PRÁCTICA I ALTERNADOR TRIFÁSICO Ana Milena Alvarado Sierra. Cód. (201321881) [email protected] Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Abstract— This laboratory report seeks to describe in detail the Se realizan variaciones en la corriente de campo con ayuda del operation of Lorenzo's machine (composed of a machine in directy Tecnológica reóstato variable, Universidad Pedagógica de obteniendo Colombia.así cambios en el voltaje generado current and an alternating current one) starting from the previous y se hace un barrido entre 0 y máximo 9.5 A. Los datos A. Tunja, Colombia. observation of the video corresponding to practice 1, reviewing obtenidos se muestran en la tabla 1. and analyzing each one of them. the electrical characteristics of the three-phase alternator, in addition to verifying the parameters B. PRUEBA DE CORTO CIRCUITO obtained, with which the machine works; For this, it is necessary to carry out four tests that consist of: starting, vacuum, short Se realiza un corto en las salidas (L1, L2) y se mide la corriente circuit and of course with load. C.en ese corto para cumplir con la condición del alternador en corto circuito teniendo en cuenta que ninguna de las dos puede Keywords— Lorenzo's machine, direct current, alternating current, sobrepasar los 9.5A y se realiza una gráfica verificando el D. Alvarado, J. load. Peña, Member,barrido UPTC.entre Electronic Engineering la corriente de corto y la corriente de excitación three-phase alternator, starter, vacuum, short circuit, como se muestra en figura 2. I. INTRODUCCIÓN En el campo de la ingeniería electrónica, especialmente en las maquinas eléctricas existen los alternadores, los cuales también reciben el nombre de generadores síncronos, esto debido a la relación existente entre la velocidad de giro y la frecuencia de voltaje generado. Dicha maquina es utilizada para realizar la transformación de energía mecánica en eléctrica y su principio fundamental está basado en un elemento conductor que es sometido a un campo magnético de tipo variable, de allí se genera una tensión eléctrica. Un alternador está compuesto por dos partes principales: circuito inductor (crea el campo magnético) y el inducido (conductor). II. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Para esta práctica del laboratorio se realizó la descripción, analisis y conclusiones de cada una de las partes o ítems descritos en el video. ETAPA DE ARRANQUE En esta etapa se realiza una prueba de arranque en la que como primer paso se asegura el sistema de puesta a tierra, incluyendo la parte capacitiva. Se realizó la configuración para un motor Shunt empezando con una tensión de 42V cuya alimentación llegara al v2 o devanado de compensación y el positivo del campo a la resistencia que en este caso es el reóstato. Posteriormente se conectan las bobinas F1 - F5 y F2 –F6 en paralelo, teniendo así la máquina CC configurada como motor Shunt, luego se realiza la conexión de la máquina del alternador (doble estrella) y se procede a tomar las medidas del voltaje. PRUEBA AL VACIO PRUEBA CON CARGA Quitando el corto de la etapa anterior y teniendo las tres líneas, se coloca una carga balanceada formando una Y, además de una carga capacitiva. Se debe asegurar una velocidad de 3600 en el eje y una I de 4A. III. ANÁLISIS DE RESULTADOS Para la prueba al vacío se hicieron variaciones en la corriente de campo, los resultados se verán a continuación en la siguiente tabla y reflejados en la gráfica: Voltaje(v) Corriente(I) 0,43 0 0,583 0,069 0,932 0,216 1,478 0,243 2,254 0,347 10,26 1,308 13,87 1,811 19,7 2,491 25,73 3,254 40,66 5,347 55,53 7,91 61,46 8,85 Tabla 1. Datos obtenidos de las variaciones de la corriente de campo respecto al voltaje generado. Figura 1. Grafica resultante entre la corriente de campo y el voltaje generado. En la figura 1 observamos que se obtuvo una curva del alternador trifásico donde se observa el comportamiento constante o se podría decir lineal del voltaje a medida que aumenta la corriente de campo. Para esta prueba también se observa que cuando la maquina posee una corriente de 0A tiene un valor de 0.4 V el voltaje generado, esta presencia de voltaje se debe a que en la curva de histéresis existe una densidad de flujo residual en el circuito magnético compuesto por el rotor y el estator, y al existir ese flujo ya se tiene un voltaje alterno. Figura 2. Grafica resultante entre la corriente de corto y la corriente de excitación. Y por último para la prueba con carga se tomaron algunos datos haciendo correcciones en la velocidad. 1. Con carga R. 2. Con carga RC. 3. Con carga C. En la prueba de corto circuito (corto en las salidas) se tomaron datos de la corriente de corto con respecto a la corriente de excitación como se muestra a continuación: Corriente de corto 0,069 Corriente de Excitación 0 0,111 0,048 0,653 0,521 1,152 0,741 1,758 1,543 2,518 2,27 4,27 3,753 5,59 4,746 6,81 5,964 7,43 6,75 8,41 7,65 9,28 8,26 N(rpm) I Carga (A) 1 V 3600 I Campo (A) 4 R RC 3600 3,9 1,3 32 C 3600 3,9 1 40 28 Tabla 3. Datos obtenidos con las cargas R, RC, y C. Según los resultados obtenidos en la tabla 3 los voltajes obtenidos con cada una de las tres cargas existe una gran diferencia, esto se debe a algunas caídas de tensión que se pueden presentar en el estator, además del tipo de carga. IV. CONCLUSIONES ARRANQUE Para la etapa de arranque es de vital importancia tener en cuenta que la maquina CC está configurada como motor Shunt por su conexión en paralelo, esto debido a que es capaz de mantener constate la velocidad del alternador, además de poder controlar dichas velocidades por medio del campo. Cuando se realiza la conexión de la máquina del alternador en doble estrella es fundamental no acoplar más de dos conectores entre bobinas debido a que se pueden presentar fallas mecánicas, incrementar la temperatura y por consiguiente reducir la vida útil del devanado. Una vez teniendo asegurado el movimiento con la maquina impulsora cc para que genere energía la máquina de corriente alterna es necesario velocidad y Tabla 2. Datos obtenidos corriente de corto vs corriente de excitación. En la gráfica 2 se observa en el eje X corriente de excitación y en Y la corriente de corto, se analizó que el comportamiento de las dos corrientes (corto y excitación), es directamente proporcional. Carga campo CC por medio de los anillos rozantes (k, l y m), zona en la cual rozan las escobillas, se produce la excitación en la bobina y genera el campo. Es importante tener claro que en una maquina AC el campo está en la parte rotativa, en DC el campo está en la estática y la armadura se encuentra en la parte móvil. Se observa que con la introducción de la resistencia cambia al flujo de la máquina, por consiguiente aumentara la velocidad. PRUEBA AL VACIO Según la figura 1, la gráfica presenta una curva de saturación con un comportamiento lineal debido a que presenta una velocidad constante de 3600 rpm desde el valor más bajo de corriente 0A hasta aproximadamente los 8.82A. PRUEBA DE CORTO CIRCUITO Para corregir las caídas de velocidad y poder garantizar los 3600 rpm fue necesario colocar la resistencia (reóstato) en corto circuito, se observaron cambios en la velocidad (disminuye) y en la corriente de campo (aumenta) al alterar la resistencia variable o reóstato. La bobina de campo empieza a excitarse de forma creciente a partir del valor de cero de la corriente de excitación. [1] CON CARGA La práctica se realiza con una configuración motor Shunt cuya conexión en paralelo permite tener velocidades constantes, es importante tener en cuenta que se puede enlazar en vacío o con carga, pero dicha carga no debe ser muy grande. Se presentaron algunas diferencias en los voltajes obtenidos con cada una de las cargas, esto quiere decir que el tipo de carga (R, RC y C) empleada en la prueba con carga del alternador si influye con respecto a la respuesta del voltaje generado, con la carga netamente resistiva se obtiene menos tensión que con la capacitiva. V. BIBLIOGRAFÍA-WEB GRAFÍA [1] https://www.slideshare.net/eduardoMORALESESLACH/maqelectrotalternadores.
