PRACTICA No. 15
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
CONVERSION DE LA ENERGIA II
PRACTICA No. 15
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
NOMBRE:
BOLETA:
GRUPO:
EQUIPO:
SECCIÓN:
FECHA:
Practicas de Conversión de la Energía II
PROFESORES:
ING.:
ING.:
ING.:
CALIFICACIÓN:
Profesor. M.C Obed Zarate Mejia
Página 154
PRACTICA No. 15
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
HOJA DE DATOS ORIGINALES.
NOMBRE:
BOLETA
GRUPO
SUBGRUPO
SECCIÓN
PRÁCTICA NÚMERO 15
CONVERSION DE LA
ENERGIA II
FECHA
FIRMA PROF.
Objetivo:
El motor síncrono se aplica, comúnmente a tres tipos de carga. Como una pequeña sobre carga
mínima parcial durante el arranque, maquinas que requieren u par de arranque relativamente pequeño,
pero un alto par de desenganche y la ultima que es una maquina que requieren valores elevados de par
de arranque y de enganche y generalmente alto par de desenganche.
Introducción
El motor síncrono se aplica comúnmente a tres tipos de carga:
a) Maquinas tales como compresoras, molinos de pulpa, entre otros que permiten una
sobrecarga minima parcial durante el arranque. Los motores destiandos a estos fines, exigen
par de arranque y de enganche relativamente bajo, comprendidos entre 30 y 50 % para el
primero y entre 30 y 40 % para el segundo y, puesto que la carga es generalmente uniforme,
será suficiente un par de desenganche de 140 a 150 %.
b) Maquinas que requieren un par de arranque relativamente pequeño, pero un alto par de
desenganche. En este caso están comprendidas las maquinas centrifugas, como bombas y
ventiladores, para las cuales el par de arranque es solamente el que resulta de la inercia y las
perdidas por rozamiento. Las bombas están equipadas, por lo general, con válvulas de
descarga de funcionamiento automatico y se conecta al sistema en el momentoque han
alcanzado su plena velocidad, lo cual exigen que el motor síncrono tenga un alto par de
plena carga y de enganche. Por otra parte, como se trata de cargas uniformes el par de
desenganche puede ser relativamente bajo.
c) Maquinas que requieren valore elevados de par de arranque y de enganche y generalmente
alto par de desenganche como las que se hallan instaladas en fabricas de tubos, en cintas
transformadoras, laminadoras y trituradoras. En cada caso antes de elegir el motor hay que
estudiar bien las exigencias de cada tipo de carga.
Practicas de Conversión de la Energía II
Profesor. M.C Obed Zarate Mejia
Página 155
PRACTICA No. 15
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
EFECTO DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
Los motores eléctricos, ya sean de corriente continua o de corriente alterna, tiene la
característica de que, cuando se le aumenta la carga, disminuye la velocidad del motor; esto provoca la
disminución de la fuerza contra-electromotriz y el aumento de la corriente demandada. Sin embargo en
el motor síncrono, no puede disminuir la velocidad, porque el rotor esta sincronizado con el campo
magnético giratorio del estator y tiene que girar a velocidad síncrona con cualquier carga; es decir, un
polo de rotor y un polo del estator deben girar con la misma velocidad. Un motor en vacío los ejes de
los dos polos coinciden. En cambio, cuando el motor síncrono tiene carga, el polo del rotor se retrasa,
con relación al polo del estator.
La velocidad no varia, simplemente hay desplazamiento en las posiciones relativas de los dos
polos, continuando con la misma velocidad. El desplazamiento angular que existe entre los polos del
rotor y estator se llama ANGULO DE PAR.
EFECTO DEL INCREMENTO DE CARGA CON DISTINTAS EXCITACIONES
El efecto del incremento de un motor síncrono para distintas excitaciones, se demuestra a
continuación con los diagramas vectoriales.
Figura 15.1 Efecto del incremento de carga para excitación normal
Practicas de Conversión de la Energía II
Profesor. M.C Obed Zarate Mejia
Página 156
PRACTICA No. 15
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
Figura 15.2 Efecto del incremento de carga para baja excitación
Figura 15.3 Efecto del incremento de carga para sobre-excitación
Practicas de Conversión de la Energía II
Profesor. M.C Obed Zarate Mejia
Página 157
PRACTICA No. 15
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
PROCEDIMIENTO
Como se indico en la parte teórica existen diferentes formas de arrancar la maquina síncrona
como motor. En esta practica el motor se arrancara por medio de un motor auxiliar, para lo cual se
deben efectuar los siguientes pasos:
15.1Efectuar las conexiones que se indican en el circuito eléctrico de la figura 15.4 posteriormente
poner en marcha el grupo de maquinas a una velocidad de 1800 rpm para que el alternador
nos genere una tensión con frecuencia de 60 Hz y se pueda acoplar en paralelo con la red de
alimentación de la compañía suministradora de la energía eléctrica.
Figura 15.4 Acoplamiento de la maquina síncrona para ser utilizada como Motor.
15.2Verificar los valores de frecuencia, tensión y secuencia de fases entre la compañía
suministradora de energía eléctrica y los valores generados en el alternador, directamente en
el interruptor de acoplamiento hasta igualar los valores en la misma forma que hizo en la
practica 8 de sincronización de alternadores trifásicos.
Practicas de Conversión de la Energía II
Profesor. M.C Obed Zarate Mejia
Página 158
PRACTICA No. 15
EFECTOS DE CARGA DE UN MOTOR SÍNCRONO
15.3 Mediante el uso del método de las lámparas apagadas efectuar el acopamiento en paralelo
entre la maquina síncrona y el sistema eléctrico nacional.
15.4 Con ayuda del Power Pad realizar las mediciones correspondientes cuando a la maquina
síncrona de inducción se encuentra trabajando como motor y reportar los resultados
obtenidos en la siguiente tabla y a su vez realizar las graficas de tensión de fase contra
corriente y tensión de fase con la corriente de campo:
a) Para excitación normal e incremento de carga
b) Para baja excitación e incremento de carga
c) Para sobre-excitación e incremento de carga
Nota: iniciar con una carga muy baja y llegar hasta la carga máxima de la maquina síncrona y con ello
hacer para cada inciso las tablas 15.1 y 15.2
Lectura
A
Tensión de Fase
B
C
Corriente de Fase
A
B
C
Iexc
Tabla 15.1 Lecturas de la maquina síncrona de inducción.
15.5 Con la ayuda del Power Pad, reportar las potencias que consume el motor al modificar la
corriente de campo y la carga de la maquina síncrona.
Lectura
Potencia Aparente
A
B
C
Potencia Activa
A
B
C
Potencia Reactiva
A
B
C
Factor de Potencia
A
B
C
Tabla 15.2 Lecturas de la maquina síncrona de inducción.
Practicas de Conversión de la Energía II
Profesor. M.C Obed Zarate Mejia
Página 159
0
