Indice: Introducción:...........................................................................................................................................2 Capítulo 1: Transformadores.................................................................................................................3 1.1 Preguntas:........................................................................................................................................3 1.2 Problemas Resueltos:......................................................................................................................9 1.3 Problemas Propuestos:..................................................................................................................16 1.4 Prácticas de Laboratorio:...............................................................................................................22 Práctica No. 1: Introducci n! partes básicas! lectura e interpretaci n de los datos de c"apa! cone#iones.....................................................................................................22 Práctica No. 2: $rans%ormadores mono%ásicos......................................................................24 Práctica No. 3: $rans%ormadores en &ac'o.............................................................................2( Práctica No. 4: $rans%ormador tri%ásico con carga................................................................3) Práctica No. *: $rans%ormadores en paralelo.........................................................................32 Práctica No. 6: Procesos transitorios en el trans%ormador.....................................................34 Capítulo 2: Máquinas de Corriente Directa.......................................................................................36 2.1 Preguntas:......................................................................................................................................36 2.2 Problemas Resueltos:....................................................................................................................4) 2.3 Problemas Propuestos:..................................................................................................................4* 2.4 Prácticas de Laboratorio:...............................................................................................................*2 Práctica No. 1: +lementos constructi&os de las má,uinas el-ctricas de corriente directa....*2 Práctica No. 2: .e&anados de las má,uinas de corriente directa..........................................*6 Práctica No. 3: /aracter'sticas de los generadores de corriente directa................................6* Práctica No. 4: 0otor s"unt de corriente directa...................................................................() Práctica No. *: 0otor serie de corriente directa....................................................................(2 Práctica No. 6: P-rdidas 1 e%iciencia de las má,uinas el-ctricas de corriente directa...........(* Práctica No. (: Reacci n de armadura 1 conmutaci n..........................................................(2 Práctica No. 2: Procesos transitorios de las má,uinas el-ctricas de corriente directa...........22 Capítulo 3: Máquinas sincrónicas.....................................................................................................!! 3.1 Preguntas:......................................................................................................................................22 3.2 Problemas Resueltos:....................................................................................................................91 3.3 Problemas Propuestos:..................................................................................................................99 3.4 Prácticas de Laboratorio:.............................................................................................................1)6 Práctica No. 1: /one#i n de motores asincr nicos.............................................................1)6 Práctica No. 2: .e&anados de corriente alterna...................................................................1)9 Práctica No. 3: +nsa1o al motor asincr nico para la determinaci n del circuito e,ui&alente. .....................................................................................................................112 Práctica No. 4: /aracter'sticas del motor asincr nico tri%ásico...........................................11* Práctica No. *: 3rran,ue de motores asincr nicos de 4aula de ardilla................................112 Práctica No. 6: Procesos transitorios en má,uinas de corriente alterna 5asincr nicas6.......121 Práctica No. (: 3rran,ue de motores mono%ásicos..............................................................124 Capítulo ": Máquinas #incrónicas.....................................................................................................12$ 4.1 Preguntas:....................................................................................................................................12( 4.2 Problemas Resueltos:..................................................................................................................131 4.3 Problemas Propuestos:................................................................................................................142 4.4 Prácticas de Laboratorio: ............................................................................................................142 Práctica No. 1: /aracter'sticas de las má,uinas sincr nicas...............................................142 Práctica No. 2: 7incroni8aci n del generador sincr nico con un sistema de potencia........1*2 Práctica No. 3: .eterminaci n de los parámetros de las má,uinas sincr nicas..................1** Práctica No. 4: 9peraci n del motor sincr nico..................................................................1*9 %i&lio'rafía:.........................................................................................................................................161 Introducción: +l desarrollo de las má,uinas el-ctricas constitu1e una rama relati&amente nue&a en el conocimiento "umano. .esde su surgimiento 1 desarrollo "an sido el con&ertidor %undamental de energ'a! encontrando e#tensa aplicaci n como generador! motor o con&ertidor en centrales el-ctricas! plantas industriales 1 agr'colas! transporte! en la ma1or'a de los e%ectos electrodom-sticos 1 en sistemas de mando 1 regulaci n. +s por ello ,ue el estudio de las mismas es parte importante del curr'culo del ingeniero electricista! dedicándose una disciplina %ormada por cuatro asignaturas a su análisis. +l manual presentado a la consideraci n de los lectores "a sido escrito de acuerdo con el programa de la disciplina de má,uinas el-ctricas para los estudiantes de la especialidad de Ingenier'a +l-ctrica. Los autores "an considerado! además! en la e#posici n 1 pro%undidad de los aspectos presentados la carencia e#istente de literatura en esta especialidad 1 la necesidad de ,ue estudiantes e ingenieros posean la misma. Por otra parte el material elaborado puede ser utili8ado en especialidades a %ines en Institutos 7uperiores Pedag gicos e Institutos polit-cnicos de ni&el medio. +n este manual se reali8a una recopilaci n 1 elaboraci n de preguntas! problemas resueltos 1 propuestos en cada una de las asignaturas de la disciplina má,uinas el-ctricas! logrando uni%ormidad en la con%ecci n de las mismas! además se con%eccionaron los %olletos ,ue sir&en de gu'a para la reali8aci n de todas las prácticas de laboratorio de la disciplina. +l mismo está %ormado por cuatro partes %undamentales. La primera parte! trata acerca de los trans%ormadores de potencia! por ser estos uno de los principales dispositi&os para la transmisi n 1 distribuci n de la energ'a el-ctrica. La segunda parte anali8a las má,uinas de corriente directa! abordándose su %uncionamiento tanto en r-gimen motor como generador. La tercera parte relati&a a las má,uinas asincr nicas presenta el %uncionamiento de las mismas como motor de inducci n por ser esta su ma1or aplicaci n: +n la cuarta parte se abordan las má,uinas sincr nicas! pro%undi8ando en el estudio de su operaci n como generador en las /entrales +l-ctricas. 2 Capítulo 1: Transformadores. 1.1 Preguntas: 1. 2. 3. 4. :;u- se entiende por un trans%ormador<. :.e ,u- manera se trans%iere en -l la energ'a<. :;u- le1 del electromagnetismo es la básica para el estudio de la operaci n de un trans%ormador<. :;u- uso 1 utilidad tienen los trans%ormadores<. :;u- se entiende por &olta4es nominales del primario 1 del secundario del trans%ormador<. *. :;u- se entiende por kVA nominales del trans%ormador<. 6. (. 2. :/uáles son las partes %undamentales de un trans%ormador<. :/uántos tipos de n=cleos se utili8an en la construcci n de los trans%ormadores<. :Por ,u- los amperes &ueltas del secundario deben ser prácticamente iguales al aumento de los amperes &ueltas del primario<. .emuestre ,ue el %lu4o en el n=cleo de un trans%ormador ordinario permanece prácticamente constante entre los l'mites de %uncionamiento del trans%ormador. 9. :+n ,u- principio se basa el %uncionamiento del trans%ormador<. +#pli,ue detalladamente la acci n de autorregulaci n del trans%ormador. :;u- se garanti8a con esto<. 1). :/uáles son las regulaciones de &olta4e para el primario 1 el secundario de un trans%ormador<. :;u- signi%ica cada t-rmino<. 11. :/uál es el &alor de la resistencia del secundario re%erida al primario<. .emuestre la e#presi n. 12. +#pli,ue el signi%icado %'sico de re%erir los parámetros del trans%ormador. :;u- &enta4as o%rece este m-todo<. 13. .ibu4e e identi%i,ue cada uno de los elementos del circuito e,ui&alente T del trans%ormador. 14. :3 ,u- es proporcional el %lu4o de dispersi n del secundario<. 1*. :/uál es el e%ecto general del %lu4o de dispersi n sobre el %uncionamiento del trans%ormador<. :/uándo son con&enientes las reactancias de dispersi n grandes 1 cuándo pe,ue>as<. 16. :/ mo se re%iere la %em del secundario al primario<. :;u- signi%ica %'sicamente re%erir el de&anado secundario al de&anado primario<. 1(. :;u- consideraciones se "acen para obtener un trans%ormador ideal<. 3 es lo . 22. +#pli.e .parámetros se obtienen en esta prueba<. :/ mo determinamos Zm.e .ue desempe>a la corriente de &ac'o<. :.ue en el mismo los &alores correspondientes a cada lado. 32.ue la corriente de &ac'o del mismo tiene un alto contenido de tercer arm nico. :/ mo se reali8a la prueba de cortocircuito de un trans%ormador<.e%ina la relaci n de trans%ormaci n de un trans%ormador. 29.u. 34. 3).rango &ar'a la corriente de cortocircuito de un trans%ormador en r-gimen de ser&icio<.ue aparecen en la operaci n en &ac'o de un trans%ormador<.ue>o para obtener la corriente nominal<. /onstru1a el triángulo de cortocircuito del trans%ormador tomando como re%erencia la corriente. Rm y Xm<. 2*.u. :/uál es el orden de su magnitud 1 el del ángulo de des%asa4e<. :. /onstru1a el diagrama %asorial del trans%ormador en cortocircuito. 32. . :3 . 24.ue c mo lo constru1 .u.12. $race el diagrama %asorial de un trans%ormador con carga inducti&a. 22.parámetros se obtienen en la prueba de &ac'o<.ue moti&a en un trans%ormador mono%ásico .e%ina el t-rmino ?tensi n de cortocircuito@ de un trans%ormador. 23.depende el contenido 1 la magnitud de los arm nicos de la corriente de &ac'o<.u.se emplea la potencia acti&a . 21.ue c mo lo constru1 .depende el &alor e%ecti&o de la %em .ue se induce en el de&anado de un trans%ormador<. 3 partir de la cur&a de magneti8aci n del "ierro de un trans%ormador! demuestre . :Por .ue la corriente magneti8ante no sea sinusoidal si el %lu4o 1 la %em lo son<. :/uáles son las dos misiones . /onstru1a el diagrama %asorial del trans%ormador en &ac'o.ue consume el trans%ormador en &ac'o<. :/ mo se reali8a la prueba de &ac'o de un trans%ormador<. :. :. :/ mo &ar'an las p-rdidas de &ac'o de un trans%ormador en %unci n del &olta4e aplicado al lado primario<. +#pli. :+n .u.u.u. :/uáles son los tipos de p-rdidas . Indi. . 2).u.en la prueba de cortocircuito se aplica un &olta4e pe. 3(. 33. 19. 26.se debe la aparici n del ángulo de retraso del %lu4o con respecto a la corriente<. $race el diagrama %asorial de un trans%ormador con carga capaciti&a. 3*. 31.. 36. :.u. 4 . 2(. :+n . .ue la relaci n V1 / V2 > k. 4).ue la relaci n V1 / V2 < k. :. :. :/ mo se determinan los parámetros<.ue se utili8an en los trans%ormadores tri%ásicos<. 41. 42. 3 partir de ello dedu8ca por .ue se obtiene en r-gimen de &ac'o. :/uál es la e#presi n para calcular la e%iciencia de un trans%ormador<.se entiende por %actor de carga de un trans%ormador<. :Puede la e%iciencia ser medida en %orma directa en los trans%ormadores midiendo potencia de entrada 1 de salida<. :La empresa de suministro el-ctrico tendrá el mismo criterio<. :/uál es la e#presi n del porciento de regulaci n de tensi n en %unci n de las ca'das de &olta4e en la resistencia 1 la reactancia del circuito e. :Por .u. *1.u-<.se entiende por regulaci n de tensi n de un trans%ormador<.ue en estas condiciones la tensi n secundaria es ma1or .u.se dice . $rans%ormador 3: *A de impedancia.u.u.emuestre por . 44.ui&alente<. • • a.ue en el trans%ormador con carga inducti&a la tensi n secundaria es menor . 4*.se dice . :/uál es el orden de magnitud de la e%iciencia de un trans%ormador<.&alor toma el coe%iciente de carga para esta condici n<. 46. :Por .ue se obtiene en &ac'o. :/ mo se determinan los parámetros<.u. . :/uál es la condici n de má#ima e%iciencia de un trans%ormador<.u. $rans%ormador B: 1)A de impedancia.a la tensi n de cortocircuito tambi-n se le dice por ciento de impedancia<. 43.emu-strelo. /onstru1a la caracter'stica e#terior del trans%ormador U2 = f(I2) con carga inducti&a 1 con carga marcadamente capaciti&a. :. *2. 3 partir de ello dedu8ca por .u. :/uál de los siguientes trans%ormadores es me4or<. +#pli.tipos de cone#iones son las .en el trans%ormador con carga inducti&a sucede .ue la . 4(. *3. :Por .u.ue la . 42.u.ue c mo se reali8a la prueba de &ac'o en el caso de un trans%ormador tri%ásico. :/ mo se clasi%ican los trans%ormadores seg=n el circuito magn-tico<. :.ue c mo se reali8a la prueba de cortocircuito en el caso de un trans%ormador tri%ásico.u-<. . *).39.emuestre por .en el trans%ormador con carga marcadamente capaciti&a sucede . +#pli. 49. * .esde el punto de &ista del consumidor. . : / mo se puede eliminar este problema<. 62. :/uál es la causa de . :. 6).ob4eti&o se utili8an los trans%ormadores tri%ásicos con de&anado terciario<. 62.un trans%ormador tri%ásico de tres columnas! conectado en estrellaCestrella sin neutro primario! se puede permitir cierto &alor de carga mono%ásica entre l'nea 1 neutro secundario<. :. 6(. :Por . +#pli. :Por . 6 .u. /ompare la cone#i n estrella con la cone#i n delta en un mismo trans%ormador para igualdad de condiciones 5&olta4e 1 potencia6. :/uál es el des%asa4e entre los &olta4es de l'nea de una cone#i n estrellaCestrellaC6<. :.u. +#pli. 69.ue se conectan en paralelo deben ser iguales<.u. 61. /onstru1a: • • • La cone#i n estrellaCestrellaC12.%orma tiene el %lu4o 1 la %em en los trans%ormadores tri%ásicos con cone#i n estrellaCestrella sin neutro primario con sistema magn-tico acoplado 5trans%ormador de tres columnas6<.u. :/uál será su regulaci n cuando se conecte en estrellaCestrella<. :/on .u. 64. La cone#i n estrellaCdeltaC1. *(.*4. 66. :. :/uál es la importancia de conocer el des%asa4e entre los &olta4es de primario 1 secundario<. *2.ue por . 63.ue.u.%orma tiene el %lu4o 1 la %em en los trans%ormadores tri%ásicos con cone#i n estrellaCestrella sin neutro primario con sistema magn-tico independiente<.&enta4as 1 des&enta4as se &en al comparar un trans%ormador tri%ásico con un banco de trans%ormadores mono%ásicos para iguales potencias 1 &olta4es<. *9.m-todos usted conoce para determinar los bornes "om nimos de un trans%ormador<. **.ue>o<.en un trans%ormador tri%ásico en &ac'o con cone#i n estrellaCdelta sin neutro se perciben los e%ectos de la de%ormaci n de los &olta4es de %ase como ocurre en la cone#i n estrellaCestrella. 6*. 7i un trans%ormador tri%ásico conectado en estrellaCdelta tiene un *A de regulaci n de &olta4e.u. :Por .las relaciones de trans%ormaci n de los trans%ormadores .u.en un trans%ormador tri%ásico de tres columnas! conectado en estrellaCestrella sin neutro primario! el &olta4e de tercer arm nico es mu1 pe. La cone#i n deltaCestrellaC(. :/uáles son las condiciones ptimas para el %uncionamiento de trans%ormadores en paralelo<. *6. :+n .ue rango se permite la di%erencia de las relaciones de trans%ormaci n cuando se &an a conectar trans%ormadores en paralelo<.ue el &olta4e de %ase en una cone#i n estrellaCestrella sin neutro! no sea igual al &olta4e de l'nea di&idido por 3 <.u. ue un trans%ormador normal<.rango se permite la des&iaci n de Zcc %<. 29.u. 22.u. 2(. (3. 21. 24.ocurre si Z%1 = Z%2! pero X%1 ≠ X%2 y R%1 ≠ R%2<. 2).u.ocurrirá si los grupos de cone#i n son di%erentes<. :. (*.pro&oca la presencia de la corriente Ia0 no compensada en el primario<.(). 22. 2*.&alores de k el autotrans%ormador es más e%iciente . :+n . (1. :/ mo .u. :. :.utilidad tiene la cone#i n delta abierta<. 3l conectar trans%ormadores en paralelo. +n la cone#i n deltaCdelta! :.u-<.ocurre en el primario de la cone#i n anterior con la corriente de secuencia cero<. :Para . :. /ompare un autotrans%ormador con un trans%ormador normal de igual tensi n primaria 1 secundaria 1 de igual potencia si: ( .u.en la cone#i n deltaCestrella no e#iste corrimiento del neutro<. :Por . 26.u. :3 . ((. :7e desbalancean las tensiones en una cone#i n estrellaCestrella con carga desbalanceada<.u. +n el caso del trans%ormador de columnas conectado en estrellaCestrella.ocurre en la cone#i n deltaCestrella con los &olta4es de l'nea<.u. :.u. 23. (2. :/uál de los dos resulta sobrecargado<. :. :/ mo se determina la corriente de secuencia cero<. (4. (2. 7i dos trans%ormadores de distintos k se conectan en paralelo.u. :+n cuánto se reduce la potencia del banco deltaCdelta al desconectar un trans%ormador<.ocurre cuando la carga es desbalanceada<.u. $ienen di%erente potencia e igual Zcc en D.u.condiciones estarán traba4ando dos trans%ormadores en paralelo! si uno s lo de ellos está lle&ando prácticamente toda la carga<.u. $ienen di%erente potencia e igual Zcc %. +#pli.ueda la distribuci n de los &olta4es de %ase en el %uncionamiento del banco mono%ásico en estrellaCestrella con carga mono%ásica<.%en meno se encontrará<.ue c mo se distribuirá la carga de dos trans%ormadores en paralelo s': • • • $ienen igual potencia 1 di%erente Zcc en D. (9.conclusi n se llegar'a si dos trans%ormadores de igual &olta4e primario 1 secundario no se reparten la carga proporcionalmente<. :. (6. :Por . :+n . 93. :. :. b.tiempo dura<.se entiende por potencia inducti&a o electromagn-tica 1 por potencia conducti&a o el-ctrica en un autotrans%ormador. :/ mo in%lu1e la saturaci n en la magnitud de la corriente .• • Para ambos k = 1.ue se produce en la cone#i n del trans%ormador a la red<.u. nde se emplean los primeros<.u. 91. La tensi n es cero. :Por . a. :. 94. . 9*.consecuencias trae el cortocircuito s=bito en un trans%ormador<. 92. La tensi n es má#ima. 2 .ue a .importancia posee conocer su posible magnitud 1 tiempo de duraci n<.u. 9).u. +n la cone#i n de un trans%ormador a la red! c mo será la corriente en el instante t = 0 si: a.u.iga sus signi%icados %'sicos.no es posible emplearlos para grandes relaciones de trans%ormaci n<.u. Para ambos k = 20.u. :. 96.e%ina .ue se produce en la cone#i n del trans%ormador a la red<. :.se debe la sobrecorriente de cone#i n de un trans%ormador! :cuáles son sus incidencias prácticas<. +#pli.se di%erencia un autotrans%ormador de un trans%ormador ordinario<.25.magnitud relati&a posee la corriente . :+n . b. .u. +l enrollado de un trans%ormador tiene 23)) E! 42)) &ueltas. /alcule los &olta4es inducidos en el primario 1 en el secundario % ) = 4.(6 ⋅ 1) 6 ⋅ 1) −2 = 13.44 ⋅ f$φm ⋅ 1) 2 V!"t# ∴ φm = b.ue tiene 13)) &ueltas en el primario 1 46 en el secundario es de 3.1.2)) V % # = 4. a. %1 L (6.2 E I1 L 4.(9 ⋅ 1) −3 W 4.2 Problemas Resueltos: 1.44 ⋅ 6) ⋅ 1.44 ⋅ f$ 2φm ⋅ 1) 2 V!"t# ∴ $ 2 = 2. +l n=mero de &ueltas en el enrollado secundario para 23) E.( 3 W L *cc L 121M 9 . +l %lu4o má#imo en el n=cleo de un trans%ormador de 6) F8 . +l %lu4o mutuo.44 ⋅ f$φm ⋅ 1) −2 V!"t# = 4. Ina prueba de cortocircuito reali8ada a un trans%ormador de 1) JE3! 24))K24) E dieron los siguientes resultados. 23)) = 1. #olución: % = 4. /alcular: a.44 ⋅ 6) ⋅ 42)) 23) = 42) &'("ta# 4.44 ⋅ 6) ⋅ 46 ⋅ 3. b.1(3 I2 L 41.44 ⋅ 6) ⋅ 1.(9 ⋅ 1) −3 % # = 4.(6 ⋅ 1) 6 ⋅ 1) −2 = 46) V 3.(6G1)6 0a#Hell.44 ⋅ f$φm ⋅ 1) −2 V!"t# = 4.32 ⋅ 3. )(6 Ω 1)) 9.uerido para producir 24) E en los terminales del secundario a plena carga! cuando el %actor de potencia es: a.2 en adelanto 5capaciti&o6.)92 Ω 1)) X1 L 1*.2 = = 12.1( X = Z 2 − R2 = as': a.4 *.1* D +ncontrar el &olta4e primario re. .)) D In trans%ormador mono%ásico de 1) JE3! 24))K24) E tiene las siguientes resistencias 1 reactancias.4) 2 − (1).etermine las constantes del trans%ormador.6 = ).2 = ). #olución: .1( ) 2 %1 26.ue>a para esa cantidad! tan s lo una pe.a.2 Ω Para obtener los &alores! 1ro 1 2do separadamente! el 1ro 1 los &alores re%eridos del secundario son asumidos iguales R1 = R2 = 1). b.ue>a cantidad de p-rdida de "ierro del trans%ormador! pero la densidad de %lu4o es mu1 pe.4 Ω I 4. #olución: Z (.2 en atraso 5inducti&o6. (12. NP L ).ue>a %racci n del Matt 1 se desprecia. R1 L 3. NP L ).2 = (.4 Ω 2 I1 ( 4.4 = 9.2 = ).)3 D X2 L ).6 Ω 2 X1 = X 2 = Z1 = Z 2 = R2 = X2 = Z2 = 4.)) D R2 L ).4) 2 = 1*. R= Z= W 121 = = 1).2 Ω 2 *.)*2 Ω 1)) (. 2 = -1 + + -2 + .2 Ω 2 1*. ⋅ 1 + +2 2 2 a a 1) . 12.esde los datos dados! las p-rdidas de cobre a plena carga son de 121 M! tambi-n e#iste una pe. 3)*9 (9. 1. ).2 = 41.*)6 + .*)* + .)) Z (.2(° A 2. V1 = 24) O )° + 41. ⋅ + ).*)6 ) = 249.)3 + . I 2 f" = 41.21° 3.*)6 = 249.1* 1)) 1)) Z (.11.2 V 11 . 2 = 24) O )° + 41.69° + 36.*) + .* V b.(2 O 2.( ). 2 = ).(6 O 1**.( A V2 / 24) I 2 f" = 41.2(° a = 24) + . V1 = a ⋅ V2 = 249.( O +36. ) + ( 9. 1.3)*9 O (2. V1 = V2 + I 2 ⋅ Z (.11*1 = 243.( O − cos −1 ).) + .(( ).2(°) a = 24) + .3 Z (.( O −36. 2 = ).*6 ( ) ( ) = 249.a= V1/ 24)) = = 1) V2 / 24) 3.)) 1*. V1 = a ⋅ V2 = 234(.3)*9 O (2.69 Ω a.2.69° + 36.*1) = 234. ) + 12.2(° A 2.)6 + . ) + ( − *. I 2/ = 0 / 1)))) = = 41. 2 = + ).9*)2° 3.6* O 1.2.*)6 + . 2 inducti&o! si el &olta4e secundario es el nominal.66 A U 22 24)) V /a.62* Ω 2 I) ( 2 A) 2 U ) 24) V = (2 A) = 3) Ω I) Z m/T = 1*. P (W) 1))) 1362 I (A) 2 41.6 2 2 X m/T = Z m/T − -m/T = 3) 2 − 1*. 2*. /omponente acti&a 1 reacti&a de la tensi n de cortocircuito. In trans%ormador mono%ásico de 1)) JE3! 24))K24) E! tiene los siguientes datos obtenidos de los ensa1os de &ac'o 1 cortocircuito.ue pro&oca e%iciencia má#ima.a T(2#5624 U ) = U 22 -m/T = Z m/T = *) 1))) W = = 1*.m/T = 1) 2 ⋅ 1*. b. e. Impedancia de cortocircuito en porciento. +%iciencia. d. La carga . a.66 A U 21 24)) V 0 1)) 1VA = = 41.62* 2 = 2*. g.6 + .6 U (V) 24) (*. c.ui&alente re%erido a alta tensi n.1.4 #olución: I 21 = I 22 = Vac3!4 0 1)) 1VA = = 41. Vacío CC /alcular: a. /omponente acti&a 1 reacti&a de la tensi n de cortocircuito en porciento. Parámetros del circuito e. Cortocircuito: 7e reali8 por alta tensi n.* Ω ≈ 1.6)92 Ω A"ta T(2#5624 1= U 21 24)) V = = 1) U 22 24) V -mAT = 1 2 ⋅. %.62* = 1*62. (acío: 7e reali8 por ba4a tensi n.6 1Ω 12 . Eolta4e primario para carga nominal 1 %actor de potencia igual a ). (2* 2 = 1.14 A U 21 24)) V Z cc A = U cc A = c.66 A 2 2 X cc = Z cc − -cc = 1.4 V = = 1.66 A ⋅ ).94 V d.6)92 = 2*6).))392 Ω 2 1 1) 2 -2′ ).66 A) 2 U cc (*.))392 Ω 2 1 1) 2 X cc 2 ′ = X1 = X 2 X 1 = ).631 Ω = 6(.631 Ω -1 = -2′ = -2 = -2 = -cc 2 -2′ ).21* Ω X2 = b.36A = -cc A 13 .69 V U ccR = I 21 ⋅ X cc = 41.69 ⋅ 1))A = ⋅ 1))A U 21 24)) U ccA A = 1. U ccA A = U ccA 32.4 V ⋅ 1))A = ⋅ 1))A = 3.2)99 2 − ). ′ ).X mAT = 1 2 ⋅ X m/T = 1) 2 ⋅ 2*. U ccA = I 21 ⋅ -cc = 41.21* X2 = = ).392 = = ).392 = = ).2)99 Ω I 21 41.(2* Ω 2 I 21 ( 41.(2* Ω = 32.66 A ⋅ 1.6 1Ω Z mAT = 1 2 ⋅Z m/T = 1) 2 ⋅ 3) = 3))) Ω ≈ 3 1Ω Cortocircuito4 A"ta T(2#5624 I cc = I 21 -cc = Z cc = *cc 1362 W = = ).))21* Ω 2 1 1) 2 U cc (*.92 Ω ≈ 2. 29 V [ ] %.U ccR A = U ccR 6(.69 V ⋅ ( ). La carga en el secundario es de 2* JM con %actor de potencia igual a uno.espreciar las p-rdidas 1 la corriente magneti8ante.6 ) ⋅ 1 + 1) ⋅ ( 24) V ) U 1 = 2466. η= 0 2 ⋅ cos ϕ ⋅ 1 c 1)) 1VA ⋅ ( ). #olución: I1 = b. La corriente en el primario.9( 2 0 2 ⋅ cos ϕ ⋅ 1 c + *) + 1 c ⋅ *cc 1)) 1VA ⋅ ( ).26 *cc 1362 W 7e emplea un autotras%ormador para ba4ar de **) E a 44) E.94 ⋅ 1))A = ⋅ 1))A U 21 24)) U ccR A = 2.eterminar: a.93A = X cc A e.4 A U1 *3) V 0 2 2* 1VA = = *6. c. 14 . *) 1))) W = = ).2 A U2 44) V I2 = c.2) + 6(.2) ⋅ 1 = = ).2) ⋅ 1 + 1))) W + 1362 W g. La corriente en el secundario. 1c = 2. a. . .94 ⋅ ( ). b. La corriente en el de&anado com=n. 1c = 0c =1 02 1= U 21 = 1) U 22 ′ ∆U = U 2) − U 2 = 1U 2) − 1U 2 = U 1 − U 2 ∆U = (U ccA ⋅ cos ϕ + U ccR ⋅ #(2ϕ) ⋅ 1 c U 1 = (U ccA ⋅ cos ϕ + U ccR ⋅ #(2ϕ) ⋅ 1 c + 1U 2 U 1 = 32. 01 2* 1VA = = 4*. a.)* ⋅ 1)) = 1)* 1VA P 03 = 0c 0 21 022 0 23 U cc 3 A U A + U A + U A cc 2 cc 3 cc1 3)) 1VA 1)) 1VA 1)) 1VA 1)) 1VA *.*A + 4.*A = ).u.)A 3. #olución: 1* .19 01P = 01 = 01P ⋅0 21= 1.*A = 1.)A + *.*A 3.*A 3.)A + *. .)* P 02 = P 02 = 02 ⋅ 0 2 2 = 1. 7ean tres trans%ormadores tri%ásicos en aceite! de 1)) JE3 cada uno! Ucc1 L 3.I a+ = I 2 − I 1 = *6.*A + 4. 7i tres trans%ormadores mono%ásicos de *) JE3! 41))K44 E! 6) F8! se conectan a un sistema tri%ásico de (2)) E! para alimentar una carga tri%ásica de 44) E.cone#i n usted "ar'a<. b.2 − 4*. :.*A! Ucc2 L 4.)A + *. :/uál será la corriente de l'nea en el secundario<.(6 P 03 = P 03 = 03 ⋅ 0 2 3 = ). #olución: 01P = 0c 0 21 0 22 0 23 U cc1 A + + U A U A U A cc 2 cc 3 cc1 3)) 1VA 1)) 1VA 1)) 1VA 1)) 1VA 3.)A! Ucc7 L *.19 ⋅ 1)) = 119 1VA P 02 = 0c 0 21 0 22 0 23 U cc 2 A U A + U A + U A cc 2 cc 3 cc1 3)) 1VA 1)) 1VA 1)) 1VA 1)) 1VA 4.*A.etermine la carga de cada trans%ormador en el caso en .*A = 1. a.*A + 4.4 A 3.ue la carga total sea de 3)) JE3. a.(6 ⋅ 1)) = (6 1VA 4.4 = 11. .ui&alente re%erida al primario. In trans%ormador de 1)) JE3! reductor de tensi n! 132))K23)) E! 6) F8! tiene 21)) espiras en el lado de alta 5primario6.eterminar: a. 16 . d.ui&alente re%erida al secundario. e. b. Las corrientes nominales en primario 1 secundario. /alcule las I2 primaria 1 secundaria.ue (2)) 3 es apro#imadamente igual a 41))! 1 el &olta4e de la carga coincide con el &olta4e nominal del secundario. . La cone#i n ser'a estrellaCdelta! por. 7e tiene un trans%ormador mono%ásico de 1) JE3 con &olta4e de alimentaci n 1 suministro de (62)K24) E. /ompare los resultados.3 Problemas Propuestos: 1. La relaci n de trans%ormador. c. +n la prueba de &aci de un trans%ormador de 2* JE3! 24))K24) E! 6) F8! la potencia absorbida corregida a una tensi n de 24) E es de 14) M.* 3! 1 3*) M respecti&amente. +l secundario se pone en cortocircuito 1 la tensi n! corriente 1 potencia absorbida por el primario corregidas en las p-rdidas por los instrumentos! resultan de 92 E! 11.)*(2 Mb6! considere .eterminar: a.ui&alente re%erida al primario. a. 3. La resistencia e. Las p-rdidas en el cobre en corriente nominal calculadas partiendo del inciso b6 1 la resistencia e%ecti&a e.a. b. /alcule el n=mero de &ueltas del secundario 1 del primario si el %lu4o má#imo en el "ierro es 5). b. b.ui&alente re%erida al primario. I 82 = 02 3 ⋅U 2 = 1*) 1VA 3 ⋅ 44) V = 19( A 1. Los &olts por espiras. 2. Impedancia e. La resistencia e%ecti&a e.ue la tensi n primaria se regula entre un Q *A del &olta4e nominal 1 la %recuencia de la l'nea es *) 1 6) F8. ue se us en la prueba. ". In trans%ormador de potencia mono%ásico absorbe * 3 1 12) M desde un circuito de 12) E.2 D In trans%ormador mono%ásico de 2* JE3! 23))K23) E tiene los siguientes &alores de resistencia 1 reactancia. La componente acti&a 1 reacti&a de la tensi n de cortocircuito. La corriente nominal de primario 1 secundario.92 Ω 9. +l %actor de potencia. La potencia reacti&a absorbida. (.L ).26 A! calcule: a. /alcule las corrientes nominales de un trans%ormador mono%ásico de 2*) JE3! 6) F8! 416)K42) E. Los &alores de -cc! Xcc 1 Zcc re%eridos al lado de ba4a. *. . Los &alores de -cc! Zcc 1 Xcc re%eridos al lado de alta. Respuesta: Z 1L 69 Ω Z 2 L ). b. Los &alores de -m 1 Xm. i. La impedancia de cortocircuito re%erida a los de&anados de alta 1 ba4a tensi n. La tensi n de cortocircuito . Respuesta: I21L 6) 3 I22 L *21 3 a. La potencia absorbida por el trans%ormador. Nactor de potencia de cortocircuito %. d. +l &olta4e de cortocircuito para reali8ar el ensa1o de cortocircuito por alta. 2. :/uál es la %em inducida en el secundario<. 4. In trans%ormador mono%ásico de 2* JE3 1 (62)K24) E! tiene los siguientes &alores de resistencia 1 reactancia: R1 = 12 D R2 = ). La componente acti&a 1 reacti&a de la tensi n de cortocircuito por el lado de ba4a. c. 7i el primario tiene 12)) espiras: :/uál es la %em inducida en -l<. e. d. 6. La tensi n de cortocircuito . /alcule: a.2 D /alcule : a. c. b. /alcule la impedancia base re%erida a ambos de&anados. X1 L 3. +l secundario de un trans%ormador de 2) JE3! 6) F8! tiene 12) espiras 1 el %lu4o en el n=cleo tiene un &alor má#imo de (2)))) 0a#Hell.ue se us por el lado de ba4a. b.c. Los &alores de Rcc! Xcc 1 Zcc! re%eridos al de&anado de alta tensi n. Las corrientes nominales de los de&anados de alta 1 ba4a tensi n.)1(2 D /alcule: X1 = 2(. c. g. Las espiras en el lado de ba4a.* D X2 = ). In trans%ormador mono%ásico de 1)) JE3! (62)K42) E! tiene una impedancia de cortocircuito de 2.)2(3 D a. 1( . Nactor de potencia de cortocircuito por el lado de ba4a. b. .2 capaciti&o 1 ).( (V) 1*) 11. e.2 inducti&o. c. +l &alor de las p-rdidas en el n=cleo es de 4(* M.etermine por cual lado se reali8aron dic"as pruebas. La e%iciencia a R de carga 1 NP L ).2 1.( (V) 24) 1*2 /alcule los parámetros del circuito e. /alcule la e%iciencia má#ima a %actor de potencia ). Los &alores de Rcc! Xcc 1 Zcc! re%eridos al de&anado de ba4a tensi n. e.eterminar: a. b. +l &olta4e utili8ado para reali8ar la prueba de cortocircuito. V!"ta. g. d. /alcule VccA en A 1 VccR en A.( (V) 24) 144 12 .9( a.(* de la nominal a %actor de potencia ). V!"ta. c. Nactor de potencia de cortocircuito.( en atraso. La e%iciencia a plena carga 1 NP L 1.31 V!"ta. ". In trans%ormador mono%ásico de 1) JE3! con &olta4es nominales de alimentaci n 1 suministro de (62)K24) E! %ue sometido a las siguientes pruebas de &ac'o 1 cortocircuito: Vac3! 9!-t!c5-c'5t! *!t(2c5a (W) (4 16) 9!--5(2t( (A) ). e. 13.2 inducti&o! si la potencia de &ac'o es 16) M.ui&alente re%eridos al de&anado de alta tensi n.ue pro&oca .b. c. +n la prueba de cortocircuito con el de&anado de ba4a tensi n en cortocircuito los datos determinados son: 16*) M! 42 3 1 9) E. La e%iciencia a media carga 1 NP L 1. 1). /alcule la carga .22 9!-t!c5-c'5t! 21* 1. /alcule la impedancia de cortocircuito en porciento.ue el trans%ormador traba4e con e%iciencia má#ima.( en atraso. %.22 /alcule Zcc 1 e#pr-sela en su &alor porcentual. *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) 9!-t!c5-c'5t! 32) 3. In trans%ormador mono%ásico de 2* JE3! (62)K24) E! %ue sometido al e#amen de cortocircuito 1 se obtu&o: a. b. . d. Las componentes acti&a 1 reacti&a de Ucc. 3 un trans%ormador de1) JE3! 6) F8! 23))K23) E se le reali8a el ensa1o de &ac'o aplicando 23) E 1 6) F8 al de&anado primario o de ba4a tensi n. La resistencia de cortocircuito. d. /alcule el &olta4e primario necesario para producir el &olta4e nominal en el secundario a plena carga 1 %actor de potencia ). /alcule VccA 1 VccR. %. 3 un trans%ormador mono%ásico de 1* JE3! (62)K24) E! se le reali8aron los ensa1os de &ac'o 1 cortocircuito de los cuales se obtu&ieron los siguientes resultados: *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) Vac3! (2 ). c. La potencia absorbida por el trans%ormador en dic"a prueba. /alcular el &olta4e secundario si el &olta4e primario es el nominal 1 la carga es ).( inducti&o. La e%iciencia a plena carga 1 NP L ). 12. /alcule la e%iciencia para ese estado de carga. ()( retrasado! 44) E! 6) F8. La potencia nominal de cada trans%ormador La corriente de l'nea del primario 1 del secundario. c. /alcule el &olta4e secundario si la carga es S de la nominal a %actor de potencia ).ui&alente re%erida al primario. . /alcule el &olta4e primario si se desea tener 24) E en el secundario a %actor de potencia igual a uno! si se conecta una carga .ui&alente re%eridos al de&anado de alta tensi n. d. 7e suministra la energ'a por una distribuci n tri%ásica de 23)) E! . 14.6 1(. +l primario o bobinado superior tiene una resistencia de ).3 9!-t!c5-c'5t! (6) 6. /alcule los parámetros del circuito e.esprecie la corriente de &ac'o 5I06 1 calcule el &olta4e primario para producir 24) E en el secundario! si la corriente de carga es 1*3 a %actor de potencia ).( (V) 24) 122 /alcule la regulaci n de tensi n en porciento para una carga de 6) JE3 1 %actor de potencia ). 3 un trans%ormador mono%ásico de 1* JE3 1 &olta4es (62)K24) E 1 6) F8 se le reali8aron las pruebas de cortocircuito 1 de &ac'o obteni-ndose: *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) V!"ta. b. La potencia nominal del con4unto de trans%ormadores. /alcule la e%iciencia en estas condiciones. V!"ta.ui&alente re%erido al de&anado de alta tensi n. /alcule la e%iciencia para el estado de carga anterior. +l &alor de las p-rdidas en el n=cleo son de 4(* M.6 a. +l consumo tri%ásico de una %abrica es de 2*) JM! con NP L ). . c.eterminar: a. 16. b. c. In trans%ormador de *) JE3! 1 ni&eles de tensi n (62)K24) E es sometido a las pruebas de cortocircuito 1 &ac'o obteni-ndose: *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) Vac3! 1(* 2. /alcule el circuito e. 1*. /alcule Vcc en porciento.))32* Ω.()( inducti&o 1 &olta4e primario de (62) E.()( inducti&o.a.32 24) 9!-t!c5-c'5t! 21* I = I2 1*2 a. 19 . /alcule la e%iciencia má#ima para %actor de potencia igual a uno.eterminar. In trans%ormador de 1)) JE3! 6) F8! 23))K23) E! se ensa1a en lo re%erente a p-rdidas del n=cleo aplicándole a los e#tremos de su bobinado in%erior una tensi n de 23) E a 6) F8! estando el bobinado superior en circuito abierto. La resistencia e%ecti&a e.ue el trans%ormador traba4e a e%iciencia má#ima.ue pro&oca . +l rendimiento correspondiente a la carga nominal 1 %actor de potencia igual a la unidad. c.ui&alente re%erida al secundario. capaciti&o. a. La resistencia e%ecti&a e. b. +n la prueba de cortocircuito el bobinado in%erior está en corto 1 las mediciones se e%ectuaron en el superiorT estas mediciones! corregidas para p-rdidas del instrumento! son las siguientes: 16*) M! 42 3! 9) E.ue es reba4ada por unos trans%ormadores conectados en deltaC delta. b. . b.332 Ω medida en corriente continuaT 1 el secundario o bobinado in%erior posee una resistencia de ). c.( (V) Vac3! () ). La potencia nominal de cada trans%ormador. b. /orrientes nominales 1 p-rdidas de cobre con carga nominal. :. Xcc ()Ω *9 ** :.9( 1*2 992 21* 1. E: *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) V!"ta. a.etermine: a.( (V) T1 16) 13. 12. c. La corriente del primario 1 secundario de cada trans%ormador.1 144 T2 1** 13. /ompare con su &alor nominal. c. NP L 1! 2* F8! 23)))K23)) E por medio de unos 19.9( 1*2 +stán conectados en paralelo 1 suministran una corriente total de 1)) 3 a %actor de potencia ).(* 1 para los trans%ormadores los &alores de Rcc 1 Xcc son los representados a continuaci n. /alcule las corrientes de %ase primaria de cada trans%ormador! si están conectados en estrellaCdelta.corriente entrega cada trans%ormador< /alcule el %actor de potencia de ambos trans%ormadores. In trans%ormador de 1) JE3 516 1 uno de 2* JE3 526 se conectan en paralelo a una red de (62) E para alimentar un motor .u. /alcule la carga .)2 A respecti&amente! se conectaron en paralelo para alimentar una carga igual a la suma de sus potencias nominales. a. 2).d. La potencia acti&a de la carga de cada trans%ormador.1 144 +stos trans%ormadores sostienen una carga de 12) JH a cosW L 1. 2) . 7in cambiar el &olta4e al primario determinar el &olta4e del secundario con una carga inducti&a a NP L ). Resistencia 1 reactancia.urante la prueba de cortocircuito de dos trans%ormadores mono%ásicos de 1)) JE3 1 &olta4e nominales (62)K24) E se obtu&o el siguiente resultado: *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) V!"ta. Rcc (Ω) T1 93 T2 36 $odos estos &alores están re%eridos a primario.( (V) 991 21* 1. 21.ue consume 1*2 3 a %actor de potencia ).ue asume cada trans%ormador. b. b.* A! Vcc2A L 4. a. b. b.24. 7e desea trans%ormar una potencia de 12) JM con trans%ormadores conectados en delta! determinar.* con corrientes de carga igual a *K4 de la corriente nominal. Los siguientes datos son obtenidos de las pruebas de cortocircuito de dos trans%ormadores de 1* JE3! (62)K24) 22. In trans%ormador tri%ásico del grupo U V Uo de 02 L 63 JE3! U1KU2 L **))K4)) E! Ucc L 6 A! Ucc acti&a. $res trans%ormadores tri%ásicos de 1)) JE3 cada uno de 132))K42) E! con los siguientes &olta4es de cortocircuito: Vcc1A L 3. . 7i la relaci n de trans%ormaci n es 31.9* en el lado de ba4a tensi n.) A! Vcc7A L *.u. La corriente de l'nea del primario. . a.corriente consume cada tras%ormador de la red< 23. Ina carga tri%ásica de 4) JM! 42) E! 6) F8! %actor de potencia ).ue se emplea para arrancar un motor de corriente alterna a tensi n reducida! alimenta al motor en el momento del arran. 24. d.u. La corriente nominal de los primarios.espreciar las p-rdidas 1 la corriente magneti8ante. . 2*.ue de 23) E! .eterminar la corriente de l'nea cuando el motor consume 1) 3. La tensi n nominal de los secundarios. Las corrientes por los de&anados. . In autotrans%ormador o compensador de arran. :.a.ue a tra&-s de deri&aciones desde el 4) A dando 92 E en los bornes del motor. 7e emplea un autotrans%ormador para ba4ar la tensi n se **) a 44) E siendo la carga en el secundario de 2* JM con %actor de potencia igual a uno. c.porciento de su potencial nominal entrega cada uno< /alcule la e%iciencia del trans%ormador uno si las p-rdidas de &ac'o son de (4 M. La corriente nominal de los secundarios. b. La potencia nominal del trans%ormador.2! se alimenta a tra&-s de un trans%ormador tri%ásico conectado en estrellaCdelta a una l'nea de 132)) E! determine: a. e. 21 . . La tensi n nominal de los primarios.etermine: a. 26. b. 3nali8ar las medidas de seguridad para el traba4o en el laboratorio de 0á. 2. 4. 1: Introducción+ partes &ásicas+ lectura e interpretación de los datos de c.ue 1 accesorios. Interpretar los parámetros . $an. Identi%icar las partes básicas de los trans%ormadores 1 relacionarlas con su principio de %uncionamiento. R-gimen de traba4o. N=mero de %ases 5m6. Identi%icar terminales 1 conectar trans%ormadores a la red.uinas +l-ctricas. Contenido del tra&a/o: 1. 1undamentos teóricos: +l trans%ormador constitu1e un dispositi&o electromagn-tico utili8ado para la trans%ormaci n del &olta4e de la corriente alterna! manteniendo constante la %recuencia.e&anados.4 Prácticas de Laboratorio: )ráctica *o. Eolta4es nominales primarios 1 secundarios 5V216 ! 5V226. +n el caso más simple el trans%ormador tiene un enrollado primario! al cual se le suministra la energ'a el-ctrica 1 un enrollado secundario del cual la energ'a el-ctrica se en&'a a los consumidores.'5(2t(# :at!#4 • • • • • • Potencia nominal 5 026.uema 1 grupo de cone#i n del enrollado.apa+ cone-iones.&/eti0os: Namiliari8ar a los estudiantes con los trans%ormadores. Impedancia de cortocircuito en A 5 Zcc%6. • • • • • • 8a# )a-t(# f'2:am(2ta"(# :( '2 t-a2#f!-ma:!. La trans%erencia de energ'a de un enrollado al otro transcurre mediante la inducci n electromagn-tica. . +s. 22 . . 0-todo de en%riamiento.1. /orrientes nominales primaria 1 secundaria 5I216! 5I226. Nrecuencia nominal 5<26.:( :5#t-5 'c562 #!24 N=cleo. 3. %2 "a )"aca :( "!# t-a2#f!-ma:!-(# a)a-(c(2 "!# #5.ue aparecen en la c"apa de un trans%ormador. +l pro%esor orientará sobre las medidas de seguridad en el laboratorio. 3.• • • • 3ceite aislante. 4. +l pro%esor e#plicará cada una de las partes de un trans%ormador! "aciendo "incapi. /ambia taps. Identi%icar en un muestrario de c"apas! las caracter'sticas t-cnicas del trans%ormador a . $erminal de aterramiento. 6. +#pli. T2cnica operatoria: 1. 0encione los datos %undamentales .ue pertenece la c"apa anali8ada. Los trans%ormadores tri%ásicos poseen tres bobinas en el de&anado primario 1 tres en el de&anado secundario! las cuales se conectan en estrella o delta 1 dan las di%erentes cone#iones de los mismos: estrellaCestrella estrellaCdelta deltaCestrella deltaCdelta +l neutro de la estrella puede estar conectado o no a la red. 3. 2.ue bre&emente la %unci n de cada una de ellas. )re'untas de control de la autopreparación: 1.ue aparecen en la c"apa de un trans%ormador.ue aparecen en la c"apa de un trans%ormador. Reali8ar los posibles tipos de cone#iones de un trans%ormador tri%ásico. 4. 2. 23 .ue signi%ica cada uno de los parámetros . Informe: No tiene! por ser la práctica introductoria de la asignatura. Bus"ings de alta 1 ba4a tensi n. Identi%icar en un muestrario de partes de un trans%ormador! cada una de ellas.en su %unci n 1 caracter'sticas %undamentales. +l pro%esor e#plicará lo . 0encione las partes básicas de un trans%ormador. *. 0encione 1 represente los di%erentes tipos de cone#iones de un trans%ormador tri%ásico. 2: Transformadores monofásicos. La prueba de &ac'o se puede reali8ar energi8ando cual. I2 Vcc L /orriente nominal.25t':(#4 24 . Prueba de cortocircuito: +sta prueba se reali8a cortocircuitando uno de los lados del trans%ormador 5pre%erentemente el lado de ba4a tensi n6.ue circule I2 por el lado donde se coloc la %uente &ariable de tensi n. U12 L $ensi n nominal del primario. Contenido del tra&a/o: Reali8ar los ensa1os de &ac'o 1 cortocircuito. a. 1undamentos teóricos: Prueba de vacío: La prueba de &ac'o se reali8a &ariando el &olta4e desde cero "asta el &olta4e nominal! se puede "acer por cual.esde el punto de &ista práctico dependerá de los &olta4es del trans%ormador! del &olta4e disponible en el laboratorio 1 las escalas de los instrumentos.ue Z0 ≅ Zm! -0 ≅ -m! X0 ≅ Xm! siendo Zm ! -m ! Xm los parámetros de la rama magneti8ante del trans%ormador! o sea! re%erentes al n=cleo. L Nuente &ariable de tensi n. 0ediante la %uente &ariable de tensi n se le&anta &olta4e "asta . +n general es me4or reali8arla por el lado de ba4a tensi n 1a ."a# #5.ue de esta manera se traba4a con &olta4es más pe. .)ráctica *o. +l &olta4e medido por el &olt'metro se denomina &olta4e de cortocircuito 5Vcc6.uiera de los lados del trans%ormador! 1a .ue las p-rdidas por corresponder al n=cleo del trans%ormador serán =nicas.&/eti0os: 3nali8ar el comportamiento en di%erentes reg'menes del trans%ormador mono%ásico.ue>os 1 corrientes más altas.+ L $erminales del lado de ba4a tensi n del trans%ormador. . 9!2 "a# m(:5c5!2(# :( "!# 52#t-'m(2t!# #( )'(:(2 ca"c'"a.uiera de los dos lados pero es más c modo reali8arla por el lado de ba4a tensi n. =( "a "(ct'-a :( "!# 52#t-'m(2t!# #( ! t5(2(4 Z) = V) * T -) = ) T X ) = Z )2 − -)2 I) I )2 $omando .X L $erminales del lado de alta tensi n del trans%ormador. A.'5(2t(# ma. Z cc = Vcc * 2 2 T -cc = cc T X cc = Z cc − -cc T I 2 = I cc 2 I2 I cc 0ediante la prueba de cortocircuito se "allan los parámetros de los de&anados del trans%ormador. (. $rans%ormador mono%ásico. V2 = %2 1 V1 = 1V2 ∆V = V2) − V2) V2) La e%iciencia es la relaci n . *! L P-rdidas de &ac'o. La potencia tomada por el trans%ormador durante la prueba de cortocircuito se consume en las resistencias de sus de&anados. 2.ue e#iste entre la potencia de salida 1 la potencia de entrada. *. η= *1 T *1 = *2 + ∑ *T *2 = 1 c ⋅ 0 2 T *2 ∑* = * ) + *cc 2 *cc I 2 ⋅ -cc -cc = -1 + -2 1c = I I2 X L +%iciencia. ∑* L P-rdidas. 9sciloscopio. I2 L /orriente nominal. *2 L Potencia de salida. 2* . -cc L Resistencia de cortocircuito. 3mper'metro. /onductores el-ctricos. =!2:(4 *1 L Potencia de entrada. Eolt'metro. 3quipos e instrumentos: 1. 4. 3. Matt'metro. La regulaci n de &olta4e de un trans%ormador! es la di%erencia aritm-tica .ue e#perimenta el &olta4e en los terminales secundarios cuando se desconecta la carga! manteniendo constante le %recuencia 1 el &olta4e aplicado al primario. Nuente de alimentaci n de corriente alterna regulable. 6. 02 L Potencia nominal. 1c L Nactor de carga. *cc L P-rdidas de cortocircuito. 1. a. Represente el triángulo de cortocircuito del trans%ormador. . c. /onectar el trans%ormador 1 los instrumentos. :/ mo se reali8a la prueba de &ac'o<. /onectar el trans%ormador.depende . 3plicar la tensi n nominal al lado seleccionado 1 reali8ar las mediciones con los di%erentes instrumentos. Prueba de &ac'o: a.e ser necesario para reali8ar las mediciones se utili8ará un trans%ormador de corriente! el pro%esor e#plicará su T2cnica operatoria: 1. 3.e acuerdo con el trans%ormador 1 la escala de los instrumentos disponibles! seleccionar el lado por donde se energi8ará. *.ibu4ar los es. . :/ mo se reali8a la prueba de cortocircuito<.e acuerdo con el trans%ormador 1 la escala de los instrumentos disponibles! seleccionar el lado por donde se energi8ará. 4. 2.parámetros del trans%ormador se determinan con las pruebas de &ac'o 1 cortocircuito respecti&amente<. :. Represente el circuito e.etermine la e%iciencia 1 la regulaci n de tensi n para di%erentes &alores de carga. )re'untas de control de la autopreparación: 26 . *ota: . 2. 3. b. Resistencia &ariable. 2. b. Presentar los cálculos de los parámetros del circuito e. 3. .u.uemas utili8ados para las di%erentes pruebas. utili8aci n 1 %orma de cone#i n.ue se alimente por alta o por ba4a un trans%ormador para reali8ar las pruebas de &ac'o o cortocircuito<. Informe: 1. $omar los datos de c"apa del trans%ormador a utili8ar! as' como de los instrumentos 1 demás accesorios. 4.ui&alente. :. .u. Prueba de cortocircuito: c. 3umentar el &olta4e de la %uente &ariable "asta "acer circular la corriente nominal I2 por el lado seleccionado 1 entonces reali8ar las mediciones.2.e .ui&alente. Contenido del tra&a/o: 1. 2( . 2 %m = ω ⋅ $ ⋅ Φ m C (" &a"!.44 ⋅ f ⋅ $ 1 ⋅ Φ m Primario del trans%ormador. 0(. /onectar el banco de trans%ormadores en sus di%erentes %ormas. 4.ue! con4untamente con la ca'da por resistencia e. % 2 = 4. 3. In&estigar la %orma de onda de las tensiones de %ase 1 de l'nea del banco de trans%ormadores mono%ásicos. . D L Nrecuencia angular.)ráctica *o. %1 = 4. 1undamentos teóricos: In trans%ormador en &ac'o 5I2 = 06! solo tomará de la l'nea de I(+c para establecer el %lu4o magn-tico . 3: Transformadores en 0acío.ue dice .(f(ct5&!4 %= %m 2 = 4.>2 "a 8(y :( 8(2? y #')!25(2:! . 0edir las magnitudes de &olta4e de l'nea 1 %ase.44 ⋅ f ⋅ $ ⋅ Φ m =!2:(4 $ L N=mero de &ueltas del de&anado de un lado del trans%ormador.ue la %em tomada como positi&a está 8a f(m mB+5ma #(-B4 π atrasada del Am.ue "aga posible la inducci n de una %em .&/eti0os: 3nali8ar el comportamiento del trans%ormador en &ac'o. #( ! t5(2(4 π % = − $ ⋅ Φ m ⋅ #(2 ω ⋅ t − 2 +#presi n . f L Nrecuencia de la tensi n aplicada.'( @" &a-3a #52'#!5:a"m(2t( c!2 (" t5(m)!. 2.44 ⋅ f ⋅ $ 2 ⋅ Φ m 7ecundario del trans%ormador.uilibre el &olta4e aplicado. Am L Nlu4o má#imo. 3nali8ar la %orma de onda de la I! de un trans%ormador mono%ásico. % L Nem e%ecti&a de uno de los de&anados del trans%ormador. b. +n caso de asimetr'a de la carga! la corriente de secuencia cero circula por ambos enrollados 1 la asimetr'a de las tensiones de %ase no es apreciable. 3quipos e Instrumentos: 1. +l banco de trans%ormadores se puede conectar en di%erentes %ormas! tales como: • • • • estrellaCestrella estrellaVdelta deltaVestrella deltaVdelta +l neutro de la estrella puede estar aterrado! aun. *.ue si uno de los trans%ormadores se a&er'a! con los dos restantes se puede seguir suministrando corriente el-ctrica. (. /one#i n estrella con neutroCestrella con neutro: +n esta cone#i n se elimina el problema del tercer arm nico 1 de la asimetr'a del &olta4e. 3mper'metro. +n esta cone#i n no ocurre el corrimiento del neutro! debido a . $res trans%ormadores mono%ásicos. /onectar el banco en estrellaCestrella 1 energi8arlo.ue la corriente de secuencia cero circula por las %ases menos cargadas! dic"as corrientes son magneti8antes 1 por lo tanto dan lugar a &olta4es peligrosos en las %ases menos cargadas. 2.ue son peligrosos para el trans%ormador. 2. 6.ue se obtienen por el secundario. /one#iones estrella con neutroCdelta 1 deltaVestrella con neutro: +n estas cone#iones por el enrollado conectado en delta! circula la corriente de 3 er arm nico 1 por lo tanto el %lu4o 1 la %em son sinusoidales. /onductores el-ctricos. /onectar el osciloscopio 1 obser&ar la %orma de onda de los &olta4es de %ase . +sta cone#i n es mu1 utili8ada. t L $iempo. c. $omar los datos de c"apa! instrumentos 1 accesorios a emplear. T2cnica operatoria: 22 .ue la corriente de secuencia cero circula por ambos enrollados. Eolt'metro. 3demás en presencia de carga asim-trica ocurre el %en meno del corrimiento del neutro! debido a . $rans%ormador de corriente. +l banco de trans%ormadores permite ma1or %le#ibilidad en el suministro de energ'a el-ctrica! debido a . 3. Para la distribuci n de energ'a el-ctrica tri%ásica a los di%erentes consumidores! se utili8a en muc"os casos un banco de trans%ormadores mono%ásicos. 9sciloscopio.A L Nlu4o. Re stato. 3. 4.ue se anali8arán las siguientes cone#iones: a. +sta cone#i n es mu1 utili8ada. +sta cone#i n no se utili8a. 1. /one#i n estrellaCestrella con neutro: +n esta cone#i n como el neutro del primario no está aterrado! no circula la corriente de 3er arm nico! lo cual pro&oca la circulaci n a tra&-s del n=cleo del trans%ormador el %lu4o de 3er arm nico! induci-ndose &alores considerables de %em de 3 er arm nico! . ue U 8 = 3 ⋅ U f 1 comparar con la cone#i n estrella con neutroCestrella. *. 6.ue c mo se conecta un trans%ormador en estrellaVdelta! estrellaVestrella! deltaVestrella con neutro. :. *.%orma ocurre la circulaci n de corriente por el interior de la delta. 9. Presentar los resultados en %orma tabular.da>os puede ocasionar<. 9bser&ar la %orma de onda del &olta4e de %ase secundario con a1uda del osciloscopio. +#plicar por . 1. (. 9bser&ar la %orma de onda de I0 del trans%ormador mono%ásico. 3. :/uál es la causa de . +#plicar de . 29 . Eeri%i.u. 4.4. 2. :+n .uemas utili8ados para la práctica.u. /onecte el banco en estrellaCdelta.ue si se cumple .ue el &olta4e de %ase en una cone#i n estrellaCestrella sin neutro! no sea igual a 4.u. 2. 2.ue: U 8 = 3 ⋅ U f . Informe: 1.consiste el corrimiento del neutro<. Reali8ar los es.ue la e#istencia de corrientes por el interior de la delta. /onectar el neutro al primario 1 repita los pasos 3 1 4. )re'untas de control de la autopreparación: 3.la cone#i n estrellaCestrella no se cumple . 0encione las aplicaciones del banco de trans%ormador mono%ásico dentro de un sistema de energ'a. U8 3 <. +#pli. 0ida los &olta4es de %ase de primario 1 &eri%i.ibu4ar las %ormas de ondas obtenidas. .u. Para las corrientes de secuencia cero el circuito e.)ráctica *o. 3 este tipo de %uncionamiento se le llama operaci n con carga desbalanceada. . Contenido del tra&a/o: 1. +n el caso de las corrientes de secuencia positi&a 1 negati&a el es. Para las cone#iones donde circulan las corrientes de secuencia cero por ambos de&anados o no circulan por ninguno! ante carga desbalanceada el sistema de &olta4es de %ase no se desbalancea de %orma considerable 1a . +n determinadas condiciones de operaci n la carga conectada en el de&anado secundario de un trans%ormador no presenta la misma magnitud de impedancia por %ase por lo . 2.&/eti0os: 3nali8ar el comportamiento del trans%ormador tri%ásico en r-gimen asim-trico.ue por el de&anado primario no puede circular la corriente de secuencia cero! de esta manera este %lu4o es de magneti8aci n 1 pro&oca un incremento del &olta4e en las %ases menos cargadas 1 una disminuci n del mismo en la %ase más cargada. Para el análisis del %uncionamiento del trans%ormador tri%ásico con carga asim-trica se utili8an los circuitos e.ue circulan corrientes de di%erentes &alores en cada una de las %ases. ": Transformador trifásico con car'a.ui&alente del trans%ormador es el circuito $. +n la teor'a de análisis de /ircuitos +l-ctricos cual. +l caso más interesante es cuando la corriente de secuencia cero circula por un solo de&anado! en particular en la cone#i n estrellaCestrella con neutro del banco de trans%ormadores! en este caso la corriente de secuencia cero del de&anado secundario crea un %lu4o de secuencia cero el cual no es compensado debido a . Reali8ar la cone#i n en delta abierta. 3.uier r-gimen desbalanceado de %uncionamiento puede ser determinado a partir del m-todo de superposici n! descomponiendo las magnitudes de corrientes 1Ko &olta4es desbalanceados en tres sistemas balanceados! uno de secuencia positi&a! otro de secuencia negati&a 1 otro de secuencia cero! conoci-ndose esto como m-todo de las componentes asim-tricas.ue cada componente de secuencia del secundario es compensada por una componente de secuencia en el primero. /onectar carga desbalanceada e in&estigar asimetr'as de los &olta4es de %ase. 3 este %en meno se le llama corrimiento 3) .ui&alentes del trans%ormador ante la circulaci n de las corrientes de las di%erentes secuencias. /onectar el trans%ormador tri%ásico en sus di%erentes %ormas.uema e. 1undamentos teóricos: 9peraci n con carga asim-trica.ui&alente depende de la cone#i n de los de&anados primario 1 secundario! obs-r&ense tres casos generales: las corrientes de secuencia cero circulan por ambos de&anados! las corrientes de secuencia cero circulan por un de&anado 1 las corrientes de secuencia cero no circulan! por lo cual se obtienen impedancias de secuencia cero desde el &alor de Zcc "asta in%inito. 1.ue "acen . 2. 4. /onectar el banco en estrella con neutroCdelta! deltaCestrella con neutro 1 estrella con neutroCestrella con neutro! conectarle carga mono%ásica 1 medir los &olta4es de %ases.ue la carga sea balanceada.u. 9!2(+562 =("ta a 5(-ta4 +l empleo de esta cone#i n permite con dos trans%ormadores mono%ásicos brindar ser&icio tri%ásico! ra8 n por la cual! esta cone#i n presenta un grupo de &enta4as . 3. :Por .ue se sobrecargan los trans%ormadores! además de .u. $rans%ormador tri%ásico. 3. 3quipos e Instrumentos: 1. 4. 1.ue puede pro&ocar para los consumidores mono%ásicos conectados entre l'nea 1 neutro. $omar datos de c"apa de los trans%ormadores a utili8ar. Presentar los resultados en %orma tabular. +#pli.la cone#i n estrellaCestrella con neutro del banco de trans%ormadores no se debe utili8ar<. *. Re stato &ariable. 3mper'metro. *. Eolt'metro.ue el banco no puede entregar toda su potencia por. 2. 7acar conclusiones acerca de las di%erentes mediciones. /onectar el banco en delta abierta 1 medir los &olta4es de l'nea secundarios. 2. /onductores el-ctricos.ue . T2cnica operatoria: Informe: )re'untas de control de la autopreparación: 31 . 1.ue sea mu1 utili8ada.uemas utili8ados. /onectar el banco en estrellaCestrella con neutro! conectarle carga mono%ásica 1 medir los &olta4es de %ases. +#pli. 2. 3. 3.del neutro 1 esta cone#i n es inaceptable por las consecuencias . Presentar es.sucede en un trans%ormador tri%ásico conectado en estrella con neutroCdelta! deltaCestrella con neutro 1 estrella con neutroCestrella con neutro en presencia de carga asim-trica. Por e4emplo en caso de a&er'a o mantenimiento de uno de los trans%ormadores del banco se puede mantener el ser&icio tri%ásico a los consumidores más importantes.ue circulan corrientes de di%erentes magnitudes por las l'neas a pesar de .ue las &enta4as 1 des&enta4as del empleo de trans%ormadores en delta abierta. No obstante esta cone#i n tiene la des&enta4a de . /onectar el banco en estrella abiertaCdelta abierta 1 medir los &olta4es de %ase. T-a2#f!-ma:!-(# (2 )a-a"("!. Para .uiere .ue si el trans%ormador original se conecta en paralelo con otro . /omo se muestra en la siguiente %igura: 3. 1undamentos teóricos: Nrecuentemente el incremento de la carga en un sistema de transmisi n re.&/eti0os: 3nali8ar el comportamiento de los trans%ormadores al conectarlos en paralelo. . Contenido del tra&a/o: 1.ue los trans%ormadores instalados suplan una potencia ma1or . /onectar trans%ormadores mono%ásicos en paralelo. 2.ue lle&e parte de la carga total. In m-todo para remediar la situaci n puede ser reempla8ar los trans%ormadores por unidades de capacidades superiores. 4: Transformadores en paralelo. Los trans%ormadores deben pertenecer al mismo grupo de cone#i n.ue los mismos cumplan ciertos re.)ráctica *o.ue dos o más trans%ormadores traba4en ptimamente en paralelo! se re.ue las nominales de los mismos.eterminar e#perimentalmente el grupo de cone#i n de trans%ormadores mono%ásicos. E)(-ac562 (2 )a-a"("! :( t-a2#f!-ma:!-(# m!2!fB#5c!#4 32 .ue deben tener iguales relaciones de trans%ormaci n. 2. .uisitos e#puestos a continuaci n: 1.e a"' resulta . Los &olta4es nominales primarios 1 secundarios de todos los trans%ormadores deben ser iguales. . +l costo de la reali8aci n de estos cambios puede ser ma1or . Los componentes acti&os e inducti&os de la impedancia de cortocircuito de todos los trans%ormadores deben ser iguales.uiere . ue la corriente nominal de cada uno de ellos! esta corriente es llamada corriente igualadora. Earios trans%ormadores mono%ásicos.ue dos trans%ormadores no tengan igual grupo de cone#i n "ace imposible su cone#i n! debido a .ue la corriente . 7eg=n la %igura . =(t(-m52ac562 :(" . Resistencia &ariable. 7e debe tener en cuenta . +n un trans%ormador mono%ásico e#isten dos tipos de polaridad: aditi&a 1 sustracti&a.ue circulará en el interior de cada trans%ormador será &arias &eces ma1or . 4.ue %orman el paralelo no se carguen igualitariamente! o sea! no se reparten la carga de la misma %orma. /uando los trans%ormadores a conectar en paralelo poseen di%erentes &alores en las tensiones de cortocircuito en porciento! esto "ace .ue para un trans%ormador mono%ásico de polaridad sustracti&a! su grupo de cone#i n será el 6.Ina &e8 &eri%icadas las tres condiciones dadas anteriormente! se puede proceder a conectar los trans%ormadores en paralelo. *. /uando el trans%ormador mono%ásico tiene polaridad aditi&a! su grupo de cone#i n será el 12! mientras .-')! :( c!2(+562. 3.ue los trans%ormadores .ue el "ec"o de . 3quipos e Instrumentos: 1.ue se muestra a continuaci n! se puede determinar el grupo de cone#i n de un trans%ormador mono%ásico: T-a2#f!-ma:!-(# (2 )a-a"("!. 3mper'metro. T2cnica operatoria: 33 . 0ientras menos sea la tensi n de cortocircuito en porciento de un trans%ormador! más carga podrá asumir. /ables de cone#i n.ue marca el &olt'metro es V = V21 F V22! la polaridad será aditi&a. No obstante! las demás condiciones para la cone#i n de trans%ormadores en paralelo! como son: tener iguales relaciones de trans%ormaci n e iguales &alores de la tensi n de cortocircuito en porciento! pueden no cumplirse obligatoriamente. 2. 7i el &olta4e . Eolt'metro. 7i el &olta4e V = V21 G V22! la polaridad será sustracti&a. /uando los trans%ormadores a conectar en paralelo tienen di%erentes relaciones de trans%ormaci n 5k6! tambi-n aparecen en el interior de los mismos las corrientes igualadoras! pero estas no alcan8an &alores tan altos con respecto a las corrientes nominales de los mismos! o sea! e#iste un rango permisible donde estos trans%ormadores se pueden conectar en paralelo. '5(. /one#i n a la red: Para el análisis de este proceso transitorio se puede anali8ar el trans%ormador como un circuito R8 alimentado por una %uente de &olta4e sinusoidal 1 un interruptor en serie con el mismo! donde R es la resistencia de &ac'o 1 8 la inductancia de &ac'o. %" )-!c(#! t-a2#5t!-5! . Reali8ar los es.'5(2t( (c'ac5624 U 1m ⋅ #(2 ⋅ ( ω ⋅ t + ψ ) = -) ⋅ 51 + :8) 81 :t 8a #!"'c562 :( (#ta (c'ac562 :5f(-(2c5a" #( )'(:( ! t(2(. 1. :. 1undamentos teóricos: $odo cambio de uno o &arios de los &alores %undamentales del %uncionamiento de un dispositi&o o circuito el-ctrico! da lugar a la transici n de un estado estacionario a otro. :Por .)!. +ntre los %en menos transitorios más importantes en el trans%ormador están los llamados transitorios de sobre corriente! entre los . . 2.c'a". 3.&/eti0os: 7imular! utili8ando t-cnica de con4unto! los procesos transitorios de corriente en un trans%ormador. +n el caso del tras%ormador pueden aparecer grandes es%uer8os mecánicos entre los arrollamientos o partes de ellos! e#tremo calentamiento de los de&anados! etc. 1. )ráctica *o.1. 6: )rocesos transitorios en el transformador. 9rdinariamente! esta transici n dura solo un tiempo mu1 corto! llamado per'odo transitorio! pero no obstante puede ir acompa>ada de e%ectos considerables 1 peligrosos. 3.ra8 n no se deben conectar dos trans%ormadores de di%erentes k en paralelo<.ue cumplir para conectar en paralelo dos trans%ormadores mono%ásicos<.m@t!:! :( -(#!"'c562 :( "a m5#ma. +#presar los resultados en %orma tabular.'( #'-. $omar datos de c"apa de los trans%ormadores. Contenido del tra&a/o: 9btener el comportamiento del trans%ormador durante los procesos transitorios de cone#i n a la red 1 cortocircuito del secundario.condiciones se tienen . Eeri%icar los .ue cumplen las condiciones para la operaci n en paralelo.ue se destacan dos tipos: 1. #5(2:!4 t c 81 = 51m ⋅ #(2( ω ⋅ t + ψ − θ) + 51m ⋅ ( =!2:( 4 − ⋅ #(2( ψ − θ) 51′ = 81m ⋅ #(2( ω ⋅ t + ψ − θ) 34 . :/ mo se determina el grupo de cone#i n de un trans%ormador mono%ásico<.u.u.uemas utili8ados para las di%erentes pruebas. Informe: )re'untas de control de la autopreparación: 2.( #( :(#c-5 ( m(:5a2t( "a #5. /onectar dos trans%ormadores en paralelo. 2. ue en el análisis del circuito R8 sin saturaci n! &isto anteriormente. :. /ortocircuito en el secundario: +n condiciones de e#plotaci n! por lo general! el cortocircuito surge s=bitamente como resultado de di%erentes anormalidades en redes el-ctricas.ue se debe ser cuidadoso en la selecci n de los dispositi&os de protecci n! por . 3* . 2. *!.ue la inductancia es &ariable! por lo .51′′ = 81m ⋅ ( − t c ⋅ #(2( ψ − θ) 85H es la componente %or8ada de la corriente de cone#i n a la red del trans%ormador! esta depende del est'mulo aplicado 1 es la corriente del r-gimen permanente! mientras .'5(2t( f!-ma4 U 1m ⋅ #(2 ⋅ ( ω ⋅ t + ψ ) = -) ⋅ 51 + :8) 81 :t +l e%ecto de la saturaci n del circuito magn-tico del trans%ormador pro&oca .ue 85HH es la componente libre o peri dica 1 desaparece al cabo del tiempo en dependencia de la constante de tiempo τ = 8) del circuito.ui&alente del trans%ormador. +sto tambi-n es &álido para el caso de un cortocircuito s=bito. Por eso la %em 1 el %lu4o del n=cleo son casi dos &eces menores . 8a (c'ac562 . +n este caso en el trans%ormador surge un proceso transitorio acompa>ado de grandes corrientes.(2(-a" .ue>a comparada con la corriente total del enrollado. 2.u.ue debe reali8arse teniendo en cuenta . . /omo este e%ecto desaparece rápidamente! el mismo no le ocasiona problema al trans%ormador! aun. T2cnica operatoria: 1.ue puedan llegar a ser de cuatro a siete &eces I2.ue sus &alores normales 1 el n=cleo del trans%ormador no se satura. 3demás a consecuencia de una magnitud grande de la corriente de cortocircuito la ca'da de &olta4e en la resistencia 1 reactancia primaria será grande. )re'untas de control de la autopreparación: 1.ue se tiene entonces un circuito el-ctrico no lineal! debi-ndose aplicar uno de los m-todos de resoluci n de los mismos. 7imular el proceso transitorio de cone#i n a la red! teniendo en cuenta la saturaci n 1 sin considerarla.eterminar los parámetros del circuito e.'(:a aI!-a :( "a #5.entiende usted por r-gimen transitorio<. /uando el cortocircuito es estable! la corriente de magneti8aci n es mu1 pe. -) No obstante! al estar saturado el circuito magn-tico del trans%ormador! el análisis del r-gimen transitorio de arran.ue en el instante de cone#i n a la red! la corriente tome &alores . 3.ue pudieran operar en las condiciones normales de la cone#i n a la red. 7imular el proceso transitorio de cortocircuito del secundario del trans%ormador. Informe: +ntregar en %ormato electr nico las simulaciones entregadas."! ta2t! (" a2B"5#5# :( (#t( )-!c(#! t-a2#5t!-5! #( -(a"5?a #! -( "a a#( :( "a (+)-(#5624 U 1m ⋅ #(2 ⋅ ( ω ⋅ t + ψ ) = -cc ⋅ 51 + :8cc 81 :t +n este caso se obtienen los mismos resultados . u. 11.ue<. .consiste el principio de re&ersibilidad.%unci n cumple un colector en un generador de corriente directa. :.u. *. 7i una má.la corriente de arran.iga . .%unci n reali8a el colector en un motor de corriente directa.u.u. 4. :Por .se llama %lu4o principal. :.* radKseg6.u. 3.iga . :/uáles son las componentes de la corriente de cortocircuito en el instante inicial de ocurrir este<. 2. :. 36 . :Por . :/ mo se puede "acer . :Por .se reali8an las cone#iones igualadoras<. 1).sucede en un trans%ormador durante el instante de arran.u.u.ue el &olta4e terminal de un generador de corriente directa e#citado separadamente! se "aga cero en condiciones de &ac'o< 9. :/ mo se pudiera calcular el e%ecto desmagneti8ante! de la reacci n de armadura 5en amperes de campo e.&olta4e genera para la misma e#citaci n 1 1*)) rpm 51*6 radKseg6<.u.1 Preguntas: 1.u. :/uál es la magnitud relati&a de ese &olta4e<.ui&alente6 conociendo el punto de cortocircuito 5U = 06 de la caracter'stica de armadura<. 3 .ue puede superar en &arias &eces la corriente nominal<. 2. 2.aparece un &olta4e en los terminales de la má. 3.u. 4.u.%actores pro&ocan la disminuci n de &olta4e de un generador e#citado separadamente al aumentar la carga<. :Para .2. 6.uina en &ac'o cuando la corriente de e#citaci n es cero<. Capítulo 2: Máquinas de Corriente Directa.uina de corriente directa en condiciones de &ac'o genera 2)) E para una corriente de e#citaci n de 3 3 1 1))) rpm 51)4.la parte ascendente de la caracter'stica de &ac'o del generador de corriente directa no coincide con la descendente< (. +n . u. 1(. 13.u.ue se entiende por regulaci n de tensi n.%orma tendr'a la caracter'stica e#terna de un generador e#citado separadamente en el cual no e#iste e%ecto desmagneti8ante de la reacci n de la armadura<.u.u. :Por . :.re.ue.u.12.%actores pro&ocan la disminuci n de &olta4e de un generador autoe#citado al aumentar la carga<. 22.ibu4ar las cone#iones empleadas en la determinaci n de las caracter'sticas de un dinamo s"unt. :.relaci n e#iste entre la %em inducida 1 la tensi n en los bornes<. 19. :/ mo pudiera "allarse e#perimentalmente<. /itar dos ra8ones. 23. 3( . :Permanece constante la %em inducida con el aumento de la carga<.u. 24.u. /ompara los e%ectos de las dos cone#iones sobre el %uncionamiento de la d'namo.u.es un dinamo compound<. +#pli.u.ue>a la corriente de directa estable de un generador de corriente directa autoe#citado<.u.ue. :. 1*.se entiende por resistencia cr'tica<.e%inir lo . 7i un generador autoe#citado le&anta &olta4e se le in&ierte a la &e8 la &elocidad de rotaci n 1Ko la cone#i n del campo! :7eguirá le&antando &olta4e<.ue le&ante &olta4e<.polaridad<. /itar los tres %actores responsables de la ca'da de tensi n en los bornes de un dinamo s"unt cuando aumenta la carga. :Por . . :Por .u. :/ontribu1e a la ca'da de tensi n en los bornes<.es pe. :."ar'a usted para . +#pli.u. .%orma tiene la caracter'stica e#terna de un generador autoe#citado<.la prueba para determinar la caracter'stica de traba4o puede lle&arse a menudo a corto circuito<. :. :. 2*. /ompararlo con el e#citado separadamente.ra8 n la tensi n en los bornes de una d'namo e#citado por separado con corriente de e#citaci n constante 1 la &elocidad constante! cae a medida .ue aumenta la carga<. :. . 21. :.u. :.ar las ra8ones de la %orma de la caracter'stica. 2).escribir el arrollamiento serie 1 e#plicar dos m-todos para conectarlo.se entiende por punto de inestabilidad en la caracter'stica de una dinamo s"unt<. 12.ue un generador de corriente directa autoe#citante le&ante &olta4e<. :7er'a posible la operaci n autoe#citado de un generador de corriente directa si no e#istiera la saturaci n<.%actores se mantienen constante durante la prueba<. 26.%actor importante no se da en la d'namo e#citado por separado<. $ra8ar la caracter'stica completa desde el circuito abierto a corto circuito 1 &ol&er de nue&o a circuito abierto. :.u.u. :/on . 7i un generador de corriente directa no le&anta &olta4e a pesar de estar girando a su &elocidad nominal 1 no tener resistencia incluida en el circuito de e#citaci n! :.uisitos son necesarios para . . 16. 14. :/ mo se a%ectan el par nominal 1 la &elocidad nominal al introducir una resistencia en serie con la armadura<. :Por . :. 44.%ormas tienen las caracter'sticas normales &elocidadCcorriente de armadura 1 &elocidadCpar del motor serie<. :. :/ mo se tienen en cuenta<.u.uedarse en condiciones de &ac'o<.u. 3).2(. 3(.ue se abra el de&anado de e#citaci n de un motor de corriente directa en %uncionamiento<. :.u. :Por . :/ mo se a%ectan el par nominal 1 la &elocidad nominal al introducir una resistencia en paralelo con el campo<.u.tipo de cone#i n del motor serie permite operarlo en &ac'o sin sobrepasar la &elocidad má#ima permisible<. 33.u. 22.u.se llaman as'<.el motor serie en cone#i n normal no debe . :Por .ue de un motor de corriente directa<.es peligroso . :Por . 32. 39.son las p-rdidas rotacionales<. 36. :.sucede con la corriente de armadura! la &elocidad 1 el par! en el proceso del inciso anterior<.u. 42. :Por . 32 . 43.se entiende por rendimiento de una má.ue. 34.son las p-rdidas adicionales<. 46.u.%orma tienen las caracter'sticas &elocidadCcorriente 1 &elocidadCpar! en las cuales no e#iste desmagneti8aci n pro&ocada por la reacci n de armadura<. :/ mo in%lu1e la reacci n de armadura en la relaci n &elocidadCpar 1 &elocidadCcorriente<. :Por .uina de corriente directa conectada a un &olta4e constante. :/ mo se calcula la resistencia de arran. /omparar el motor s"unt 1 el serie de corriente directa en cuanto a condiciones de operaci n ante una sobrecarga! regulaci n de &elocidad 1 aplicaciones. :Por .u.u. 32. 41. 4*. :/ mo se a%ectan el par nominal 1 la &elocidad nominal al introducir una resistencia en paralelo con la armadura<.u.la &elocidad de &ac'o de un motor de corriente directa no coincide con la real<.u. +#plicar c mo puede pasar de la acci n generadora a la motora! una má. +#plicar c mo puede obtenerse anal'ticamente la cur&a de &elocidadCpar de un motor de corriente directa. :. :. 3*. 29.u.uina el-ctrica<. 31. :/ mo se clasi%ican las p-rdidas de una má. +#pli. :.u-<.no puede arrancarse un motor conectado directamente a l'nea<. 4).la medici n directa de la potencia de entrada 1 salida no es el m-todo más apropiado para calcular el rendimiento<.uina de corriente directa<. 4(. :/ mo se e&itan las c"ispas<. *9. :/ mo se calcula con el circuito montado cada una de las p-rdidas<. *6.u. /on carga. /itar tres m-todos mediante los cuales puede reducirse el e%ecto de la reacci n del inducido.u.u.%orma tiene la distribuci n de densidad de %lu4o en el entre"ierro de una má. 63. 6). :.ue sea una recta constitu1endo la conmutaci n ideal<.e%ectos trae sobre la e#citaci n correr las escobillas en sentido contrario a la rotaci n del generador<.di%erencia "a1 entre neutro mecánico 1 magn-tico<. :7e produce desmagneti8aci n de los polos con las escobillasen el neutro mecánico<.%unciones reali8a el polo de conmutaci n<. :Por . :. $ra8ar una grá%ica de la corriente . 49.circuito se utili8a para determinar las p-rdidas en una má. 0ostrar . *2.u. *1.dos partes se compone la conmutaci n<.u. :/ mo se a%ecta esta distribuci n de densidad de %lu4o cuando circula corriente por la armadura<. *3. 64. :.u.u.uina de corriente directa<.u. nde &an dispuestos los interpolos<. +#plicar las dos %unciones .ue contrarreste dic"a reacci n. 61.la conmutaci n limita la &elocidad a . **. *).se corren las escobillas en una má. :/ mo pueden las dinamos pro&istas de interpolos contrarrestarse la %em de autoinducci n<. :.e . /itar los tres %actores .e%ectos per4udiciales trae esto<.uina de corriente directa<. :Para . • • +n &ac'o. +#pli. :. 62. :/uáles son las dos condiciones necesarias para .ue interrumpe la corriente<. :Por . *4. :.ue.en general es necesario adelantar las escobillas en el sentido de la rotaci n al aumentar la carga<.u.ue cuando las escobillas se adelantan algunos conductores del inducido desmagneti8an el campo de la d'namo 1 otros magneti8an trans&ersalmente dic"o campo.u.ue circula ba4o condiciones ideales por una espira indi&idual antes de entrar en la 8ona de conmutaci n! mientras pasa por ella 1 cuando la "a de4ado.42.se produce la c"ispa entre el colector 1 el lado de la escobilla .ue impiden la conmutaci n ideal. :. *(.ue suelen %uncionar los d'namos<. 39 .u. :Por .ue reali8a! o sea! neutrali8ado del %lu4o de la reacci n de inducido en la 8ona de conmutaci n 1 suministro de una %em .uina de corriente directa<. $ra8ar la cur&a de la densidad del %lu4o en una d'namo multipolar. *2. :. ue el de los polos principales<. :.2 Problemas Resueltos: 1. 7e desea construir el diagrama desarrollado para un de&anado ondulado simple! cu1os datos son: 2) = J k = 15 Zc = 15 U# = 1 #olución: 4) .6*.ue da lugar a la mica saliente<. :Por . 69. :. ().suele ser ma1or su entre"ierro .es lo . nde se coloca 1 c mo se conecta<.u. 2.u-<.u.se pre%iere el uso de los interpolos al del corrimiento de las escobillas para me4orar la conmutaci n<.escribir el m-todo de a4uste de las escobillas al colector. .u.uitarse el carb n sobre la super%icie del colector<.escribir dos m-todos para reducirla o eliminarla. 2) = J k = 1J Z( = Z = 1J U# = 1 #olución: C1 = Z 14 2 ±ε= + =4 2) 4 4 C2 = −3 Cc = y = +1 2. 66.es altamente aconse4able . :. :Por . /onstruir el diagrama desarrollado para un de&anado del tipo simple imbricado a partir de los siguientes datos. . :/ mo se a4ustan los interpolos a la intensidad correcta<.u-<.u. :/ mo se conectan los interpolos 1 por .se utili8a el de&anado compensador<.u. :/uál es el orden de la magnitud de esta %em<.se entiende por mica saliente<.u. :Por .ue los colectores se mantengan en per%ectas condiciones<. :Por . :Por . 6(. :/ mo pueden tener lugar en las escobillas c"ispas relati&amente importantes! a=n cuando las %em inducidas en las bobinas en conmutaci n sean de &alores relati&amente ba4os<. /ompara el papel de li4a con el papel de esmeril a e%ectos de reparaci n de colectores. :/ mo debe . 62. +#plicar la reacci n de su polaridad con la de los polos principales 1 con el sentido de rotaci n. g. I (+c = b.Cc = C = k ± 1 1* + 1 = =2 ) 2 C1 = Z 1* 1 ±ε = + = 4 2) 4 4 C2 = C − C1 = 2 − 4 = 4 3.)21 = *1. /orriente de armadura 5Ia6.! 12)) rpm 1 24) E! es de 1K4 Y! 1 la resistencia del circuito s"unt es de 23* Y.)21 A c. c. e. a.(* V d. b. U( 24) = = 1. d. #olución: a. +l par electromagn-tico. % a = U a + I a ⋅ -a % a = 24) + *1. %. La %em de armadura 5%a6. La potencia disipada en el circuito de la e#citaci n. 1 4 41 .eterminar para condiciones nominales en la carga.)21 ⋅ % a = 2*2. La potencia generada por el inducido. /orriente de e#citaci n 5I(+c6. La resistencia del inducido con escobillas incluidas de un generador s"unt de 12 JH. . La potencia disipada en el circuito del inducido.)21 A R(+t 2*3 I= *2 12))) = = *) A U2 24) I a = I + I (+c = *) + 1. 14 A d.)1 Y 1 la resistencia del inducido es de ). In generador compaund de *) JH. #olución: a.6 $m 12)) ω 4π ⋅ 2π 6) 4.(* ⋅ *1. c.)1) = 263.29* kW g.)21) ⋅ ). b. La corriente s"unt de e#citaci n.)*6 + ). d. K (m = *(m 1229* 1229* = = = 1)2.)21 = 12. 2 )52: = I a ⋅ -a = ( *1. La corriente .) (+c = U (+c ⋅ I (+c = 24* W e. U a = % a − I a ( -a + R# ) % a = U a + I a ( -a + R# ) % a = 2*) + 2)(. La %em del generador. I= b.14 A R(+c#I 3* I (+c) = c.14 = 2)(.6( V 42 . *(m = % a ⋅ I a = 2*2.ue el generador en&'a a la carga.! 2*) E 1 12)) rpm! la resistencia del inducido s"unt de e#citaci n es de 3* Y! la resistencia del circuito serie es de ). I a = I # = I + I (+c) = 2)) + (.)*6 Y. 7i la cone#i n es s"unt larga 1 la carga se encuentra en condiciones nominales! determine: a.24 = 6*) W 2 %. *2 *) ⋅ 1) 3 = = 2)) A U2 2*) U2 2*) = = (. La corriente en el circuito serie.14 ⋅ ( ). 2 = = ). e. La resistencia a conectar en la armadura para limitar la corriente de arran.= 2 I 2 = (6 A 43 . I a-.9 ⋅ d.* ⋅ 1423.1*9 25 − 2 2 1446. d. In motor s"unt de 1) FP! 23) E! 14)) rpm! 32 3! tiene una resistencia de armadura de ). Ua 23) = = 1446.*. La &elocidad ideal de &ac'o.= c. La corriente de arran. b. U a 23) = = 11*) A -a ).1*9 V -)m 2 14)) I a = I − I (+c = 2) − 2 = 12 A 2= U a − I a ⋅ -a 23) − 12 ⋅ ). La resistencia de e#citaci n es de 11* Y. c. La corriente de armadura en condiciones nominales. #olución: a.1*9 Ia 12 = *1 ⋅ = 2*.32 A 22 14)) ∆2 = %.2 kϕ = U a − I a ⋅ -a 23) − 36 ⋅ ).9 -)m 2 ). /alcule: a.ue a 2I2. La regulaci n de &elocidad.* $m I2 36 π = 3(94 W 3) K = K2 ⋅ *2 = K ⋅ ω = 2*. %. I (+c = U (+c 23) = =2 A R(+c 11* I a = I − I (+c = 32 − 2 = 36 A b. 25 = e. I a-.* − 14)) ⋅ 1))A = ⋅ 1)) = 3.2 Y.2 = = 1423.ue directo. La &elocidad! el par 1 la potencia en el e4e para una carga de 2) 3.* -)m kϕ ). La corriente de arran.ue a 3I2.1) = = ).a2:! R& : 44 .(2 Ω I a-114 2= U a − I a ⋅ ( -a + -# + R& ) kϕ =(#)(.1) = 1. La resistencia para .= Ua 23) − -a = − ). In motor serie de 1) FP! 23) E! 14)) rpm! 32 3! tiene una resistencia de armadura de ).)(2 ) 2 1) ⋅ (46 ⋅ 3) = = *1 $m ω2 14)) ⋅ π 19 = 12. a.ue directo.= b.2 + ).2 + ).2 + ). c. Ua 23) = = (66 A -a + -# ).ue la &elocidad disminu1a a 9)) rpm a carga nominal.2 Y. La resistencia de e#citaci n es de ).2 + ).1) = = 22(* & -)m kϕ 2 ).(* ⋅ 22(* ⋅ c.)(2 & -)m 2 2 kϕ 2 = kϕ19 = 2= U a − I 2 ⋅ ( -a + -# ) 23) − 19 ⋅ ( ).1*6 & -)m 22 14)) kϕ 2 ). d. #olución: I a-. La &elocidad! el par 1 la potencia en el e4e para una carga de 19 3. Ua 23) − ( -a + -# ) = − ( ).(* $m = *1 ⋅ 32 π 323( W 3) 2 2 K2 = Ia K = K2 ⋅ I 2 *2 = K ⋅ ω = 12.1 U a − I 2 ⋅ ( -a + -# ) 23) − 32 ⋅ ( ).Ra-.= 3I 2 = 3 ⋅ 32 = 114 A Ra-.= d.23 Ω I a-(6 6.1*6 = = ). I a-. b. /alcule: a. La resistencia a conectar en la armadura para limitar la corriente de arran.2 = 2.1 Y. 3 Problemas Propuestos: 1. (. 2.4 3. 7i la armadura tiene 1( ranuras 1 la corriente por cada rama en paralelo del enrollado es 3(. 6. 3.ue tiene 14 ranuras en la armadura 1 4 polos. *.)6 Ω Ia 32 2. In generador s"unt tiene una corriente de armadura nominal de 1*) 3.1) = 2.2 + ). /alcule 1 desarrolle un de&anado de la8o simple para un motor de corriente directa . 4* .* 3! calcule un de&anado . /alcule 1 desarrolle un de&anado ondulado simple para un motor de corriente directa .ue tiene 19 ranuras en la armadura 1 4 polos.ue satis%aga esas condiciones.ue la corriente de cada ranura en paralelo sea 3.1*6 ⋅ 9)) − ( -a + -# ) = − ( ).ue tiene 22 ranuras en la armadura 1 seis polos.ue tiene 12 ranuras en la armadura 1 4 polos. /alcule 1 desarrolle un de&anado ondulado m=ltiple con m = 2 para un generador de corriente directa . /alcule 1 desarrolle un de&anado ondulado m=ltiple con m = 2 para un generador de corriente directa . /alcule 1 desarrolle un de&anado de %orma tal .ue tiene 2) ranuras en la armadura 1 4 polos. /alcule 1 desarrolle un de&anado de la8o m=ltiple con m = 2 para un generador de corriente directa . In generador de e#citaci n independiente de 1. 4.R& = U a − kϕ ⋅ 2 23) − ).* JM! 22) E tiene una armadura con 1* ranuras 1 es de 4 polos. In motor s"unt consume 2 3 en &ac'o 1 gira a una &elocidad de 12)) rpm. La %em inducida cuando la &elocidad del generador es la nominal.3 D! cuál será la corriente de armadura si la &elocidad disminu1e a 13)) rpm. In motor s"unt de 1 FP! 11* E! 2. /alcular un de&anado ondulado para un inducido de 2) = J! # = 1L! m = 1! no cru8ado. 7i se conoce .2* D. :/uál será la relaci n entre el calor desprendido en la armadura debido a la corriente de arran. a.ue debe ser limitada entre la corriente nominal 1 2* 3 determine la resistencia de arran. La &elocidad a carga nominal si se considera . In generador de corriente directa compuesto de 1) JM! 22) E! alimenta una carga . 7i la corriente de arran. La resistencia de armadura es de ). c. b. 1). +l &olta4e nominal si se desprecia el e%ecto de la reacci n de armadura. b.* E. +l &alor de resistencia a conectar para limitar la corriente de arran. +l inducido de un generador de 4 polos! 2) JM! 1*)) rpm tiene 6* ranuras 1 4 conductores conectados en serie por ranuras. /alcule: a. 7i se conecta a una red de 11) E! calcule: a.ue 1 el n=mero de pasos re. :/uál es la relaci n de esta corriente con la corriente nominal<. 7i se conecta a una l'nea de 11* E! determine: a. In motor s"unt de 1) FP! 23) E! 32. b.ue. a.eterminar: a.ue a 2* 3. 12. 1*. +l enrollado es imbricado simple! dando 4 ramas en paralelo.2* D. b. In motor s"unt de 3) FP! 11* E! tiene una resistencia de armadura de 2. 14. 11.* D. .ue directo. +#pli.*1( A 1 la corriente nominal es de *) 3.ue. La corriente de &ac'o si la %em inducida es de 1)6.ue la regulaci n de &elocidad es de *.2. b.( 3! 12)) rpm! tiene una resistencia de armadura de 1. 1(. +l %lu4o por polo en 0a#Hell. In motor serie tiene una resistencia de armadura de 1. La corriente de arran. In motor s"unt de 23) E! 4) 3! girando en &ac'o a 12)) rpm consume 2 3.etermine: a.ue con respecto al calor desprendido por la corriente nominal<.2* D.ueridos.23 D.* cm2! 1 la densidad de %lu4o media ba4o las caras polares es de 6*)) 0a#Hell por cm2. La regulaci n de &elocidad. 7i la resistencia de armadura es de ). 13.6 D.* 3! tiene una resistencia de armadura de ). /omprobar si el de&anado cumple las condiciones de simetr'a. . 16. 9.ue se obtenga el m'nimo de ramas en paralelo. La resistencia de armadura es de ). 46 . La corriente de arran.ue el %lu4o permanece constante.ue e#ige entregar corriente nominal. : /uál será la corriente tomada por el motor si se conecta directo a l'nea<. Las caras polares tienen un área de 64. :7on precisas! para este de&anado! las condiciones igualadoras<. 7i tiene 6 polos 1 su armadura! determine un enrollado de %orma tal .2 D 1 la resistencia del de&anado de e#citaci n es de ). In motor s"unt esta operando a 23) E! 14)) rpm 1 consume 2 3. ue para .)6* D.ue la de este 1 el par aumenta en un *) A. /uando circulan *) 3 por la armadura la &elocidad es 12)) rpm. +l par correspondiente a esta carga. 7oluci n: a.ue conectar en serie con la armadura! para . 21. b. /alcule: a. b. .ue la má.etermine la resistencia .6 $m π ω2 1*)) ⋅ 3) 2). La &elocidad de este motor para una carga igual a 2K3 de la nominal.ue se tiene en &ac'o. 22. La resistencia del inducido es ). In motor s"unt de 2* FP! 23) E! tiene una resistencia de armadura de ). /alcule el &alor de resistencia a conectar en serie con la armadura para obtener una &elocidad de 12)) rpm manteniendo la corriente de armadura constante. /alcular la nue&a &elocidad de giro de este motor 1 la corriente absorbida de la l'nea! si se conecta una resistencia en paralelo con el de&anado serie del mismo &alor en o"ms . 113.u. La %em de plena carga. In motor s"unt tiene las siguientes caracter'sticas. 7e tiene un motor serie de corriente directa de las siguientes caracter'sticas! *2 = 20 /E! U2 = 270 E! I2 = L5.uina no está saturada 1 el %lu4o es directamente proporcional a la corriente.ue la &elocidad sea un 4) A de la nominal! desarrollando el motor par nominal.u.resistencia deberá tener el re stato<.6 E 1.21 D! R# = 0. b. 19. +l par nominal. /onsidere . c. In motor serie absorbe una corriente de 4) 3 cuando gira a ()) rpm. 7i se incrementa el par en un 3) A siendo el %lu4o un 1) A superior! calcule la nue&a &elocidad del rotor.ue "abr'a . K2 = *2 3) ⋅ (36 = = 14).1* D 1 la del de&anado serie ).ue debido a la reacci n de armadura se reduce el %lu4o un * A con respecto al .tanto por ciento de la tensi n de l'nea deberá absorber el re stato<. /onsidere . 7i dic"a tensi n es de 22) E 1 la corriente de *) 3! :. La resistencia total del re stato de arran. La resistencia del de&anado serie es de ). 7e sabe por otra parte! . /alcular: a.9* M 23.12.12 D. 4( . b. 7e da un motor serie de 23) E! 11* 3! 3) /E! M2 = 1500 rpm! Ra = 0. Potencia =til *a= J /E! rendimiento industrial igual a 2) A! &elocidad a plena carga M2=1200 rpm! tensi n en bornes U =120 E! &elocidad en &ac'o igual a 122) rpm.N 3! M2 = O00 rpm.2 D. 7oluci n: a.ue en su arrollamiento de e#citaci n se pierde el * A de la potencia absorbida e igual p-rdida se produce en su de&anado inducido incluida la resistencia en el contacto m &il escobillasCcolector.etermine: a. :.1 D.ue en la puesta en marc"a la corriente total absorbida de la red no e#ceda dos &eces la corriente de plena carga. In motor de corriente continua s"unt tiene en el circuito del inducido incluidas las escobillas 1 una ca'da de tensi n del 6 A de la tensi n en los bornesT se desea intercalar en serie con el inducido un re stato para reducir la &elocidad a la mitad manteni-ndose constante el par. . 7i se pone un re stato de 2. La corriente de e#citaci n s"unt. 1)(* rpm.2* D! 1 la resistencia del circuito s"unt de e#citaci n! inclu1endo el re stato es de 23* D. :/uál será la nue&a &elocidad<. 2*. 7oluci n: 24.)43 D 26.2* M gira a 1))) rpm conectado a una red de 11) E 1 consumiendo 1) 3. +n un generador compound de *) JM! 2*) E 112)) rpm la resistencia s"unt del circuito de e#citaci n! inclu1endo el re stato es de 3* DT la resistencia del circuito serie de e#citaci n es de ). e. c. b.2*( JM.)1 D! 1 la resistencia del inducido es de ).eterminar: a.6 Nm. d. d. La corriente en el inducido. La ca'da de tensi n en el inducido! debido a la resistencia del mismo. b.eterminar: a. La corriente nominal del generador a 24) E es de *) 3. La potencia disipada en el inducido. La corriente en el inducido.(* M en serie con el inducido. b. La corriente s"unt de e#citaci n suponiendo en primera apro#imaci n . . 7oluci n: 4(6 rpm. . /orriente . e.ue la relaci n de la &elocidad de &ac'o a plena carga es de un 3 A! el &olta4e es de 1)) E 1 la corriente nominal es () 3. La corriente s"unt de la e#citaci n.ue el generador en&'a a la carga. La resistencia del inducido con escobillas incluidas de un generador s"unt de 12 JM 1 24) E es de ). La tensi n en los bornes debido a la corriente nominal. c. 3 la &elocidad constante de 12)) rpm 1 a carga nominal! las tensiones son de 2*) E! a"ora el generador se dispone en cone#i n larga! determinar a carga nominal: a. 22. c.c. La potencia disipada en el circuito s"unt de e#citaci n. La tensi n en &ac'o de un generador s"unt de 1)) JM! 2*) E! 12)) rpm es de 2() E. 7oluci n: Ra L ). 9. /alcule la resistencia total del inducido de un motor s"unt si se conoce . 26. %.ue la tensi n nominal en los bornes es de 2*) E. La potencia =til. a.)12* D! 1 la resistencia del circuito de e#citaci n es de 13) D. La corriente nominal del generador. La potencia total generada en el inducido.)*6 D. b. 42 . 2(. La %em desarrollada en el inducido. In motor s"unt cu1o inducido tiene una resistencia de ). La ca'da de tensi n a la carga nominal debido a la reacci n del inducido es de * E! 1 debida a la corriente de e#citaci n disminuida es ( E! la resistencia de e#citaci n con escobillas es de ). 7us &elocidades. b. 49 .))6 D! la resistencia del di&isor es de ). La %em inducida 5suma de 6)) E más los incisos g! "! i 6.espreciando todas las p-rdidas 1 suponiendo . In generador compound de *)) JM! 6)) E 1 9)) rpm con interpolos! el circuito de e#citaci n serie se "a e.ue la corriente del inducido en &ac'o es de 9.4 3! determinar con el nue&o &alor de %lu4o la &elocidad de &ac'o.ui&alente en el circuito serie 1 di&isor. La ca'da de tensi n en el circuito serieCdi&isor.22. La corriente de l'nea en un motor s"unt de 6) /E 1 2*) E a carga nominal es de 21* 3. i.6 3! la &elocidad es igual a 12)) rpm.ue todos los motores traba4an sobre la regi n recta de su cur&a de saturaci n! determinar para corrientes del inducido de 1) 3: a. /uando el motor del problema anterior %unciona con una corriente de l'nea igual a 21* 3 1 una corriente e#citadora de 1. d.6 3 1 la resistencia de inducido es ). b. c. La corriente serie de la e#citaci n. c. g. %.( 3 en la red 1 gira a 12() rpm. 7us pares internos. 4. .c. La %uer8a contra electromotri8 desarrollada por el motor. La corriente en el inducido. La corriente en el circuito s"unt. La potencia desarrollada por cada uno. 7uponiendo .43 D 1 la resistencia de e#citaci n es de *)) D.uipado con di&isor 1 el generador se "a dispuesto en cone#i n larga. La corriente en el circuito s"unt o inducido. La ca'da de tensi n en el circuito de interpolos. La resistencia del inducido es de ). a.3 3! despreciando la reacci n del inducido determinar la &elocidad nominal. c.63 JgCmetros. +n &ac'o el motor consume 2. La corriente en el di&isor. La corriente s"unt de e#citaci n es de 1. 3 continuaci n se disminu1e la corriente e#citadora de %orma tal . e.eterminar el nue&o &alor de &elocidad. b. .ue el %lu4o se reduce en relaci n de 1 a ). In motor s"unt de * /E! 23) E 1 un motor serie de * /E! 23) E tienen &elocidades nominales de 1))) rpm 1 sus inducidos e#igen corrientes de 1) 3 a carga nominal! desarrollando pares de 3. 33. 31. La corriente en el circuito serie. 29.)24 D! la resistencia del circuito de interpolos es de ). 32. 7i la corriente nominal es igual a 3(. La corriente de carga nominal.)2* D! la resistencia del circuito serie es de ). La corriente del inducido.)4 D. La resistencia de un motor s"unt de 1) /E! 23) E 1 1(*) rpm es de ). La ca'da de tensi n en el inducido.))2 D! la resistencia del circuito s"unt es de (2 D! determinar a la tensi n de carga nominal 6)) E: a.eterminar: a. La potencia perdida en %orma de calor en la resistencia del inducido. 3). b. . La corriente en el inducido permanece in&ariable. La resistencia e. d. ". b. La corriente a la carga nominal. Las p-rdidas rotacionales.))( D. Z. e. Las p-rdidas del motor a plena carga. 3*.))4 D.d. 32. e. 4. La corriente de armadura es 1**) 3 cuando entrega 1))) FP a (*) rpm.eterminar: a. i. La e%iciencia. b. In motor de corriente directa de 1))) FP! *)) E! tiene una resistencia de armadura de ).* E! en la prueba de &ac'o absorbe el inducido 22 3. La p-rdida en el circuito serie. b. *) . La corriente en el inducido 1 en interpolos. g. . 34. c. La p-rdida en el circuito s"unt. . La resistencia del inducido con escobillas es de ). La potencia generada total.))* D! la resistencia del circuito s"unt es de *2 D 1 la de conmutaci n de polos es de ). . /alcule: a.eterminar el rendimiento del generador a carga nominal. La p-rdida en el inducido.etermine: a. 36. ". In generador s"unt de *) JM! 2*) E 1 12)) rpm suministra corriente a la carga nominal! a la tensi n en bornes nominal! la resistencia de e#citaci n s"unt es de 1)9 DT la resistencia del inducido! incluidas las escobillas! es de ).)2 DT las p-rdidas adicionales tienen un &alor de 23)) &atiosT 1 las parásitas *)) &atios. La ca'da de tensi n en el inducido.eterminar: a. +n un generador compound de 1)) JM! 2*) E 1 9)) rpm en cone#i n corta! la tensi n en &ac'o es de 26) E 1 la tensi n a carga nominal es de 2*) E. c. La corriente de e#citaci n. %. . b. Las p-rdidas de un generador s"unt de 12 JM! 24) E a corriente nominal de *) 3 1 a tensi n nominal! son las siguientes: p-rdidas en la resistencia en el inducido! (6) &atiosT p-rdidas en el circuito de e#citaci n 5incluido el re stato 6! 2(2 &atiosT p-rdidas adicionales! 41) &atiosT por cargas parásitas ! 12) &atios.)16 D. La corriente s"unt de e#citaci n. La resistencia del circuito serie de e#citaci n es de ). La relaci n de pares. La %em 1 el par en el e4e. La resistencia del inducido es ). La relaci n de &elocidad entre ambos.)*2 D 1 la del campo de conmutaci n es ). Las p-rdidas de cobre en la armadura. d. La ca'da de tensi n en el circuito serie a carga nominal. La c"apa de un motor s"unt marca las siguientes caracter'sticas: 14) /E! *2* 3! 22) E! 4)) rpm. La %em inducida 5suma de 2*) E más los incisos b! e! % 6.)1 D 1 la del inductor es 24 D! la ca'da de tensi n en las escobillas es de 2. La ca'da de tensi n en el circuito de interpolos. 3(. La corriente a carga nominal. etermine: a. c.2 D! determinar: *1 . La resistencia s"unt de e#citaci n es de 16) D! la resistencia en el inducido es de ). b. 41. d.6 3 a la red de 23) E.ue la &elocidad sea de 1*)) rpm. e.9 E.)9* D 1 la corriente e#citadora es de 1.2)2 D 1 la de e#citaci n 194. P-rdidas en el inducido. +l par en JgCmetros. c. . In motor s"unt 2) /E! 23) E 1 1*)) rpm cuando %unciona en las inmediaciones de su carga nominal 1 a &elocidad nominal! demanda una corriente de (3. P-rdidas en el campo de conmutaci n. 39. La p-rdida en el campo de la conmutaci n. e. Las p-rdidas en el inducido. In generador s"unt de 1) JM! 23) E 1 1*)) rpm suministra una corriente de 43. P-rdidas de e#citaci n. Las p-rdidas de e#citaci n. 4).e acuerdo con ello la corriente en el inducido es de 44. La potencia absorbida.3 3 1 el &olt'metro marca 241.ue %uncione como un motor en &ac'o .ue la corriente de e#citaci n tome un &alor de 1. +l amper'metro del inducido marca 4. e.196 D 1 la del campo de conmutaci n es de ). d. +l &olt'metro conectado al inducido se "ace marcar con 221. g. . +l rendimiento. g.122 D.ue la %em es igual a 22).ue el motor "a permanecido durante &arias "oras en reposo en una "abitaci n cu1a temperatura era de 2)) [ /! la resistencia del inducido entre dos delgas es de ).* 3 a 2*) E a carga nominal. Las p-rdidas por cargas parásitas.3 E por a4uste del resistor R.9 3 1 la %em inducida tiene un &alor de 241.3 3! 1 el re stato serie "asta . +l motor se conecta de la %orma indicada .c. +l re stato de campo se a4usta de %orma tal . +l amper'metro del inducido marca 3. Rendimiento. La &elocidad se lle&a a 1*)) rpm a4ustando el re stato del inducido. Las p-rdidas adicionales. Las p-rdidas rotacionales del generador para dic"a condici n . /on el ob4eti&o de medir las p-rdidas rotacionales! el generador se conecta de %orma . i.ue en el e4ercicio anterior.*( 3 1 las cargas parásitas 1*) &atios! determine: a. La potencia =til. La resistencia del inducido es de ). +l rendimiento. Las p-rdidas en el inducido.2 E. La resistencia del cobre del inducido 1 la del cobre en el circuito de e#citaci n de un motor s"unt de 1* /E! 23) E se miden despu-s . %.ue corresponde a carga nominal. %. La potencia =til en /E.1 E.ue la del inducido &ale ). Las p-rdidas en la e#citaci n. Las p-rdidas en la conmutaci n. ".6 3! con lo . La corriente en el inducido 1 en el campo de conmutaci n. %. 7e miden de nue&o las resistencias 1 se encuentra .)* D. d. b. 3 continuaci n el motor se acopla a una carga nominal despu-s de "aber %uncionado dos "oras 1 media. ue %orman el rotor de las má. 2. Identi%icar los terminales de una má.a.uinas el-ctricas de corriente directa.ue %orman el estator de las má. . +l aumento medio de temperatura del circuito de e#citaci n.&/eti0os: 1.escribir las partes componentes . 1: 3lementos constructi0os de las máquinas el2ctricas de corriente directa. .escribir las partes componentes . *2 . b. 3. 2.uina el-ctrica de corriente directa. +l aumento medio de temperatura del inducido durante dic"o inter&alo de tiempo.uinas el-ctricas de corriente directa.4 Prácticas de Laboratorio: )ráctica *o. . ue gira en el espacio interior! limitado por los polos e interpolos. Contenido del tra&a/o: 1. /ulata o carca8a: 7oporta los polos principales! los au#iliares 1 los soportes de las escobillas 1 con la a1uda de la cual la má.4. 7e identi%icarán los terminales de una má. La bobina se enrolla alrededor de la arma8 n "ec"a de c"apas de acero de 1C2 mm de espesor 1 separadas de esta por cartulina! plástico o papel de ba. 2. .ue es la arma8 n de donde se soportan los componentes anteriores. Rotor: +s un cuerpo cil'ndrico! . +l n=cleo del inducido se prensa por ambos lados 1 se su4etan al e4e del mismo. Por el lado .'52a :( c!--5(2t( :5-(cta c!2#ta :( :!# )a-t(# )-52c5)a"(#4 1. +stá compuesto por el n=cleo del inducido! el de&anado o enrollado! el colector o conmutador 1 el soporte de las escobillas .ue da al inducido el n=cleo polar tiene la 8apata polar! .uinas el-ctricas de corriente directa. 7e mostrarán 1 leerán datos de c"apa de má.uinas el-ctricas de corriente directa.ue termina con la 8apata polar 1 la bobina de e#citaci n.uina se su4eta a los cimientos. La parte rotatoria! llamada tambi-n rotor o inducido! en la .ue sir&e para %acilitar el paso del %lu4o a tra&-s del espacio de aire o entre"ierro.)* mm de espesor. *3 .uina el-ctrica de corriente directa. 2.ue sir&en para lograr el %uncionamiento sin c"ispa de las escobillas en el colector o conmutador 1 la culata o carca8a! . La su4eci n de los polos a la carca8a se reali8a a tra&-s de pernos.escribir los datos de c"apa 1 la in%ormaci n .ue está su4eto a la carca8a! está aislado de esta.uelita! todos aislantes. La parte estacionaria o estator! destinada %undamentalmente! para crear el %lu4o magn-tico. Las c"apas se arman en la direcci n a#ial de la má.ue %orman el de&anado de armadura. Inducido o armadura: 3ctualmente se emplean los inducidos del tambor! "ec"os de c"apas de acero de )!* mm de espesor.ue brindan los mismos en una má.)3 C ). +stator: +stá compuesto por los polos principales! destinados a crear el %lu4o magn-tico principal! los polos au#iliares o polos de conmutaci n 5interpolos6! instalados entre los polos principales 1 . Polos principales: /onsta del n=cleo polar! armado de c"apas de acero de apro#imadamente 1mm de espesor aisladas entre s' 1 su4etas por espárragos. Polos au#iliares: Igual . 7e instalan entre los polos principales 1 &an su4etos a la culata mediante pernos. La parte estacionaria está separada de la rotatoria por un espacio de aire llamado entre"ierro. 1undamentos teóricos: Partes de las máquinas de corriente directa: 8a mB.ue aun. La parte más e#terna! cercana al entre"ierro! tiene ranuras distribuidas uni%ormemente! donde &an alo4ados los conductores .uina 1 para reducir las p-rdidas por corrientes parásitas! se a'slan una de otra con laca o papel de ).uina el-ctrica de corriente directa.ue transcurre el proceso de trans%ormaci n de la energ'a mecánica en el-ctrica 5en el caso de un generador el-ctrico6 o a la in&ersa! la trans%ormaci n de la energ'a el-ctrica en mecánica 5en el caso de un motor6. +n el n=cleo polar &a colocada la bobina de e#citaci n por la cual pasa corriente continua. 3.ue el polo principal! consta del n=cleo polar . 7e mostrarán 1 describirán los di%erentes elementos constructi&os de las má. +n la siguiente %igura se muestra c mo se identi%ican los terminales de una má.uel .uina.uipo.uina compound para la identi%icaci n de los terminales 1 un o"mi metro como instrumento de medida. Identificación de los terminales de una máquina el ctrica de corriente directa: La identi%icaci n de los terminales de una má.uinas de mediano 1 gran tama>o al reali8ar la medici n cu1o &alor se encuentre en d-cimas de o"m corresponden al de&anado de armadura o al de e#citaci n serie 1 el de alto &alor de resistencia es el de&anado s"unt o el de e#citaci n independiente si se tratara de una má.uina desarmada siendo el de&anado s"unt a. $ambi-n los interpolos se di%erencian %'sicamente de los polos principales 1a . +n má.uina traba4a como generador! con&ierte el &olta4e alterno generado internamente! en &olta4e de directa e#ternamente o in&ersamenteT si el motor está %ormado por un grupo de segmentos de cobre llamados delgas! de pe.ue los mismos no aparecen identi%icados 1 necesitamos la cone#i n 1 uso del e.uinas de corriente directa.uinas modernas se utili8a uno de los dos tipos de enrollado más di%undidos: el imbricado 1 el onduladoT distingui-ndose entre s' por dos aspectos: el primero la di%erencia desde el punto de &ista constructi&o! por la %orma en . Para poder identi%icar el de&anado de armadura respecto al de e#citaci n serie se mide continuidad de los terminales respecto a la escobilla 1 el . /olector o conmutador: +s un ingenioso mecanismo .ue al le&antar las escobillas de4en de tener continuidad con los del de&anado de armadura. +#isten &arios m-todos para la identi%icaci n de los terminales! a tra&-s de un o"mi metro! &olt'metro 1 amper'metro! o a tra&-s de un puente.uina de este tipo. 9tro m-todo de identi%icaci n es &isualmente! cuando tenemos la má.ue de%lecte la agu4a indicando continuidad! es el de&anado de armadura o tambi-n los dos puntos de ba4o o"mia4e . +n -l se origina la potencia el-ctrica del generador o el momento del motor.ue el de&anado serie. +n las má..uina de corriente directa a tra&-s de un instrumento de medici n.ue los mismos presentan pocas &ueltas 1 el mismo calibre . /ada elemento está aislado del siguiente 1 a su &e8! del n=cleo de la armadura.ue>a secci n 1 %orma caracter'stica sobre los cuales se desli8an las escobillas o carbones.ue reali8a una %unci n e#tremadamente importante en las má. $odos estos midiendo &alor de resistencia en 9"m.uina el-ctrica es necesaria! pues "a1 momentos en .e&anado de armadura: +ste es el cora8 n de la má. 7e tomará una má. 7oporte de escobilla: Para recoger la se>al del colector o suministrarle la se>al el-ctrica! se emplean las escobillas o carbones .ue presente muc"as &ueltas de alambre %ino! 1 si es de pocas &ueltas de alambre grueso corresponderá entonces al de&anado serie.ue &an su4etos al soporte. /uando la má.ue los %inales de los conductores son conectados al conmutador 1 el segundo desde el punto de &ista el-ctrico di%ieren por el n=mero de ramas en paralelo entre escobillas. *4 . )re'untas de control de la autopreparación: ** . :. (.elementos %orman el estator<. 9.uina. 0encione los datos más comunes . :/on .u. 2.ue se di&iden las má. Informe: 1. 4.uinas el-ctricas de corriente directa.%unci n reali8a el conmutador<. La e%iciencia en porciento. 7e e#plicará el signi%icado de los datos de la má. %2 (" ca#! :( "a# mB.ue los mismos %acilitan el conocimiento de &arios parámetros nominales de la misma. R)mCEelocidad de la má. • 3lgunas traen tambi-n en c"apa la corriente de e#citaci n 5I(+c6 ! &olta4e de e#citaci n 5V(+c6! r-gimen de traba4o 1 clase de aislamiento.uina el-ctrica de corriente directa! obser&ada durante la práctica. 1. Ia C /orriente de armadura. :/uál es la %unci n principal del estator<.'52a# :( c!--5(2t( :5-(cta (#ta 2!# 52f!-ma :(4 • • • • • • • *2C Potencia nominal en JH.uina si es compound! serie o s"unt. 7e e#plicarán los elementos constructi&os de las má.uinas el-ctricas son de gran importancia 1a . 7e>alar las partes componentes del rotor o inducido.uinas de corriente directa. T2cnica operatoria: 7eg=n lo e#plicado en los %undamentos te ricos! se obser&arán 1 describirán las partes del estator 1 el rotor de una má.ue aparecen en la c"apa de las má. *.ob4eti&o se utili8an los polos au#iliares<.u. 3. :. si es generador 1 mecánica si es motor.uinas de corriente directa.u.u. :. +l tipo de má.ue la má.!atos de c"a#a: Los datos de c"apa en las má.uina. 7e e#pondrá como se identi%ican los terminales de una má. +l peso en Jg.uina de corriente directa preparada para ello! se identi%icarán sus terminales 1 se leerán sus datos de c"apa.uina de corriente directa<. 6. 0encionar las partes en . 3.uina está protegida contra el agua 1 la 5 *6 contra el pol&o.uina de e#citaci n independiente<.uina el-ctrica de corriente directa. 2. 2. I*C \rado de protecci n! donde: 5I6 nos indica . :/ mo usted determinar'a con un o"mi metro los terminales de una má. VaC Eolta4e de la má.importancia tienen los datos de c"apa de una má. &/eti0os: 1. 3nali8ar las posibilidades de recone#i n de de&anados de corriente directa. 2: De0anados de las máquinas de corriente directa.)ráctica *o. .escribir las caracter'sticas constructi&as de los de&anados de corrientes directa. 2. . *6 . '52a# y :( ( #at5#fac(. +l gasto de materiales para determinados parámetros de e#plotaci n 5e%iciencia 1 otros6 deben ser m'nimos. 2. La construcci n del enrollado debe asegurar una conmutaci n satis%actoria! sin c"ispas. /ombinado 5combinaci n del ondulado 1 el de la8o6. del conductor *( . conductor aaH se sumará aritm-ticamente a la Nem. 7e entregarán armaduras 1a de&anadas para su identi%icaci n.e este modo la %em del H! se le denomina &uelta de la bobina. 1undamentos teóricos: Clasificación de los devanados de armaduras: %" (2-!""a:! (:(&a2a:! ! a--!""am5(2t!) :( a-ma:'-a (# (" ("(m(2t! mB# 5m)!-ta2t( :( "a# mB. 4. I2:()(2:5(2t(m(2t( :(" t5)! :( 52:'c5:! (a2'"a. $ener la solide8 el-ctrica! mecánica 1 t-rmica necesarias para garanti8ar un tiempo de traba4o de má. 7e calculará un de&anado 1 se reali8ará el mismo en una armadura &ac'a. 9ndulado m=ltiple 5ondulado combinado6. +n la construcci n de los de&anados es con&eniente sumar las %em de los conductores! para as' obtener &olta4es más altos. 3.'5(2t(# t5)!# :( :(&a2a:!# :( 52:'c5:! :( "a# mB.Contenido del tra&a/o: 1."a# #5. +sto se logra conectando en serie los e#tremos a 1 como se muestra en la siguiente %igura. Paso dental $ #aso de ranura: Paso dental: +s la distancia del centro de una ranura al centro de la otra ad1acente sobre la super%icie del rotor. *.'52a# :( c!--5(2t( :5-(cta4 7imple de la8o 5imbricado simple6.uina su%icientemente prolongado 5de 1*C2) a>os6. 0=ltiple de la8o 5imbricado combinado o la8o combinado6. +l enrollado deberá calcularse para un &olta4e 1 corriente de carga! dados en correspondencia con la potencia nominal. 9ndulado simple. Paso polar: +s la distancia desde el centro de un polo al centro del otro ad1acente! medida sobre la super%icie de la armadura! se simboli8a por 5 6.! tam !-) (+5#t(2 "!# #5. La tecnolog'a de %abricaci n de los enrollados debe ser lo más simple posible. . 2. In paso polar es igual a 12) grados el-ctricos.'5(2t(# c!2:5c5!2(#4 1. A:(mB#.ue es a. +ste caso se denomina de&anado de paso completo. *2 . 2.'(2 #(. Las bobinas normalmente están %ormadas por &arias &ueltas 1 los conductores acti&os . Para los de&anados de doble capa! aparece el concepto ranura elemental 5Z(6 . La cone#i n aH # H se denomina cone#i n posterior de e#tremo o e#tremo %inal. +l n=mero de ranuras incluidas en la cone#i n %inal es llamado paso posterior o primer paso parcial 5 C16 +n la %igura anterior el paso posterior es de cuatro ranuras.e&anado de doble capa: /ada ranura está ocupada por los lados acti&os de bobinas di%erentes! siendo estos los más utili8ados.e&anado de simple capa: /ada ranura está ocupada por un lado acti&o de la bobina. 3... ' ranuras elementales como se obser&a en la %igura siguiente: %2 "!# ca#!# a2t(-5!-(# #( c'm)"( . 1: N=mero de delgas..ue se "alla dentro de la ranura se conoce como conductor acti&o o lado acti&o de la bobina! los terminales a 1 se conectan al colector! 1 se conocen como terminales de bobina.ue descansan en una ranura simple! tomados como un grupo! son llamados lados de bobina. /uando la distancia es ma1or de un paso polar 1 se denomina de&anado de paso alargado! el cual tiene poca utili8aci n.ue contiene dos lados acti&os . 7. "!# :(&a2a:!# #( :5#t52. 7i la ranura real contiene J. Z(: N=mero de ranuras elementales. N. /uando la distancia abarcada por los lados acti&os de una bobina es igual a un paso polar.uella .La parte del conductor .>2 (" 2>m(-! :( ca)a#4 . +n la práctica! no siempre los lados acti&os de la bobina se colocan a la distancia de un paso polar 512)[ el-ctricos6! por lo .. +ste es el caso más %recuente.ue pueden ocurrir tres casos: 1. 2' lados acti&os! entonces! se puede di&idir en 2.'(4 0 = 1 = Z( =!2:(4 0: N=mero de ranuras. /uando la distancia es menor de un paso polar 1 se llama de&anado de paso acortado. . Paso %rontal o segundo paso parcial 5C26 se le llama al n=mero de ranuras comprendidas entre los terminales de las bobinas .e la misma %orma en .uema de dos bobinas conectadas para %ormar un de&anado imbricado simple. %2 '2 :(&a2a:! 5m -5ca:! #5m)"(4 *9 .uier de&anado! 1a sea este imbricado u ondulado! e#iste la relaci n: C2 = C G C1 Paso del colector 5Cc6! será el n=mero de delgas . Los de&anados imbricados simples se %orman al conectar los terminales de las bobinas a las delgas ad1acentes.ue ser un n=mero entero! por lo . . Para el caso mostrado en la %igura anterior! el paso %rontal es de tres ranuras.ue sigue muestra el es.ue a &eces se necesita reducir el paso de la bobina con respecto al paso polar en una %racci n de ranuras ]. . /on %recuencia esta relaci n no es un n=mero entero! sin embargo el paso posterior 5C16 tiene .ue el terminal de comien8o de la bobina / es conectado al terminal %inal de la bobina A! de %orma tal .ue se conect la bobina /! pueden colocarse más bobinas para %ormar un de&anado completo! .ue se conectan a la misma delga.ue el paso del colector es de una delga.uema del de&anado! entre los pasos C1! C2 1 C de cual.+n un paso polar se tendrán Z ( 2 ) ranuras elementales.ue se a&ance de un terminal de la bobina a otro! en la %igura anterior 1a pudimos obser&ar . 3mbos están %ormados por elementos de bobina simples 1 se di%erencian principalmente por la %orma en . La %igura .ue ocurrirá cuando el e#tremo derec"o de la =ltima bobina se conecta a la delga 1 del colector cerrando el de&anado.ue las bobinas A 1 / se encuentran conectadas en serie entre la delga 1 1 3 del colector. 9bteni-ndose la ecuaci n para determinar el paso posterior: C1 = Zc ±ε 2) =!2:(4 C1: N=mero entero. !evanados imbricados $ ondulados: Fa1 dos tipos de de&anados de tambor conocidos como imbricados u ondulados. Paso resultante 5C6 será la distancia! medida en ranuras elementales! entre los lados acti&os correspondientes a dos bobinas consecuti&as! de acuerdo con el es.ue los terminales de las bobinas se conectan al colector.ebe notarse . +l de&anado ondulado simple se constru1e tomando los terminales de las bobinas 1 conectándolas a delgas . La circun%erencia se corta a tra&-s del medio de un diente! lo . 6) . La %orma más simple para anali8ar las caracter'sticas de un de&anado imbricado simple es desarrollando un e4emplo completo.=!2:(4 ): Pares de polos. +n el e4emplo será: P -a2'-a# / J )!"!# = 2 -a2'-a# / )!"!.uina de corriente directa de cuatro polos con oc"o ranuras 1 dos lados de bobinas por ranura.ue se encuentran separadas apro#imadamente por dos pasos polares. Las ranuras se simboli8an con l'neas &erticales continuas.ue aparece a continuaci n. La distancia entre A 1 AH se di&ide en tantas partes como polos tenga la má.ue se representa por la l'nea AAH de la %igura . +l paso posterior es de cuatro ranuras 1 el %rontal! de cinco. %. La bobina / se coloca en las ranuras 1) 1 14! 1 sus terminales! a las delgas 1) 1 19.esarrollar el de&anado de una má.'-a #( m'(#t-a "a c!2(+562 :( :!# ! 52a#4 La bobina A se coloca en las ranuras 1 1 * 5un paso polar6 1 sus terminales en las delgas 1 1 1) 5dos pasos polares6. +l paso del colector en este caso es nue&e delgas.(m)"!4 .uina! representando cada una de ellas en un paso polar. %2 "a f5. ue la armadura se despla8a "acia la derec"a 1 .uema 1 as' poder determinar c mo se inducen las %em para una direcci n de mo&imiento de la armadura. +ste paso se e4ecuta para situar los polos en el es. +l lado de la bobina . 7e dibu4a el n=mero de ranuras.ue le polaridad de los polos es 5 2G#G 2G#6.uema.ue se encuentra en la parte in%erior de la ranura por una l'nea punteadaT el n=mero de la ranura correspondiente! con una prima. 7e dibu4a el colector! teniendo en cuenta la simetr'a del es.ue se recorre esa distancia "acia la i8. +n la práctica! las escobillas pueden cubrir "asta tres delgas. 9B"c'"! :( "!# )a#!# :(" :(&a2a:!4 C= Zc 2 ±ε= ±)=2 2) 2.ue tendrá oc"o delgas. 2. Construcción del devanado: 1.ue se coloca en la parte superior de la ranura se simboli8a por la misma l'nea &ertical de la ranura 1 n=meroT el lado de la bobina . 4. Las escobillas se tomarán del anc"o de una delga 1 la primera de ellas se coloca en la más cercana del centro de la primera cara polar. 3 esa delga se le simboli8a con el n=mero 1! 1 las otras se numerarán consecuti&amente "acia la derec"a. /olocaci n de las escobillas: en las má.ue se %orman es igual al n=mero de polos! o sea: 2a = 2) =!2:(4 2a: Ramas en paralelo 61 . /álculo de las ranuras por polo = Zc / 2) = P /J =2 51a se mencion anteriormente6. 7e supondrá .uierda.-(#5&!4 Cc = C = F 1 C2 = C Q C = 1 Q 2 = G1 +l signo menos signi%ica .+l n=mero de delgas siempre es igual al n=mero de bobinas! en el e4emplo "a1 una por ranura! por lo .uinas de corriente directa con de&anado imbricado simple! el n=mero de ramas en paralelo . 3.2 T!ma2:! '2 :(&a2a:! )-!. e la misma %orma se deben conectar igual n=mero de escobillas . +l es. )!.ue a la misma llegan los lados acti&os 1 1 2^! as' como .uina.-(#5&!) ) 0( t!ma-B '2 )a#! ac!-ta:!.ue representa a las %em generadas en cada lado acti&o de las bobinas por una bater'a! se puede obser&ar en la siguiente %igura.(m)"! :(" :(&a2a:! !2:'"a:! #5m)"(4 para desarrollar un de&anado ondulado regresi&o simple para una má.ue la %em 3^ se suma a la 1! 1 la %em 4 a la 2. La cuarta escobilla se sit=a recorriendo los lados acti&os 2^! 6 1 (^! *! en la delga *.ue se desarrolla! se obser&a . 7e sit=a la primera escobilla en la delga 1 1 para el e4emplo . /omo se nota el de&anado "a .ue se opone a las anteriores! por este moti&o se detiene el análisis en 4^ 1 se %acilita la salida de la suma total de las %em de los lados acti&os anteriores! colocando la segunda escobilla en la delga 3.ue las %em salen de la escobilla! siguiendo el circuito por ambos lados acti&os se obser&a .uedado en %orma sim-trica! 1a . Por =ltimo! se recorre la rama . 7e procede con los demás lados acti&os de igual %orma! pero comen8ando el recorrido por los lados acti&os 2^! 2 1 1^! (! colocando en el punto de la delga ( la tercera escobilla! .ue la segunda escobilla.ue será de igual polaridad .ue %altaT 6^! 4 1 *^! 3! cerrando el circuito.uina de corriente directa de cinco ranuras 1 cuatro polos! con dos lados acti&os de bobina por ranura! se seguirá el mismo m-todo empleado en el e4emplo anterior: C= Zc * 1 ±ε = ± 2) 4 4 * 1 − =1 4 4 1 −1 ( :(&a2a:! -(.ue en cada rama "a1 igual &alor de %em. Por =ltimo! se deben unir las escobillas de igual polaridad %ormándose los terminales de armadura de la má.uema el-ctrico correspondiente al análisis 1 . %.ta2t!4 C= Cc = C = 62 ..ue de polos! conectándose entre s' las escobillas de igual polaridad. 7i continuamos se llega a la %em 3! . 7e denomina rama a un con4unto de bobinas conectadas en serie! entre dos escobillas de di%erente polaridad. ue no se induce %em en los mismos.)!"!# #( Ia""a2 )!-4 -a2'-a Z cc * = = = 1.uieren más de dos para reducir la densidad de corriente en estas.ue despu-s de recorrer la armadura! 1 por tanto! el colector! se debe llegar a la di&isi n del colector contigua a la partida situada "acia la i8.ue re.ue aparece a continuaci n se muestra el es.uema del de&anado propiamente: 63 . +l re.ue debe cumplir un de&anado ondulado consiste en . +n la %igura .e la misma %orma! solo se necesitan dos escobillas! aun.ue el imbricado! aun.ue abarca en el colector un paso Cc.uinas de ele&ada potencia .uisito %undamental .ue al bobinarlo se recorre la armadura 1 correspondientemente el colector! colocado deba4o de cada par de polos una bobina .ue este =ltimo se caracteri8a por. .Cc = C = * −1 = 2 ya .ue e#isten má. Para la colocaci n de las escobillas se siguen los mismos pasos . 8a# -a2'-a# )!.uierda o "acia la derec"a de esta. Los conductores alo4ados en la ranura 2 se encuentran en la 8ona neutral! por lo .ue en el de&anado imbricado.2* )!"! 2) 4 U 5cac562 :( "a# (#c! 5""a#4 en un de&anado ondulado simple! independientemente del n=mero de polos! se tiene siempre un solo par de ramas en paralelo! o sea 2a = 2.'( 0 = 1 = Z ( = * 2 C 2 = Cc − C = 2 − 1 = 1 +l de&anado ondulado simple se simboli8a igual . +n la siguiente %igura aparece el diagrama el-ctrico del de&anado: 3nali8ando el diagrama anterior se obser&a .ue en cada rama "a1 igual &alor de %em! luego el de&anado es sim-trico. +#pli. :. +#pli.ueta la posici n de las escobillas. 4.u. 2. 7e traerá el siguiente traba4o para su reali8aci n en la práctica: a. Informe: %" 52f!-m( c!m)-(2:(-B "!# #5.signi%ica lado acti&o de una bobina<. 3.u. /álculo de un de&anado ondulado simple con los siguientes datos Z = 2O! 1 = 2O 1 cuatro polos.ue se utili8a para determinar el paso del colector en un de&anado ondulado<.u. 7e entregará una armadura 1a de&anada para la identi%icaci n del tipo de de&anado! sus caracter'sticas! el paso del de&anado 1 el paso del colector.uema del mismo 1 sit=e las escobillas. (. 7e indicará en la ma.ue por . :/ mo se encuentran conectados los conductores de una rama en un de&anado imbricado<. 1. 6.'5(2t(# )'2t!#4 1. /álculo del de&anado reali8ado 1 es.ue . 7obre la armadura .di%erencias e#isten entre un de&anado imbricado simple 1 uno ondulado simple<. 2.uema de mismo. 2.ue se entregará! se e4ecutará el de&anado del inciso a6 reali8ando las cone#iones de bobinas de las delgas. :/ mo se clasi%ican los de&anados<. *. .ibu4e el es.suceder'a si el paso posterior de la bobinas se tomara igual a 36)_ el-ctricos.u.T2cnica operatoria: 1. :/ mo se de%inen los pasos posterior! %rontal 1 del colector<. )re'untas de control de la autopreparación: 64 . /onclusiones. :/uál es la ecuaci n . 4. :. 3. 2.se necesitan solamente dos escobillas en los de&anados ondulado simples. )ráctica *o. 3: Características de los 'eneradores de corriente directa. .&/eti0os: 1. 2. 1. 2. 3. 4. *. 6. 1. 9btener las caracter'sticas de traba4o de los generadores de e#citaci n independiente 1 autoe#citado. 3nali8ar el le&antamiento de &olta4e de un generador autoe#citado. 7e determinará la caracter'stica de &ac'o de un generador de e#citaci n independiente. 7e determinará la caracter'stica de carga de un generador de e#citaci n independiente. 7e determinará la caracter'stica de regulaci n de un generador de e#citaci n independiente. 7e determinará la caracter'stica e#terna de un generador de e#citaci n independiente. 7e conectará al generador con e#citaci n propia de manera tal ,ue le&ante el &olta4e. 7e determinará la caracter'stica e#terna del generador autoe#citado. /one#i n de los generadores de corriente directa. /omo se sabe! para la operaci n de una má,uina de corriente directa como generador se necesitan dos condiciones: el mo&imiento mecánico 1 la e#citaci n o campo. +l primero lo suministra el motor primario! el cual lo "ace girar a su &elocidad nominal. Para obtener la segunda condici n en los polos de la má,uina! se pueden ubicar dos tipos de de&anados: uno de muc"as &ueltas 1 alambre %ino llamado ?s"unt@ 1 otro de pocas &ueltas 1 alambre grueso llamado ?serie@. La alimentaci n de dic"os de&anados! o sea! la %orma en ,ue recibe la má,uina la corriente de e#citaci n da lugar a di%erentes cone#iones. +stas di%erentes %ormas de e#citaci n in%lu1en considerablemente sobre las caracter'sticas de %uncionamiento de la má,uina tanto en su operaci n generadora! como motora. 2. \enerador de e#citaci n independiente. /aracter'stica de &ac'o: es la relaci n entre la corriente de e#citaci n del generador 1 su &olta4e terminal en &ac'o! para una &elocidad constante. A2a"5?a2:! (#ta ca-act(-3#t5ca, #( ! #(-&a (2 (""a "!# #5;'5(2t(# a#)(ct!# :( 52t(-@#4 a. b. La caracter'stica es lineal solo para pe,ue>as e#citaciones! saturándose para &alores más altos de la corriente de campo. +sto se debe a las propiedades del material %erromagn-tico. 7i al llegar a determinado &alor de &olta4e se comien8a a disminuir la corriente de e#citaci n! la llamada ?cur&a descendente@ no coincide con la ?ascendente@! obteni-ndose di%erentes &alores de &olta4e para una misma e#citaci n. +sto se debe a la "ist-resis del material magn-tico. Para corrientes de e#citaci n cero aparecerá un pe,ue>o &olta4e en la má,uina llamado ?&olta4e de magnetismo remanente@. +sto tambi-n se debe a la propiedad magn-tica del material. /omo el &olta4e en &ac'o se muestra en la e#presi n: Contenido del tra&a/o: 1undamentos teóricos: V) = % a = 9 ( ⋅ ϕ ⋅ 2 7e puede concluir ,ue la caracter'stica de &ac'o cambia al &ariar la &elocidad de la má,uina. (%) Fasta a"ora se "a considerado solamente la caracter'stica de &ac'o en un solo cuadrante. 7i en la caracter'stica descendente al llegar la corriente de e#citaci n a cero se in&ierte el sentido de la corriente ,ue circula por el 6* campo "asta llegar al mismo &alor de corriente de campo má#ima pero negati&a! 1 se tra8a una nue&a caracter'stica descendente! se puede llegar a construir la caracter'stica de &ac'o completa del generador ,ue re%le4a la caracter'stica de magneti8aci n del "ierro. /aracter'stica de carga: +s la caracter'stica de &olta4e terminal V en %unci n de la corriente de e#citaci n! para una corriente de armadura constante ,ue es por lo general igual a la nominal 5Ia = Inom6. (&) /aracter'stica e#terna: 7e entiende por caracter'stica e#terna la relaci n entre el &olta4e terminal 1 la corriente de armadura para una corriente de e#citaci n constante 1 &elocidad de rotaci n constante. +n el generador de e#citaci n independiente! el &olta4e &a disminu1endo con%orme aumenta la corriente de carga debido a dos causas: a. b. La ca'da en la resistencia de armadura. La desmagneti8aci n producida por la reacci n de armadura. V = % a − I a ⋅ Ra +sto se puede &er a tra&-s de la ecuaci n del generador: al aumentar la corriente de armadura! aumenta la ca'da en la resistencia 1 disminu1e el %lu4o , debido a la desmagneti8aci n producida por la reacci n de armadura. 7e denomina ?regulaci n de &olta4e@ o ?&ariaci n de &olta4e de carga@ de un generador! a la &ariaci n relati&a de &olta4e de &ac'o a plena carga. 7e e#presa de la %orma siguiente: AV A = 3. V) − V2!m ⋅ 1)) V2!m (') \eneradores autoe#citados. +n el generador autoe#citado la e#citaci n del campo se obtiene del mismo &olta4e terminal de la má,uina. 3 primera &ista parece imposible ,ue esto pueda suceder! 1a ,ue para tener &olta4e se necesita e#citaci n 1 para tener e#citaci n se necesita &olta4e aplicado al campo. +sta aparente parado4a se e#plicará si se recuerda ,ue en la má,uina e#iste un pe,ue>o &olta4e cuando no "a1 corriente de e#citaci n debido al magnetismo remanente. +ste %en meno se entenderá me4or a tra&-s de la caracter'stica de &ac'o 1 de resistencia de campo. +sta =ltima es la caracter'stica ,ue e#presa el cumplimiento de la le1 de o"m en el circuito de campo. V(+c = R(+c ⋅ I (+c .onde V(+c es el &olta4e aplicado al campo. (() ()) % (+c = Rcam)! + R-(; 1 la del re stato de regulaci n 5R-(;6. +s la resistencia total del circuito de e#citaci n ,ue comprende la resistencia del campo propiamente dic"a 5 Rcam)!6 7uponiendo ,ue la má,uina está girando nominal 1 el &olta4e del magnetismo remanente es V- 1 se cierra el interruptor de campo! circulará inicialmente por el circuito de e#citaci n! la corriente I (+cc" = V1 % (+c . +sta corriente pro&ocará un incremento del &olta4e terminal "asta el V1! 1 este a su &e8 un nue&o incremento de la corriente de e#citaci n. +ste proceso acumulati&o de le&antamiento de &olta4e contin=a "asta ,ue se cumpla ,ue el &olta4e sea V< . +sto se logra gracias a la saturaci n de la má,uina 1 el &olta4e terminal de V<T 1 corriente de e#citaci n I(+c en ,ue se estabili8a el generador. 66 Pueden "allarse grá%icamente buscando la intercepci n entre las caracter'sticas de &ac'o 1 la l'nea de resistencia del campo. In generador autoe#citado no puede le&antar &olta4e para cual,uier cone#i n del campo 1 cual,uier &alor de resistencia de e#citaci n 1 &elocidad de rotaci n. Los re,uisitos para ,ue un generador autoe#citado le&ante &olta4e son los siguientes: a. b. La má,uina debe tener magnetismo remanente. +sta condici n es e&idente! 1a ,ue de no e#istir magnetismo remanente no se podr'a Iniciar el proceso acumulati&o de le&antamiento de &olta4e. La cone#i n del campo debe ser de %orma ,ue produ8ca corriente de e#citaci n en un sentido tal! ,ue su %lu4o coincida con el del magnetismo remanente. .e ocurrir lo contrario al comen8ar a circular corriente por el campo! el %lu4o de este se opondrá al del magnetismo remanente! disminu1endo el &olta4e en lugar de aumentarloT por lo cual no se lle&ar'a a cabo el proceso acumulati&o de le&antamiento de &olta4e. c. d. Para una &elocidad constante! la resistencia total del circuito de e#citaci n debe ser menor ,ue cierto &alor denominado ?resistencia cr'tica@ . Para una misma resistencia del circuito de e#citaci n la &elocidad debe ser ma1or ,ue la cr'tica. +n cuanto a la polaridad del &olta4e! este depende e#clusi&amente del sentido de rotaci n 1 del magnetismo remanente 1 no de la cone#i n del campo. /aracter'stica e#terna del generador autoe#citado: +n el generador autoe#citado! además de las ca'das de &olta4e debidas a la resistencia de la armadura! se produce una ca'da adicional debido a la p-rdida de e#citaci n pro&ocada por la disminuci n del &olta4e terminal ,ue es tambi-n el &olta4e aplicado al circuito de e#citaci n. 7i en el generador autoe#citado se comien8a a disminuir la resistencia de la carga! inicialmente comen8ará a aumentar la corriente de armadura al disminuir el &olta4e terminal. +l aumento en corriente de armadura se debe a la disminuci n de la corriente de carga! pero como a su &e8! tambi-n &a disminu1endo el &olta4e terminal! llegará el momento en ,ue la disminuci n de este sea más pronunciada ,ue la disminuci n de resistencia de carga! comen8ando entonces a disminuir la corriente de armadura al disminuir la resistencia de carga. +sto pro&oca tambi-n ,ue la corriente de cortocircuito en el generador autoe#citado sea pe,ue>a. T2cnica operatoria: 1. 2. 7e montará el circuito de un generador de e#citaci n independiente. 7e obtendrá la caracter'stica de &ac'o. .ebe partirse de corriente de e#citaci n cero e ir incrementándola siempre en un mismo sentido! 1a ,ue de no "acerlo as' se describirán pe,ue>os la8os "ister-sicos ,ue alterar'an el recorrido de la cur&a. 3l llegar a la corriente de e#citaci n má#ima se comen8ará a disminuirla para tomar puntos para la cur&a descendente. 3. /on el interruptor 01! cerrado se tomarán puntos para construir la caracter'stica de carga &ariando simultáneamente la corriente de e#citaci n 1 la resistencia de carga de %orma de mantener la corriente de armadura constante e igual a la nominal. 7e debe comen8ar con el &alor má#imo de la resistencia de carga. La &elocidad se debe mantener constante. 4. 7e tomarán puntos para construir la caracter'stica e#terna del generador de e#citaci n independiente para una corriente de e#citaci n constante e igual a la ,ue produce &olta4e nominal para la corriente nominal. 6( 1. 7i a un generador de corriente directa autoe#citado .&olta4e nominal para la corriente nominal. .*. :.uina en &ac'o cuando la corriente de e#citaci n es cero<. (. 4. :/uál es la magnitud relati&a de este &olta4e<. 6.uisitos son necesarios para .u.uinas utili8adas.ue le&ante &olta4e se le in&ierte a la &e8 la &elocidad de rotaci n 1 la &elocidad del campo! :seguirá le&antando &olta4e<! :con . /álculo de la regulaci n de &olta4e del generador de ambas cone#iones. 6.ue le&ante &olta4e<.ue un generador de corriente directa autoe#citado le&ante &olta4e<. *. 7i un generador de corriente directa no le&anta &olta4e a pesar de estar girando a su &elocidad nominal 1 no tener incluida resistencia en el circuito de e#citaci n.ue d.re.ue el &olta4e terminal de un generador de corriente directa de e#citaci n independiente! se "aga cero en condiciones de &ac'o<.u.se entiende por resistencia cr'tica<.e#iste un &olta4e en los terminales de la má.la caracter'stica ascendente de &ac'o del generador de corriente directa no coincide con la descendente<. :Por .atos nominales de las má. :Por . :. :/ mo se puede "acer .u. 2. :7er'a posible la operaci n autoe#citada de un generador de corriente directa si no e#istiera la saturaci n<. 11. 3.%actores pro&ocan la disminuci n de &olta4e de un generador de e#citaci n independiente al aumentar la carga<.&olta4e generará para la misma e#citaci n al aumentar la carga. :. (. 2. 6. 7e in&ertirá el sentido de rotaci n del motor primario sin cambiar las cone#iones del campo 1 se obser&ará el e%ecto de esta in&ersi n sobre el le&antamiento de &olta4e 1 la polaridad del generador.uina &uel&a a le&antar &olta4e.u.polaridad<. 7i una má. /aracter'stica de &ac'o del generador e#citado independientemente.ue. 1). 7e montará el circuito del generador de corriente directa autoe#citado "aciendo las cone#iones necesarias para . 7e "arán los cambios necesarios para . :/ mo pudiera "allarse e#perimentalmente<.u.u.uina en condiciones de &ac'o genera 2)) &olt para una corriente de e#citaci n de 3 amperes 1 1))) rpm! :.ue la má. /aracter'stica de carga del generador e#citado independientemente. +#pli. 9. (. Informe: 1. )re'untas de control de la autopreparación: 62 . 7e tomarán puntos para construir la caracter'stica e#terna del generador autoe#citado para una resistencia de regulaci n en el circuito de campo . /ircuitos montados 1 resultados obtenidos.u.ue le&ante el &olta4e. :.u. /aracter'stica e#terna del generador autoe#citado.se "ar'a para . 2.%orma tendr'a la caracter'stica e#terna de un generador de e#citaci n independiente en el cuál no e#iste e%ecto desmagneti8ante de la reacci n de armadura<. /aracter'stica e#terna del generador e#citado independientemente. :. 3. *. 4.u. 2. /omentario relati&o a los resultados obtenidos al in&ertir el sentido de rotaci n del motor primario en el generador autoe#citado. u. /ompararlo con el de e#citaci n independiente.12.%orma tiene la caracter'stica e#terna de un generador autoe#citado<.u. :Por .ue.es pe. +#pli. 14.u. 13.ue>a la corriente de cortocircuito estable de un generador de corriente directa autoe#citado<. 69 . :.%actores pro&ocan la disminuci n de &olta4e de un generador autoe#citado al aumentar la carga<. :. e (&) 1 (() se saca la e#presi n de la &elocidad del motor: (() 2= 2. . 3rrancar el motor de corriente directa. 3. Para e&itar esto se intercala una resistencia en serie con la armadura en el momento de arran.ue la corriente de armadura de un motor de corriente directa depende de la carga mecánica acoplada al e4e U = % a + I a ⋅ Ra . +n el %uncionamiento como motor de una má.ue lo da>ará. 3l girar el de&anado de la armadura en un campo magn-tico se inducirá en -l una %em: 1undamentos teóricos: K (m = 9 m ⋅ ϕ ⋅ I a %a = 9m ⋅ ϕ ⋅ M .unt de corriente directa.ue "ace girar el rotor en un sentido determinado por la corriente 1 el %lu4o.ue crea un par electromagn-tico igual al de la carga: K (m = K c arg a del motor.ic"a %em! se opone al &olta4e aplicado 1 a la circulaci n de la corriente. La ecuaci n de &olta4e de un motor de corriente directa! es por tanto! la siguiente: (') 9 sea! .onde Ra es la resistencia de armadura.uina de corriente directa.ue la corriente no sobrepase cierto &alor l'mite! el cual () .&/eti0os: 9btener e#perimentalmente las caracter'sticas de %uncionamiento del motor s"unt de corriente directa. (&) La &elocidad de la má.ue del motor de corriente directa. U − I a ⋅ Ra 9% ⋅ φ ()) 3rran. . 3coplar una carga mecánica &ariable en el e4e del motor 1 obtener las caracter'sticas de operaci n.ue>a.ue de un motor de corriente directa la &elocidad es cero! por lo cual la corriente de armadura! dada por la e#presi n: Ia = U − %a U − 9 % ⋅ φ ⋅ 2 U = = Ra Ra Ra (*) es limitada solamente por la resistencia de armadura! la cual es mu1 pe.ue! la cual se &a desconectando del circuito gradualmente! o por pasos! de %orma tal .)ráctica *o.uina se estabili8a cuando la corriente de armadura es tal . 9peraci n motora de la má. Contenido del tra&a/o: 1.uina de corriente directa al circular corriente por el de&anado de armadura situado en un campo magn-tico se crea un par electromagn-tico! (%) . 1. 2. Regular la &elocidad por &ariaci n de la resistencia. ": Motor s. +n el instante inicial del arran. /omo consecuencia de esto! si se arranca el motor directamente de la l'nea circulará una corriente e#cesi&amente grande . U Ra + R# (+) /aracter'stica del motor s"unt de corriente directa.) 7i se introduce una resistencia en serie con la armadura R# aumenta el &alor absoluto de la pendiente sin &ariar la &elocidad de &ac'o ideal 20. +l &alor de la corriente de arran.ue no e#iste desmagneti8aci n por reacci n de la armadura! tanto la caracter'stica &elocidadV corriente! como la caracter'stica par electromagn-ticoVcorriente serán l'neas rectas como es %ácil de obser&ar en las ecuaciones ()) 1 (%).= 3. 3 esta condici n de %uncionamiento del motor se le llama ?operaci n del motor con debilitamiento del campo@. 7i se considera la disminuci n de %lu4o pro&ocada por la reacci n de la armadura! para una misma corriente la &elocidad será ma1or 1 el par electromagn-tico menor! &ariando su caracter'stica. 2= Ra U − ⋅ K (m 9% ⋅ φ 9% ⋅ 9K ⋅ φ2 U 9% ⋅ φ Ra 9% ⋅ 9K ⋅ φ2 (.ue tanto la resistencia R# en serie con la armadura! como la resistencia R# en serie con el campo! son iguales a cero 1 . Partiendo de las ecuaciones ()) 1 (%)! se anali8ará la caracter'stica &elocidadVcorriente 1 &elocidadVpar electromagn-tico del motor s"unt de corriente directa. 2= U − I a ⋅ Ra 9% ⋅ φ K (m = 9K ⋅ φ ⋅ I a Inicialmente se partirá de suponer! . 7i se disminu1e el &olta4e aplicado! la caracter'stica se despla8a paralelamente a la caracter'stica normal.) 7i el %lu4o es constante! la caracter'stica es lineal! teniendo por intercepto la &elocidad de &ac'o ideal: 2) = (-) 1 por pendiente : m2 = − (%.ue el &olta4e terminal es constante e igual al nominal! con lo cual se obtendrán las llamadas ?caracter'sticas normales@. 7i se aumenta la resistencia conectada en serie con el de&anado de campo! disminu1e el %lu4o al disminuir la corriente de e#citaci n! con lo cual aumenta el &alor absoluto de la pendiente 1 la &elocidad de &ac'o 20.ue al introducir una resistencia en serie con la armadura disminu1e la &elocidad 1 a la &e8 se empeora la e%iciencia del motor 1 su &ariaci n de &elocidad con la carga.uina 1 de su calentamiento.ue está e#presado por: I a-. +n cuanto a la caracter'stica &elocidadVpar electromagn-tico se puede anali8ar sustitu1endo (%) en ()). 3l debilitar el campo! aumenta la &elocidad! pero (1 . La intersecci n de las caracter'sticas del motor 1 de la carga da la &elocidad 1 el par del con4unto. 7uponiendo .depende de la "abilidad conmutati&a de la má. 3nali8ando comparati&amente las distintas condiciones de %uncionamiento del motor s"unt de corriente directa! se obser&a . La e%iciencia del motor aumenta con la corriente "asta llegar a un &alor má#imo Xm el cual ocurre a un &alor cercano a la corriente nominal. ue. (. 1. :.u.no se puede arrancar un motor de corriente directa directo a l'nea<. 7e cargará el motor s"unt con el %reno! obteni-ndose &arios &alores de corriente de armadura 1 &elocidad de rotaci n! as' como el &olta4e aplicado. :.u.disminu1e el par nominal! 1a .ue resulta poco econ mico.u.&/eti0os: (2 . :Por . /alcular los di%erentes &alores de las resistencias conectadas para regular &elocidad. 3.sucede con la corriente de armadura! la &elocidad 1 el par en el proceso del inciso anterior<. .uina de corriente directa conectada a un &olta4e constante. *.u. 2. :/ mo in%lu1e la reacci n de armadura en las caracter'sticas &elocidadCpar 1 &elocidadCcorriente<. :Por . 2.uedará cortocircuitada 1 el motor conectado directamente a la l'nea.es peligroso . Informe: 1. /aracter'sticas de &elocidadVcorriente 1 parVcorriente. +#pli.ue en serie con la armadura para limitar la corriente de arran. 7e arrancará el motor s"unt con una resistencia de arran. :/ mo se calcula la resistencia de arran. 7e conectará una resistencia en serie con la armadura para regular la &elocidad! obteni-ndose los &alores de esta para di%erentes resistencias. *. 4.espu-s esta resistencia . 2.ue c mo puede pasar de la acci n generadora a la motora una má.ue disminu1e el %lu4o. 2.ue. :Por . Por =ltimo! al disminuir el &olta4e aplicado disminu1e la &elocidad sin &ariaciones en la e%iciencia! regulaci n de &elocidad 1 par nominalT pero tiene la des&enta4a de necesitar una %uente de corriente directa de &olta4e &ariable 1 una e#citatri8 para el campo por lo . 6.%orma tiene la caracter'stica &elocidadCcorriente 1 &elocidadCpar! en el cual no e#iste desmagneti8aci n pro&ocada por la reacci n de armadura<. 4: Motor serie de corriente directa. /alcular el &alor de la resistencia de arran.ue se abra el campo de un motor de corriente directa en %uncionamiento<. . 4. T2cnica operatoria: 1. . )re'untas de control de la autopreparación: )ráctica *o. 3.atos nominales del motor a ensa1ar. /ircuitos montados 1 resultados obtenidos. 3.u.ue de un motor de corriente directa<.la &elocidad de &ac'o de un motor de corriente directa no coincide con la ideal<. uina se estabili8a cuando la corriente de armadura es tal .9btener e#perimentalmente las caracter'sticas de %uncionamiento del motor serie de corriente directa. Regular la &elocidad por &ariaci n de la resistencia.ue 1 control de &elocidad. +n el instante inicial del arran. Para e&itar esto se intercala una resistencia en serie con la armadura en el momento del arran.ue la corriente de armadura de un motor de corriente directa depende de la carga mecánica acoplada al e4e V = % a + I a ⋅ ( -a + R# ) . /omo consecuencia de esto si se arranca el motor directamente a l'nea circulará una corriente e#cesi&amente grande .ue &iene dado por: I a-. \eneralidades: +n el %uncionamiento como motor de una má. +ste m-todo permite regular la &elocidad por deba4o de la nominal. V − I a ⋅ ( -a + R# ) 9( ⋅ ϕ ()) 3rran.ue la corriente no sobrepase cierto &alor l'mite.ue "ace girar el rotor en un sentido determinado por la corriente 1 el %lu4o.uina de corriente directa! al circular corriente por el de&anado de armadura situado en un campo magn-tico! se crea un par electromagn-tico: (%) .ue lo puede da>ar. +l &alor de la corriente de arran. 3l girar el de&anado de la armadura en el campo magn-tico! se inducirá en -l una %em: 1undamentos teóricos: K (m = 9 K ⋅ φ ⋅ I a %a = 9K ⋅ φ ⋅ ω .ic"a %em se opone al &olta4e aplicado 1 a la circulaci n de la corriente.ue>as. 3coplar una carga mecánica &ariable en el e4e del motor 1 obtener las caracter'sticas de operaci n. 3. K (m = K c arg a del motor.ue crea un par electromagn-tico igual al de la carga.ue de un motor de corriente directa la &elocidad es cero! por lo cual la corriente de armadura estará dada por la e#presi n: Ia = V − %a V − 9m ⋅ ϕ ⋅ M V = = -a + R# -a + R# -a + R# (*) +s limitada solamente por la resistencia de armadura las cuales son mu1 pe. (&) La &elocidad de la má. (3 . Contenido del tra&a/o: 1. La ecuaci n de &olta4e de un motor de corriente directa es por tanto la siguiente: (') 9 sea! . 1.= V -a + R# + Ra-- (+) Para la regulaci n de la &elocidad de rotaci n de un motor serie se puede conectar una resistencia en serie con la armadura. 3rrancar el motor de corriente directa.e (&) 1 (() se obtiene la e#presi n de la &elocidad: (() $= 2. 2.ue! la cual se desconecta del circuito de %orma gradual! de manera . ue. /ircuitos montados 1 resultados obtenidos.ue en los motores con e#citaci n serie K R I2 1 en el arran.ue el m-todo de regulaci n de &elocidad por resistencia.ue: ϕ= 1 ⋅I /on la utili8aci n de la relaci n (-) las e#presiones (%) 1 ()) se trans%orman en: (-) (%%) La caracter'stica de &elocidad del motor es descendente 1 tiene %orma "iperb lica.debe estar dise>ada para soportar el r-gimen de traba4o continuo! a di%erencia de la de arran. /aracter'sticas de operaci n. Por eso el %lu4o &ar'a en un amplio margen 1 se puede escribir . :/ mo se calcula la resistencia de arran. Por eso! el traba4o de los motores con e#citaci n serie! e#clu1endo a los más pe. /aracter'sticas de &elocidadVcorriente 1 parVcorriente.) 9( ϕ (.u.$= Va − I a ⋅ ( -a + R# + R&. +#pli.ue>as corrientes la &elocidad del motor permanece inadmisiblemente alta. :Por .atos nominales del motor a ensa1ar.) +n este m-todo la e%iciencia disminu1e considerablemente! por lo tanto el mismo encuentra aplicaci n moderada.espu-s esta resistencia . 7e arrancará el motor serie con una resistencia de arran.no se puede arrancar un motor de corriente directa directo a l'nea<. 3.ue.ue>os! es inaceptable. 2. 7e cargará el motor serie con el %reno! obteni-ndose &arios &alores de corriente de armadura 1 &elocidad de rotaci n! as' como el &olta4e aplicado. /alcular los di%erentes &alores de las resistencias conectadas para regular &elocidad. 3. .) 1.ue se permite I = (1.5 a 2) I2! por lo tanto dic"o motor desarrolla un momento de arran.ue la resistencia R&. 2. Por otra parte de la e#presi n (%%) se puede a%irmar .ue en serie con la armadura para limitar la corriente de arran.es peligroso el %uncionamiento de un motor serie en &ac'o<. T2cnica operatoria: Va − I a ⋅ ( -a + R# ) 9( ⋅ 1 ⋅ I K = 9m ⋅ 1 ⋅ I $= (%.ue solo traba4a en ese per'odo. 2. )re'untas de control de la autopreparación: 1. 4. Para pe. :Por . (4 . *. +s de destacar . .uedará cortocircuitada 1 el motor conectado directamente a la l'nea. 3.ue e#traordinariamente grande.ue . 3. 4.ue de un motor de corriente directa<. 7e conectará una resistencia en serie con la armadura para regular la &elocidad! obteni-ndose los &alores de esta para di%erentes resistencias.u. Informe: 1. /alcular el &alor de la resistencia de arran. +n los motores con e#citaci n serie la corriente de armadura! simultáneamente es la corriente de e#citaci n: I( = Ia = I. ue de un motor serie<.%orma tienen las caracter'sticas K = <(I) 1 $ = (I) en un motor serie de corriente directa<. :/ mo es el par de arran.u.&/eti0os: Reali8ar los ensa1os de &ac'o 1 medici n de la resistencia de los de&anados para la obtenci n de la e%iciencia de una má. (* . 6: )2rdidas 5 eficiencia de las máquinas el2ctricas de corriente directa. 7e lle&ará a (*[ /. :.*. Contenido del tra&a/o: 1. . 7e medirán las resistencias de los enrollados a la temperatura ambiente.uina de corriente directa para di%erentes estados de carga. 6. )ráctica *o. 1. Introducci n: +l rendimiento o e%iciencia de cual. 1undamentos teóricos: η= *!t(2c5a :( #a"5:a *!t(2c5a :( (2t-a:a (%) /omo la potencia de entrada es igual a la potencia de salida más las p-rdidas . 3demás! los errores in"erentes a cual.*6 A! 9).uina gira! pero si se tiene en mente .uina de corriente directa pueden clasi%icarse en dos grupos! seg=n se muestra en la tabla .ue sigue.* A! 9) A 99. sean por de%ecto o por e#ceso.2. Por ello! por e4emplo! no se dice .uina se mue&a.ue se trata de una má. 7e calcularán las p-rdidas de cobre para di%erentes estados de carga.uiera de las %ormas siguientes: η= *!t(2c5a :( (2t-a:a − *@-:5:a# *@-:5:a# = 1− *!t(2c5a :( (2t-a:a *!t(2c5a :( (2t-a:a (&) /alcular el rendimiento mediante la medici n de las p-rdidas! tiene la &enta4a de a"orrar energ'a durante la prueba! lo cuál es apreciable en el caso de má. /lasi%icaci n de las p-rdidas: Las p-rdidas de una má.ue se producen en la má.uinas de gran potencia.ue esta tendrá un &alor .ue solo &ariará con la temperatura. /ru#o +%ecto 4oule P rdidas !e#ende de: I2R en armadura /orriente de armadura 1 temperatura I2R en campo s"unt Eolta4e terminal 1 resistencia del circuito del campo I2R en campo serie /orriente del campo serie 1 temperatura I2R en interpolo /orriente de armadura 1 temperatura I2R en de&anado compensador +%ecto 4oule en la resistencia de /orriente de armadura contacto de escobilla Fist-resis 1 parásitas .ensidad de %lu4o má#imo 1 %recuencia Ra (6 . 4.** A 2.ue los errores 9).uier e#perimento se re%le4arán 'ntegramente en el &alor del rendimiento si se determina mediante la medici n de las potencias de entrada 1 salida! mientras .uier tipo de má.ue las p-rdidas "ister-sicas 1 parásitas solo se producen cuando la má.* AT si se determina midiendo las potencias de entrada 1 salida en dependencia de . Por otra parte! en el laboratorio será más %actible disponer 1 operar cargas más pe. $al &e8 no es tan e&idente . 7e calculará el rendimiento para &arios estados de carga. 7e determinarán las p-rdidas rotacionales a partir del ensa1o de &ac'o.uina! &iene e#presado por la relaci n de la potencia de salida 1 la potencia de entrada.uina! se puede calcular el rendimiento por cual. 3. La tercer columna e#presa las magnitudes de las cuales dependen las p-rdidas.ue>as.ue los errores sean por de%ecto o por e#ceso.uina de corriente directa! inmediatamente se obser&a . 0ediante la medici n de las p-rdidas! este mismo error e#perimental dará rendimientos del 29. Por e4emplo! si los errores e#perimentales son del * A 1 la má.ue las p-rdidas de cobre en la armadura dependen de la resistencia 1a .16 A dependiendo de .uina tiene un 9) A de rendimiento! se podrán obtener rendimientos del 21.ue tanto el la8o "ister-sico como las corrientes parásitas! se producirán en las laminaciones de la armadura! solo cuando dic"as partes se &ean sometidas a la acci n alternati&a de los polos 1 esto solo se producirá! cuando la má.ue si este mismo error se produce en la medici n de las p-rdidas! repercutirá en menor grado en el &alor del rendimiento. 1.ue se seguirá para determinar las p-rdidas rotacionales consistirá en correr la má.uina debida a los %lu4os de dispersi n pro&ocados por la reacci n de armadura. T2cnica operatoria: 1.%lu4o má#imo 1 la misma &elocidad . Las p-rdidas adicionales se toman como el ). 7e reali8ará el ensa1o de &ac'o con e#citaci n 1 &elocidad nominal. .ue tendr'an al estado de carga considerado.ue pro&oca la reacci n de la armadura al estado de carga deseado 1 las /K no serán iguales! aun.uina está en &ac'o! no se tendrá la distorsi n del campo . 4. Nricci n en los rodamientos Batimiento por aire Nricci n de escobillas P-rdidas rotacionales: Eelocidad .ue se produ8ca en la má.ue además! inclu1en cual.ue se suministra a su armadura se utili8a en &encer las p-rdidas rotacionales 1 el e%ecto 4oule .* A de la potencia de salida de la má.ue a dic"o estado de carga. 7e medirá la resistencia de los de&anados de la má.uina utili8ada.ue: (() % = c S f S 2 se pasa a : *@-:5:a# -!tac5!2a"(# = f (%.ue e#ista la misma densidad! de manera .uier otra p-rdida "ister-sica 1 parásita . Informe: 2.ue la má. /omo la densidad de %lu4o má#ima es imposible de medir por m-todos sencillos! se procede como sigue: 7e trans%orma la e#presi n (') en: *@-:5:a# -!tac5!2a"(# = f (f.ue d. +ste error se tiene en cuenta introduciendo las llamadas p-rdidas locas o adicionales . /álculo de la e%iciencia para &arios estados de carga.atos nominales de la má.uina tendrá en el estado de carga deseado! se estarán produciendo en el e#perimento las mismas p-rdidas rotacionales . 7e deben pro&eer dos %uentes independientes para ma1or %le#ibilidad en los a4ustes.uina.ue como en nuestro e#perimento la má. Las primeras al depender de la %recuencia! dependen de la &elocidad! por consiguiente: *@-:5:a# -!tac5!2a"(# = (/K S 2) (') 7i en un e#perimento se garanti8a .e acuerdo con lo e#puesto! las p-rdidas rotacionales son: las "ister-sicas 1 parásitas! más las mecánicas.2 ) U teniendo en cuenta . (( . 7e calcularán las p-rdidas de cobre 1 la e%iciencia para &arios estados de carga.uina 1 se corregirá a la temperatura de re%erencia.2) ()) Por tanto! cuando a la &elocidad deseada se produ8ca la misma %em . +l m-todo .uina como motor en &ac'o 1 pro&ocar en ella el mismo %lu4o 1 la misma &elocidad .ue en el estado de carga deseado! se dice .3. 7e calcularán las p-rdidas rotacionales.ue se tienen las mismas p-rdidas rotacionales. /uando la má.uina gira en &ac'o! la potencia el-ctrica .ue ocasiona la circulaci n de la corriente de &ac'o por la armadura. 2. 3.ue los %lu4os lo sean. 3. Procediendo de esta manera se está introduciendo un error debido a . /ircuitos montados 1 resultados de las mediciones. uina de corriente directa<.uina en &ac'o.4. . :. :/ mo se calcula con el circuito montado! cada una de las p-rdidas de la má.uina de corriente directa<.se llaman as'<. 2. )re'untas de control de la autopreparación: 1.uina de corriente directa con carga 1 sin ella 1 e&aluar la conmutaci n de la misma.uina<.se entiende por rendimiento de una má. :. 4. )ráctica *o.son las p-rdidas rotacionales<. :Por . /ur&a de X = f(*2) 1 X = f(Ia).circuito se utili8a para determinar las p-rdidas en una má.uina el-ctrica<. 6. (2 .u.la medici n directa de las potencias de entrada 1 salida no es el m-todo más apropiado para calcular el rendimiento<. 7e comprobará la distribuci n de densidad de %lu4o en el entre"ierro de un generador de corriente directa en condiciones de &ac'o 1 con &olta4e nominal. :/ mo se clasi%ican las p-rdidas de una má. :. :. :/ mo se tienen en cuenta<. :Por . 7e determinará la posici n del neutro magn-tico de una má. Contenido del tra&a/o: 1. 2. $: 6eacción de armadura 5 conmutación.u. (. 3.son las p-rdidas locas o adicionales<.u.u.&/eti0os: 3nali8ar la distribuci n de densidad de %lu4o de una má.u.u. *. 3. 3nálisis de la %orma de onda de la %em utili8ando la má,uina dos como motor 1 alimentando los interpolos de la má,uina uno con la %uente de corriente directa 1 "aci-ndole pasar entre seis 1 oc"o amperes! se logra obser&ar la %orma de onda de la %em ,ue se induce en la bobina e#ploradora producto de la acci n de los interpolos en la conmutaci n de la má,uina. 1undamentos teóricos: 0eacción de armadura1 3l e#citar con corriente directa el de&anado de campo de una má,uina se creará en ella un campo magn-tico pro&ocado por la %uer8a magnetomotri8 5N006 de dic"o de&anado. La disposici n espacial de las l'neas de %lu4o del campo magn-tico 1 su magnitud dependerán no solamente de la N00! sino tambi-n de la geometr'a de la má,uina 1 las caracter'sticas de los materiales utili8ados en su construcci n. .ebido al mo&imiento de la armadura los conductores de la misma cortarán la l'neas de %lu4o de los campos 1 en ellos se inducirán %uer8as electromotrices 1 se crearán momentos electromagn-ticos ,ue son los responsables de la con&ersi n de energ'a el-ctrica en mecánica o &ice&ersa. 7olo las l'neas de %lu4o ,ue atra&iesan el entre"ierro serán cortadas por los conductores de la armadura! esto "ace ,ue interese particularmente el campo de esta regi n. 7e anali8ará! por tanto! la distribuci n de %lu4o magn-tico en el entre"ierro. 7e considerará N00 en la mismaT la del de&anado de campo! 1 por tanto solo "abrá ,ue considerar el %lu4o producido por -l. .ebido a la ubicaci n de este de&anado 1 a la pe,ue>a reluctancia del entre"ierro en comparaci n con la reluctancia de la 8ona interpolar! la densidad de %lu4o será grande 1 constante ba4o la 8apata polar 1 mu1 pe,ue>a en las demás regiones! llegando a ser cero en el punto e,uidistante de ambos polos. 7e considera como densidad de %lu4o positi&a la producida por el polo sur 1 negati&a la producida por el polo norte. 3 continuaci n se considerará ,u- sucede al estar circulando corriente por la armadura de la má,uina. Para esto se anali8ará el campo magn-tico producido e#clusi&amente por dic"a corriente de armadura. 7e supondrá ,ue no circula corriente por el de&anado de los polos 1 se determinará por tanto la distribuci n de densidad de %lu4o debida e#clusi&amente a la armadura. La N00 de la armadura será má#ima en el neutro mecánico 5si las escobillas se encuentran all'6 1 cero en el medio del polo. 7i se supone ,ue "a1 un gran n=mero de ranuras ba4o cada polo la distribuci n de corriente puede considerarse continua 1 la %orma de onda de la N00 será triangular. +n la 8ona comprendida ba4o la 8apata polar la distribuci n de densidad de %lu4o seguirá la misma %orma ,ue la N00. +n la 8ona interpolar! a pesar del aumento de N00 la densidad de %lu4o disminuirá debido al incremento de la reluctancia del circuito magn-tico de esa 8ona. /omo se &e! el e%ecto de la N00 de armadura es má#imo en la 8ona interpolar por eso a este tipo de reacci n de armadura se le denomina ?reacci n de armadura trans&ersal@. La N00 de armadura ,ue magneti8a 1 desmagneti8a los polos depende de la cantidad de conductores ,ue están situados ba4o el polo! por lo cual puede decirse ,ue dic"a N00 es proporcional al anc"o de la 8apata polar. +n una má,uina con conmutador se debe e&itar en lo posible ,ue las bobinas ,ue están conmutando corten un %lu4o magn-tico! tal ,ue la N00 resultante en la bobina en cortocircuito sea ma1or ,ue determinado &alor 1a ,ue esto dar'a lugar a la circulaci n de corrientes ,ue al ser interrumpidas pro&ocan c"ispas 1 arcos ,ue pueden da>ar las escobillas 1 el colector. Para esto! en las má,uinas sin interpolos se acostumbra correr las escobillas en el sentido de la rotaci n si se trata de un generador 1 en el sentido contrario a ellas! si se traba4a con un motor ,ue coincida apro#imadamente con el neutro magn-tico. (9 *'(:( :(c5-#( )!- ta2t! .'( "a -(acc562 :( a-ma:'-a )-!&!ca "!# #5;'5(2t(# (f(ct!#4 1. 2. 3. .istorsiona el campo magn-tico de la má,uina! aumentando la densidad de %lu4o má#imo 1 corriendo el neutro magn-tico. +l primer e%ecto aumenta las p-rdidas 1 el segundo empeora la conmutaci n. .isminu1e el %lu4o neto de la má,uina 5disminu1endo! por tanto la %em inducida6 por causa de la saturaci n. 9bliga a correr las escobillas buscando una me4or conmutaci n con lo cual se pro&oca una disminuci n de %lu4o 1 de %em 5esto sucede solamente en una má,uina sin interpolos6. +n muc"os casos! es necesario situar las escobillas en el neutro mecánico en condiciones de &ac'o. Para esto se acostumbra a aplicar un pe,ue>o &olta4e alterno al de&anado de campo 1 cambiar la posici n de las escobillas "asta ,ue el &olta4e entre ellas sea igual a cero. +sta será la posici n del neutro magn-tico 1a ,ue cuando las escobillas están en esta posici n el de&anado de armadura se encuentra a no&enta grados el-ctricos del de&anado de campo 1 no e#istirá! por tanto! acoplamiento por acci n trans%ormadora 5inductancia mutua6 entre ambos de&anados. /omo se traba4a en &ac'o el neutro magn-tico coincide con el mecánico. Conmutación: 7e denomina conmutaci n de una má,uina de corriente directa al proceso mediante el cual las bobinas de la misma son desconectadas de una tra1ectoria en paralelo! cortocircuitadas 1 reconectadas a otra tra1ectoria! in&irti-ndose la corriente ,ue circula por la misma. +ste proceso se lle&a a cabo cuando las delgas a las cuales está conectada la bobina pasan por deba4o de las escobillas 1 son cortocircuitadas por ellas. .urante este proceso pueden producirse arcos 1 c"ispas entre el colector 1 los lados de la escobilla 1 ba4o la escobilla ,ue ,ueman 1 da>an la super%icie del colector 1 las escobillas! disminu1endo su &ida =til 1 aumentando el mantenimiento necesario. La causa principal del c"ispeo e#istente entre el colector 1 el lado de la escobilla ,ue interrumpe el cortocircuito es ,ue al %inali8ar el per'odo de conmutaci n 1 pasar la bobina a %ormar parte de otra tra1ectoria la corriente ,ue est- circulando por ella no sea la de esa tra1ectoria. 3l interrumpirse el cortocircuito la energ'a almacenada correspondiente a esa corriente adicional se descarga a tra&-s del arco 1 pro&oca la c"ispa. 7i el proceso de in&ersi n de la corriente estu&iera gobernado solamente por las resistencias &ariables del contacto escobillaVcolector! la conmutaci n ser'a prácticamente lineal 1 no "abr'a c"ispas al interrumpirse el cortocircuito. 3"ora bien! como se sabe toda bobina posee propiedades inducti&as. +sta inductancia se opone a la &ariaci n de la corriente 1 retrasa la in&ersi n de la misma. Para e&itar esto se debe inducir en la bobina en conmutaci n una %em ,ue se oponga a la %em de reactancia. +sto se puede lograr en el caso del generador! corriendo las escobillas más allá del neutro magn-tico para "acer ,ue la bobina conmutada corte parte del %lu4o del polo siguiente 1 se indu8ca en ella una %em contraria a la reactancia. +ste m-todo tiene el incon&eniente de crear una N00 de reacci n de armadura de e4e directo ,ue desmagneti8a los polos. 3demás! el corrimiento necesario de las escobillas depende del estado de la carga. +ste problema se resuel&e mediante los polos de conmutaci n e interpolo! ,ue son pe,ue>os polos situados entre los polos principales cu1o de&anado se conecta en serie con la armadura 1 de %orma tal ,ue cree un campo de la misma polaridad ,ue el polo siguiente en el generador 1 ,ue el polo anterior en el motor. +l polo de conmutaci n debe crear un %lu4o ,ue neutralice el e#istente en la 8ona de conmutaci n debido a la reacci n de armadura 1 ,ue además! introdu8ca una %em en la bobina de conmutaci n ,ue se oponga a la reactancia. 2) 7i se corren las escobillas en sentido contrario a la rotaci n en el caso del generador! o en el sentido de la rotaci n en el caso de un motor! la reacci n de armadura será magneti8ante! pero la conmutaci n será más mala 1a ,ue la %em ,ue se crea se opone tambi-n a la in&ersi n de la corriente. La causa del c"ispeo ba4o las escobillas son las altas densidades de la corriente unidas a &iolentas &ariaciones de la misma ,ue pro&ocan un gran incremento en la resistencia de contacto 1 por tanto en el &olta4e. Por lo ,ue debe tambi-n! procurarse mantener ba4a la densidad de corriente. La conmutaci n no es a%ectada solamente por estos %actores el-ctricos! sino tambi-n por %actores mecánicos tales como: e#centricidad del colector 1 rugosidad de la super%icieT %actores ,u'micos como por e4emplo: la presencia de ciertos gases o %actores ambientales como: la temperatura 1 la "umedad. .ebido a ,ue la conmutaci n es un %en meno e#tremadamente comple4o! en el cual inter&ienen %actores de 'ndole mu1 &ariada! su medici n o e&aluaci n se "ace mu1 di%'cil. Por ello los procedimientos ,ue se utili8an son apro#imados 1 sub4eti&os. La conmutaci n de una má,uina de corriente directa se considera ?buena@ cuando la c"ispa no da lugar a desgaste rápido de la escobilla o colector! o produce la necesidad de un mantenimiento indebido. .e acuerdo con esta de%inici n no puede considerarse de mala la conmutaci n de una má,uina por el solo "ec"o de producir c"ispas. +n algunos casos! como son las sobrecargas de corto tiempo 1 los %rena4es o in&ersiones de rotaci n! se admite determinado grado de c"ispeo entre la escobilla 1 el colector ,ue no pro&o,ue desgaste e#cesi&o de ninguno de ellos o un mantenimiento %uera de lo normal. T2cnica operatoria: 1. .eterminaci n de la posici n del neutro magn-tico. Para este %in se aplica &olta4e reducido de corriente alterna al de&anado de campo 1 se conecta un &olt'metro de corriente alterna a los terminales de la armadura. 7e corren las escobillas "asta ,ue la lectura del &olt'metro de la armadura sea cero. +n este punto se tendrá el neutro magn-tico. 2. 3nálisis de la distribuci n de la densidad de %lu4o en el entre"ierro de la má,uina. Para esto se utili8a una má,uina de corriente directa especial! la ,ue posee una bobina e#ploradora en la armadura cu1os terminales se conectan a un par de anillos desli8antes sobre los cuales descansan dos escobillas ,ue se conectan a un osciloscopio. 3demás de esto! se e#cita el campo con su corriente nominal 1 se conecta un &olt'metro en la armadura. +n el osciloscopio aparecerá la distribuci n de la densidad de %lu4o en el entre"ierro de la má,uina. 7- seguirán los pasos ,ue se se>alan a continuaci n: a. Primeramente! con el interruptor 01 desconectado! o sea! sin carga! se obser&a la distribuci n de densidad de %lu4o en el osciloscopio con las escobillas en el neutro magn-tico! se dibu4a en una "o4a de papel 1 se anota la lectura del &olta4e de armadura. b. 7e cierra el interruptor 01 1 se conecta la carga obser&ando la distribuci n de densidad de %lu4o 1 el grado de c"ispeo con las escobillas en el neutro mecánico. 7e dibu4a la distribuci n de densidad de %lu4o 1 se anota la lectura del amper'metro 1 el &olt'metro. c. 7e corren las escobillas "asta ,ue el c"ispeo sea m'nimo 1 se repite lo reali8ado en el inciso anterior. Informe: %" 52f!-m( c!2#ta-B :( "!# #5;'5(2t(# )'2t!#4 21 :. :. :Por .%orma tiene la distribuci n de densidad de %lu4o en el entre"ierro de una má. !: )rocesos transitorios de las máquinas el2ctricas de corriente directa. 3. . :.u. )ráctica *o. :/ mo se a%ecta esta distribuci n de densidad de %lu4o cuando circula corriente por la armadura<.&/eti0os: 9bser&ar el comportamiento de una má. (.se producen las c"ispas entre el colector 1 el lado de la escobilla . 2. :. 7e tomarán datos de c"apa de las má.uina de corriente directa<.%unciones reali8a el polo de conmutaci n<.uinas utili8adas.ue se deben las di%erencias obser&adas en la %orma de onda 1 en el &alor del &olta4e de armadura en cada uno de los casos planteados.e%ectos per4udiciales trae esto<. +#pli.di%erencia "a1 entre el neutro mecánico 1 el neutro magn-tico<. :7e produce desmagneti8aci n de los polos con las escobillas en el neutro mecánico<. :/ mo se e&itan estas c"ispas<.u.u. 2.ue.u. 2.u.ue interrumpe la corriente<. 3. 7e 4usti%icará lo obser&ado en el osciloscopio 1 se e#plicará a . :Para .uina el-ctrica de corriente directa con e#citaci n independiente durante el proceso transitorio ocurrido por una perturbaci n determinada. 4. 9. Contenido del tra&a/o: 22 .uina de corriente directa<.1.se corren las escobillas de una má.u. :.e%ecto tiene sobre la conmutaci n correr las escobillas en sentido contrario a la rotaci n del generador<. 6.u. *. 7e dibu4arán las %ormas de ondas de la densidad de %lu4o de armadura obtenidas en el osciloscopio en cada uno de los casos reali8ados en el laboratorio. )re'untas de control de la autopreparación: 1. +l momento 1 las %uer8as electromagn-ticas tambi-n pueden resultar muc"o ma1ores .uinas el-ctricas. La teor'a de los procesos transitorios de las má.ui&alente del motor de corriente directa de e#citaci n independiente. 1undamentos teóricos: 3l conectar el motor a la red! en sus de&anados se engendran instantáneamente corrientes .uinas el-ctricas.ue los de r-gimen nominal. +sta es la relaci n .u' consideramos solo los elementos más importantes de la misma con aplicaci n a las má.ue determinan tambi-n la aparici n instantánea de un momento electromagn-tico! al mismo tiempo las magnitudes de las corrientes 1 del momento pueden calcularse &ali-ndose de las % rmulas correspondientes al es. /omo e4emplo de procesos transitorios .uina el-ctrica de corriente directa de e#citaci n independiente. La teor'a debe garanti8ar la posibilidad de pre&er el transcurso de los procesos transitorios de e#plotaci n. La má.ue las desconectan de la red.uina de directa e#iste una relaci n no lineal .uema e.uinas.urante los procesos transitorios en los de&anados de las má.ue se mani%iestan durante los cortocircuitos en las redes el-ctricas o en los de&anados de las má.uinas el-ctricas! . Los procesos transitorios pueden estar &inculados con los cambios de la carga! as' como con los cambios bruscos de la tensi n 1 de las resistencias! .uina debe soportar sin deterioros los procesos esperados.ue surgen a consecuencia de las a&er'as! pueden citarse los cortocircuitos repentinos sim-tricos 1 asim-tricos de las má.ue en el modelo de la má. 7e denominan electromagn-ticos los procesos transitorios! en el transcurso de los cuales la &elocidad de rotaci n de la má.uinas de corriente directa de dise>o com=n.uinas el-ctricas es sumamente complicada. Los procesos transitorios se di&iden en dos grupos: electromagn-ticos 1 electromecánicos. Los procesos transitorios tienen lugar cuando se pasa de un r-gimen establecido a otro. 3. +llos surgen a ra'8 del cambio de tensiones de las redes el-ctricas! de las resistencias de los de&anados o de la carga! del momento e#terior de rotaci n aplicado al árbol. +l cálculo pre&io de un proceso transitorio de emergencia 5por e4emplo! de un cortocircuito inesperado6 es necesario para el a4uste de las protecciones de las má.ue a%ecta los &alores de inductancias del modelo. . 3un.7e obser&a a tra&-s de la simulaci n en *0I / c los procesos transitorios . U es con&eniente e#presarla por la ecuaci n: (a = kϕϖ = < ( 5 f )ϖ = Ω m (V ) (%) =!2:(4 23 .uinas. Para el análisis del sistema se utili8 un modelo lineali8ado.uinas pueden aparecer corrientes &arias &eces superiores.uina se puede considerar constanteT son electromecánicos! los procesos transitorios relacionados con cambios considerables de la &elocidad de rotaci n 1 de la energ'a de las partes giratorias de las má. +n algunos casos pueden mani%estarse ele&adas tensiones el-ctricas inadmisibles en algunos elementos de las má.ue e#iste entre la corriente de e#citaci n 55f6 1 el %lu4o por polo 5W6. +l análisis de los procesos transitorios en motores el-ctricos es un problema actual! pues a partir del análisis dinámico se obtienen criterios de dise>o para la selecci n del tipo de motor 1 la carga industrial. 2odelo matemático del motor de Corriente !irecta de e3citación inde#endiente: +l modelo matemático desarrollado del motor de corriente directa de e#citaci n independiente %ue obtenido seg=n el circuito de dic"o motor! 4unto con los parámetros mecánicos 1 el mecanismo de carga acoplado.ue ocurren en una má. .uina.ue pertenece a la parte lineal de la cur&a de saturaci n por lo . +n nuestro caso! como el control es en el circuito de la armadura! no es de nuestro inter-s el de&anado de e#citaci n 1a .ue el &alor del %lu4o 5W6 &a a ser siempre un &alor constante . +n la %igura .ue no debemos tomar en cuenta la saturaci n. +sta ecuaci n es usualmente dada por el %abricante en %orma de cur&a de saturaci n! en la cual se gra%ica (a contra 5f para una &elocidad dada Dm.e esta %orma las e#presiones matemáticas .ue describen el comportamiento del motor se pueden obtener luego de aplicar las le1es de Jirc""o%% 1 9"m! al circuito de la %igura siguiente: 24 .k: +s una constante constructi&a de la má. +sta cur&a se ilustra en la siguiente %igura! 5donde no se toma en cuenta el e%ecto de la "ist-resis6: 9a-act(-3#t5ca :( #at'-ac562. +n el modelo del sistema mecánico! los parámetros 1 el momento de la carga! están re%eridos al e4e del motor.ue aparece más adelante se toma en cuenta la inercia 1 la %ricci n &iscosa 5/6 de ambos! el motor 1 la carga. (a: +s la %em inducida en los de&anados de la armadura. 9bteniendo: γ f = Rf ⋅5f + 8f Vt = k ⋅ ϕ ⋅ ω + 8a K ( = k ⋅ ϕ ⋅ 5a = , =!2:(4 M4 5a, 5f: :5 f :t :5a + Ra 5 a :t :M + /M + K c :t (&) +s la &elocidad del motor. 7on las corrientes de armadura 1 e#citaci n. Ra, Rf: 7on los &alores de las resistencias de armadura 1 e#citaci n. 8a, 8f: 7on los &alores de las inductancias de armadura 1 e#citaci n. Vt, Vf: 7on los &alores de los &olta4es de los terminales 1 de la e#citaci n. K(, Kc: 7on los &alores del momento electromagn-tico 1 de la carga. T: /: +s el momento de inercia. +s la constante de %ricci n dinámica. .&tención de los parámetros del motor: Los &alores de los datos del motor de corriente directa de e#citaci n independiente! %ueron escogidos seg=n catálogo! los cuales se muestran a continuaci n: V (&) 23) T2cnica operatoria: 4imulaciones #ara los #rocesos transitorios de las máquinas el ctricas de corriente directa: 1. Proceso de arran,ue del motor. Para el análisis de este proceso transitorio se emplea el sistema de ecuaciones (&) 1 se supone ,ue la má,uina está alimentada por un sistema balanceado de &olta4e de directa. $ (-.).m.) 11*) U* (U*) 3 * (1M.) 2.24 I2 (A) 11 Ra (E) 1.43 8a (mU) 1).4 Tm (k;.m2) ).)62 2* 7e introducen los datos del motor 1 se obtienen los resultados de la simulaci n del proceso de arran,ue con a1uda del *0I / c! en %orma de grá%icos en %unci n del tiempo de &ariables como el momento electromagn-tico! la &elocidad del motor 1 la corriente consumida por el mismo! as' como la &elocidad en %unci n del momento. .el proceso de arran,ue! ,ue en este caso es por paso de resistencia 5tres pasos6 se pueden obtener criterios sobre el tiempo de duraci n del proceso transitorio de arran,ue! se puede apreciar la di%erencia entre la caracter'stica estática ideali8ada de momento del accionamiento. 7e aprecia la &ariaci n transitoria brusca de la corriente consumida por el motor! la cual debe tenerse en cuenta a la "ora de dise>ar el accionamiento! as' como las de protecciones del mismo. 2. Proceso de %rena4e por contracorriente. Para la simulaci n de este proceso! se in&ierte el &olta4e en los terminales del circuito de armadura del motor! lo cual es e,ui&alente a intercambiar el signo del &olta4e aplicado a dic"os terminales por donde el motor recibe el &olta4e de alimentaci n del motor! 1 tambi-n son necesarias las condiciones iniciales del proceso! las cuales pueden obtenerse a partir de las condiciones de estado estable del proceso de arran,ue simulado anteriormente. +l modelo matemático ,ue se emplea es el mismo ,ue el utili8ado para el proceso de arran,ue! o sea! el sistema (&)1 +n -l se determinan las dependencias de momento! &elocidad 1 corriente en %unci n del tiempo! además de la caracter'stica mecánica para el caso de un arran,ue seguido de un proceso de %rena4e por contracorriente. 3l igual ,ue en el caso del arran,ue es interesante "acer un análisis de este proceso! reali8ando &ariaciones del momento de carga! el momento de inercia 1 la resistencia del rotor! lo cual enri,uece los criterios de dise>o. 3. Proceso de %rena4e dinámico. .urante el %rena4e dinámico! el motor de corriente directa de e#citaci n independiente se desconecta de la red de corriente directa ,ue alimenta al motor 1 se conectan en serie con los terminales de la armadura una resistencia! como resistencia de %rena4e dinámico! 1 esta cone#i n se "ace en dependencia del momento de %rena4e deseado. Para estos procesos transitorios se emplea el modelo matemático e#presado por el sistema de ecuaciones di%erenciales (&). Para una buena simulaci n de este proceso es necesario partir de las condiciones iniciales! las cuales pueden obtenerse a partir del estado estable del proceso de arran,ue. +n la simulaci n se muestran las dependencias de momento! corriente 1 &elocidad en %unci n del tiempo! as' como del momento en %unci n de la &elocidad durante un proceso de arran,ue! seguido de un %rena4e dinámico. +s interesante reali8ar el análisis del comportamiento dinámico del accionamiento durante este proceso &ariando el &alor de la resistencia de %rena4e 1 con ella la corriente directa de %rena4e! el momento de carga! as' como el momento de inercia de la carga conectada. 4. Proceso de cortocircuito de estator. 3nálisis dinámico de los procesos de cortocircuito de estator. +n estos programas se simulan los cortocircuitos ,ue pueden ocurrir en la má,uina de corriente directa de e#citaci n independiente. Para estos procesos transitorios se emplea el modelo matemático e#presado por el sistema de ecuaciones di%erenciales (&) teniendo en cuenta ,ue el &olta4e de alimentaci n se anula instantáneamente en dependencia del tipo de 26 cortocircuito ocurrido. Las condiciones iniciales se %orman a partir del estado estable! obtenido del proceso de arran,ue directo del accionamiento. /omo resultado de la simulaci n se obtienen las caracter'sticas de momento! corriente 1 &elocidad en %unci n del tiempo! as' como la caracter'stica mecánica para el caso de un arran,ue directo seguido de un proceso de cortocircuito! en el motor de corriente directa. +s interesante! al igual ,ue en los casos anteriores! reali8ar la simulaci n de estos procesos teniendo en cuenta las &ariaciones del momento de carga! el momento de inercia e,ui&alente en el e4e del motor 1 las resistencias del rotor de la má,uina para cada cortocircuito. 3nali8ando las di%erentes caracter'sticas en cada tipo de cortocircuito se pueden obtener criterios para la selecci n! coordinaci n 1 cálculo de las protecciones del motor. *. 3nálisis del proceso transitorio durante el cambio brusco de la carga. /uando se anali8a este proceso! se emplea el mismo modelo matemático ,ue en el arran,ue! solamente se reali8a un cambio del momento de la carga en %orma de paso escal n o de rampa 1 se obtienen los resultados empleando el so%tHare pro%esional. 7imulando! se obtiene la dependencia e#istente entre el momento! corriente 1 &elocidad en el tiempo de duraci n del proceso transitorio de arran,ue! seguido del cambio brusco de la carga! tambi-n se muestra la caracter'stica mecánica. +n cada análisis de los procesos transitorios se introducen los datos necesarios para ,ue el programa e4ecute la simulaci n. 7eg=n lo e#plicado en los %undamentos te ricos! se obser&arán 1 describirán las partes del estator 1 el rotor de má,uina de corriente directa preparadas para ello! se identi%icarán sus terminales 1 se leerán sus datos de c"apa. Informe: 7e e#plicarán cada uno de los procesos transitorios obser&ados en la práctica. )re'untas de control de la autopreparación: 1. 2. 3. 4. :+n ,u- momento tienen lugar los procesos transitorios<. :/uáles son los grupos en los ,ue se di&iden los procesos transitorios<. :;u- procesos transitorios son simulados en la práctica<. :/uál es el so%tHare pro%esional utili8ado en la simulaci n<. 2( Capítulo 3: Máquinas Asincrónicas. 3.1 Preguntas: 1. 2. 3. 4. *. 6. (. 2. 9. :/uáles son las partes %undamentales de una má,uina asincr nica<. :;u- tipos de rotores se utili8an en la má,uina asincr nica<. :/ mo es el campo magn-tico ,ue se produce en el estator de la má,uina asincr nica<. :/ mo se produce el campo magn-tico en la má,uina asincr nica<. :+#pli,ue el por ,u- surge el momento de rotaci n en un motor asincr nico<. :;u- se entiende por &elocidad sincr nica en un motor de inducci n<. :/uál es su e#presi n en %unci n de la %recuencia 1 el n=mero de polos<. :;u- se entiende por desli8amiento de un motor asincr nico<. :;u- se entiende por %actor de distribuci n de un de&anado<. ;u- se entiende por %actor de paso de un de&anado<. 1). :;u- se entiende por de&anado distribuido<. 11. :;u- se entiende por de&anado de paso reducido<. 12. :/ mo in%lu1e la reducci n del de&anado sobre los arm nicos de %em<. 13. :;u- &enta4as o%rece la construcci n de de&anados distribuidos 1 con paso cortado<. 14. :;u- tipo de onda de %mm producen las bobinas de una %ase de un motor de inducci n tri%ásico<. 1*. :/ mo deben estar distribuidos espacialmente los de&anados de un motor tri%ásico asincr nico<. :Por ,u-<. 16. .ibu4e el circuito e,ui&alente $ del motor asincr nico. +#pli,ue ,ue signi%ica cada elemento. 1(. .ibu4e el circuito e,ui&alente L del motor asincr nico. +#pli,ue ,ue &enta4as presenta con respecto al $. 12. :/uál es el orden de magnitud de la corriente de &ac'o de un motor asincr nico<. :Por ,u- es ma1or ,ue en un trans%ormador<. 19. .ibu4e el diagrama energ-tico de un motor asincr nico. 2). :;u- relaci n e#iste entre el momento de un motor asincr nico 1 el &olta4e aplicado al de&anado del estator<. 21. :;u- relaci n e#iste entre el momento má#imo 1 la resistencia del rotor<. 22. :;u- relaci n e#iste entre el momento de arran,ue 1 la resistencia del rotor<. 23. Ba4o ,u- condici n se obtiene momento má#imo durante el arran,ue de un motor asincr nico. 24. :Por ,u- en la caracter'stica K &#. 0 en la 8ona desde 0 = 0 "asta 0 = 02 el par &ar'a proporcionalmente al desli8amiento<. 2*. :Por ,u- el desli8amiento de un motor aumenta al aumentar la carga<. 26. :Por ,u- el par es prácticamente proporcional a la potencia de salida<. 2(. .iga el orden de magnitud del desli8amiento a plena carga en los motores asincr nicos. 22. :Por ,u- el %actor de potencia de &ac'o es pe,ue>o<. :Por ,u- aumenta con la carga<. 29. Ba4o ,u- condici n se obtiene e%iciencia má#ima en un motor asincr nico. 3). +numere las aplicaciones del motor de rotor bobinado. 31. :/ mo se le reali8a la prueba de &ac'o a un motor asincr nico<. :;u- magnitudes se miden<. 22 iga las &enta4as 1 des&enta4as del motor mono%ásico de dos capacitores. 3*. *4. . :/uáles son las e#igencias para lograr un arran.ue por . :. 4*. 3(. d. :+#pli.ue .ue de un motor asincr nico<. 33.iga las aplicaciones t'picas de los motores mono%ásicos de capacitor permanente. +#pli.u. *).condiciones son necesarias para reali8ar el arran. :3 cuál tipo de motores se le puede aplicar este m-todo<. 32.ibu4e el circuito e.ue uno tri%ásico entrega menos potencia.e .se entiende por p-rdidas rotacionales<. :/ mo se determina la resistencia de una %ase del estator de un motor asincr nico<.ue en un motor mono%ásico<. *3. +numere los m-todos de regulaci n de &elocidad de los motores asincr nicos.u.ue el proceso de arran.u.iga las aplicaciones t'picas de los motores mono%ásicos de %ase partida. +numere los m-todos de arran.u. 42.se basa el m-todo de regulaci n de &elocidad por &ariaci n de la %recuencia< . :Por .u.se entiende por arran.ue el principio de %uncionamiento del generador de inducci n 1 enumere sus aplicaciones. :. c. **. :/ mo se reali8a la regulaci n de &elocidad por &ariaci n de la resistencia del rotor<. +#pli. :. 4(. . e. . +#pli.u.iga las aplicaciones t'picas de los motores mono%ásicos de arran.ue cada uno! as' como sus &enta4as 1 des&enta4as. 42. :/ mo se obtienen<. 43. +#pli. :/ mo se le reali8a la prueba de cortocircuito a un motor asincr nico<.ue de los motores asincr nicos de 4aula de ardilla.magnitud presenta en relaci n a la corriente nominal<. :.ui&alente de un motor mono%ásico 1 e#pli. :+n . :. .&alor tiene el desli8amiento en el instante de arran.ue satis%actorio en un motor asincr nico<. :/uáles son sus posibilidades<.u. 4).ue de un motor asincr nico<.u. +#pli.ue el principio de %uncionamiento del motor de ranura pro%unda. 36.ue. 49.ue del motor de rotor bobinado.ue por condensador. *(. :/ mo es la %mm de los motores mono%ásicos<. *9. P-rdidas de cobre del estator. 44. 34.u. +numere los tipos de motores mono%ásicos atendiendo al m-todo de arran.ue el principio de %uncionamiento del motor de doble 4aula.%actores dependen las siguientes p-rdidas en un motor asincr nico: a. :/ mo puede lograrse el par de arran. +#pli.se basa el m-todo de &ariaci n del n=mero de polos<. .e . 6). *6. 41. *2. 39. P-rdidas mecánicas. . b.u. *2.ue c mo se obtienen las p-rdidas mecánicas en un motor asincr nico<.el motor asincr nico mono%ásico no puede arrancar por si mismo. :. +#pli.u. P-rdidas de cobre del rotor.un motor mono%ásico de igual tama>o . :+n . 46.ue signi%ica cada elemento. 29 .u.ue<.ue por . *1. P-rdidas de "ierro. P-rdidas adicionales.magnitudes se miden<. 61. :.u.depende la corriente de arran.32.ue estrellaCdelta<.el generador de inducci n absorbe siempre de la l'nea corriente reacti&a<. ue por . +#pli.el generador de inducci n debe %uncionar siempre en paralelo con otro sincr nico o un banco de capacitores. 63. +#pli.62.uina asincr nica como %reno electromagn-tico. +#pli.ue la operaci n de la má.u.ue el principio de %uncionamiento del motor serie uni&ersal 1 diga sus aplicaciones. 64. 9) . 3. . c. /alcule 1 desarrolle un de&anado para un motor tri%ásico cu1o estator tiene 24 ranuras 1 su &elocidad nominal es 14)) rpm a *) F8. 5ase A 13` 19^ T 2` 2^ 14^` 2 T 5ase 6 1^` 19 T T 14` 2)^ 13^` ( 12` 24^ 1(^` 11 *` 11^ T 6^` 24 T 1(` 23^ T 12^` 12 T 6` 12^ T *^` 23 T 2. +l desli8amiento nominal. Imbricado 5ase A 1`(^ T 2`2^ (`13^ T 2`14^ 13`19^ T 14`2)^ 19`1^ T 2)`2^ 9ndulado 1` (^ 2^` 2) T T d. b. +l desli8amiento cr'tico. Imbricado.2 Problemas Resueltos: 1. +l par de arran.ue. 9ndulado. a. #olución: /omo: 2 L14)) rpm! entonces 2) L 4.= Z 24 = =2 2 )m 4 ⋅ 3 Z 24 = =6 2) 4 5ase 6 *`11^ T 6`12^ 11`1(^ T 12`12^ 1(`23^ T 12`24^ 23`*^ T 24`6^ 5ase C 9`1*^ T 1)`16^ 1*`21^ T 16`22^ 21`3^ T 22`4^ 3`9^ T 4`1)^ y=τ= c. b. +l par nominal. e. +l %actor de potencia nominal. /alcule: a. d. a. #olución: 91 . 5ase C 9` 1*^ T 21` 3^ T 1)` 16^ T 22` 4^ 1)^` 4 T 22^` 16 T 9^` 3 T 21^` 1* In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes datos de c"apa 1 catálogo: *2 L * FP! U2 L 22) E! f2 L 6) F8! 22 L 346) rpm! I2 L 14.23! Kma+ L 2K2.2 3! X2 L ). a.ui&alente: X1 L ).14*( La otra soluci n es il gica. b.3 $m ω2 346) ⋅ π K2 = d.)39 21 36)) *2 * ⋅ (46 ⋅ 3) = = 1).3 = = *.232 b.142 Y /alcule: a.ue.23 = ). +l desli8amiento cr'tico. K2 2 = 02 0m K ma# + 0m 02 7ustitu1endo Kma+ L 2K2 1 02 L ).ue.423 Y -1 L ).14*( 0m ). 02 = c. d. +l par de arran.= 2 ⋅ K ma# 2 ⋅ 2 ⋅ 1). +l par má#imo. X2H L ).22 $m 1 1 + 0m + ). In motor tri%ásico 4aula de ardilla de 1) FP! 22) E! 6) F8! 34*) rpm! tiene los siguientes parámetros del circuito e. #olución: 92 .)39 1 despe4ando 0m: 2 0m − ). c.144 Y Xm L 23 Y La corriente de arran.14*( 3. 21 − 2 2 36)) − 346) = = ). e.cos ϕ 2 = *2 3 ⋅ U 2 ⋅ I 2 ⋅ η2 = * ⋅ (46 3 ⋅ 22) ⋅ 14.))1* = ) 0 m = ).1*6*0 m + ). K a-2 = 1 K ma# + 0m 0m K a-.2*2 Y -2H L ).2 ⋅ ). 423 + ).( = (4. /alcule: a.423 + ).2*2 0m = 4.144) + ( ).)22! el par en el e4e! la corriente consumida! las potencias de entrada 1 salida! la e%iciencia 1 el %actor de potencia.4 4* 3demás se conoce .2) 2 *cc 36* = = 2.! 22) E! 34() rpm! (.* Ω = 2.( 22) CC 36* (.2*2) 2 = 1(3 A b.2) 2 .2 Ω = (3.2 Ω 2 3I )2 3 ⋅ (1. #olución: a.2*2 ) ( ) [ ] K ma# d.I a-.144 = = ). b.ui&alente. Los parámetros del circuito e. 3 un motor tri%ásico 4aula de ardilla de 2.2) 2 − (13.2 Ω 2 3 ⋅ I cc 3 ⋅ ( (.142 + ).144) 2 + ( ). m) ⋅ U 12 3 ⋅ 1 ⋅ 12( 2 = = = 9* $m 4πf ⋅ X cc 4π ⋅ 6) ⋅ ( ).)* JH.( Ω 93 Z cc = 2 2 X cc = Z cc − -cc = ( 3. m) ⋅ U 12 ⋅ -2′ 3 ⋅ 1 ⋅ 12( 2 ⋅ ).4 = 3. Para un desli8amiento de ). -) = Z) = *) − ) m(c 12) − 6) = = 13.2*2 ) -2′ ).*) 2 − ( 2.144 = = = 34 $m 2 2 2 2 2πf -cc + X cc 2π ⋅ 6) ( ).= U1 = Z cc 12( ( ).4 ) 2 U cc 3 ⋅ I cc = 4* 3 ⋅ (.92 Y 1 las p-rdidas mecánicas son de 6) M. K a-c.4 3! 6) F8! se le reali8aron los ensa1os de &ac'o 1 cortocircuito! obteni-ndose los siguientes datos: P (W) I (A) U (V) Vacío 12) 1.423 + ).423 + ).ue Rc: L 1.* Ω X ) = Z )2 − -)2 = -cc = ( (4.142 + ).213 X cc ).( ) U) 3 ⋅ I) = 22) 3 ⋅ 1. 4 2 2 *2 = *1 − ( ) M1 + ) f( + ) M 2 + ) m(c + ) a: ) = 11*3 − ( 36 + 111 + 22 + 6) + 2) = 916 W η= *2 916 = = ).)22 ⋅ 1))6 = 22 W ) a: I1 = ).X 2 # = -1 + .21 Ω ′ = X1 = X 2 X cc 2.* =2 W = ). Z (.-1 = Rc: 1.* A 3*.X 2 # Z (.21 Ω -m = -) − -1 = 13.( 2 ⋅ ).96 = ). Z (.92 = = ).( = = 1. = -(.99 = 1. = 3*.2 − ).X (.99 = 36 W ) f( = *) − 3 ⋅ I )2 ⋅ -1 + ) m(c = 12) − 3 ⋅ 1. -2′ ′ ( -m + .1* Ω b.))* ⋅ 2)*) ⋅ (.1(.2 − ).* ⋅ ).26* = 11*3 W ) M1 = 3 ⋅ I 12 ⋅ -1 = 3 ⋅ 3.99 = 12.* − 1.(94 *1 11*3 94 .2 cos ϕ = *1 = 3 ⋅ U 1 ⋅ I 1 ⋅ cos ϕ = 3 ⋅ 12( ⋅ 3.99 Ω 2 2 -2′ = -cc − -1 = 2.3* Ω 2 2 X m = X ) − X 1 = (3.2 Ω I1 = U1 Z (.X m ) + .* 2 ⋅ ).99 + 6) = 111 W *(m 1 M1 ( = * −() ) ( ) + ) (f ) = 11*3 − ( 36 + 111) = 1))6 W ) M 2 = 0 ⋅ *(m = ). = -(. + .))* ⋅ *2 ⋅ I 2 3.2 = 3).92 Z (.26* 3*.X m + -m + . 12( = 3.96 + .3* = (2.X 1 + ′ -2 ′ + . = 3). In motor de 1)) FP! 1(*) rpm! 23)) E! tri%ásico en estrella! consume 1*) 3 durante el arran.L 1*) 3 a 1)) 3 *o se puede. .etermine el m-todo de arran.'( (#t-(""aG :("ta4 /omo el motor es estrella no se puede.)22) ⋅ = 366 -a: # ) 1 *2 916 = = 2.2 K2.'( )!.'( :5-(ct!4 Ia-.ue adecuado.L 1.ue! siendo Ka-. A--a2.ue la corriente de arran.-(acta2c5a4 #olución: I a--= K a--= I =K a--R a--R K a--R I a--= = K a--= ⋅ I a--R 2 2 K a--= = 1.2 ⋅ 2 1)) ⋅ (46 ⋅ 3) = 422 $m π ⋅ 1(*) 1)) K a--R = 422 ⋅ = 21( $m 1*) Ka--R < Kca-.ue con una carga de 3)) Nm 1 .a #i se puede.a *o se puede. I a--AT I a--= 1)) = 32* $m 1*) 9* .'( )!.etermine la &elocidad del motor en estado estable. 7e desea .ue el mismo arran. A--a2.ω = (1 − 0 ) ⋅ K2 = 2πf 2π6) = (1 − ). a.* $m ω 366 *.a't!t-a2#f!-ma:!-4 I a--= K a--= = I a--AT K a--AT K a--AT = K a--= ⋅ K a--AT = 422 ⋅ Ka--AT > Kca-. a. A--a2. b. b.ue no supere los 1)) 3. . A--a2.2 ⋅ K 2 = 1. 1 Y U2 L 11) E X1 L 2.ue por el de&anado de marc"a. b.)22 ⋅ ). +%iciencia. /orriente de arran.)21) ⋅ 12)) = 1(63 -)m 6. e.)21 K2 4)( 2 = (1 − 0 ) ⋅ 21 = (1 − ). c. L 6( Y 2) L 4 )-!t L 3( M /alcule para una &elocidad del motor de 1(1) rpm: a. Potencia de entrada.2 Y X2H L 2 Y f L 6) F8 X. /orriente por el de&anado de marc"a 1 %actor de potencia. %. d. #olución: 96 . Potencia de salida. Par en el e4e.)22 21 12)) K2 K = 02 0 0 = 02 ⋅ K 3)) = ). In motor mono%ásico tiene los siguientes datos: *2 L R FP R1 L2Y R2H L 4.K2 = 02 = *2 1)) ⋅ (46 ⋅ 3) = = 4)( $m ω2 π ⋅ 1(*) 21 − 2 2 12)) − 1(*) = = ). 2 + .*6 + 23 = 32. 34.6 ′2 ′ ′2 ′ ) M2 = ) M2 = + ) M2 I = I 2 = ⋅ ).46 A Z 12 31.* O 9)° *3.)* 12)) Za = Za = ( 41 + .3* A 34.* . 34.* c − 1)) + .* = − 33.* + 3 + .* = 2.1 + 3. 34.16 2 ⋅ ).1 ) M 2 = 9.1 cos ϕ = ).* R2 ) M 2 = 2. 6(2( = 22(1. 34.1° a.* − 13(3. *1 = U 1 ⋅ I 1 ⋅ cos ϕ = 11) ⋅ 3.2* 412 + 34. I1 = 11) O )° U = = 3.46 2 ⋅ * = 24 W ′ = = I1 ⋅ I2 ′ I = I1 ⋅ I2 33. 34. 33.1) ⋅ .11*6 + .2* c = 2.* O 9)° 34.* 2 Z a = 16 + .6* b.1)) 3 − .2 + .* ⋅ 3 + .* ⋅ 41 + .* ⋅ 4.16 A *3.* .1.* + 41 + .3* 2 ⋅ ).6 = 3.6* = 2*) W c.46 ⋅ = 3.* + . 33. 34.* = − 33.0= 12)) − 1(1) = ). 3)) + 34*) 1199.6 33. 34.* 41 − .* 41 − .* = 3.* W 9( .(6 O 49.2 Ω Z 12 = 2).6 33.46 ⋅ 33.13(3.46 ⋅ ).1) ⋅ . 24 = 31.11*6 + .* ⋅ 4. *2 = *1 − ∑ ) *2 = *1 − ( ) M1 + ) M 2 + ) -!t ) ) M1 = I 12 ⋅ R1 = 3.(6O 49. 2) Ω Z Z Z c = = ( 3 + . 34. *6313 + 4(326 46)13 + .* 3 − .* R2 + I 2 I ⋅ ). 2 Ω Z 12 = *.* X 2 ′ + ). 2.4 A (.34.*R2 ′ ) ⋅ .* X 2 ( 2 + .34. * = (.* = ( − 33.6 Ω I a--K = 11) = 14. ( ). 34.(6 + . η= %.2( $m 1(9 e. .22 + .11*6 + .624 *1 2*) U Z 12 I a--K = Z = = c = Za = ( ).*R2′ + ′ + .* X . *2 1*6 = = ).*) 2 − .d. 34. ) ).* ( 2 + .1 1194 Z ac = 3.1. 33.6 92 . ).* + .1) ⋅ .134 + 2311 = 1.(6 + . ).* − 6( + .* 2 + .* X . K = *2 = ω 1*6 1(1) ⋅ π 3) = 1*6 = ). 6( ) ⋅ 2 − . +l desli8amiento nominal. 1). /alcule 1 desarrolle un de&anado conc-ntrico para un motor mono%ásico de arran. /alcule 1 desarrolle un de&anado conc-ntrico para un motor tri%ásico de 2 polos! 24 ranuras. /onecte el de&anado de marc"a en serie consecuente.3. d. La &elocidad cuando el par es má#imo.26! cosW2 L ).ue por capacitor de 24 ranuras! 1(*) rpm. *. /onecte el de&anado de marc"a en serie alternada.L 1. /on-ctelo en estrella. /alcule: a. /alcule 1 desarrolle un de&anado imbricado para un motor tri%ásico de 4 polos! 24 ranuras. /alcule 1 desarrolle un de&anado imbricado para un motor tri%ásico de 4 polos! 42 ranuras. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes parámetros nominales: *2 L 1) FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! 2 L 1(4) rpm! V2 L ). 6. 64 E.* K2. b. 2. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes parámetros nominales: *2 L 1* FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! I2 L 39.29! Kma+ L 2K2 1 Ka-. /alcule 1 desarrolle un de&anado conc-ntrico para un motor mono%ásico de capacitor permanente de 4 polos! 24 ranuras. 9. La corriente nominal. +l par nominal.2 3! 2 L 1(4* rpm! cosW2 L ). 11. /on-ctelo para un &olta4e de l'nea de 22) E 1 44) E. 13. +l desli8amiento critico. /alcule 1 desarrolle un de&anado ondulado para un motor tri%ásico de 2 polos! 42 ranuras. /on-ctelo para un &olta4e de l'nea de 22) E! si cada bobina está dise>ada para soportar 11) E. 4. 99 . +l par de arran. c. /alcule 1 desarrolle un de&anado conc-ntrico para un motor mono%ásico de arran. 3.26. /on-ctelo para &olta4e de l'nea de 44) E si cada bobina está dise>ada para soportar (3 E. 2. /alcule 1 desarrolle un de&anado ondulado para un motor tri%ásico de 6 polos! 36 ranuras.etermine: a. /on-ctelo en delta. 12. 2 ⋅τ.ue por capacitor de 36 ranuras 1 6 polos. La e%iciencia nominal. 9 /alcule 1 desarrolle un de&anado imbricado para un motor tri%ásico de 24 ranuras! 1(*) rpm! 6) F8! paso completo. . b.3 Problemas Propuestos: 1. /alcule 1 desarrolle un de&anado imbricado para un motor tri%ásico de 4 polos! 36 ranuras paso y = /on-ctelo para un &olta4e de l'nea de 22) E si cada bobina está dise>ada para soportar 11) E. 32 E. /alcule 1 desarrolle un de&anado imbricado para un motor tri%ásico de 6 polos! 36 ranuras paso completo. b. (.ue. /on-ctelo para un &olta4e de l'nea de 22) E! si cada bobina está dise>ada para soportar: a. c. 12.312 Y! +m L 4.23! -1 L ).)* Y! +1 = +2 L ). 1*. b. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes datos: *2 L 1* FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 342) rpm! -1 L ). Respuesta: d.393 Y! +m L 16 Y.264 Y! +m L 2.ue. La resistencia por %ase del estator es ). 16. d. I1 = 5J. +l par nominal. La corriente . +l par en el e4e. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes datos nominales: *2 L 2* FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! I2 L *1 3! M2 L 1(6) rpm! Kma+ L 2K2. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes parámetros: *2 L * FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 346) rpm! I2 L 14. La corriente nominal.14. La corriente de arran. La resistencia 1 la reactancia de cortocircuito. La corriente de arran. La e%iciencia. d. V = 0.34 Y.2*( Y.)(! -2X L ).(11! -2X L ).ue. c.)94 Y! +1 = +2X L ). 7i el desli8amiento absoluto es 1)) rpm! calcule: a. b. 7i las p-rdidas rotacionales son el 2) A de las p-rdidas totales en condiciones nominales. )M2 = 2ON W. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes parámetros: *2 L 2* FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 11() rpm! -1 L ). c. La corriente de carga. +l par de arran. La potencia de entrada. %. d. +l par má#imo.2 3! V2 L ).)9( Y! -2 L ). Las p-rdidas de cobre del estator. /alcule: a.ue. c. /alcule: a. La e%iciencia. c.13( Y. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes parámetros: *2 L 3) FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 2(* rpm! -1 L ). b. Las p-rdidas de cobre del rotor. b. +l %actor de potencia. b. 1(.P A. 7i se desprecian las p-rdidas adicionales 1 las p-rdidas rotacionales son 2)2) M! calcule para una &elocidad del rotor de 22) rpm: a.*26 Y! +m L (.162 Y! -2 L ). 7i se desprecian las p-rdidas adicionales 1 las p-rdidas rotacionales son 193) M! calcule para un desli8amiento del 2 A: a. e. La potencia electromagn-tica.342 Y! +1 = +2X L 1. c.P.ue demanda el motor. 1)) .14* Y. +l desli8amiento cr'tico.113 Y! +1 = +2H L ). 62* 126) 4 V!"ta.ue consume el motor.etermine los parámetros del circuito e.* La potencia de salida.ue consume. . 7i el par en el e4e es 2* Nm! calcule: a. c. +l %actor de potencia.( (V) 22) 22) *a. 23. Para un desli8amiento de un 3 A la corriente de carga 1 la potencia mecánica. +l par de arran.2 22) 9!-t!c5-c'5t! 112) 39. +l par má#imo utili8ando la % rmula de Jloos.2 Y! -m L 3.26 Y! +m L 9. 3 un motor tri%ásico 4aula de ardilla de: *2 L 11 JM! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 3*3) rpm! I2 L 32. In motor tri%ásico 4aula de ardilla de: *2 L 1* JM! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 3))) rpm! I2 L 42 3! tiene los siguientes parámetros del circuito e.2 3 1 1))) M. 22. a.113 Y! +1 = +2X L ). La potencia de salida. 7e tienen los siguientes datos del ensa1o de un motor tri%ásico! 4aula de ardilla de 2.ue. 2). b.2 39 La resistencia medida con corriente directa es de ). Las p-rdidas mecánicas son de 6) M. c. b.ui&alente: -1 L ).1 Y. c.ui&alente: -1 L ). La e%iciencia.)* JM! 22) E! (. b. Las p-rdidas rotacionales.1*2 Y 1 las p-rdidas mecánicas de 3)) M.164 Y. +l %actor de potencia.(-)m) ) 61. Para una carga .*2 3! tiene los siguientes parámetros del circuito e.)(6 Y! -2X L ).( (V) Vac3! 1))) 12.6 3! tiene los siguientes parámetros del circuito e.ui&alente $. b. In motor tri%ásico 4aula de ardilla de: *2 L 11 JM! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 3*3) rpm! I2 L 32.162 Y! -2H L ). 3 un motor tri%ásico 4aula de ardilla de: *2 L 11 JM! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 3*3) rpm! I2 L 32. Vac3! 9a-.ue le e#ige traba4ar a par má#imo! calcule: a.21 Y! +1 = +2X L ). La e%iciencia. /alcule: a. La potencia electromagn-tica.)2 Y! -2X L ). d.a /alcule: a.91 Y! -m L 2. 24. Nuncionando con un desli8amiento de 1)1 .32 Y! +m L 11.4 3! 34() rpm! 6) F8. La corriente .34 Y. *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) 12) 1.*2 3! se le reali8aron los ensa1os de &ac'o 1 cortocircuito! obteni-ndose: *!t(2c5a (W) 9!--5(2t( (A) V!"ta. 21.ui&alente: -1 L ).($m) ) 2 =(#"5?. 7i la &elocidad del rotor es 3*6) rpm! calcule el par en el e4e! la e%iciencia 1 el %actor de potencia.*26 Y! +m L (. c. La corriente . In motor tri%ásico 4aula de ardilla de: *2 L 1* FP! U2 L 22) E! <2 L 6) F8! M2 L 342) rpm! I2 L 3(. b.*2 3! se le reali8 el ensa1o de &ac'o a &olta4e nominal! consumiendo 12.19.11* Y! +1 = +2X L ). ue proporcione el 2) A del &olta4e nominal.L 1. La resistencia de corriente directa entre dos terminales es ). 2*. Las p-rdidas de cobre del motor.* Y a 32 [/! calcule: a. In motor tri%ásico 4aula de ardilla tiene los siguientes datos de c"apa: *.2 rpm 26.1*2 Y. /alcule la resistencia adicional a conectar en el circuito rot rico para .ue a &olta4e nominal pro&oca .1 el Ka-. La &elocidad del motor en estado estable.( 3! 1(6) rpm! 6) F8! clase B! se le conecta una carga .si se emplea un autotrans%ormador .2 K2. 3 un motor tri%ásico 4aula de ardilla de: 6.ue durante el arran. Las p-rdidas de cobre en &ac'o.4 3! V L ). La Ia-. +l par en el e4e. 9a-. 7i en el ensa1o de &ac'o aun consume 2.4 Y. b. +l m-todo de arran.ue consuma 4. La potencia electromagn-tica. d. /alcule: a. c.*3 3! disipándose una potencia de 9)) M 1 la resistencia medida entre los terminales es 2.L 1*) 3! Ka-.L 1.(* K2! Kma+ L 2 K2! < L 6) F8. La e%iciencia. La &elocidad del rotor. +l %actor de potencia.ue mas adecuado si la corriente durante el arran. c.2( Y! +ccL1.2 JM I1 L 3. d.* 3! Ka-.etermine: a.2 JM con una corriente de (. b. In motor tri%ásico de inducci n de rotor bobinado de 1* JM! 349) rpm! 22) E! 99.4 3 U! L 44) E Rc: L 2 Y L 4) [/ /alcule: a.* 3! 1(*) rpm! 6) F8! clase B! durante los ensa1os de &ac'o 1 carga! se obtu&ieron los siguientes resultados: Vac3! *! L 9)) M I! L 2. 29. 7e tiene un motor asincr nico tri%ásico! 4aula de ardilla! cu1os datos son: 12* FP! 32) E! 1(3 3! 142) rpm! *) F8! cosW L ).(3 3 U1 L 44) E 0 L 1).). 3).26! Ia-.26! cosW L ).* K2! Kma+ L 2 K2! < L 6) F8! mue&e una carga de par constante igual al par nominal. b. c.22 Y! -2^L).a *1 L 1. In motor tri%ásico de 3) FP! 1(** rpm! 44) E! 6) F8! cone#i n estrella! tiene los siguientes parámetros: -1L).L ( I2! Ka-. /alcule: 1)2 .))4 )'! la potencia consumida es 2))* M 1 la corriente de carga 13 3. La potencia de salida.L 1.2*! Ia-. In motor tri%ásico de1) JM! 1(4) rpm! 22) E! 26.(3 3.ue no debe superar los 1)) 3 1 el par de la carga es 2* Nm. /alcule: a. . 22.* JM! 44) E! 1). 2(. La potencia de salida. b. Las p-rdidas rotacionales.3 JM! 44) E! 11. 7i se necesita la corriente nominal a dos &eces la nominal. Las p-rdidas de cobre del estator.ue la &elocidad sea 344) rpm. c.ue más apropiado para . b. 33.2 K2.ue la corriente de arran.14* Y! -2X L ).L 1. b.1 Y! -2H L ).ue más adecuado si la Ia-.L 1. /alcule: a. .L * I2! debe arrancar mo&iendo una carga cu1o K L1. In motor asincr nico tri%ásico de rotor bobinado tiene los siguientes datos nominales: 1* FP! 22) E! 3(. +l par de arran. +l &alor de resistencia a conectar en el rotor! para lograr durante el arran. La resistencia adicional a conectar en la carga.ue tiene 1a L 2. .6 3! 6) F8! V L ).1 Ka-.* JM! 22) E! 19 3! 6) F8! 4 polos! debe arrancar mo&iendo una carga de K L 12 Nm. Ka-.2 ZgGm! Ka-.162 Y! -2X L ). /alcule: a. 7e conoce .ue: -1 L ).ue estrellaCdelta. La potencia electromagn-tica.ue un motor asincr nico tri%ásico de rotor bobinado! 5con los siguientes datos nominales: 2) FP! 22) E! *1 3! 6) F8! V L ). b.con arrancador por autotrans%ormador.113 Y! +1 = +2X L ). In motor tri%ásico 4aula de ardilla de 1) /E! 22) E! 26. 7i el motor gira a 11*2 rpm.con arrancador por reactor.etermine el m-todo de arran.2 3! 6) F8! K2 L 46.3 Y! si la Ia-. 31. In motor de (. b. 7e desea . b.L 1)) Nm! calcule: a.3* 02! se desea arrancar a tra&-s de un autotrans%ormador para limitar la corriente de arran. La relaci n de trans%ormaci n del autotrans%ormador.22! cosW L ).1 Y 1 . /alcule: a. In motor tri%ásico 4aula de ardilla de 1)) FP! 12) 3! 44) E! delta! Ka-. 1)3 . /alcule: a.2 Y.ue (63. b. Ia-. 32.2(! 1(6) rpm! Kma+ L 2 K26! mue&a una carga de par constante e igual al nominal! a una &elocidad de 1*)) rpm! si se conoce . La potencia de la carga.ue. +l par de arran.si se utili8a el arran.L * I2 1 el Ka-.L 6 I2! se arranca a tra&-s de un autotrans%ormador . 32.no debe superar los 36) 3.ue par má#imo.22! cosW L ). In motor tri%ásico de inducci n consume 2) JM desde una red tri%ásica.*26 Y.ue. 39.ue en el motor 1 en la l'nea. Ina bomba de agua es mo&ida por un motor de rotor bobinado de 22 JM! 1(4) rpm! traba4ando a parámetros nominales. 34. 7e desea reducir la &elocidad a 1*)) rpm. In motor tri%ásico 4aula de ardilla de: 2* FP! 11() rpm! 22) E! 63 3! Ia-.a.L 36* 3! Ka-.etermine la resistencia adicional a conectar en el rotor. Las p-rdidas del desli8amiento. Ka-.12 Y! +1 L +2H = ). 3*.ue a 4 I2. . La corriente en el instante de arran.ue sea menor . b.L 6 I2! eli4a el tipo de arran.ue -2HL). Las p-rdidas de cobre del estator 1 las p-rdidas de "ierro son de * JM en total. .e un motor tri%ásico de 22) E! se conoce . +l Ka--.L 4) ZgGm! Ia-.2 K2 1 la Ia-.L 2 K2! Ia-.ue se debe conectar para limitar la corriente de arran. +l &alor de la resistencia . La &elocidad del campo magn-tico del estator es 12)) rpm.29! 342) rpm! Kma+ L 2 K2! -1 L ). .ue &alor tendrá el Ka--. 7i el Ka-.ue -1 L ).ue el par de la carga es proporcional al cuadrado de la &elocidad.)** Y! +cc L ).ue a la mitad.etermine: a. 36. 3(. /alcule el &alor apro#imado de las p-rdidas de cobre del rotor. e.2 JM 1 la resistencia entre dos terminales del estator es ).ue traba4e en condiciones nominales.ue por el de&anado de marc"a. +%iciencia. +l par. 41. La e%iciencia. La potencia =til en FP. 46.ue .ue la potencia consumida desde la red es de () JM! la corriente es de (2 3! mientras . d. La potencia suministrada al rotor. La potencia mecánica. 7e conoce además . In motor tri%ásico de inducci n de (* FP! 44) E! tiene una e%iciencia 1 un %actor de potencia a plena carga de ). c.N a.ue le pro&o. In motor de %ase di&idida de una unidad de re%rigeraci n dom-stica %ue sometido a pruebas! obteni-ndose los siguientes resultados: *-'( a :( -!t!. e. Potencia de entrada.c. La e%iciencia. 43. b. Potencia de salida. La potencia =til si se conoce . b. %.si se conecta un capacitor de 12) Yf 1 despu-s otro en paralelo con este! de 33) Yf. L 6( Y 2) L 4 )-!t L 3( M /alcule para una &elocidad del motor de 1(1) rpm: a. e. /alcule la &elocidad sincr nica de un motor de inducci n tri%ásico! de 12 polos! si se conecta a una %uente de 6) F8. Par en el e4e. :/uál será su &elocidad para un desli8amiento de un 6 A<.23 respecti&amente.2 Y X2H L 2 Y f L 6) F8 X.ui&alentes en el arran. /alcule a cuanto &ar'a el Ka-.ue la &elocidad es 1(63 rpm.ue las p-rdidas mecánicas son 2 JM. Las p-rdidas de cobre del rotor. 4*. In motor tri%ásico de *))) FP! 6))) E! 6) F8! 12 polos! *94 rpm! se encuentra mane4ando una carga . d. /orriente por el de&anado de marc"a 1 %actor de potencia. In motor tri%ásico de (* JM! 6) F8! 4 polos! se conecta a una l'nea de 6)) E.ue: Za = 1N F .1 Y U2 L 11) E X1 L 2. In motor de %ase partida tiene los siguientes &alores de impedancias e.91 1 )."5 -(4 *! L () M 1)4 . 4).ue las p-rdidas de "ierro son 2 JM! las p-rdidas mecánicas de 1. d. /alcule la corriente nominal. 44. /orriente de arran. c.10 Zm = P F . 42. Por el m-todo de los dos Hat'metros se determina . In motor mono%ásico tiene los siguientes datos: *2 L R FP R1 L2Y R2H L 4.34 Y. /alcule: a. 3.ue: Za = 1N F . /onsidere .ue para obtener par má#imo en el arran.'(a:!4 * L 44 M U L 2( E I L 2!* 3 La resistencia del estator del de&anado m %ue medida con un puente de corriente directa a la temperatura del medio 526_ /6! obteni-ndose el &alor R1m L 3!)36 Y.ue si se utili8a un capacitor de arran. 3.ue por capacitor de 2*) M! 12) E! 6) F8T tiene las siguientes constantes para los de&anados de marc"a 1 arran. In motor de arran.e&anado de marc"a: Z m = 4.ue por capacitor tiene los siguientes &alores de impedancias e. In motor mono%ásico de arran.* + .ue con una capacitancia igual a 12) bN! calcule en cuanto &ar'a el momento de arran.N Z 7i el motor trae de %ábrica un capacitor de arran.ue de 4*) bN.I! L 2!11 3 D! L 3**2 rKmin U! L 11) E *-'( a :( -!t!."!.ue la temperatura de operaci n es de 2*_ /.6° Z a = 9.10 Z Zm = P F . se conoce . 4(.ue el motor es de dos polos. /alcule los parámetros del motor re%eridos al de&anado m! empleando el m-todo riguroso.ue: +ncuentre el &alor del capacitor de arran.ue.* + . 42.e&anado de arran.22 O 39. • • . a. 1)* .ui&alentes en el arran.( Ω = *.ue.* Ω . >2 2!-mat5&a I%9 7J Q 14 Contenido del tra&a/o: 1)6 .'( :( ( t-a(. 2.uirido.uema de cone#i n! se identi%icarán 1 se conectarán los terminales del de&anado. 3 partir de los datos de c"apa de un motor 1 su es. 1. +ntre las partes básicas de una má. $ambi-n con%orman la má. Identi%icar 1 conectar de&anados del estator de motores asincr nicos.ue mediante ella el motor se su4eta a los cimientos! el &entilador para el en%riamiento de la má.&/eti0os: 1. 1undamentos teóricos: +l principio de %uncionamiento de una má.4 Prácticas de Laboratorio: )ráctica *o. A c!2t52'ac562 #( -("ac5!2a "a 52f!-mac562 . 2.ue el estator! este tiene un n=cleo constituido por láminas de material %erromagn-tico! en el caso de rotor bobinado es un enrollado distribuido a lo largo del n=cleo 1 conectado en estrella. 9tra de las partes es el rotor! el cual puede ser de tipo bobinado o 4aula de ardilla. Interpretar los datos de c"apa de los motores asincr nicos.3.uina asincr nica los escudos! la carcasa! .uina está basado en la interacci n electromagn-tica entre el campo magn-tico giratorio creado por los de&anados en el n=cleo del estator! 1 las corrientes inducidas en el de&anado del rotor cuando sus conductores son cortados por el campo giratorio. 7e leerán e interpretarán los datos de c"apa! e#plicando el signi%icado de cada uno de ellos. 1: Cone-ión de motores asincrónicos."a cIa)a :( '2 m!t!. 7i %uera tipo 4aula! presenta &arias barras de aluminio o cobre alo4adas en las ranuras del n=cleo! separadas entre s' 1 cortocircuitadas en sus e#tremos. #(.uina asincr nica se encuentra el estator! el cual está %ormado por el de&anado 1 el n=cleo! constituido este =ltimo por láminas de material %erromagn-tico! 1 ellos son los encargados de crear el campo magn-tico giratorio.uina! rodamientos alo4ados en el e4e del rotor 1 la ca4a de cone#iones.:( 52:'cc562. Los datos de c"apa son mu1 importantes pues estos suministran las principales indicaciones relati&as al motor! esta in%ormaci n es mu1 &aliosa 1 garanti8a la correcta e#plotaci n del mismo al ser ad. . 3l igual . 4. Eolta4e primario 5&olta4e de la red6. Norma: el s'mbolo 1 el n=mero de la norma con las cuales el motor cumple. Nombre del %abricante. 7e determinan los principios 5U. /orriente nominal del rotor 5corriente en caso de ser bobinado6. Cone3ión estrella7delta: 1. 14. Nrecuencia en F8. Por e4emplo! la &elocidad con el n=mero de polos por la e#presi n $= 6) ⋅ f ! 1a estudiadas en clases! as' como el tama>o de la carca8a ) depende de la potencia nominal 1 la &elocidad! a ma1or potencia ma1or tama>o a ma1or &elocidad menor tama>o. 6. 8!# m!t!-(# a#52c-625c!# )-(#(2ta2 &a-5a# f!-ma# :( c!2(cta-#(. 7i el motor presenta seis terminales estamos en presencia de la cone#i n estrellaCdelta ! por el contrario si los terminales son nue&e la cone#i n puede ser estrellaCestrellaKestrella. *. Los datos . 7erie 1 n=mero del %abricante. (. 1*. C.6. 1).1. Eelocidad nominal en RP0 5&alor apro#imado a potencia nominal6. Potencia nominal 5FP! JH6.uiera 1 se denomina A 1 se designa uno de sus terminales como U 1 el otro como X. 9. a libre elecci nT entonces de los cuatro terminales se 1)( . Isando la lámpara de prueba se identi%ican los dos terminales de cada bobina! se contin=a el procedimiento "asta separar entre s' las tres bobinas. W6 1 los %inales 5X. Identificación de terminales: La identi%icaci n de terminales es mu1 importante para una correcta cone#i n 1 %uncionamiento del motor al este "aber perdido la cone#i n o al repararlo. 2. \rado de protecci n 5IP23! IP24! etc. Nombre o tipo del motor 5rotor bobinado o 4aula de ardilla6. 3>o de %abricaci n. 3. N=mero de %ases 5mono%ásico o tri%ásico6. 13. $ipo de r-gimen 5puede ser omitido si es continuo! en caso de ser peri dico debe aparecer6. 2. N=mero de pares de polos. 11. 3s' mismo! la cone#i n elegida determina la tensi n de traba4o 1 la corriente nominal. Eolta4e secundario 5&olta4e del rotor en caso de ser bobinado6. Z6! se escoge una bobina cual.ue aparecen en la c"apa! están relacionados con las caracter'sticas constructi&as del motor. /one#i n 5puede ser delta o estrella! serie o paralelo6. 16. V. 1(. +l grado de protecci n indica como está construida la carca8a para resistir la intemperie. 12. La tensi n nominal está relacionada con el n=mero de &ueltas de la bobina del de&anado pues la N+0 depende directamente del n=mero de &ueltas. /orriente nominal del estator 5corriente a potencia nominal6. 2. /one#i n: estrella C estrellaKestrella para &olta4es de 44) E 1 22) E. )(-! "a# mB# '#'a"(# #!24 • • /one#i n: estrella C delta para &olta4es de 32) E 1 22) E. (m)"!4 7GN6! será la .uedan sin conectar sea apro#imadamente 1. Cone3ión estrella7estrella8estrella: 1.ue e#iste con las caracter'sticas constructi&as de la má. T2cnica operatoria: =( ac'(-:! a "! (+)"5ca:! (2 "!# f'2:am(2t!# t(6-5c!#. 7i se desea reali8ar la cone#i n del motor en estrella! se unen los tres terminales 1 se alimentan los principios o &ice&ersa. Para esto se conecta una %uente de corriente directa entre dos terminales de la estrella .ue pertenece a la misma %ase de la bobina donde no está conectada la %uente de corriente directa en la estrella interior 5(2 (#t( ca#! #(-3a O6.(m)"! (2t-(4 P y O6.uelas por: 1)2 . Para esto se conecta la %uente de corriente directa entre dos terminales de la estrella interna 5(. +l alumno deberá interpretar los datos de la c"apa cu1o n=mero aparece en la tar4eta . 7GN6 de dos en dos! el motor pertenece a la cone#i n antes se>alada. 3. Para las demás %ases el procedimiento es el mismo. Isando la lámpara de prueba se identi%ican los terminales.ue está cerrada en el interior del motor . Los dos terminales libres serán V 1 W 1 sus correspondientes %inales C 1 Z .ue la tensi n medida entre los dos terminales . 7e determina la polaridad de las semibobinas independientes. 3s' se determinan las demás %ases.ue se le o%rece a seleccionar 1 lo e#plicará al pro%esor. 2.(m)"!4 1GJ. Luego se aplica una tensi n . Luego de conectado deberá a&isar al pro%esor para la re&isi n 1 prueba en &ac'o. 7i tres terminales dan continuidad entre s' 5(.uina. Informe: %" 52f!-m( #(-B !-a" y #( a#a-B (24 • • • 1.ue se cierra interiormente 5(.ue debe identi%icar sus terminales 1 de acuerdo con ella identi%icará 1 conectará los mismos.ue componen el motor de inducci n 1 clasi%'.* &eces la tensi n aplicada entre U 1 X. La semibobina donde menos N+0 inducida apare8ca 5(.ue llamaremos %ase 6 1 los dos restantes se denominan W 1 Z! perteneciendo a la %ase C. 7e determinan las semibobinas de la estrella . 2G5. +l alumno leerá las c"apa de los motores a los . O6 1 los restantes seis 5(.'( )(-t(2(c( a O6! si el positi&o de la %uente de corriente directa está en O 1 el positi&o del &olt'metro en N 1 el &olt'metro indica positi&o! entonces N es borne "om nimo con O! si el &olt'metro indica "acia el negati&o entonces 7 es "om nimo de O. +#plicaci n de la relaci n entre los datos de c"apa 1 la cone#i n del motor. "a )-Bct5ca (#tB :5&5:5:a (2 :!# )a-t(# -("ac5!2a:a#4 1.(m)"!4 L. 2. P. +#plicaci n de los datos de c"apa le'dos! su signi%icado práctico 1 la relaci n .(m)"! 7GN . Para conectarlo en delta se unen principios 1 %inales 1 se alimentan los principios.ue puede estar entre 2) 1 11) E a los terminales U 1 X de la %ase A! a continuaci n se prueba uniendo el terminal X con un terminal de la %ase 6 1 otro de la C "asta .(m)"! (2t-(4 L y P6 1 se mide la N+0 inducida en cada una de las semibobinas independientes.ue pertenece a la misma %ase de las semibobinas .toman dos de una misma bobina 1 se denominan V 1 C ! perteneciendo a la . )re'untas de control de la autopreparación: +numere las partes . Resultados prácticos de la identi%icaci n de terminales. 3.ue no están cerradas.ue . 7e mide la polaridad de la N+0 inducida en la semibobina de la misma %ase 5(. 7e calcularán los de&anados seleccionados. 2. 7e leerán 1 se interpretarán los datos de c"apa de los estatores 1 se tomarán los datos constructi&os rele&antes para el de&anado. :.&/eti0os: +nrollar de&anados de corriente alterna. 3s' mismo! la cone#i n elegida determina la tensi n de traba4o 1 la corriente nominal.sucederá si un motor .e .depende el es.%unci n tienen los de&anados del motor<.uema de cone#i n de un motor<. • • • • Eelocidad nominal.u. La %unci n del de&anado de una má.instrumentos 1 e. Por e4emplo! la &elocidad con el n=mero de polos por la e#presi n: $= 6) ⋅ f ! 1a estudiada en claseT as' mismo el tama>o de la carcasa ) depende de la potencia nominal 1 la &elocidad! a ma1or potencia! ma1or tama>o 1 a ma1or &elocidad! menor tama>o.u. :. 1)9 . Contenido del tra&a/o: 1. :. )ráctica *o. 7e colocarán bobinas en el estator seg=n los cálculos reali8ados 1 se colocarán sus terminales de acuerdo a la c"apa. Los datos .u. *.ue aparecen en la c"apa! están relacionados con las caracter'sticas constructi&as del motor. 2: De0anados de corriente alterna. :. /orriente nominal.u.signi%icado tienen los siguientes datos de c"apa<.uipos "acen %alta para identi%icar los terminales de un motor cu1as marcas se "an perdido<. 4.ue traba4a en estrella a 32) E! se conecta en delta para la misma tensi n<. Los de&anados se clasi%ican seg=n su construcci n en: • . 3.• • 2. Potencia nominal. La posici n .ue 4uegan en la con&ersi n de energ'a.u. +l papel . 3. .uina asincr nica! es crear el %lu4o giratorio al circular la corriente por -l. Nrecuencia nominal. 1undamentos teóricos: +l principio de %uncionamiento está basado en la interacci n electromagn-tica entre el campo magn-tico giratorio creado por los de&anados 1 el n=cleo del estator! 1 las corrientes inducidas en el de&anado del rotor cuando sus conductores son cortados por el campo giratorio. 6.ue ocupan en el motor.e&anados imbricados. :. La tensi n nominal está relacionada con el n=mero de &ueltas de las bobinas del de&anado pues la N+0 depende directamente del n=mero de &ueltas. Para reali8ar el de&anado se debe calcular el mismo de acuerdo a los datos de c"apa 1 el n=mero de ranuras del estator. Los de&anados de doble capa tienen las &enta4as de .'5.uina.ue por capacitor! un tercio de las ranuras corresponden al de&anado de arran.ue tienen muc"os e4emplos de cálculo de de&anados de doble 1 simple capa.: ranuras por polos por %ase.ue generalmente se asumirá .ue 1 dos tercios al de traba4o! cuando el motor es de capacitor permanente! las ranuras se reparten igualmente entre ambos de&anados! esto se "ace para apro&ec"ar me4or el "ierro de la má.= 2 )m y = β⋅t +n los de&anados mono%ásicos! las ranuras se distribu1en entre el de&anado de arran. 8!# )a#!# a #(.ue 1 el de&anado de traba4o! generalmente cuando el motor es de %ase partida o arran. [: paso relati&o.uier n=mero de dientes! esto amortigua los arm nicos superiores de %em 1 N00! as' como disminu1e el gasto de conductores. 3 pesar de ello son mu1 usados en má. 11) .uinas mono%ásicas. ): pares de polos.#!24 • • Paso polar: Ranuras por polos por %ase: t= • Paso de la bobina : =!2:(4 .ue los de&anados imbricados son de doble capa. $omar todos los datos necesarios para el de&anado! tanto los de c"apa como los constructi&os. 7us des&enta4as son la di%icultad de insertar las =ltimas bobinas 1 la necesidad de le&antar las bobinas de paso entero durante la labor de enrollado.e&anados ondulados .• • .ue toman las partes %rontales.ue e#isten de&anados imbricados de simple capa! aun.ue es posible reducir el paso en cual.ue %acilita la mecani8aci n de esta labor! pero las bobinas tienen di%erentes tama>os! e#igiendo un molde especial en su construcci n! además no se puede acortar el paso 1 para determinado n=mero de ranuras por polo por %ase son imposibles de reali8ar cuando la má. +ntre estos =ltimos el n=mero de dientes 1 la longitud del entre"ierro. Los de&anados pueden ser de simple o doble capa! seg=n compartan o no las bobinas una misma ranura. Los de&anados conc-ntricos son de simple capa 1 los imbricados 1 ondulados son generalmente de doble capa! 1a . Los de&anados de simple capa! tienen la &enta4a de poder colocarse de %orma %ácil en el estator! lo .uina es de dos polos! por la %orma . m: n=mero de %ase del estator. 3l poseer todas las bobinas las mismas %ormas 1 dimensiones! esto simpli%ica la construcci n de los de&anados 1 las partes %rontales del mismo.ue se recomienda! en especial los te#tos de EoldeZ 1 Jostenco! .(2 (" (2-!""a:! :( "!# m!t!-(# #!24 1. 8!# :5f(-(2t(# )a-Bm(t-!# a ca"c'"a. . ? 2) ? . +l alumno debe re&isar la bibliogra%'a .: n=mero de ranuras del estator.e&anados conc-ntricos. 4.ue le o%recerá a escoger el pro%esor! en la . :. /onectar las bobinas de acuerdo a la tensi n de traba4o 1 la cone#i n deseada.ue depende esto<.ue e#iste con las caracter'sticas constructi&as del de&anado de la má. /omprobar las cone#iones reali8adas. 111 . 7e deben anotar los datos de c"apa 1 constructi&os rele&antes para reali8ar el cálculo del de&anado 1 los resultados de cálculos para mostrarlos al pro%esor. 2. )re'untas de control de la autopreparación: :. Ina &e8 reali8ados los cálculos se deben colocar correctamente las bobinas en el estator 1 al colocarlas todas! se deben entrela8ar los terminales de estas! simulando de esta %orma la cone#i n! la .depende el es.&enta4as 1 des&enta4as tienen los de&anados de doble capa<.u.datos son necesarios para calcular un de&anado<.pasos se deben seguir durante el enrollado<. +#plicaci n de los datos de c"apa le'dos! los datos necesarios para reali8ar el de&anado! su signi%icado práctico 1 la relaci n .ue se "an tomado 1 los .ue debe corresponder con los datos . :/ mo se distribu1en las ranuras en los de&anados mono%ásicos 1 de . *. 6.2. :.esarrollar el de&anado! seg=n el tipo empleado! sea imbricado! ondulado o conc-ntrico. *. Informe: %" 52f!-m( #(-B !-a" a2t( (" )-!f(#!.ue aparecen el n=mero del estator seleccionado 1 las tensiones . /alcular los parámetros principales del de&anado: paso 1 ranuras por polo 1 por %ase.ue seleccione en la tar4eta . T2cnica operatoria: +l alumno debe reali8ar los de&anados . :.%unci n tienen los de&anados del motor<. :. 6. .&enta4as 1 des&enta4as tienen los de&anados de simple capa<.u.u.ue aparecen en la tar4eta seleccionada. (.uina. :.u.ue soportan las bobinas! as' como el tipo de de&anado a desarrollar.u.e . 4.u.y #( a#a-B (2 4 • • • 1. 3. 3. /onstruir 1 colocar las bobinas seg=n los cálculos reali8ados. Resultados prácticos del enrollado del estator. +#plicaci n de la relaci n entre los datos de c"apa 1 la cone#i n del motor.uema de cone#i n de un motor<. 1undamentos teóricos: 3 las má. +l ensa1o de &ac'o se reali8a con el motor desacoplado de la carga 1 alimentando sus terminales con una %uente de &olta4e tri%ásica &ariable! esto se reali8a con el ob4eti&o de separar las p-rdidas mecánicas de las de "ierro! a tra&-s de un procedimiento matemático de e#trapolaci n. 3: 3nsa5o al motor asincrónico para la determinación del circuito equi0alente.uinas de corriente alterna se le e%ect=an una serie de pruebas para determinar sus parámetros! los cuales con%orman los circuitos e. +n esta prueba se toman di%erentes mediciones de &olta4e de &ac'o 5V!6! corriente de &aci 5I!6 1 potencia de &aci 5*!6! siendo importante obtener el punto .uina. . Reali8ar la prueba de cortocircuito. 0edici n de la resistencia de corriente directa. /ortocircuito.)ráctica *o.eterminar los parámetros del circuito e. Reali8ar el ensa1o de &ac'o a la má. 0edir la resistencia de corriente directa del estator. 112 .ui&alente del motor asincr nico se determinan e#perimentalmente a partir de la reali8aci n de los siguientes ensa1os: • • • Eac'o.ui&alentes T 1 8! estos %acilitan el estudio 1 análisis de las caracter'sticas de %uncionamiento de las mismas como son: potencia de entrada 1 salida! e%iciencia! %actor de potencia! etc. Contenido del tra&a/o: 1.&/eti0os: . Los parámetros del circuito e. 2.ui&alente de un motor asincr nico 4aula de ardilla! a partir de los ensa1os de &aci ! cortocircuito 1 medici n de Rc:.ue corresponde al &olta4e nominal 5V26. 3. ue la corriente aplicada a los de&anados sea el 2) A de la nominal apro#imadamente 1 se determinará la resistencia entre las %ases A/! /9 1 9A 1 se promediarán sus &alores.ui&alente a tra&-s de las siguientes e#presiones: ′ = Rc: Rc: -1 = -) = ′ Rc: 2 234. -1: resistencia por %ase del de&anado del estator. 0ontar el es. 113 . X1: reactancia de dispersi n del estator. Xm: reactancia de la rama magneti8ante. 0ontar es. X2\: reactancia de dispersi n del rotor re%erida al estator. Tam : temperatura medida durante el ensa1o.ue la misma sea determinada mediante el m-todo del &olt'metroCamper'metro de corriente directa. I!2: corriente de &ac'o a &olta4e nominal. Rc:c: resistencia de corriente directa corregida a la temperatura de traba4o.+l ensa1o de cortocircuito se reali8a con los terminales del rotor en cortocircuito 1 con el mismo trancado. *!2: potencia de &ac'o a &olta4e nominal.2* U2 1 comen8ar a disminuir e ir tomando las mediciones de *!! I! 1 V!. T2cnica operatoria: 1. 7e determina la resistencia como la relaci n entre las lecturas del &olt'metro 1 el amper'metro! teniendo en cuenta . 7e alimenta el motor con una %uente tri%ásica de &olta4e &ariable 1 se comien8a a subir la tensi n "asta . Z!: impedancia de &ac'o. +ntonces se mide el &olta4e aplicado 5Vcc6 1 la potencia consumida 5*cc6. 3. $omar los datos de c"apa del motor a ensa1ar. /on estas mediciones se procede al cálculo de los parámetros del circuito e.uema de la prueba de cortocircuito! ele&ar la tensi n "asta .* + Tam *!2 − ) m(c 2 3⋅ I) ⋅2 -m = -) − -1 =!2:(4 Ta5#": temperatura de la clase de aislamiento. X!: reactancia de &ac'o.ue la corriente consumida por el motor sea la nominal 5I26.* + Ta5#" 234. -2\: resistencia del rotor re%erida al estator. -0: resistencia de &ac'o. Xcc: reactancia de cortocircuito. Zcc: impedancia de cortocircuito. 2. Para la medici n de la resistencia de corriente directa 5Rc:6! e#isten &arios m-todos como son: el empleo de o"mi metros o a tra&-s de %uentes de medici n! pero se recomienda .uema de la prueba de &ac'o! arrancar el motor! subir la tensi n "asta 1. )m(c: p-rdidas mecánicas. -cc: resistencia de cortocircuito.ue la corriente sea la nominal 1 medir *c( ! Ic( 1 Vc(. -m: resistencia de la rama magneti8ante. 3. :/on . .eterminar los parámetros del circuito e. 2.atos de c"apa del motor.ob4eti&o se lle&an a cabo las pruebas de &ac'o 1 cortocircuito<. /alcular para 02: *1 ! *2 ! X ! c!# W ! I1! K ! *(m 1 las p-rdidas.ue la corriente sea apro#imadamente el 2) A de la nominal 1 medir Vc: e Ic:. :+n .uema para la medici n de Rc: ! ele&ar la tensi n "asta . :/ mo se mide la resistencia de corriente directa de la má. Informe: 1.consiste la prueba de cortocircuito<. . . 3. *. 4. 2.u.uina<.4. 114 . :+n . 4. )re'untas de control de la autopreparación: 1.ui&alente T.u. Nota: 3l reali8ar los ensa1os se deben tener en cuenta! seg=n los datos nominales del motor a ensa1ar! las caracter'sticas de los instrumentos de medici n a utili8ar. 0ontar el es. 6.consiste la prueba de &ac'o<. Resultados de los ensa1os. 9btener la p-rdida mecánica.eterminar Iam! Kam ! Kma+ 1 0m.u. '5(2t(# (+)-(#5!2(#4 η= *2 *1 11* . La potencia de entrada 5*16 se obtiene a partir del m-todo de los dos Hatt'metros! 1 además debe medirse la corriente consumida 5I16. 7e puede construir seg=n los datos de cálculo! seg=n el dise>o del motor o a partir de ensa1os! e#isten m-todos los cuales son reconocidos por las normas nacionales e internacionales . 1undamentos teóricos: 3 la &ariaci n de la potencia 5*16! la corriente 5I16! el par 5K6! la e%iciencia 5X6 1 el %actor de potencia 5c!# W6 con respecto a la potencia de salida 5*26! as' como al par con relaci n al desli8amiento 506! se le llama caracter'stica de operaci n del motor asincr nico. *2 = K ⋅ ω La medici n de &elocidad puede reali8arse indirectamente! a partir de la determinaci n del desli8amiento por el m-todo del estroboscopio.&/eti0os: 9btener e#perimentalmente por di%erentes m-todos! las caracter'sticas de %uncionamiento del motor asincr nico tri%ásico.:( "a# #5. 2 todo del freno: +ste m-todo consiste en medir el par en el e4e 5K6 1 la &elocidad 5d6! obteniendo as' la potencia de salida. +stas caracter'sticas permiten obtener los parámetros %undamentales . .entro de los m-todos recomendados por esta norma se encuentra el m-todo del %reno 1 el de separaci n de p-rdidas. . 2.ue e#isten en el mundo.ue determinan el r-gimen de traba4o de un motor para di%erentes cargas. Contenido del tra&a/o: 1. 9btener las caracter'sticas de operaci n a partir del m-todo de %reno 1 separaci n de p-rdidas. ": Características del motor asincrónico trifásico.)ráctica *o. 8!# )a-Bm(t-!# :( f'2c5!2am5(2t! #( ! t5(2(2 a )a-t5. Reali8ar el ensa1o con carga &ariable del motor asincr nico. esli8amiento 506. .* + Ta5#" ) ( 234. • • La prueba de &ac'o se reali8a con el motor desacoplado de su carga! se aplica &olta4e nominal 5 V26! se mide la potencia de &ac'o 5*!6 1 la corriente de &ac'o 5I!6. La resistencia de corriente directa 5Rc:6 se mide entre dos terminales del estator por el m-todo del &olt'metroVamper'metro de corriente directa! siendo Rc: = Vc: .ue depende de la clase de aislamiento: ′ = Rc: ⋅ Rc: ( 234.* + Tam ) La prueba con carga se reali8a con el motor traba4ando acoplado a la carga! 1 en la misma se miden las siguientes magnitudes: • • • Potencia de entrada 5*!6. /orriente de l'nea 5I16. /on las magnitudes medidas para cada punto de carga se procede al cálculo de los parámetros de %uncionamiento: *2 = *1 − ( ) M1 + ) -!t + ) c' 2 + ) a: ) =!2:(: ) M1 = 3 2 ′ ⋅ I 1 ⋅ Rc: 2 2 2 ′ ⋅ I ) ⋅ Rc: 3 ) -!t = *) − 116 . 0edici n de Rc:.eben obtenerse los &alores de Rc: de las %ases A/! /9 1 9AT 1 promediarse: I c: Rc: = Rc: ( A/ ) + Rc: ( /9 ) + Rc: ( 9A) 3 La resistencias deben ser corregidas a la temperatura de traba4o! lo . Prueba con carga. .cos ϕ = 0= *1 3 ⋅ U ⋅ I1 0 -)m $# ω = (1 − 0 ) ⋅ ω # 2 todo de se#aración de # rdidas: La obtenci n de las caracter'sticas a partir de este m-todo es posible con la reali8aci n de los siguientes ensa1os: • Prueba de &ac'o. 4. :.se de%ine como caracter'stica de %uncionamiento de un motor asincr nico<. 2. $omar los datos de c"apa del motor. 4. )re'untas de control de la autopreparación: 11( .uema se medici n utili8ados. :/uáles m-todos e#isten para determinar las caracter'sticas de %uncionamiento<.))* ⋅ *2 ⋅ I 2 K = *2 ω 6) f ⋅ (1 − 0 ) ) 2 =!2:(4 ω= T2cnica operatoria: 1.) M 2 = 0 ⋅ *(m =!2:(4 *(m = *1 − ( ) M1 + ) -!t ) I1 *a: = ). 3. Reali8ar los ensa1os con carga &ariable. Informe: +sta práctica %orma parte de la tarea e#traclase 1 deben aparecer en el in%orme los siguientes aspectos: 1. Resultados de los ensa1os. 2. +s.ensa1os se reali8an para obtener las caracter'sticas de %uncionamiento<. . 4.u. 1. 3. 0edir la resistencia de corriente directa.u. :. Resultados grá%icos 1 anal'ticos utili8ando ambos m-todos! de las relaciones: *1 = f ( *2 ) I 1 = f ( *2 ) K = f ( *2 ) cos ϕ = f ( *2 ) η = f ( *2 ) K = f (0) *. 2. 3. Reali8ar el ensa1o de &ac'o a &olta4e nominal. /omparaci n de ambos m-todos. :/ mo se reali8a la medici n del desli8amiento<.atos de c"apa del motor. ue directo: es el más sencillo! pues el motor con rotor de 4aula se conecta directo a la red el-ctrica al &olta4e nominal del enrollado del estator! en este tipo de arran.ue. 3.uinas asincr nicas.)ráctica *o. Reali8ar el arran.ue el par resisti&o presente en el e4e debido al mecanismo de acoplamiento de la transmisi n.ue dependen de la capacidad de la potencia del circuito.ue la corriente de arran.ue 1 la corriente de arran.'( #( (2c'(2t-a24 +l arran.ue de las má.&/eti0os: 3nali8ar los di%erentes m-todos de arran. Por otra parte! la intensidad de la corriente de arran.ue de los motores de inducci n están relacionados con las magnitudes del par de arran. =(2t-! :( "!# t5)!# :( a--a2.6! se re. 1undamentos teóricos: Los problemas principales .ue debe ser reducida.ue en un circuito dado no debe e#ceder de ciertos l'mites . .ue la &elocidad del rotor de un motor aumente a partir del arran.ue estrellaCdelta de un motor asincr nico. Para .ue! el par de arran.ue es de cuatro a siete &eces la corriente nominal. 2.ue! igual al par nominal e incluso ma1or. Contenido del tra&a/o: 1.ue directo de un motor asincr nico.ue por reactancia de un motor asincr nico. 4: rranque de motores asincrónicos de /aula de ardilla. +n el caso de los motores grandes 1 de circuitos de ba4a potencia! la magnitud de la corriente de arran. Reali8ar el arran.uiere un considerable par de arran. Reali8ar el arran.ue desarrollado por el motor debe ser ma1or .ue presenta el arran. +n muc"os casos 5por e4emplo! la puesta de molinos! trituradores! compresores! etc. 112 . ue la magnitud del par de arran.ue s lo es admisible en casos en . /omparando este arran.= = ka 2 K a-.ue del circuito disminu1e! siendo muc"o menor .ue la corriente de arran.ue del motor! el enrollado del estator se conecta en estrella 1 cuando alcan8a la &elocidad normal de rotaci n se conmuta la delta! desconectándose la estrella.R 2 +l arran.ue! .ue permiten el arran.ue directo. +ste arran.ue! la corriente de arran.ue de los motores con rotor de 4aula! 1a .ue por autotrans%ormador: como su nombre lo indica se le aplica &olta4e reducido al motor a tra&-s de un autotrans%ormador.ue la magnitud del par de arran.= I a-.ue reacti&o este s lo es admisible en casos en . 3l igual .ue 1 act=en sobre el enrollado 1 los enrollados! admitan el arran.ue reacti&o: el motor recibe alimentaci n a tra&-s de un reactor tri%ásico conectado en el circuito del estator! estos reactores limitan la magnitud de la corriente de arran.ue con el arran. K a-.ue los sistemas energ-ticos actuales por lo general poseen una potencia tal .ue la obtenida con la cone#i n directa.ue disminu1e tres &eces! al igual .ue directo de los motores asincr nicos.ue directo! el momento de arran.R I a-. K a-. La des&enta4a de este procedimiento consiste en .ue! los es%uer8os electrodinámicos .ue estrellaCdelta: 7e utili8a en los casos en .ue! el circuito del motor se rompe debido al surgimiento de sobre&olta4es de conmutaciones.ue surgen durante el arran.ue durante las conmutaciones de arran.ue es proporcional al cuadrado del &olta4e en los terminales del enrollado del estator! o al cuadrado de la corriente de arran.ue es el procedimiento normal de arran.ueT se conecta un primer interruptor 1 cuando alcan8a la &elocidad nominal se conecta un segundo interruptor el cual s"untea el reactor! a consecuencia de esto! al motor se le aplica el &olta4e normal de la red.ue en el arran.ue en la red.= = ka 2 I a-. +ste m-todo de arran.urante el arran. /uando se emplea un autotrans%ormador para el arran.ue los seis terminales del enrollado del estator son accesibles 1 el motor traba4a normalmente con el enrollado del estator en delta.ue no sea esencial! debido a . 9tro tipo de arran.ue se e%ect=a cuando e#iste ca'da de &olta4e en la red! 1 no es posible el arran. 119 .= 2 = K a-.ue del motor.ue no sea esencial! pues es proporcional al cuadrado del &olta4e. +l arran.$odos los motores asincr nicos modernos con rotor de 4aula se dise>an de %orma tal .ue directo es: a &olta4e reducido.AT I a-. .AT V2 = Va-ka +l arran. = 2 = k AT I a-.2K 2 =K R a- 2 1.= 2 = k AT I a-.AT K a-.5 U* = 55O5 M K2 = *2 **9*M = = 3).AT I a-.* FP! 22) E! 19 3! 6) F8! 4 polos! 1(*) rpm! debe arrancar mo&iendo una carga de una estera conductora cu1o par estático es de 12 Nm.= 3 K a-.= 2 = k AT K a-.AT 4 I 2 12) .*3 ⋅ 3).C 1 = K a-.* $m Wc 2π ⋅ (1(*)) 6 A--a2.= 6 K2 I2 Ka--= = 1.2 K 2 = ).R = 2 1.(.AT 1.> K(#t c I U* = LJN M ] L.I a-.(m)"!4 In motor de (.ue en un motor determinado! se tiene en cuenta la carga a mo&er! los re.a't!t-a2#f!-ma:!-4 I a-.= I R = K R ⇒ 4I a- a-. 2 K a-.C 1 = I a-.* = 16.= 6I 2 K a-.= 3 Para seleccionar un arran.'( -(act5&!4 I a-.ue 1 ca'da de tensi n. A--a2.2 K 2 6I = 2 K a-.2 K2 Ia--= G NI2 ≠ J I2 ] $! #( :( ( 't5"5?a-.'( )!. 05 K a-I = 1.'( :5-(ct!4 Ka-.2 $m 2. *!.2* A--a2.2 y a-.= 2 = k AT K a-.uerimientos de par estático! corriente de arran.AT K a-. 2K 2 K a-.urante los procesos transitorios en los de&anados de las má.ue elegido por el pro%esor.ue surgen a consecuencia de las a&er'as! pueden citarse los cortocircuitos repentinos sim-tricos 1 asim-tricos de las má. :/ mo se reali8a el arran. /omparar resultados 1 llegar a conclusiones.ue ocurren en un motor asincr nico 4aula de ardilla. 3.uinas. :/uál es el ob4eti&o de los di%erentes m-todos de arran.uinas pueden aparecer corrientes &arias &eces superiores a las nominales. .ue estrellaCdelta<. 6: )rocesos transitorios en máquinas de corriente alterna 7asincrónicas8. . 2.'( )!.k AT = 6 = 1. 0ida la corriente de arran. 1undamentos teóricos: 3l conectar el motor a la red! en sus de&anados se engendran instantáneamente corrientes .ue se mani%iestan durante los cortocircuitos en las redes el-ctricas o en los de&anados de las má. +s. 2.ue<. :/ mo se reali8a el arran. . Informe: )re'untas de control de la autopreparación: )ráctica *o. 3.a't!t-a2#f!-ma:!T2cnica operatoria: 1. 1. Contenido del tra&a/o: 7imular en P7I los procesos transitorios .ue 1 el par de arran.< K a--AT = ).uinas el-ctricas.ui&alente del motor asincr nico. 1.ue determinan tambi-n la aparici n instantánea de un momento electromagn-tico! al mismo tiempo las magnitudes de las corrientes 1 del momento pueden calcularse &ali-ndose de las % rmulas correspondientes al es.ue las de r-gimen 121 . 2.4 $m ∴ 0( #("(cc5!2a a--a2. +l momento 1 las %uer8as electromagn-ticas tambi-n pueden resultar muc"o ma1ores . +llos surgen a ra'8 del cambio de tensiones de las redes el-ctricas! de las resistencias de los de&anados o de la carga del momento e#terior de rotaci n aplicado al árbol.* $m = 24. Los procesos transitorios pueden estar &inculados con los cambios de la carga! as' como los cambios bruscos de la tensi n 1 de las resistencias! .ue por reactancia<. /omo e4emplo de procesos transitorios .2 ⋅ 3). Los procesos transitorios tienen lugar cuando se pasa de un r-gimen establecido a otro.ue para cada caso.AT = ).esarrolle el arran.uemas utili8ados 1 mediciones.&/eti0os: 9bser&ar el comportamiento de un motor asincr nico 4aula de ardilla durante el proceso transitorio ocurrido por una perturbaci n determinada. Lea los datos de c"apa.22 4 K a-.uema e. uina asincr nica.nominal. y6! es necesario tener en cuenta una serie de suposiciones respecto a la má.ue &ar'an en %orma sinusoidal son sustituidas por magnitudes constantes.S f#y / ^-H F 1.ue se tienen en cuenta para obtener el modelo bi%ásico simpli%icado de una má.uinas de corriente alterna 5asincr nicas6./ (1# S ^-H ) S f-y G # S f-+ • /álculo de los %lu4os 5W#6.S f-y / ^#H :f-+ = 1. .uina generali8ada bi%ásica./ 1# S (1 / ^-H ) S f-+ F # S f-y :f-y = 1. /on esto! las &ariables reales de la má. 122 .uina se puede considerar constante.uina .S f#+ / ^-H F 1.uinas deben soportar sin deterioros los procesos transitorios esperados.-')!#4 +lectromagn-ticos: a. +lectromecánicos: los procesos transitorios relacionados con cambios considerables de la &elocidad 1 de la energ'a cin-tica de las partes giratorias de las má. Las má.'( :(#c-5 (2 (" c!m)!-tam5(2t! :(" m!t!. 7imetr'a total de los de&anados del motor.u' consideraremos s lo los elementos más importantes de la misma! con aplicaci n a las má.uellos procesos transitorios en el transcurso de los cuales la &elocidad de rotaci n de la má. 3. :f#+ = &#+ G f#+ / ^#H F f#y F 1.istribuci n "omog-nea del entre"ierro. Las suposiciones . 8!# )-!c(#!# t-a2#5t!-5!# #( :5&5:(2 (2 :!# . +#istencia de una distribuci n sinusoidal de la %em en el entre"ierro del motor. La inductancia de los de&anados del motor es constante al igual . +l cálculo pre&io de un proceso transitorio de emergencia 5por e4emplo de un cortocircuito inesperado6! es necesario para el a4uste de las protecciones de las má. La teor'a debe garanti8ar la posibilidad de pre&er el transcurso de los procesos transitorios de e#plotaci n.uinas el-ctricas. Para obtener el modelo del motor en el sistema de e4es ortogonales 5+.uinas el-ctricas! es sumamente complicada.uina real tri%ásica son: • • • • • 7e desprecian las saturaciones magn-ticas! la "ist-resis 1 las p-rdidas en el "ierro del motor.ue las desconectan de la red. +n algunos casos pueden mani%estarse ele&adas tensiones el-ctricas inadmisibles en algunos elementos de las má. y6! sincr nico con la pulsaci n de alimentaci n de la má.uinas el-ctricas! . La teor'a de los procesos transitorios de las má. $odas las magnitudes se e#presan en unidades relati&as 5)'6.ue las resistencias acti&as.uina real tri%ásica! 1 lle&ar a cabo las llamadas trans%ormaciones de %ase! as' como las trans%ormaciones lineales de la má. • • =( (#ta f!-ma "a# (+)-(#5!2(# mat(mBt5ca# . +l análisis de los procesos transitorios en motores el-ctricos es un problema actual! pues a partir del análisis dinámico se obtienen criterios de dise>o para la selecci n del tipo de motor 1 la carga industrial.uinas. 2odelo matemático del motor asincrónico: +l análisis de los procesos transitorios es c modo reali8arlo en el sistema de coordenadas 5 +.#!24 • +cuaci n de las &ariables de las concatenaciones del %lu4o 5W6. Los parámetros del rotor están re%eridos al estator.S f-+ / ^#H :f#y = &#y G f#y / ^#H G f#+ F 1. 5#+ = f#+ / +H G (1. +l primero se lle&a a cabo colocando resistencias en el circuito del estator de la má. m = f#+ S 5#y G f#y S 5#+ Proceso de arranque $ frena9e de un motor asincrónico 9aula de ardilla: Los motores asincr nicos 4aula de ardilla son con%iables! baratos 1 su construcci n sencilla! de a"'! su utili8aci n en la industria. Ia = 5#a"fa I = G5#a"fa / 2 F (#.ue. 3. 3rran.-t(7) / 2) S 5# (ta Ic = G5#a"fa / 2 G (#. .ue si la red .f#+ = 52t(:f#+ )a.ue se reduce en 12.ue! el momento de arran.ue! pro&ocan ca'das de tensi n no permisibles en estas l'neas./ +H) S f-y 5-+ = G (1.ue no surge en el motor sino en la red de alimentaci n! 1a . Resistencias 1 reactancias en el circuito estator.S +H) S f-+ 5-y = G (1. 8!# m@t!:!# mB# 't5"5?a:!# #!24 1./ +H) S f-+ 5#y = f#y / +H G (1.ue alimenta el motor no es mu1 potente en comparaci n con -l! estos &alores tan ele&ados de corriente de arran.e esta %orma durante la cone#i n del de&anado en estrella! el &olta4e de 123 ./ (1.-t(7) / 2) S 5# (ta • 7imulaci n del arran.ue es de cuatro a siete &eces la nominal! a"ora bien! cuando se trata de motores de grandes potencias resulta necesario limitar su corriente de arran.4 _) f#y = 52t(:f#y )a.ue con el cuadro de la tensi n e#istente en los terminales del estator.4 _) f-y = 52t(:f-y )a./ (1.ue a tensi n reducida con la consiguiente des&enta4a de la disminuci n del momento de arran.ue estrellaCdelta puede utili8arse en los casos en . +l procedimiento más sencillo para arrancar un motor 4aula de ardilla es su cone#i n directa a la red. +n este caso la corriente de arran. 3rran. Por lo anteriormente dic"o es . La des&enta4a %undamental de este m-todo es . 2./ +H) S f#+ F 1. +l arran. +n este caso! durante el arran.ue se utili8an los m-todos de arran.ue los seis terminales del estator est-n accesibles 1 el motor traba4e normalmente en delta./ +H) S f#y F 1.ue al reducir en 1 &eces la corriente de arran.4 _) • /álculo de los I#.ue estrellaCdelta.ue el de&anado del estator se conecta en estrella 1 cuando alcance la &elocidad nominal se conmuta a delta.4 _) f-+ = 52t(:f-+ )a. La necesidad de limitar la corriente de arran.S +H) S f-y 5#a"fa = 5#+ S c!#(t5m() G 5#y S #52(t5m() 5# (ta = 5#y S c!#(t5m() G 5#+ S #52(t5m() • /álculo de la I en el estator.ue. /álculo del momento 1 la &elocidad del motor.uina.ue por autotrans%ormador. uerido n=mero de re&oluciones! se desconecta el de&anado de arran. +stos motores no necesitan ninguna red tri%ásica 1 se les suministra corriente alterna por dos conductores. . +#isten dos %ormas de reali8ar el arran.ue cuando está en delta! el momento en el arran. T2cnica operatoria: 7imular en la P/ el proceso de arran. b.ue %uncione el motor 1 el de&anado de arran. )ráctica *o. Pero en comparaci n con los tri%ásicos! dic"os motores asincr nicos tienen incon&enientes.ues de motores asincr nicos.momento tienen lugar los procesos transitorios<.ue para ponerlos en marc"a es indispensable un de&anado especial de arran.las %ases de los enrollados es 3 &eces menor .uedar instantáneamente el estator desenergi8ado.ue! en cu1o circuito se conectan los dispositi&os de disparo.ue por autotrans%ormador consiste en alimentar el estator del motor con una tensi n in%erior a la nominal por medio de un autotrans%ormador .&/eti0os: 3nali8ar los di%erentes arran.ue por medio de un interruptor centr'%ugo.ue se selecciona de acuerdo con las condiciones de arran.ue se di&iden los procesos transitorios<. Por transici n cerrada. 124 . $: rranque de motores monofásicos. 1undamentos teóricos: Los motores mono%ásicos se emplean ampliamente en los sistemas automáticos! telemandos 1 en los aparatos dom-sticos como: re%rigeradores! &entiladores! etc.ue se reducen en la misma proporci n. +n el primer caso! al reali8ar el paso de la tensi n reducida a la nominal! se produce un aumento brusco de la corriente al .u.ue del motor. Las &enta4as de este m-todo consisten en . )re'untas de control de la autopreparación: 1.ue en la red disminu1e tambi-n en la misma proporci n! es decir! será tres &eces menor.ueda alimentado por medio de reactancias . 2.ue de motores mono%ásicos.ue por autotrans%ormador: a. +l arran.ue limitan el pico de corriente. Informe: +ntregar el programa elaborado. :/uáles son los grupos en los . +n este caso! en el momento de descone#i n del autotrans%ormador! el estator . Contenido del tra&a/o: /onectar 1 reali8ar el arran. +sta des&enta4a 1 sus e%ectos per4udiciales se eliminan con el empleo de circuitos a transici n cerrada. +n el estator del motor mono%ásico se encuentran dos de&anados: el de traba4o! el cual está conectado durante todo el tiempo . /uando el rotor desarrolla el re. Por transici n abierta.ue es proporcional al cuadrado de la tensi n 1 será tres &eces menor! mientras la corriente de arran.ue se conecta a la red! en paralelo con el de&anado de traba4o! solamente en el momento de arrancar el motor. :+n .ue del motor asincr nico. +stos consisten en .ue .ue el momento 1 la corriente de arran. ue opera mediante %uer8a centr'%uga! desconecta el =A apro#imadamente a una &elocidad de un (*A de la &elocidad de plena carga de la má. 3demás! ambos se encuentran separados no&enta grados en espacio en el estator de la má.ue. 3 partir de este instante contin=a operando ba4o la teor'a de lo dos campos magn-ticos opuestos antes mencionados.uina.ue el de %ase partida! a causa de la utili8aci n de un condensador 59)! en serie con el =A! lo .ue tiene alta resistencia 1 ba4a reactancia 5por ser bobinado con alambre de alta resistencia6! mientras .ue . +l motor arranca debido al %lu4o magn-tico establecido en los de&anados de marc"a 1 de arran.ue. La clasi%icaci n de los di&ersos tipos de motores asincr nicos mono%ásicos se reali8a sobre la base del m-todo utili8ado para lograr el arran.ue pro&oca . Ina &e8 lograda la puesta en marc"a del motor! el interruptor 50)! consistente en un mecanismo .uina.ue circulan a tra&-s de los de&anados de marc"a 5 =K6 1 de arran.ue 5=A6! se encuentran des%asadas en tiempo entre s' en un ángulo algo menor a no&enta grados! debido a . 2otor de fase #artida1 Las corrientes .ue en el caso anterior! un mecanismo centr'%ugo 5 0). desconecta el =A con4untamente con el condensador 9! cuando la &elocidad es apro#imadamente el (* A de la &elocidad de plena carga del motor. 12* .+n dic"os motores es %ácil identi%icar su cone#i n! pues el de&anado de arran.ue el de&anado de traba4o o r-gimen! como tambi-n se le conoce! tiene ba4a resistencia 1 alta reactancia 5por tener muc"as &ueltas de alambre de ba4a resistencia6.ue la corriente en -l se adelante no&enta grados en tiempo con respecto a la corriente en el =K! esto trae como consecuencia una me4or'a apreciable con relaci n al par de arran.ue. 3l igual .ue el =K.ue el =A posee una ma1or relaci n de resistencia a reactancia . 2otor de arranque #or condensador1 +ste tipo de motor posee me4ores caracter'sticas de arran. ui&alente de la uni n en paralelo de 91 1 92 en serie con el =A.ue 1 de operaci n a plena carga.ue.uina en operaci n normal. 3.ue resulte el id neo para lograr un buen par de arran. 2otor de arranque #or condensador $ condensador #ermanente: +sta má.ue! sino tambi-n las caracter'sticas de la má.ue sacri%icar en algo el par de arran.e esta %orma el =A .ue .uina presenta buenas condiciones de arran.ue el interruptor centri%ugo 0 se encuentra cerrado! de modo .2otor de condensador #ermanente: +n este caso el de&anado de arran.ui&alente antes mencionado se selecciona de modo .u' el condensador reali8a la doble %unci n de me4orar no s lo el par de arran.ueda 126 .ue! una &e8 . Por condici n de arran. +sa doble %unci n del condensador obliga a buscar un compromiso en el momento de reali8ar su selecci n! con el %in de lograr una buena operaci n a plena &elocidad aun.ue ambos permanecen conectados permanentemente al circuito como se muestra en la %igura . +l des%asa4e e#istente entre las corrientes es mu1 pr #imo a no&enta grados! por lo cual la %luctuaci n de la magnitud del %lu4o resultante del estator se reduce considerablemente! me4orando por tanto las caracter'sticas de operaci n del motor.ue aparece más aba4o.ue ello impli.ue la &elocidad llega a ser apro#imadamente un (* A de la de plena carga! el interruptor centri%ugo 0 abre 1 desconecta el condensador 92 del circuito.ue de la má. .uina se encuentra en serie con un condensador! sin embargo! no se reali8a la descone#i n de los mismos! sino .uede desconectado el condensador e. +l &alor del condensador e. 1 Preguntas: 1. Informe: No tiene.ue>os &entiladores! etc.uina sincr nica<.ue se basa en el principio de polos sombreados. 3. 2. 12( . :/ mo está construido el estator de la má. 7i se sit=a una sola &uelta de alambre de cobre en cortocircuito! alrededor de una secci n de cada polo magn-tico! la corriente inducida en dic"o anillo de cobre produce un %lu4o opuesto al principal! el cual ocasiona un establecimiento más lento de la densidad del %lu4o en la 8ona ?sombreada@ del circuito magn-tico .unido de %orma permanente a la red e#clusi&amente con el condensador 91 en serie! cu1o &alor debe ser tal! . Capítulo : Máquinas !incrónicas.ue! con una magnitud relati&amente pe. +stos motores se utili8an para mo&er cargas de mu1 ba4a potencia como relo4es el-ctricos! pe.ue. :0encione los di%erentes tipos de motores mono%ásicos seg=n su tipo de arran. 2. :/ mo se identi%ica su cone#i n<. 4.ue el %lu4o en la secci n no sombreada! desarrolla como consecuencia un par de arran.ue en el resto del polo.uina sincr nica<.uina en ambos reg'menes de traba4o<. Realice la cone#i n. :/uál es la utilidad econ mica de esta má. T2cnica operatoria: • • • Lea los datos de c"apa del motor. +sto crea un e%ecto similar al de un campo rotatorio! puesto . 0ida la corriente de arran.ue<. )re'untas de control de la autopreparación: 1.ue>a 5apro#imadamente de un 4) A a un 6) A del par de plena carga6. :/uáles son las aplicaciones de la má.ue garantice una e%iciente operaci n del motor en r-gimen de plena carga. 2otor de #olos sombreados: In m-todo econ mico de producir un campo magn-tico giratorio en un motor mono%ásico es el . 2(.u. 122 . 1*.uiera a I. :/uándo es ma1or %0! con carga capaciti&a o con carga inducti&a<. 16. :/uál es el principio de operaci n del generador sincr nico<.caracter'sticas tiene el campo magn-tico producido por el estator<. :. 2). +n la má. 2*. 26. 1(.r-gimen es posible medirla en la má. :. 22. :/ mo se obtiene la %em %0 a partir del conocimiento de U! I 1 c!# W<. :+n . 7i un generador tiene corriente de e#citaci n constante. (. :/uál es el concepto de la %em <0 1 ba4o . 1).depende la magnitud de la reacci n de armadura<. 12. :/ mo resuel&e esta teor'a el problema de la &ariaci n del entre"ierro en má.e .u. :/uándo entonces es ma1or la corriente de e#citaci n<.uinas de polos salientes<.<.u. 24. :.u.ue produce el mismo e%ecto en el entre"ierro<.uina<.epende la reactancia Xa del ángulo e<. 2. :+n cuáles e4es se encuentran dirigidas las %mm! <0 1 la %em %0<. :Por . 13. 22. :+n . :/ mo está construido el rotor de la má. 19. /uál es el carácter de la reacci n de armadura cuando: • • • • • %0 e I están en %ase. 14. 12.es la reactancia de dispersi n Xa<.posici n relati&a guardan la %mm del estator 1 del rotor durante el r-gimen generador<. *.son las reactancias Xa: 1 Xa. +scriba la ecuaci n de &olta4e 1 diagramas %asoriales del generador de rotor cil'ndrico para carga capaciti&a e inducti&a.u.u. :.u.u. :. :U en el r-gimen motor<.consiste la teor'a de las dos reacciones de Blondel<.uina sincr nica<.uina sincr nica<. :/uáles son las principales aplicaciones del rotor cil'ndrico<. :.se di%erencia el %uncionamiento de la acci n generadora con el de la motora<. +scriba su % rmula. :.u. :.u.u-<. 23.representa la reactancia Xa en má. :/ mo se puede! dada una corriente de armadura! calcular la corriente de e#citaci n .uiera a I %0 retrasa un ángulo cual. :/uáles las del rotor de polos salientes<.4. 6.uinas de rotor cil'ndrico<. 11.relaci n tienen con la %em producida por el %lu4o resultante en el entre"ierro %`<.uina de rotor cil'ndrico! :cuándo se obtiene el m'nimo de contenido de arm nicos de la %mm de e#citaci n<.ue in%lu1en principalmente en el &olta4e terminal de la má. %0 se adelanta 9)[ a I %0 retrasa 9)[ a I %0 adelanta un ángulo cual. 9. :/uáles son las %mm! %lu4os 1 %em . 21. 4*.consiste el principio de las concatenaciones de %lu4o constante<.u. :/ mo se aumenta la potencia acti&a del generador<. 7uponga R = 0.u.uiere decir glle&ar la %recuencia de un generadorg<. Lo mismo para la caracter'stica de regulaci n. :Por .e . 4). :.se reali8a la R// 5ra8 n de cortocircuito6<. *9.dependen<.u.ocurre en el caso de la carga capaciti&a<.u.u. :7on constantes en magnitud! las dimensiones del triángulo de Potier al &ariar la carga<.es la reactancia transitoria<.u. :/ mo se garanti8a en la práctica<. :. *2.ue la %em de la %ase / es má#ima.al producirse el cortocircuito sim-trico s=bito coincidiendo el e4e directo con el e4e magn-tico de la %ase /! la magnitud o &alor má#imo de la corriente es doblemente ma1or . 44. *2.es subtransitoria<. :U . 32. +l cortocircuito de un generador sincr nico tri%ásico ocurre en el instante en . *6.u. 42.relaci n e#iste entre las componentes de corriente alterna de la corriente de cortocircuito de las distintas %ases en este cortocircuito<. :.ue "a1a o no! componentes aperi dicas 5directa6 en la corriente de una %ase durante el cortocircuito<.la caracter'stica de cortocircuito es independiente de la &elocidad<.ue la componente de corriente directa<. 3(.importancia tiene la %em %0 en el generador de polos salientes<.u. :/ mo depende del %actor de potencia de la carga<. :. *(.u.depende la %recuencia del sistema electroenerg-tico<.u. 42.u.u. :. 46. *1.debe "acerse para aumentar el reacti&o entregado por un generador al sistema al cual está conectado< .depende<. 43.u.u.al aumentar la carga inducti&a el &olta4e terminal disminu1e<. *4. :Podrá ser fU de un generador negati&a<. :+n . :Para . :/uáles son las condiciones para sincroni8ar un generador con otro<. 49.u.u.u. 31. 3*. 41.u. 32.u. :. 3). :Por .&alor tiene normalmente<. :. :.u. :/ mo se calcula %0 en el generador de polos salientes<. 33.es el %actor de sobrecarga estática 1 .depende .ocurre con la potencia reacti&a entregada en este caso<. :..simpli%icaci n supone considerar R = 0 en el estudio del cortocircuito<. /ompárela con la sincr nica. 4(. :.u. :. /ualitati&amente c mo &ar'an las corrientes en las tres %ases del generador en el primer ciclo. :.u. 39.e . :. :.ocurre en el caso anterior con las componentes de corriente directa de las corrientes de las %ases 3 1 B<. **. *3. *).es la caracter'stica e#terna del generador<. 129 . 36.sucede con la potencia acti&a al reali8ar la acci n antes mencionada<.u. 6). :/uál es la de%inici n de e%iciencia en el generador sincr nico<. 34.u. :. :Por . :/uáles son las principales p-rdidas 1 de .29.es la potencia de reluctancia 1 de . :.u.u-<. 23. 26.u.61.magnitud apro#imada tiene la reactancia de secuencia negati&a<. 2*.ue la de armadura<. :/uál es el e%ecto del de&anado amortiguador en las oscilaciones<. ((. 62. +#pli. :.ue asincr nico<. (*. :/uál es el l'mite de corriente en adelanto . (). :/ mo puede determinarse e#perimentalmente la resistencia 1 reactancia de secuencia positi&a<.constante de tiempo decrece la componente directa de las corrientes del de&anado de e#citaci n<. (2.u. 69. :/uáles son las principales p-rdidas del motor sincr nico<. :. :+s posible . :U para NP inducti&o<. :+n .ue de alta resistencia<.constante de tiempo crece la componente aperi dica de la corriente del estator<. 66.u. (3.se di%erencian %undamentalmente! el generador 1 el motor sincr nico<. 22. :/uáles son los momentos más importantes en el arran.ibu4e el diagrama %asorial del motor sobree#citado. 21.u.ue puede tener el generador sincr nico atendiendo a sus mo&imientos<. :/uál es la ecuaci n general de momento del generador<. :/uáles son los tipos de motores primarios . :Por .ue pueda dar el condensador sincr nico<.uina asincr nica. 13) . :.u.ue<. 2(. 63. 2).u-<.es el grado de no uni%ormidad del mo&imiento<.ue un motor sincr nico traba4ando a NP capaciti&o pase a NP inducti&o al &ariar la carga mecánica<. +#pli. :. :/on . :/on .u. :Por .constante de tiempo decrece la componente alterna de las corrientes del de&anado de e#citaci n<. /ompare la reactancia de secuencia cero con la de secuencia negati&a.u. :/uáles son los e%ectos de una 4aula de arran. 22. (1.u-<. (6. :/ mo puede determinarse e#perimentalmente la impedancia de secuencia cero<.u. :/ mo se calcula el momento má#imo del motor sincr nico<.u.son las constantes de tiempo transitoria 1 subtransitoria<. +n los casos anteriores! :c mo &ar'a la &elocidad del generador sincr nico<.di%erencia e#isten entre las oscilaciones debidas al aumento del momento del motor primario 1 las debidas a la disminuci n del mismo<. +#pli.ue "acer al motor para pasarlo de NP L 1 a capaciti&o<.se di%erencia la corriente e%ecti&a de la de c"o. 62. :U la de secuencia negati&a<.u.intercambio reacti&o "ace el motor sobree#citado<.ue utili8ando las cur&as E del motor. :Por . :/on .se producen las oscilaciones de la má. . :Por . :. :+n . (2.u.la resistencia de secuencia negati&a es ma1or . 6(.u. (9. 64.operaci n "a1 .ue utili8ando las cur&as E del motor. (4.ue por . 24. 6*. 91 92 T 50 KVA 25 KVA L5 KVA 17.TI(&(2524 131 .(* )' 2* ′′ 2 2 = X a ′′ 2 ⋅ Xa % 2 = %1 = 66 = ).os generadores están conectados al lado de ba4a tensi n de un trans%ormador tri%ásico deltaCestrella.3(* )' *) (* = ). .2 Problemas Resueltos: 1.4.ue ocurra el %allo! la tensi n en el lado de alta del trans%ormador es de 66 ZE.P kV ′′12 = X a ′′1 ⋅ Xa (* = ).9*( )' 69 *!. #olución: KVA a#( = L5 KVA kV a#(AT = NO kV kV a#(/T = 17.P kV 17.P / NO kV XHH = 25 % X = 25 % X = 10 % 3ntes de . +l trans%ormador no tiene carga.P kV 17. .etermine la corriente subtransitoria en cada generador si se produce un %allo tri%ásico en el lado de alta tensi n del trans%ormador. uina como base. + . 2.3* ).24 %f = 2.(3* )' .'(4 Iα = 9!m! Iacc = 1 )' (" c!--(#)!2:5(2t( &!"ta.( V 3 y )a-a "a m5#ma I(+c "a Ib (2 c!-t!c5-c'5t! (#4 Iacc L 112 3 X0 = < I acc = 116. 2.20 A.3(* = − .( = ). ). ).(* = − .(3* ⋅ I /A0% = 0 /A0% 3 ⋅ U /A0% I a1 = *(2( A I a 2 = 2264 A 2. 1.3(* ⋅ ).3(* + ).912 )' 1.(3* ⋅ I a 2 = − .(* I TU = ). #olución: 9!2 '2a c!--5(2t( :( 2.2 kV = 3141 A I a1 = − .(* X TU = .3) 3 V1 L 2)2 E /alcule el &alor no saturado de la reactancia sincr nica! 1 la relaci n de cortocircuito. ). =( "a ca-act(-3#t5ca :( &ac3!4 V"32(a L 22) E I(+c L 2.3* )' ).223 )' 1. +#prese la reactancia sincr nica en M por %ase 1 tambi-n en por unidad de la má. ).24 3 =( "a ca-act(-3#t5ca :( c!-t!c5-c'5t!4 Ia 536 112 I(+c 536 22) =(#:( (" (2t-(I5(--!4 I(+c L 2.1 = . 2.12* = (* KVA 3 ⋅ 13. Los datos siguientes %ueron tomados de la caracter'stica de &ac'o 1 cortocircuito de un motor sincr nico tri%ásico de 4* JE3 conectado en estrella! 22) E! 6 polos 1 6) F8.92( Ω fa#( 112 4*))) 3 ⋅ 22) = 112 A $!t( . ). (" &!"ta.12* ).( :( fa#( :( "a "32(a (2 (" (2t-(I5(--! (#4 1*2 2.2) = 116.( (2 "a "32(a :(" (2t-(I5(--! (#4 132 .9*( = − . 92 ).:( -(f(-(2c5a y t-a a.'. La e#citaci n de la =( "a ca-act(-3#t5ca# :( c!-t!c5-c'5t! y &ac3! y c!2 "a# (c'ac5!2(#4 X0 = I acc = C c!2 "a# (c'ac5!2(# a2t(-5!-(#4 X0 = =( "a ca-act(-3#t5ca :( &ac3! y c!-t!c5-c'5t!4 09R = 3.%f = X0 = 2)2 = ).a2:! c!2 "!# &a"!-(# (2 fa#(4 cos θ / = 133 .124.29 )' 112 1 = ).2 + . La impedancia sincr nica de la má.2(4 − .42* I t!ta" = 3))) 3 P 6.10 W 1 de la má.4 = 121 A 131 = ).2 W. .6(* ).os alternadores tri%ásicos de 6.2(4 #(2 θ A = ).24 = 1.J F .236 Ω fa#( I acc 3 ⋅ 1*2 1*2 = 1. 1 VT 22) = = ).2 inducti&o. 22) ).uina #olución: es a4ustada de %orma tal .6 A I / = 131 − .(23 (2 at-a?! 121 T!ma2:! V c!m! &(ct!.29 2. cos θ A = θ A = 29_ 1*)) 3 ⋅ 6.ue la carga sea repartida entre las má.2) es 0.6 JE en estrella! suministra una carga de 3))) JM con NP L ).92 ). 1.2 = 322 A I t!ta" = 322 ⋅ ( ). . ).uina má.uina % es 0.'.6 ⋅ 1*) = ).19* A I A = 1*) ⋅ ( ). (2.uinas.92 = ).uina. ).6 P ).etermine la corriente! NP! %em inducida 1 el ángulo de carga de cada má.42*) = 131 − .9 2.'.6 ) I t!ta" = 262 − .5 F .ue entregue 1*) 3 inducti&o 1 sea gobernado de %orma tal . 1.1 = 66 = ).'"! :( ca-.3* + . (2.uina : 6.2( ) 2 = 2.6 −3 %A = V + I/ Z / = + (131 − .9_ 4.a4 [ ] tan −1 1.2 JE.(* )' 2*))) a(2(-a:!.6 1V .2( 1V A2.eterminar la corriente subtransitoria en cada generador si se produce un cortocircuito en tri%ásico en el lado de alta del trans%ormador. +l trans%ormador no tiene carga 1 no circula corriente entre los generadores. 3ntes de .3*) 2 + (1.os generadores están conectados en paralelo por el lado de ba4a tensi n de un trans%ormador tri%ásico deltaC estrella.4 + .ue ocurriera el %allo la tensi n en el lado de alta del trans%ormador era de 6.*2 δA = = 1*.3(* )' *)))) % .*2 1V A2.*2) 2 = 9. ( *.9*( )' 69 (*))) = ).1)) ⋅ 1) 3 % A = 4.124.3* % "32(a = 3 ⋅ 4.%4 ^^ X: = ).&4 ^^ X: = ).2 deltaCestrella 69 JE! con una reactancia del 1) A.* + .6 −3 %A = V + I/ Z / = + (131 − .2* % . +l trans%ormador es de (*))) JE3 1 13.26 1V 6. /ada generador tiene una reactancia subtransitoria de 2* A.6) 2 + (1.2* (*))) = ).a4 [ ] tan −1 1.2( δA = = 1*. +l generador uno tiene como &alores nominales *)))) JE3 a 13.1 = 66 = ).4 ) ⋅ ( ). .9_ *.6 + .9*( )' 69 134 .uina %: ( 4.'"! :( ca-.0á.6 JE.6 %"32(a = 3 ⋅ 0á.12 ) ⋅ 1) 3 % A = *.6) ⋅ ( ).1. #olución: a(2(-a:!. 22 )' 1."a c!--5(2t( :( a#( y .&4 ^^ I2 = − . In motor sincr nico tri%ásico de 23)) E! mane4a una bomba! este está pro&isto de un amper'metro de l'nea 1 re stato en el campo de e#citaci n.2 = 3 ⋅ 23)) ⋅ 11 VA = 43.26 A *.2 capaciti&o<.ue la corriente de l'nea alterna es m'nima! el amper'metro marca 2. :3pro#imadamente cuánto es la potencia entregada a la bomba<.ue el motor opere a NP L ). (" <* (# '25ta-5!. 2.2 3.'(:a4 I1^^ = *.1.2 de %actor de potencia capaciti&o<."a c!--5(2t( (2 am)(-(#.2.%4 I 1^^ = − .ue el amper'metro de corriente alterna alcance los 11 3. /uando el re stato es a4ustado de %orma tal .1) )' ^^ IT = ).(3 )' . 2.(3 a(2(-a:!. ( 3 P 23)) ⋅ 2.(* = − . #( m'"t5)"5ca )!.(3 *a-a :(t(-m52a.2 1VA ).12* a(2(-a:!. +sto se logra disminu1endo la resistencia del re stato del campo de e#citaci n. Para asegurar .2* ).2 = 3* 1W =(#)-(c5a2:! "a# )@-:5:a#4 U) = 3*))) = 4( U) (46 La potencia de corriente alterna es prácticamente independiente a la corriente del campo de e#citaci n! entonces a NP L ). 8a )!t(2c5a t!ma:a :( "a "32(a (# a#34 * = 3 ⋅ U 8 ⋅ I 8 = 3 ⋅ 23)) ⋅ 2.3(* = − . ). ).1 ).(2 A ^^ I2 = 2. :/uántos JE3r le está suministrando al sistema con ). 0= * = < .91 )' 1.ue el NP es capaciti&o! la corriente del campo de e#citaci n de corriente directa debe aumentar "asta .T-a2#f!-ma:!-4 X = ). #olución: A "a m325ma c!--5(2t( :( "32(a. ). :/ mo debe ser a4ustado el re stato para .9*( = . 2.2* + . ).2 ) 3s' la I de l'nea debe ser 11 3. Los JE3r suministrados por el motor están dados por: 13* . 2 ⋅ U ) 2 + ( ).2 ⋅ U + . La corriente de cortocircuito estable. La reactancia sincr nica. c.2 O 9)° = ). a. U 8 = 3 ⋅ U 1 = 1)129 V c.2 Ω = U O 3).6 ⋅ U + 4)(( ) 2 U 2 + 4292 ⋅ U = ).3 136 . X 0)' = 2).2 = 1. 169 13))) 192 132)) 2)) 141)) 2*) 1*2)) 3)) 16))) 3*) 166)) b.9 = 26. #olución: X# = 16))) 3 16))) 3 9242 = U 3⋅I = 141)) 3 ⋅ 392 = 2).9° c = 0 ⋅ #(2ϕ = 6.64U 2 + ).)2 )' 2). La tensi n en los terminales si la e#citaci n se a4usta a 3)) 3! siendo la carga la mitad de la nominal 1 cosW L ). 3* ⋅ #(2 36.2 In generador sincr nico de 93(* JE3! 13.2 JE! tri%ásico! estrella! tiene los siguientes datos: Vac3!4 I(+c U 9!-t!c5-c'5t!4 Icc L 392 3 I(+c L 2)) 3 -a L ) /alcule: a.6 ⋅ U ) ( ).ϕ = 36.* 1VA). ⋅ ( 4)(( + ).2° + 196 O )° ⋅ 2).2 inducti&o.36U 2 + 4292U + 16621929 U 2 + 4292U − 62913232 = ) = = 23)1 U 1 = −2446 + 23)1 = *2** b. a. +l generador de la pregunta anterior se conecta en paralelo con otro de igual potencia 1 &olta4e! para alimentar una carga total de 1* 0E3 a cosW L ).(1 I= I= I= 2.(* ⋅ 2).2 = ⋅ .Z a#( = 2 U2 19).9 inducti&o. Los reguladores de &elocidad de ambos generadores se a4ustan de igual %orma! mientras . :. *t = 0 t ⋅ cos ϕ = 13.2 3 3⋅ ⋅ 1) ⋅ ⋅ 1) 3 3 θ = 41. 3*.12* Y.6 I = 3)6 A cos ϕ = ).( 13. ).2 3 1*.(2 O 41. #olución: a.(* KW 2 *⋅ X# = m ⋅U ⋅ % 6. 2).136 )' I 3φ = 446 A (. 2).29* + .2 .ue ambos generadores se repartan la potencia reacti&a de igual %orma<.2 − . In generador sincr nico tri%ásico! de 3*)) JE3! 416) E! estrella! tiene una resistencia de armadura de ). 13( .9( O )° 2).* KVA *= *t = 6.2( + .2 O 9)° 6.36 = ).1* − (. 2).9( − 1.29° #(2θ = cos θ = ).2 12(.ue la e#citaci n del generador uno es de 2*) 3.92 + .)22 432.u.44 ⋅ 1) 6 = = 2).96 ca)ac5t5&! 2.3 Ω 02 93(* ⋅ 1) 3 % )' = 16))) = 1.1* − . /alcule la corriente 1 el %actor de potencia de ese generador.1*9 )' 132)) I 3φ)' = 1.29° − (. 2). La caracter'stica de &ac'o &iene dada por: Ie#c 536 *) 1)) 1*) 2)) 2*) 3)) 3*) 4)) 4*) Il 5E6 162) 31*) 416) 4(*4 *13) *3() ***) *6*) *(*) +n cortocircuito una corriente de e#citaci n de 2)) 3! produce una corriente de armadura de 62) 3. 6.( + .2 ⋅ 1) 6 = ). 6.se debe reali8ar para . 12* + .*2A *a-a c!#W = 0. La regulaci n de tensi n para carga nominal 1 %actor de potencia igual a ).2 capaciti&o 1 ). 333* = 32(9 V ∆U = ∆U = %! − U 2 ⋅ 1))A U2 32(9 − 24)) ⋅ 1))A 24)) ∆U = 61.X # ) %! = 416) 3 O −36.129* % ! = 1921 + .2 − .2 + . 3.2 inducti&o. b.12* 2 = 3. ). 3. Z# = 4(*4 3 ⋅ 62) =4 Ω X # = Z #2 − -a2 = 4 2 − ).6 ) + 61 + .9 ) % ! = 24)) ⋅ ( ). #olución: a.X # ) I2 = %! = 02 3 ⋅U 2 416) 3 = 426 A O 36.2 inducti&o: % ! = U 2 + I 2 ( -a + .12* + .129* % ! = 1921 + ./alcule: a. Para cosW L ). 4** = 2)32 V ∆U = %! − U 2 ⋅ 1))A U2 132 .P ca)ac5t5&!4 % ! = U 2 + I 2 ( -a + .9 Ω b.2° + 426 O )° ⋅ ( ).6 ) + 61 + .9 ) % ! = 24)) ⋅ ( ).2° + 426 O )° ⋅ ( ). La reactancia sincr nica. ). 6 + 111. #olución: a.6 2 = 26) 1VAR 2 c2 = 0 2 − *22 = 13). b. 7i al condensador se le acopla una carga .9 *1 = *9(.( 1VA cos ϕ 2 c1 = 012 − *12 = *9(.92 inducti&o.( 2 − 111.3 2 − *3(.ue le e#ige consumir 1)) JM desde la red! calcule el reacti&o .ue debe entregar para mantener el %actor de potencia constante.3A 9. Ina %ábrica presenta el siguiente monolineal: /alcule: a. La potencia de un condensador sincr nico para me4orar el %actor de potencia igual ).12 = 69 1VAR 2 2 0 m = *m − cm = 649 2 − 329 2 = (22 1VAR 139 .93 ).3 1VA cos ϕ1 *2 = 13).1 = 649 1W ). *m = 01 = 02 = *)) 1)) + = *3(.∆U = 2)32 − 24)) ⋅ 1))A 24)) ∆U = −1*. ue desarrollan (* JM! siendo la corriente de e#citaci n 2) amperes<. :/uál será el %actor de potencia de esta má. *t = 649 + 1)) = (49 1W cos ϕ f = *t = (64 1VA 0f c# = (64 2 − (49 2 = *24132 − *61))1 = 1*2 1VAR cc = cm − c# = 329 − 1*2 = 1(( 91VAR 1).29 Ω * = *( 1W U = 2)) V % = 9*) V *= m ⋅ % ⋅U ⋅ #(2θ X# 14) .29 (22 cm = c # * = 662 1VA cos ϕ f c# = 662 2 − 649 2 = 432*62 − 4212)1 = 132 1VAR cc = cm − c# = 329 − 132 = 19( 91VAR b.cos ϕ 5 = 0f = 649 = ).uina sincr nica tri%ásica cuando es impulsada a su &elocidad de r-gimen! tiene una cur&a de magneti8aci n determinada por los siguientes datos: 9!--5(2t( :( (+c5tac562 * 1) 1* 2) 2* T(2#562 :( "32(a 3() 6** 23) 9*) 1)*) Ina corriente de e#citaci n de 1) amperes produce una corriente de cortocircuito de 2)) amperes.uina cuando %unciona como un motor sincr nico sobre conductores principales de 2)) E . #olución: X# = 6** 3 ⋅ 2)) = 1. Ina má. 126 m ⋅ % ⋅U θ = #(2 −1 ).126 #(2θ = θ = 1).29 O 9)° 9*) cos 3(° = ).(92 ca)ac5t5&! 141 .*⋅ X# = ).6 O 3(° 1.(° U = % ! + .I ⋅ X # I= U O )° − % ! O −θ X # O 9)° 2)) I= 3 O )° − O −1).(° 3 = 6(. NP L ).4.2 en atraso. b. La tensi n en los bornes de un alternador tri%ásico de 1* JE3! 23) E! 6) F8! se a4usta a su &alor nominal para la corriente nominal ba4o cada una de las siguientes condiciones 1 entonces se . La corriente nominal del alternador. La %em. La corriente nominal del alternador. . /arga capaciti&a de 21 0E3r. *. La ca'da por reactancia a corriente nominal. 4.2! en adelanto.eterminar: a. c. La %em inducida a corriente nominal 1 NP L ). +n un alternador mono%ásico de 2) JE3! 2*) E! 6)F8! la resistencia e%ecti&a del inducido es de ). La ca'da por resistencia del inducido. La ca'da por reactancia. .2! en atraso.2! en atraso V&ac3! L 2*) E V&ac3! L 292 E 142 . La ca'da por resistencia a corriente nominal. b. NP L ). 2. c. d.12 M. 3. c. d. Eac'o. e.* 12 Ie3c 536 *) 1)) 1*) 2)) 2*) 3)) 4)) /alcule la corriente de e#citaci n necesaria para mantener el &olta4e nominal para las siguientes condiciones: a. inducida a la carga nominal cuando: • • • NP L 1.eterminar: a. +n un alternador mono%ásico de *) JE3! 6)) E! la resistencia e%ecti&a del inducido es de ). In generador sincr nico tri%ásico de 36 0E3! 21 ZE! 1))) 3! tiene una reactancia sincr nica de 9 M. 7i la cur&a de saturaci n es la siguiente: :of 5ZE6 ( 12 14 1* 16 16.2 M 1 su reactancia es de 1 M. La %em inducida a corriente nominal 1 NP L 1.3 Problemas Propuestos: 1.12 M 1 la reactancia es de ). b. /arga resisti&a de 36 0M.uita la carga: /ondici n 1 /ondici n 2 NP L 1 NP L ). )a-a ca:a c!2:5c5624 a. /ondici n 3 NP L ). 1).2! en atraso.2*! corriente en atraso. b. NP L ). 34ustando la corriente de e#citaci n para dar la tensi n a corriente nominal! determinar la %em de &ac'o con: a. 11. c. b. La corriente en cada uno de los tres "ilos de l'nea puestos en cortocircuito es de 166 3. de &ac'o La regulaci n de tensi n.)*2T con Np L ). 7i se cortocircuitan los terminales! manteniendo la e#citaci n constante! 1 la corriente de armadura es 2)) 3.2 M. 9.2 M. a4ustando la corriente de e#citaci n para . La tensi n en los bornes de un alternador tri%ásico de 4)) JE3! 6)) E! 6) F8! conectado en . b. /uando se . La %em. La resistencia e%ecti&a por %ase es de ). NP L ). b. 7e abre el cortocircuito 1 con la corriente de e#citaci n toda&'a igual a 1*) 3! la %em. +n un alternador mono%ásico de 2* JE3! 2*) E! 6) F8! la resistencia e%ecti&a del inducido es ). Respuesta: 2. de &ac'o con: a. La %em en &ac'o cuando la carga se a4usta a la corriente 1 tensi n nominal con NP L 1. +l &olta4e de los terminales si se conectan tres resistores de 12 M en estrella.2* corriente retrasada 1 cuando es ). La reactancia sincr nica.uita la carga en estas condiciones! la regulaci n &ale ). c. 12. b. La potencia =til. +n un alternador sincr nico de 2*)) JE3! 23)) E! 6) F8! conectado en U! la regulaci n a la tensi n nominal 1 con carga de Np L 1 es ). b.eterminar: a. c.6. . .eterminar: 143 .12 1 C). In alternador tri%ásico de 1))) JE3! 66)) E! conectado en U! se cortocircuita 1 la corriente de e#citaci n se aumenta de cero a 1*) 3. b. +n un generador sincr nico tri%ásico! de 1)) JE3! 6)) E! 6) F8! conectado en U! la resistencia e%ecti&a por bobina es de ). NP L ).)6. V&ac3! L 212 E (.* M.2 en atraso es ).)4 respecti&amente. La regulaci n de tensi n.14*T con Np L ).)(6! ). La corriente nominal. d.2* corriente adelantada.ue de la tensi n nominal con corriente nominal! determinar la %em.eterminar la potencia =til ba4o las condiciones a6! b6 1 c6.2*! corriente en adelanto. 6394 E. calcule: a. .2 en adelanto es C). a. NP L 1.! se a4usta a su &alor nominal cuando el %actor de potencia es la unidad! cuando es ).2! en adelanto =(t(-m52a. La regulaci n de tensi n. es de 36)) E. NP L ).1 M 1 la reactancia sincr nica es de 1. In generador sincr nico tri%ásico! produce 692) E en &ac'o cuando la corriente de e#citaci n es *) 3.2 M 1 la reactancia sincr nica 1. NP L 1. +l alternador suministra corriente nominal a la tensi n nominal 1 con NP L 1! determinar: a.2! en adelanto. *M. Idem para NP L ). 1(.2 JE! tri%ásico! 2 polos! 6) F8! girando a la &elocidad sincr nica! se le toman los siguientes puntos caracter'sticos: Ie3c 536 Vvacío 5E6 Icc L 392 3. /alcule la corriente de l'nea 1 el NP.ue ambos %uncionen con NP L 1! el uno suministra 3) JH. o %da L (6)) E.1M! #L2!2M. 7uponga despreciables las p-rdidas. 7e tiene un turbogenerador de 93(* JE3! 13. La reactancia sincr nica.2 en atraso.)* M. 1*. La resistencia entre un par de terminales es de ). a. a.16 JE! tri%ásico! conectado en estrella! 2pL2! rL).)3 1 *h42 M. /uál será la &ariaci n de &olta4e terminal desde un estado de carga "asta otro. Idem para NP L ). 1 el dos suministra 4* JM. b. c.12. 9pera conectado a una barra in%inita de 4. 7i el mismo generador del problema anterior se acopla a una turbina cu1a &elocidad de 36)) rpm puede considerarse constante independientemente de la carga! 1 a"ora se utili8a para alimentar a una industria cu1a carga balanceada en U! puede %luctuar entre las impedancias de %ase 3. c. La regulaci n de tensi n para NP L 1.ue el de&anado está conectado en delta. Idem asumiendo .26 capaciti&o.c. +l generador tienen una corriente de e#citaci n de 3)) 3 1 el &olta4e en &ac'o es de *. Repita los incisos a! b! c 1 d del problema anterior. La e#citaci n de 1 se debilita 1 la de 2 se aumenta de 144 .uitamos el c. d.a. le entrega *))) JM.* JE. In alternador tri%ásico de 2))) JE3! tensi n nominal de 23)) E! 6) F8! para una corriente de e#citaci n dada! la corriente de cortocircuito es de 6)) 3 1 el &olta4e en &ac'o en ese r-gimen es 9)) E. . La corriente nominal. La impedancia sincr nica.etermine la regulaci n de &olta4e a condiciones nominales 1 NP L ).os alternadores mono%ásicos de *) JE3! 23) E! 2* F8! cada uno! %uncionan en paralelo para suministrar (* JM a 23) E! NP L 1. In alternador tri%ásico de 1))) JE3! 23)) E! es cortocircuitado 1 con su%iciente e#citaci n produce una IccL2*) 3! si .m.p.ue el de&anado está conectado en estrella encuentre la regulaci n de tensi n para NP L 1. 7e tiene un generador de 4.2*h41. 14.16 JE! 6)F8! dic"o generador es accionado por una turbina . b. b. /on la e#citaci n de los dos generadores a4ustados de manera tal . se obtiene en los terminales 1)3* E. a.2 en adelanto. La e#citaci n del generador es de 3)) 3. . Idem para NP L ).26 inducti&o. 12. 7uponga lineal la caracter'stica de &ac'o.ue a 36)) r. 16. 169 13))) 192 132)) 2)) 141)) 2*) 1*2)) 3)) 16))) 3*) 166)) o o I(+c L 22) 3.2 3! :/uál será la nue&a corriente 1 el NP<. 7i la corriente de e#citaci n disminu1e a 2)1. La resistencia entre un par de terminales es de ). 3sumiendo . b. 13. d. Los reguladores de las má. 2.espu-s del rea4uste de las e#citaciones determinar: b.ue el %actor de potencia del primero es ).ue su NP sea ). +l alternador uno suministra 2*) JM 1 el dos (*) JM! ambos con NP L 1. c. La carga de 2 cuando 1 suministra *)) JM. . Los reguladores de los motores diesel .ue el NP de 1 es ).ue la &elocidad de uno aumenta de 6) a 62 ciclos cuando la carga del alternador &ar'a de 1*)) JH. . Las caracter'sticas &elocidadCcarga de ambas unidades son rectas. +l NP de 2 ". Repetir el problema anterior con la e#citaci n de 2 aumentada de %orma .ocurrirá con la %recuencia<. 3ntes de &ariar la e#citaci n! determinar: a. La corriente reacti&a de 1. c. +l des%asa4e de 2. Las corrientes reacti&as de 1 1 2. La corriente total suministrada por 2 g. +l des%asa4e de 2. 14* . e. La corriente en la carga.ue dos generadores de caracter'sticas de motores primarios reales 1 conocidas! iguales se encuentran suministrando en paralelo una carga de 1)) 0E3 a *) F8 1 NP L 1. a.os generadores tri%ásicos 1 1 2 de 1*)) JE3! 23)) E! 6) F8! cada uno! %uncionando en paralelo tienen caracter'sticas de &elocidadCcarga tales .2. La corriente suministrada por 1. La corriente reacti&a de 2.ue entregará cada uno<. 7i la carga aumenta a 12) 0M! :.eterminar: a.espu-s de &ariar la e#citaci n! determinar: b.! 1 la &elocidad del dos aumenta de 6) a 63 ciclos ba4o la misma &ariaci n de carga. La e#citaci n de 1 se aumenta 1 la de 2 se disminu1e "asta .ue los mue&en no se &ar'an. La corriente en la carga. .uinas motrices no se &ar'an. La corriente suministrada por cada generador. c. a ) JH. b. 3ntes del rea4uste de las dos e#citaciones determinar: a.os alternadores tri%ásicos de 1))) JE3! 23)) E! 6) F8! conectados en estrella cada uno! %uncionan en paralelo con una barra de 23)) E 1 suministran 4untos 16)) JM a una carga tri%ásica de NP L 1. 3. La corriente total de dos. La carga de 2 cuando 1 suministra 1*)) JM. d. La corriente suministrada por 1. %. e.2*. :/ mo podrá restablecerse la %recuencia de *) F8 sin alterar la carga de 12) 0M<. 4.%orma tal . . La corriente suministrada por cada alternador. %. b.2* 1 la e#citaci n de 1 se disminu1a simultáneamente para mantener constante la tensi n en las barras.u. 2. d. :/uál será la potencia . . 7up ngase . ! 3)) rpm mediante un motor sincr nico . a 23)) E! 2* F8! de una l'nea tri%ásica con NP L ). Ina %ábrica consume 3)) JH. La corriente reacti&a.*A! la &elocidad a4ustada para dar la %recuencia nominal a plena carga de (*) JH. La e#citaci n del motor sincr nico del problema anterior se aumenta "asta . +l par en el acoplamiento.6 en pu 1 una reactancia subtransitoria de ). 9. a 6)) E! 6) F8 1 NP L ).ue el compensador sincr nico de la instalaci n debe absorber con ob4eto de lle&ar el NP L 1. b.2 en adelanto. La corriente. 146 . 2.ue debe tomar su energ'a de una l'nea tri%ásica de 69)) E! 2* F8. .ue re. 7e desea mo&er una locomotora el-ctrica de 3)) JH. b. *. b. determinar: a. d. Los JE3R . . La potencia nominal.92. La e%iciencia es a"ora de ). +l n=mero de E3R necesaria para lle&ar el sistema a NP L 1. In motor sincr nico mono%ásico de 12 /E! 23) E! 6) F8! %unciona con NP L ). In generador tri%ásico de 2*) 0E3! 2* ZE! tiene una reactancia sincr nica de 1.eterminar: a. 6. b. b. Los receptores de un taller! consistentes casi e#clusi&amente en motores de inducci n! consumen 12) JH. La potencia absorbida por el inducido del motor.eterminar: a.etermine el cambio de %recuencia si un alternador se desconecta de la l'nea. c. La corriente total. +l rendimiento del motor! despreciando las p-rdidas de la e#citaci n! es de ).6. La corriente total. d. La corriente acti&a. Para el motor sincr nico determinar: a. d. . La corriente reacti&a retrasada necesaria para lle&ar el sistema a NP L 1.()( 1 corriente retrasada. c. /alcule: a. Los motores primarios tienen una regulaci n de &elocidad de 3.( 3 a 23) E. 4.91*.94. +l n=mero de los polos. 7i el rendimiento del generador de corriente directa es de ).ue el motor %unciona NP L ). La corriente reacti&a. . b.23 pu.ue corriente suministra a 24) E. La corriente acti&a.2 1 suministra 1) /E cuando consume 4(. +l &alor inicial de la corriente de cortocircuito tri%ásica.9( a esta carga! . igualmente di&idida entre ellos.eterminar: a. determinar la corriente del inducido del motor. .os generadores de 6) F8 operan en paralelo supliendo una carga total de 2)) JH. La e%iciencia del generador con carga nominal es de ). +l &alor %inal de la corriente de cortocircuito tri%ásica. In motor sincr nico tri%ásico de *)) /E! 23)) E! 12 polos! 6) F8! mue&e un generador de corriente directa .uiere 32)) /E. 1). La corriente acti&a del motor.3. c. (. c. 6)) JH. La corriente reacti&a. Las p-rdidas de cobre del estator. La impedancia base del generador. ).* M. 14( .(66. 7i el &olta4e inducido tiene una %recuencia de 6) F8! calcule el n=mero de polos del generador.)2 pu. Respuesta: 1162 E. Los JE3 del compensador sincr nico necesarios para ele&ar el NP del sistema a 1. 13. Respuesta: (. La ca'da de tensi n. La corriente de l'nea. /alcule: a. c. La reactancia sincr nica. c. Ina turbina "idráulica . In motor sincr nico conectado a una l'nea tri%ásico de 392) E! tiene una %em inducida de 1(9) E por %ase cuando la corriente de e#citaci n es de 2* 3. c. la reactancia sincr nica es de 22 M 1 el ángulo de potencia 3)_. a. c. b. 11. /alcule: a. d. 12. 9 M. In generador sincr nico de 3) 0E3! 1* ZE! 6) F8. +l %actor de potencia. b. La resistencia de armadura.ue gira a 2)) rpm se acopla a un generador sincr nico. tiene una reactancia sincr nica de 1. *3 3. a. d. d. b.2 pu 1 una resistencia de ). b. ).1* M. Rotor. 1undamentos teóricos: 8a mB.ue el sistema más econ mico 1 con&eniente resulta! cuando los polos e#citados por corriente continua están instalados en la parte giratoria de la má.'52a #52c-625ca c!2#ta :( :!# )a-t(# f'2:am(2ta"(#4 • • +stator.&/eti0os: .uinas sincr nicas. La gran e#periencia obtenida en la construcci n 1 en el ser&icio de las má. Las má.ue distribuir este =ltimo por la super%icie del rotor! es decir! construir la má.uina sincr nica. Reali8ar la prueba de cortocircuito del generador sincr nico. +n estas má. 142 .uina 1 el de&anado de inducido de /3 5estator6 está colocado en la parte inm &il del sistema. 3.ue en este caso su %abricaci n es más simple.uinas sincr nicas! "a demostrado .4. 2. Reali8ar la caracter'stica de &ac'o del generador sincr nico.ue tienen un n=mero de pares de polos iguales a: ) = 1 1 ) = 2. .ue componen una má.uinas de ma1or &elocidad de rotaci n para una %recuencia dada son las . *.ue por ra8ones ligadas a la resistencia mecánica del rotor 1 la me4or disposici n 1 %i4aci n del de&anado de e#citaci n "a1 .uina sincr nica se constru1e generalmente con polos salientes! puesto .uina con polos interiores. Contenido del tra&a/o: 1.eterminar e#perimentalmente las caracter'sticas de &ac'o! cortocircuito 1 %actor de potencia cero de las má. Identi%icar las partes .uinas de gran potencia la &elocidad en la circun%erencia del rotor es tan grande . Reali8ar la prueba de %actor de potencia cero del generador sincr nico. 1: Características de las máquinas sincrónicas. 4.uina sincr nica. Pero cuando pa3 la &elocidad en la circun%erencia del rotor disminu1e 1 entonces la má. Interpretar la c"apa de la má.4 Prácticas de Laboratorio: )ráctica *o. 20.ue>as &elocidades pueden tener diámetros de "asta 1* metros con una relaci n de J= = 0.15 G 0. "!# mB# 5m)!-ta2t(# #!24 • Potencia 5kVA6. 2áquinas sincrónicas de #olos salientes: Por su construcci n las má.uinas sincr nicas de polos salientes se distinguen ostensiblemente de las de polos interiores! as' por e4emplo! en un alternador de potencia l'mite la longitud del rotor 586 supera el diámetro de mandrinado 5=6 apro#imadamente seis &eces! mientras . Características de vacío: 149 .2áquinas sincrónicas de #olos interiores: 3 causa de las altas &elocidades las %uer8as centr'%ugas desarrolladas a estas &elocidades crean en determinadas partes del rotor tensiones mecánicas bastantes grandes! por esta ra8 n el rotor representa generalmente una pie8a maci8a %or4ada de acero! de alta resistencia mecánica.ue se apo1a 1 gira el e4e del motor. • Nactor de potencia 5c!# W6. Los escudos &an %irmemente empernados a la carca8a 1 en ellos se encuentran los co4inetes! en los . • Eelocidad en rpm 526. Los motores sincr nicos de polos salientes 1 los compensadores tienen generalmente la misma construcci n . Los alternadores de polos salientes se constru1en a menudo con de&anado amortiguador en el rotor! destinado para amortiguar las oscilaciones del rotor durante los procesos transitorios 1 para amortiguar los reg'menes asim-tricos de %uncionamiento.ue se distingue de los de&anados amortiguadores de los alternadores solo por tener las barras "ec"as de aleaciones con resisti&idad ele&ada. • /orriente en 3mperes 5A6.ue los alternadores "idráulicos de pe. +l estator consta de una parte acti&a! o sea! el n=cleo con el de&anado del estator colocado en -l 1 el cuerpo con las pantallas! . 8!# :at!# :( cIa)a :( '2a mB.ue .'52a #52c-625ca 2!# #'m525#t-a2 '2a 52f!-mac562 &a"5!#a.uina 51. +ntre las di&ersas caracter'sticas de los generadores sincr nicos constitu1en un grupo especial las caracter'sticas . • Nrecuencia en "ert8ios 5U?6. +l rotor de estas má.ue los alternadores de polos salientes.. +n el rotor se %re8an ranuras para colocar el de&anado de e#citaci n. • Eolta4e en &oltios 5V6.ue sir&e para su4etar el acero 1 para %ormar el sistema de canales 1 cámaras de &entilaci n.6.ue determinan la dependencia del &olta4e en los terminales de la armadura 5U6! la corriente de la armadura 5I6 1 la corriente de e#citaci n 5I(+c6 siendo I= <2 o $ = $2 constantes.uinas tiene además del de&anado de e#citaci n un de&anado de arran. Fa1 rotores con ranuras radiales 1 con ranuras paralelas. Las bobinas alo4adas en las ranuras del estator &an conectadas con&enientemente %ormando tres arrollamientos independientes llamados %ases. • Peso de la má. +ste &olta4e suele llamarse de e#citaci n! 1a .uina 5 Z6 es prácticamente reacti&a pura! por eso la reacci n de la armadura es desmagneti8ante! pro&ocando .uina. +s e&idente . 2.( 2!m52a" 4 UA = U) −U2 ⋅ 1))A U2 =!2:(4 U! : Eolta4e de &ac'o.uina no estará saturada 1 por tanto la caracter'stica de cortocircuito es una l'nea recta. 1*) . +stos &alores se tabulan. U2: Eolta4e nominal.uina. 7e tomaran tres &alores de Ie#c para tres &alores de Ia. La regulaci n del &olta4e debe "allarse para el %actor de potencia nominal de la má.uina sea relati&amente pe. 3l ser la Ra despreciable en comparaci n con la ia! la impedancia de la má. 7e tomarán &alores de e#citaci n para un *)A! 1))A 1 12*A de la I2 a &elocidad nominal. 7e montará el circuito correspondiente para lle&ar a cabo la caracter'stica de cortocircuito. 0( (+)-(#a (2 )!-c5(2t! :(" &!"ta. +n estas condiciones! para &alores normales de Ie#c la má.ue! s lo depende de la I(+c de la má.etermina la dependencia de U = f(I(+c) para I = 0! siendo f = f2. Los lados del triángulo de Potier pueden determinarse a partir de los datos de dise>o de la má. Característica del factor de #otencia cero: La caracter'stica del %actor de potencia cero 5c!# W = 06! corresponde a una carga puramente inducti&a del generador! por lo general ella se obtiene para I = I2! &ariando la tensi n en los terminales del generador 1 simultáneamente regulando I(+c de manera tal .uina! pero cuando se prueba una má.ulación de volta9e: 7e denomina &ariaci n de &olta4e con la carga: al aumento del &olta4e terminal cuando desconectamos la carga de un generador sincr nico .ue>o. Características de corto circuito: 7e obtiene cuando se cortocircuitan los terminales de todas las %ases del enrollado de armadura 1 se determina la dependencia I = f(I(+c) cuando U = 0 1 f = f2. +n nuestro caso U! = %m. +stos &alores se tabulan.uina sincr nica con la % en condiciones de &ac'o. 7e montará el circuito correspondiente para lle&ar a cabo la caracter'stica de &ac'o a &elocidad nominal.ue se encontraba traba4ando a corriente nominal! es decir! cuando se &ar'a la carga desde su &alor nominal "asta cero manteni-ndose in&ariable la corriente de e#citaci n.ue permane8ca constante la corriente! o sea! esta caracter'stica relaciona la corriente de e#citaci n con el &olta4e terminal para una Ia = I2. T2cnica operatoria: 1..ue U = %! o sea! esta caracter'stica relaciona la e#citaci n de la má.uina 1a dise>ada! estos datos no se conocen 1 el triángulo de Potier debe determinarse a partir de los datos de la prueba de cortocircuito 1 de la prueba de %actor de potencia cero.ue el %lu4o resultante de la má. 0e. 7e comen8ará con I(+c= 0 1 se tomarán &alores de I(+c 1 &olta4e terminal de l'nea del generador sincr nico. 2 inducti&o. +#pli. /alcular %da 9. . )re'untas de control de la autopreparación: 1.ue como se reali8a el ensa1o de &ac'o.3.ue como se reali8a el ensa1o de cortocircuito. Informe: 1.ue como se reali8a el ensa1o de %actor de potencia igual a cero. 1).atos obtenidos en los ensa1os. /alcular la regulaci n de tensi n por el m-todo de la %em 1 de la %mm para carga nominal NP L ). 4. 3. 6.uina ensa1ada.uemas utili8ados. /alcular Ra<a. $riangulo de Potier. +s. +#pli. .atos de c"apa de la má.ue corresponde a esta condici n. /alcular X#. 2.uinas. Los a4ustes se lle&arán a cabo &ariando simultáneamente las corrientes de e#citaci n de ambas má.ue corresponda al %actor de potencia unitario. /ur&a de &ac'o. 3. /alcular Xda 2. 7e montará el circuito para lle&ar a cabo la prueba de %actor de potencia cero la Ia se a4ustará a su &alor nominal. *. (. 1*1 . La I(+c del motor debe estar por deba4o de su &alor normal! enti-ndase por &alor normal el . 2. +#pli. 7e toma el &alor de la I(+c del generador . (. .ue pone al generador a traba4ar en el sistema.ic"os re.uisitos! no s lo concernientes a la &elocidad 1 el &olta4e antes de la cone#i n sino tambi-n relati&os al momento apropiado para cerrar la lla&e . La %recuencia del generador debe ser igual a la del sistema. +sto se &eri%ica utili8ando un secuenc'metro. 3. 7e sincroni8ará el generador sincr nico al sistema por el m-todo de las tres lámparas 1 por el m-todo del sincronoscopio. /omprobar las condiciones para la sincroni8aci n. *. 7e seguirán los pasos necesarios para sacar al generador del sistema.&/eti0os: 7incroni8ar el generador sincr nico con el sistema de potencia por &arios m-todos. 7e aumentará la potencia acti&a suministrada al sistema. 6. 7e pondrá el generador sincr nico a traba4ar entregando potencia acti&a 1 reacti&a al sistema. 7e pondrá el generador sincr nico a traba4ar como inductor 1 compensador sincr nico! recibiendo 1 entregando potencia reacti&a al sistema sin intercambiar potencia acti&a con el mismo. Contenido del tra&a/o: 1.uisitos son los siguientes: • • La secuencia del &olta4e del generador debe ser igual a la del sistema. 2. 1undamentos teóricos: Para conectar el generador sincr nico en paralelo con un sistema de potencia deben tenerse en cuenta ciertos re.ue si pre&iamente a la cone#i n la &elocidad era superior a la 1*2 . 7e aumentará la potencia reacti&a suministrada al sistema. 4. 3l entrar en el sistema la &elocidad del generador se "ace automáticamente igual a la del sistema! es decir! . 2: #incroni:ación del 'enerador sincrónico con un sistema de potencia. .)ráctica *o. ue>as! puede considerarse . +ste m-todo tiene la des&enta4a . 7i se desprecian . Las %recuencias del generador 1 el sistema se miden con un %recuenc'metro. +n el segundo m-todo! se conecta la lámpara 1 entre %ases iguales del generador 1 del sistema 1 las restantes lámparas entre %ases distintas. /omo suponemos es un sistema el-ctrico mu1 grande en comparaci n con el generador! tanto la %recuencia como el &olta4e terminal pueden tomarse como constantes.ue suministre a este tanto potencia acti&a como reacti&a! de acuerdo con los re. /on este m-todo! cuando el generador &a adelantado al sistema las lámparas se apagan en la secuencia 1 C 2 C 3 C 1. Partiremos de un estado de carga determinado! a partir del . Los &olta4es del generador 1 del sistema se miden con un &olt'metro. • +n el momento de sincroni8ar los &olta4es del generador 1 del sistema deben estar en %ase. • +l &olta4e del generador debe ser igual al del sistema.uina entra suministrando potencia reacti&a al mismo! si es in%erior entra recibiendo potencia reacti&a del sistema. /on esto se e&ita la circulaci n de grandes corrientes en el momento de sincroni8ar.ue al conectarse debidamente al generador 1 al sistema indica mediante una agu4a el instante correcto de la sincroni8aci n 1 además! si el generador &a atrasado o adelantado respecto al sistema.ue se anali8ará la %orma de regular la entrega de potencia acti&a 1 reacti&a al sistema. <#eración en #aralelo con el sistema: 3l sincroni8ar un generador al sistema se pretende . +n el estado de carga considerado las potencias &ienen dadas por: * = 3 ⋅ U ⋅ I ⋅ cosθ = 3 ⋅ U ⋅ I a c = 3 ⋅ U ⋅ I ⋅ #(2θ = 3 ⋅ U ⋅ I o tambi-nT (%) (&) %m 3 ⋅U ⋅ I ⋅ X # *= #(2θ (') 1*3 . 3ctualmente es más utili8ado el sincronoscopio .ue cuando el generador pueda ser sincroni8ado las tres lámparas estarán apagadas.ue son pe. 7i el &olta4e es superior al del sistema! la má. La sincroni8aci n por el m-todo de las tres lámparas posee dos tipos de cone#i n! en el primer caso las tres lámparas se conectan entre %ases iguales en el generador 1 en el sistema! de a"' .ue %. Para comprobar esta condici n se pueden utili8ar &arios m-todos. /uando sea posible la sincroni8aci n! la lámpara 1 estará apagada 1 las dos restantes encendidas. 7i el sistema se adelanta! entonces la secuencia de apagado ser'a 1 C 3 C 2 C 1! además se usa un &olt'metro au#iliar para conocer cuando la di%erencia de tensi n es igual a cero.sincr nica! el generador se %rena al entrar en el sistema 1 a una menor &elocidad del motor primario pro&oca un incremento de la potencia suministrada por el mismo! la cual se entrega al sistema. es apro#imadamente igual a U.uerimientos de los consumidores.Xa 1 Ra debido a . 3nali8aremos por tanto como se regula la entrega de potencia acti&a 1 reacti&a del generador al sistema.ue no indica si el generador tiene %recuencia superior o in%erior al sistema. espu-s de un proceso transitorio se e. .uina! se procederá a sincroni8arla con el sistema! primero mediante el m-todo de las tres lámparas 1 segundo por el sincronoscopio. Informe: No tiene.ue sucede al aumentar la corriente de e#citaci n del generador.sucede cuando aumenta la potencia suministrada por el motor primario. 3.ue la secuencia del generador es la misma .uina se acelera! 1a .ue se indi.ue e#isten. /on la má. 7e comprueba .ue el electromagn-tico.ue le %i4a la &elocidad sincr nica. 7e a4usta la &elocidad mediante la lectura del %recuenc'metro.ue el motor al disminuir su &elocidad! reciba más corriente de la %uente de corriente directa! con lo cual aumenta su potencia. 2.ue el par mecánico es ma1or .uina en paralelo con el sistema! se lle&ará mediante el campo a suministrar la potencia reacti&a . 7e aumentará la potencia entregada por el motor primario disminu1endo la corriente de e#citaci n del motor primario. 1*4 . 1 se a4ustará la e#citaci n del generador "asta .ue no se "a actuado sobre -l! el ángulo _ debe disminuir! a %in de mantener la potencia constante! por lo tanto aumenta la potencia reacti&a entregada. Ina &e8 preparada la má. )re'untas de control de la autopreparación: 1.ue la del sistema.ue el generador se encuentra conectado al sistema . %m 3 ⋅ U ⋅ X # c= U2 cos θ − X# (() 7e considera en primer lugar . 2. /on esto se tiende a aumentar la &elocidad del con4unto motorCgenerador! lo cual no puede ocurrir dado . $anto la N00 del campo <0 como el &olta4e de e#citaci n %0 deben aumentar. +numere los tipos de sincronoscopios .uilibran nue&amente los pares! pero a"ora el generador entrega una ma1or potencia acti&a al sistema! ni <0 ni %0 &ar'an! 1a .uedando el generador %uera del sistema. Inicialmente la má. 7e arrancará el motor primario 1 se lle&ará la má. / mo se &eri%ica las condiciones de sincroni8aci n. *. +l ángulo _ aumenta 1 la corriente 1 su componente acti&a aumentan.u. 4. 3 continuaci n se anali8ará . +n este momento se abre el interruptor de %uer8a 506! . /uales son las condiciones para sincroni8ar un generador sincr nico.uina a su &elocidad nominal. 3ctuando simultáneamente sobre el motor de corriente directa 1 la e#citaci n del campo del generador se irán disminu1endo progresi&amente la potencia acti&a 1 reacti&a "asta "acerse casi cero. +sta aparente contradicci n da como resultado . T2cnica operatoria: 1.ue entrega el motor primario no "a &ariado! puesto . Resumiendo para aumentar la potencia reacti&a actuamos sobre la e#citaci n 1 para aumentar la potencia acti&a actuamos sobre el motor primario. 3.ue el &olta4e del mismo coincida con el del sistema. /omo la potencia .ue en la práctica.ue no se "a actuado sobre la e#citaci n. 7e reali8ará la prueba de desli8amiento para determinar las reactancias sincr nicas de e4e directo 1 de e4e en cuadratura. Contenido del tra&a/o: 1.uina en estado estable.uina sincr nica es de gran importancia! anali8ar 1 calcular determinados parámetros . 7e reali8arán las pruebas para determinar la reactancia subtransitoria. 1** . T5(2( :!# c!m)!2(2t(s: • La debida al %lu4o de dispersi n de armadura . 0eactancia sincrónica: +ste es el parámetro . 1undamentos teóricos: +n el estudio de la má. 4. 2.X#a. 3.uina sincr nica. 7e reali8ará la prueba para determinar la reactancia de secuencia negati&a. .ue de%inen su comportamiento en un sistema el-ctrico de potencia.)ráctica *o. 3 continuaci n describimos los parámetros más importantes 1 su procedimiento de cálculo.ue de%ine el e%ecto inducti&o total de la má. 7e reali8ará las pruebas para determinar la reactancia de secuencia cero.&/eti0os: /alcular e#perimentalmente los parámetros más importantes de una má. 3: Determinación de los parámetros de las máquinas sincrónicas. ue las concatenaciones de %lu4o de estos de&anados no pueden cambiar instantáneamente.ue es la presente cuando el %lu4o giratorio del estator coincide con el e4e directo 1 la reactancia sincr nica de e4e de cuadratura! cuando el %lu4o giratorio del estator coincide con el e4e de cuadratura.2 ).1 )' 1.ue ocurre en el instante inicial del corto circuito sim-trico s=bito 1 depende por tanto! de las caracter'sticas de comportamiento el-ctrico 1 magn-tico de la má.Xa. +sto pro&oca .uina! la corriente del estator le'da por el amper'metro irá &ariando tambi-n peri dicamente! será má#ima cuando la reactancia sea la del e4e en cuadratura 1 m'nima cuando la reactancia sea la del e4e directo. Um32: Eolta4e m'nimo le'do. X: = X. +l análisis de la reactancia sincr nica es di%erente en una má. Para una má.ebido a esto el %lu4o del estator tendrá . La primera componente depende del entre"ierro! la disposici n del de&anado de campo 1 la estructura del polo! mientras .2 +l &alor de la +l &alor de la =!2:(4 UmB+: Eolta4e má#imo le'do. 3l ir &ariando peri dicamente la reactancia de la má.uina de polos salientes se de%ine la reactancia sincr nica de e4e directo 5 X:6 .uina sincr nica! el %lu4o del de&anado del estator no puede atra&esar los de&anados de campos 1 amortiguador! debido a .ue>a en comparaci n con la sincr nica 5&ar'a de 0.ue atra&iesa los polos 1 .uina de rotor cil'ndrico se de%ine un s lo &alor de reactancia sincr nica! debido a . Impedancia su&transitoria: La impedancia subtransitoria es la .• La debida al %lu4o magneti8ante . ImB+: /orriente má#ima le'da.ue la sincr nica.ue! el entre"ierro de la misma es prácticamente constante.uina de rotor cil'ndrico 1 en una má.7 )'6 debido a 1*6 . Para una má. .uina de rotor saliente.ue irse por tra1ectoria de ma1or reluctancia.( )' ).ue se llama reactancia magneti8ante . 3l ocurrir un cortocircuito tri%ásico s=bito! en una má.uina en condiciones transitorias.ue consisten en aplicar &olta4es tri%ásicos al estator de la má.ue la reactancia de la má. +l &olta4e terminal será m'nimo ante la reactancia del e4e en cuadratura 1 má#imo ante la reactancia del e4e directo. = 1. Para calcular ambas reactancias simultáneamente se utili8an las llamadas pruebas del desli8amiento! . Im32: /orriente m'nima le'da.ue la segunda! depende del n=mero de &ueltas del de&anado del estator 1 de la reluctancia del circuito magn-tico principal.uina en este momento sea pe.1 a 0.uina con el rotor en circuito abierto 1 girando en el mismo sentido del campo! a una &elocidad superior o in%erior . = U ma# I min U min I ma# X: = X. 3l girar el campo con respecto a los de&anados del rotor con una %recuencia doble a la de la l'nea! se inducirán corrientes en dic"os de&anados! cu1os %lu4os impiden .ue irse por tra1ectoria de alta reluctancia! de a. Um32: Eolta4e m'nimo le'do. =!2:(4 Im#edancia de secuencia ne. +l de&anado del campo debe estar cortocircuitado.26.:(4 X) = U) 3I ) =!2:(4 1*( . +l &alor de esta impedancia es mu1 ba4o! debido a .uina con el rotor parado 1 su de&anado en cortocircuito. 0( :(t(-m52a a )a-t5. = U mB+ 2 I m32 U m32 2 I mB+ UmB+: Eolta4e má#imo le'do. I: /orriente le'da =!2:(4 Im#edancia de secuencia cero: Para medir esta impedancia se aplica un &olta4e reducido a la má. %#ta #( ca"c'"a c!m!: X2 = U I U: Eolta4e le'do.ativa: Las corrientes de secuencia negati&as pro&ocan %lu4os .ue giran en sentido contrario a la rotaci n de la má. 3 dic"as corrientes debemos "acerlas girar en sentido contrario al campo 1 aplicarle el &olta4e reducido! le1endo &olta4e 1 corriente. ImB+: /orriente má#ima le'da.uina con los tres de&anados del estator conectados en serie! se mide &olta4e 1 corriente.)1* a ).ue el %lu4o del estator lo penetre! teniendo este .esto la corriente puede llegar a ser de 1) a 1* &eces la nominal. Im32: /orriente m'nima le'da.ue la impedancia de la secuencia negati&a sea apro#imadamente igual al &alor promedio entre las subtransitorias de e4e directo 1 de e4e en cuadratura. +l &alor de la reactancia de secuencia cero es algo menor .u' .uina.ue el de la reactancia de dispersi n 5oscila entre ). Le1endo el &olta4e 1 la corriente suministradas al circuito para distintas posiciones del rotor podemos calcular las reactancias subtransitorias mediante las siguientes e#presiones: X: = X. Para determinar la impedancia subtransitoria se aplica &olta4e mono%ásico reducido a dos %ases de la má.ue al estar a 12)[! los de&anados 1 las corrientes en %ases los %lu4os mutuos de las tres %ases se compensan mutuamente! lo cual disminu1e notablemente su &alor. uina debe girar a &elocidad sincr nica 1 el interruptor 02 debe permanecer cerrado. .U0: Eolta4e le'do.uina en sentido contrario al campo! a &elocidad sincr nica con el interruptor 02 cerrado. 7e procederá a medir la impedancia de secuencia negati&a "aciendo girar la má.. 2. +#pli. 6.uina de %orma . 2. *. 4. 7e procederá a reali8ar las pruebas de desli8amiento para lo cual se aplicarán &olta4es reducidos a la má. 3. /alcular X: 1 X. +s. 7e montará el circuito para medir la impedancia de secuencia cero.uemas utili8ados.consiste la prueba de desli8amiento. /alcular X2. *. Informe: 1. (. 1*2 . )re'untas de control de la autopreparación: +#pli. +#pli.ue como se obtiene la reactancia subtransitoria. 7e montará el circuito para medir la impedancia subtransitoria! se tomarán los &alores . /alcular X0. /alcular las corrientes subtransitorias de %alla tri%ásica! mono%ásica! bi%ásica 1 bi%ásica a tierra. 2.atos de c"apa de la má. La má. 4.ue correspondan a las corrientes 1 &olta4es má#imos 1 m'nimos. 4.ue sea posible medir los &alores má#imos 1 m'nimos de &olta4e . I0: /orriente le'da T2cnica operatoria: 1.ue la sincr nica con el rotor en circuito abierto "asta . 3.atos obtenidos en los ensa1os. +n .HH. 3.u. . /alcular X:HH 1 X. 2. 1.ue como se obtiene la reactancia de secuencia cero.ue como se obtiene la reactancia de secuencia negati&a.uina ensa1ada. 7e montará el circuito correspondiente! el cual ser&irá para reali8ar la prueba de desli8amiento 1 la medici n de la impedancia de secuencia negati&a .ue! no sobrepase su corriente nominal 1 se "ará girar la misma en el sentido del campo giratorio a una &elocidad ligeramente ma1or o menor . ue! la inercia del motor 1 la carga es tan grande en comparaci n con la &elocidad de rotaci n del %lu4o de entre"ierro! .ue situar un de&anado amortiguador en el rotor. ": . 3rran. .)ráctica *o.ue del motor sincr nico.ue a los polos del rotor le resulta imposible seguir a los polos de %lu4o en el estator! creándose un par electromagn-tico pulsante de &alor promedio o . Contenido del tra&a/o: 1.ue asincr nico! .peración del motor sincrónico. +laboraci n de las cur&as V del motor. +l m-todo más utili8ado consiste en el arran.ue no es más .ue! 1a . 1undamentos teóricos: Arranque del motor sincrónico: In motor sincr nico no posee par de arran. 9bser&aci n de la estabilidad 1 oscilaci n del motor con cambios en la carga 1 la e#citaci n.ue de motor.&/eti0os: 3nali8ar el comportamiento del motor sincr nico en di%erentes reg'menes de traba4o. 3l conectar el motor a la red el de&anado de campo se cortocircuita a tra&-s de una resistencia de descarga para e&itar 1*9 .ue impide el arran. 2. 3. atos obtenidos en los ensa1os.uerimientos de arran. • La magnitud del %asor %0 1 el reactor <0 lo %i4a la corriente de e#citaci n de la má. Los puntos de m'nima intensidad de Ia se apro#iman al e4e de coordenadas cuando el motor cede una pe. • La potencia de salida de la má. 2. Por esto para me4orar el %actor de potencia de las grandes instalaciones el-ctricas se tiende a traba4ar el motor sincr nico al &ac'o. 3l llegar a un &alor del 9) A al 96 A de la &elocidad sincr nica se desconecta dic"a resistencia 1 se conecta el circuito de alimentaci n de corriente directa del rotor! con lo cual la &elocidad aumenta 1 si la carga es la apropiada despu-s de unas cuantas oscilaciones alcan8a la &elocidad sincr nica! estabili8ándose en dic"o &alor. T2cnica operatoria: 1. 7i los re.ue se desacople es tanto ma1or cuanto menor es su carga.ue no son cr'ticos! es pre%erible utili8ar una 4aula de ba4a resistencia! con lo cual se %acilite la sincroni8aci n del motor. Curvas V del motor sincrónico: Las cur&as V del motor sincr nico e#presan la relaci n entre la corriente de armadura 5Ia6 1 la corriente de e#citaci n 5I(+c6 para una carga mecánica constante.ue! la má.ue le sir&e de carga. 7i la carga re. 7e obser&ará el penduleo del motor 1 la %orma de disminuirlo. 3"ora bien! esto "ace más di%'cil en el proceso de sincroni8aci n! 1a . Informe: 16) .ue! la resistencia de la 4aula debe ser grande para poder suministrarlo. 7e montará el circuito .'5(2t(# a#)(ct!#4 • +l &olta4e aplicado al motor es constante. .ue>a es la potencia mecánica suministrada por el motor.uina. 2.'5(2t(# c!2c"'#5!2(#4 • • Las cur&as son tanto más puntiagudas cuanto más pe.uiere un alto momento del arran. 7e tomarán puntos para construir las cur&as V para distintos &alores de potencia de salidas."a# f!-ma# :( (#ta# c'-&a# #( t(2:-B2 (2 c'(2ta "!# #5. La carga se &ar'a con la e#citaci n del generador 1 la resistencia de carga.la inducci n de &olta4e e#cesi&amente ele&ado en dic"o de&anado.uina ensa1ada. • +l margen de &ariaci n de la corriente de e#citaci n del motor sin .ue corresponde al puesto n=mero cuatro! el cual consta del motor sincr nico 1 un generador de corriente directa acoplado a -l! .ic"o generador alimenta a la carga. =(" a2B"5#5# :( :5cIa# c'-&a# )!:(m!# #aca.uina está dada por las siguientes e#presiones: * = U -(: ⋅ I ⋅ cos ϕ *= U -(: ⋅ #(2ϕ X# • Para una carga mecánica %i4a la componente acti&a de la corriente 5Iac6 no &ar'a al &ariar la e#citaci n. 3."a# #5. .uina se estabili8a como motor de inducci n a desli8amiento ma1or. . +sto es l gico! 1a . *a-a a2a"5?a.ue>a potencia mecánica.atos de c"apa de la má.ue! la reacci n de inducido es muc"o menor 1 por tanto "ace %alta menos corriente de e#citaci n para compensarla. 1. u.. V 0osc=: +. V 44) p. 0IR! 1922.0. 0á. V 32* p.iga los di%erentes m-todos de arran. I&ano& ! 7molensZi. /onstruir las cur&as V del motor sincr nico.Piotros&sZi. jjjjjjjjjjj. 0á. jjjjjjjjjjj.signi%icado %'sico tienen las cur&as E de un motor sincr nico. V $omo II. V $omo I. 0IR! 19(6. P.Piotros&sZi. jjjjjjjjjjjjj. 0á.P.E. V (2) p. I&ano& ! 7molensZi. )re'untas de control de la autopreparación: 1. 0IR! 1922.uinas +l-ctricas K 0. V 0osc=: +.uinas +l-ctricas K 3. / mo se reali8a el arran. 2.3. E.E. .uinas +l-ctricas K 3. V $omo III. I&ano& ! 7molensZi. V $omo II. V $omo I.. V 0osc=: +. 0IR! 1922. .uemas utili8ados. 3. V 0osc=: +. V 0osc=: +. 4. JostenZo! 0.ue asincr nico de un motor sincr nico. 0IR! 19(6.. +s. V 6)) p. 0á.JostenZo! L.JostenZo! L.uinas +l-ctricas K 3.ue de un motor sincr nico.uinas +l-ctricas K 0. 161 . 0á.E. "i#lio$rafía: I&ano&! 3... V 4(2 p.0.P. uinas +l-ctricas K 3. V La Fabana: Instituto 7uperior Pedag gico para la +nse>an8a $-cnica 1 Pro%esional! 1991. 0eneses 9.uinas el-ctricas. EoldeZ! 3.uinas el-ctricas de corriente directa. jjjjjjjjjj. $raba4o de . I. V /amagme1! 2))1. Pac"eco n. 0anual de preguntas 1 problemas de má. 0IR! 1923. 0IR! 1923. EoldeZ.. K n.I. 0á. I. +. 0cP"erson. Pac"eco. $raba4o de . V 0osc=: +. 0otores de inducci n bi%ásicos 1 mono%ásicos K 0. Nu>es +. Nu>es. Puesto de traba4o para prácticas de laboratorio de má. 3n Introduction to +lectrical 0ac"ines and $rans%ormers K \.uinas +l-ctricas K 3. Neli# Earela! 1992. I.uera! 0. V *1 p. 0eneses! U. V /amagme1: Ini&ersidad de /amagme1!1999. V 222 p.iplomas. V (3 p. V $omo II.uera. V$raba4o de . EoldeZ. +.oer.uinas de corriente directa. K 9. V 429 p. I. V Fabana: +. V k7Nl: +.. K +.! k7+l!k73l! *63 p. /ao. oer.iploma. V $omo I. V 0osc=: +. V 3(* p.0cP"erson! \. 162 . V *49 p. 0á.. 3puntes sobre un libro de te#to de e4ercicios de de má.iploma.