pt (W) div P Máquina de C.C. Qt (Var) div k Q (V) (A) (rpm) Vacío 25% 50% 75% 100% A2 – REDACCION DEL INFORME SOBRE EL ENSAYO MÁQUINA ASINCRÓNICA 1. Para cada punto de medición del ensayo, completar la tabla con: la Potencia en el eje , la cupla en el eje , el resbalamiento , el Rendimiento , y el Factor de Potencia cos . 1.1. Ecuaciones a utilizar Potencia de la carga Potencia en el eje donde Uesc = 1 V/escobilla Ri = 1,2 Prot = 120 W Cupla en el eje Resbalamiento siendo Tangente Factor de Potencia 1.2. Tabla resumen de Valores Calculados VALORES CALCULADOS Casos (W) (W) rpm (Nm) Vacío 25% 50% 75% 100% Página 29 de 31 % % tg cos 2. Efectuar en papel milimetrado el gráfico Nota: Agregar paralelo al eje de velocidad ( ) , el eje de resbalamiento ( ). Para completarlo, se tomará para n=0 el valor de Cupla de Arranque Donde es la cupla nominal determinada por los valores de la placa característica de Potencia nominal y velocidad nominal 3. Considerando una potencia en el eje igual a la nominal, determinar , , ,y y compararlo con los datos nominales del motor, luego sacar conclusiones 4. Detallar conclusiones del arranque estrella/triángulo B1 – PLAN DE REALIZACION DE LOS ENSAYOS EN MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA 1. Ensayo de la Máquina como Generador con Excitación Independiente. 1.1. Girando la máquina impulsada por un motor asincrónico se observará la tensión generada y el cambio de la polaridad al invertir la excitación y/o el sentido de giro 1.2. Se tomarán los valores de tensión en función de la corriente de excitación . Medición Nº (Volt) (Amper) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2. Ensayo de arranque y característica de velocidad de un Motor con Excitación Independiente 2.1. Observar las maniobras y precauciones a tener en cuenta para arrancar un motor de C. Continua. 2.2. Se realizarán las maniobras de arranque del motor, a tensión de armadura reducida. 2.3. Observar las maniobras necesarias para invertir el sentido de giro del motor de Corriente Continua. 2.4. Observar los distintos métodos de regulación de velocidad de una máquina de Corriente Continua. 2.5. Se tomarán los valores de velocidad variando la tensión de alimentación de la armadura manteniendo la corriente de excitación = cte y sin carga en el eje del motor. Página 30 de 31 Medición Nº 1 2 3 4 5 6 7 (rpm) (V) Característica (en vacío) 2.6. Se tomarán los valores de velocidad variando la corriente de excitación constante la tensión de alimentación de la armadura Medición Nº 1 2 3 4 5 6 7 (rpm) manteniendo y sin carga en el eje del motor. (A) Característica (en vacío) B2 – REDACCION DEL INFORME 1. Explicar el principio por el cual se invierte la polaridad de la tensión de salida en el Generador de Corriente continua de excitación independiente. Indicar qué sucede si se invierte excitación y sentido de giro simultáneamente en dicho generador. 2. Trazar en papel milimetrado la característica de excitación del Generador de Corriente Continua en vacío: para = cte 3. Describir las maniobras y precauciones a tener en cuenta para arrancar un motor de Corriente Continua. 4. Describir los distintos métodos de regulación de velocidad de un motor de Corriente Continua. 5. Trazar en papel milimetrado la característica de velocidad del motor de Corriente Continua: a. para una = cte b. para una 6. Conclusiones: Página 31 de 31 = cte
