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Repblica Bolivariana de Venezuela
Universidad Central de Venezuela
Facultad de Ingeniera
Escuela de Ingeniera Elctrica
Departamento de Potencia
Laboratorio de Maquinas Elctricas I
INFORME DE LABORATORIO
PRACTICA #1
LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS
ENSAYOS DE MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA.
Luis De Gregorio
Henry Gomez
Fernando Zambrano
Caracas, abril de 2008.
introduccin
La maquina de corriente continua (DC) puede trabajar como generador y motor sin mayores complicaciones. Una maquina de corriente continua es un dispositivo rotativo de conversin de energa que puede ser accionada como motor o generador. Se llama generador de corriente continua al dispositivo que transforma la energa mecnica en energa elctrica; y motor al mismo dispositivo cuando realiza la transformacin inversa.
Una maquina de corriente continua tiene caractersticas internas invariables que dependen de su diseo y construccin. Tambin posee caractersticas externas que caracterizan su modo de funcionamiento (motor, generador, etc.). Se divide este informe en tres partes esencialmente. En la primera parte se estudian caractersticas generales de este tipo de maquinas, entre ellas su modelo, curva de vaco, reaccin de inducido y otras. En la segunda parte se estudia el comportamiento externo en regmenes de generador y motor y por ultimo condiciones de potencia de la misma. Se procede a un anlisis bsico de cada una de las partes a estudio y se propone los mtodos a utilizar.
El presente informe requiere una comprensin bsica sobre maquinas DC a fin de interpretar correctamente lo que aqu se expone. El estudio es netamente practico y no se incluyen demostraciones, ni procesos tericos, mas bien se comparan resultados esperados con los prcticos a fin de establecer una referencia valida de la maquina en estudio en cualquier situacin que en la que se requiera la maquina DC en cuestin.
Caractersticas Internas de la maquina DCEl fabricante predetermina estas caractersticas a partir de los datos de construccin; el usuario o el mismo fabricante las mide y para ellos se convierten en datos especficos de esta maquina.En el caso de este informe se presenta un estudio para la obtencin de los parmetros caractersticos as como el modelo a utilizarse en este estudio. El modelo a utilizarse es el simplificado que se muestra en la Figura (1 que consta de la armadura que es la parte que gira y el campo que es la encargado de producir el flujo magntico, a su vez se tienen las resistencias asociadas a cada componente.
Mtodos para la medicin de la resistencia de armadura:
Las perdidas individuales en un motor o generador de DC cuando trabaja con la carga nominal son las perdidas en el cobre de los devanados de la armadura y del mecanismo de escobillas asociado. Al mismo tiempo es difcil determinar la resistencia Ra con la exactitud necesaria. La determinacin de la resistencia de devanados es mas o menos fcil, pero la resistencia variable de las escobillas y del contacto corredizo de las escobillas no se mide normalmente. En vez de ello se supone un valor convencional de cada de voltaje de 1 V positivo y 1 V negativo. Esta cada total de 2 V en las escobillas es vlida para cualquier numero de polos o trayectos paralelos, y solo depende de los materiales y el modo de operacin de los mismos. Existen mtodos precisos y otros no tanto, a continuacin se exponen estos:
Mtodo del ohmetro o de la ley de ohm:
La determinacin de la resistencia de escobilla a escobilla con un ohmetro es fcil y rpida, y se puede hacer sin desensamblar, pero no tiene una exactitud mayor a una cifra significativa. Al tomar este valor, un poco de rotacin cuidadosa de la flecha de la armadura muestra una variacin muy grande de resistencia, en especial con una maquina bipolar de dos escobillas. El valor mas bajo de resistencia que se puede obtener es el mejor, porque se obtiene con las mejores condiciones de contacto de las escobillas.
Mtodo de voltimetro Amperimetro:
Ya sea a travs de las escobillas o directamente sobre el conmutador, las lecturas se afinan haciendo pasar una corriente a travs del contacto entre escobillas y leyendo la cada de voltaje. Ra = Ea/Ia por la ley de ohm. Las escobillas muestran entonces cierta cada de voltaje, pero no tanta como si se movieran a la velocidad normal de rotacin. Si las cadas de tensin se toman directamente sobre el conmutador, se eliminan los valores desconocidos de resistencia de contacto de las escobillas y se encuentra solo la resistencia del cobre de la armadura. Este mtodo es mas efectivo que el del ohmetro.
Procedimiento de Laboratorio
Se tiene que las cadas internas son cantidades lineales y no lineales, cuando la velocidad del colector es cero la maquina no tiene movimiento de rotacin, por lo cual la cada censada corresponde a las lineales mientras que en movimiento se tienen las perdidas no metlicas (no lineales) del circuito (escobillas y contacto escobillas colector); esta cada interna de tensin es muy pequea a velocidad de rotacin cero y se puede considerar constante para diferentes velocidades de rotacin de la maquina (normas IEEE Std 113-1985); se podran cuantificar estas perdidas con la grfica de las cadas internas de tensin en movimiento como generador y como motor.
Los mtodos explicados anteriormente son por igual aplicados a las tres resistencias del modelo a saber Resistencia de armadura, Resistencia de campo y del devanado serie.
1.1 RESISTENCIA DE ARMADURA (Ra):
Para la medicin de la resistencia de armadura se trabajo con la maquina detenida tomando la cada de tensin en las delgas y en los bornes de la armadura, sin pasar la corriente del 10% de la nominal (normas IEEE Std. 113), para el caso de nuestra maquina de corriente continua , la especificacin de la placa estableci que la corriente de armadura era de 46A, y siguiendo la norma IEEE, al ser el calculo de la resistencia de armadura , tuvimos cuidado de no sobrepasa la corriente de mas de 4,6 Amp..
ESUQEMA CIRCUITAL:
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro Bobina Mvil (A) Marca: YOKOGAWA
Mod.2011 Serial: 77AA2082 Clase: 0,5 Escala: 3A
Voltmetro Bobina Mvil (V) Marca: YOKOGAWA
Mod. 2011 Serial: 77AA2297 Clase: 0,5 Escala: 30V
Interruptor DC (25A/380V )
Multimetro Electronico Marca: Fluke 175. Clase: 0.15 Restato de 100( / 2.4A.
Cables tipo horquilla-horquilla, banana-horquilla.
Metodo Voltmetro-Amperimetro
Resultado de Laboratorio: Los datos obtenidos en el laboratorio de esta prueba se reflejan en la Tabla 1.1 .
Tensin Bornes Ip1,A2 (V)Tensin Delgas (V)Corriente de armadura (A)Resistencia total de armadura a 25C (Ohm)Resistencia total de armadura a 75C (Ohm)
0,8(0.20.72(0.012,40(0.020.33(0.090.39(0.11
0.7(0.20.72(0.011,60(0.020.44(0.130.53(0.16
0.2(0.20.30(0.010,80(0.020.25(0.260,30(0.31
Tabla 1.1 Resultados experimentales de medicin de Resistencia de Armadura total de la maquina DC por el metodo Voltmetro Ampermetro
De la prueba anterior se obtiene la siguiente grafica.
Clculos Tipo
Calculo de resistencia de armadura de acuerdo a resultados experimentales de Tensin y Corriente obtenidos aplicando el metodo de voltmetro Amperimetro (Tabla 1.1)
Ley de Ohm : (Ec.1)
Ejemplo: Para el valor de tension V=0.8V y el valor de corriente I=2.40A (Tabla 1.1) se tendr que :
Calculo de la Incertidumbre asociada al clculo prctico del resistencia de armadura dado por la (Ec.1).
(Ec.2)
Ejemplo: para el valor de tension V=0.7V con y el valor de corriente I=2.40A con se tendr que:
Correccin por temperatura de los valores de resistencia: los valores hallados para las resistencias internas se miden con la mquina en fro, se procede a hacer correccin por temperatura, por ejemplo considerando un incremento (C Rise) de 50 C. Dicha correccin se realiza utilizando la siguiente ecuacin:
(Ec.3)
R1, resistencia medida a temperatura ambiente
R2, resistencia a plena carga
T1, temperatura ambiente (25 C)
T2, temperatura de operacin de la mquina (75 C, Dato de Placa)
K, constante del material del devanado (234,5 C para el cobre)
Ejemplo: para el valor de tension V=0.8V y corriente I=2.40A segn (Ec.1) se tiene que R1=0.333Ohm. Por lo tanto segn sta ecuacin :
Calculo de la Incertidumbre asociada al clculo prctico de correccin de resistencia por efecto de temperatura dado por la (Ec.3).
Calculo del Error para valores prcticos de Tensin y Corriente (Tabla 1.1)
Ejemplo:
Apreciacin
Por igual se verific para cada medicin, los dos tipos de error para expresar el peor caso posible, es decir, el mayor entre estos dos.
Observacin: A efectos del clculo de la resistencia de armadura total se tomo como valor de resistencia el valor de la pendiente del ajuste lineal de la curva (azul) en la grafica 1 .
Por lo tanto el valor de Resistencia de Armadura total tomando en cuenta los devanados de de los interpolos y escobillas corresponde a:
Observacin: A efectos del clculo de la resistencia de las delgas se tomo como valor de resistencia el valor de la pendiente del ajuste lineal de la curva (marron) en la grafica 1.
Por lo tanto el valor de Resistencia de las delgas corresponde a:
La resistencia de Interpolos sera:
Metodo Multimetro Electronico
Se obtuvieron los siguientes resultados al realizar la medicion en Ohmios directamente con el Muiltimetro electronico
-Resistencia Armadura (Ip1,A2) : 0.7 Ohm
- Resistencia Delgas : 0.7 Ohm1.2 RESISTENCIA DE CAMPO (Rf)
Para la medicin de la resistencia de campo no existen problemas de calentamiento si no se sobrepasa la corriente nominal, que no debe ser mayor de 2.5 A (dato estimado) se utilizo un restato variable de 100 ( @2.4 A; y una fuente fija de 85V (DC) (Banco de excitacin).Siguiendo el mismo procedimiento que para la medicin de la resistencia de armadura y siguiendo el esquema circuital tenemos:
ESQUEMA CIRCUITAL:
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro Bobina Mvil (A) Marca: YOKOGAWA
Mod.2011 Serial: 77AA2082 Clase: 0,5 Escala: 3A
Voltmetro Bobina Mvil (V) Marca: YOKOGAWA
Mod. 2011 Serial: 77AA2297 Clase: 0,5 Escala: 100V
Interruptor DC (25A/380V )
Restato de 100( / 2.4A.
Cables tipo horquilla-horquilla, banana-horquilla.
Resultado de laboratorio: los datos obtenidos en el laboratorio de esta prueba se reflejan en la Tabla 1.2.Tensin en bornes F1,F2 (V)Corriente de campo (A)Resistencia de campo 25C (Ohm)Resistencia de campo a 75C (Ohm)
41(10.80(0.0251.25(2.5342.97(2.12
31(10.60(0.0251.67(3.3943.32(2.84
22(10.40(0.0255.00(5.2546.12(4.40
Tabla 1.2 Resultados experimentales de medicin de Resistencia de Campo (Rf) de la maquina DC por el mtodo Voltmetro Ampermetro
De la prueba anterior se obtuvo las siguiente grafica:
Clculos Tipo
Calculo del Error para valores prcticos de Tensin y Corriente (Tabla 1.2)
Ejemplo:
Apreciacin
Por igual se verific para cada medicin, los dos tipos de error para expresar el peor caso posible, es decir, el mayor entre estos dos.
Calculo de la Incertidumbre asociada al clculo prctico del resistencia de armadura dado por la (Ec.1).
(Ec.3)
Ejemplo: para el valor de tension V=41V con y el valor de corriente I=0.80A con se tendr que:
Observacin: A efectos del clculo de la resistencia de armadura se tomo como valor de resistencia el valor de la pendiente del ajuste lineal de la curva en la grafica 2.
Por lo tanto el valor de Resistencia de Campo corresponde a:
1.3 RESISTENCIA DEL DEVANADO SERIE (Rs):
Utilizando el mismo mtodo empleado que en los dos casos anteriores se realizo el montaje correspondiente al esquema circuital, en donde se conect un restato variable de 100( @ 2.4 A; y se ajust la fuente de prueba en 95Volts.ESQUEMA CIRCUITAL
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro Bobina Mvil (A) Marca: YOKOGAWA
Mod.2011 Serial: 77AA2082 Clase: 0,5 Escala: 3A
Interruptor DC (25A/380V )
Multimetro Electronico (V) Marca: Protek 506. (Serial # 08-54499)
Restato de 100( / 2.4A.
Cables tipo horquilla-horquilla, banana-horquilla.
Resultado de Laboratorio: los datos obtenidos en el laboratorio de esta prueba se reflejan en la Tabla 1.3.Tensin (V)Corriente (A)Resistencia devanado serie a
25C (mOhm)Resistencia devanado serie a 75C (mOhm)
0.041(0.0012.40(0.0217.08(0.5614.32(0.47
0.030(0.0011.80(0.0216.67(0.7413.98(0.62
0.014(0.0010.80(0.0217.50(1.6914.67(1.42
Tabla 1.3 Resultados experimentales de medicin de Resistencia Serie (Rs) de la
maquina DC por el metodo Voltmetro Ampermetro
De la prueba anterior se obtuvo las siguiente grafica:
Clculos Tipo
Calculo del Error para valores prcticos de Tensin y Corriente (Tabla 1.3)
Ejemplo:
Apreciacin
Por igual se verific para cada medicin, los dos tipos de error para expresar el peor caso posible, es decir, el mayor entre estos dos.
Calculo de la Incertidumbre asociada al clculo prctico del resistencia de armadura dado por la (Ec.1).
(Ec.3)
Ejemplo: para el valor de tension V=0.041V con y el valor de corriente I=2.40A con se tendr que:
Observacin: A efectos del clculo de la resistencia del devanado serie (Rs) se tomo como valor de resistencia el valor de la pendiente del ajuste lineal de la curva en la grafica 3.
Por lo tanto el valor de Resistencia Serie corresponde a:
2. curva de vaco:
La tensin generado en los terminales de armadura esta relacionado directamente con el flujo en el campo, ya que es la nica cantidad variable que queda si la velocidad de rotacin se mantiene constante. As el voltaje de salida estar relacionado con la curva de excitacin del campo solo que con diferentes escalas para la abscisa y la ordenada; La curva obtenida depender de la velocidad de rotacin en particular, en nuestro caso esta ser la suministrada por la maquina excitadora. Cabe destacar que para diferentes velocidades obtendremos curvas parecidas.
Para una maquina DC se tiene que:
Donde.
: Tensin que se induce en los terminales de armadura.
: Velocidad de rotacin de la maquina.
: Una constante propia de cada maquina.
: Flujo inductor por polo que baa los conductores del inducido
CONDICIONES DE ENSAYO:
La mquina DC debe estar conectada como generador con excitacin independiente.
Velocidad de rotacin del rotor de la maquina DC constante y nominal (Ns = 1200 r.p.m). (Determinada por primo-motor) Mquina DC sin carga (en vaco).
No sobrepasar el 125% de la tensin nominal (110V) en la armadura (Va=137,5 V).
Una vez comenzado el ensayo, ya sea, para tomar los puntos de la curva ascendente o la descendente, no se puede retroceder en la toma de muestras.
PROCEDIMIENTO:
El procedimiento que se utiliz fue el establecido por la IEEE Std 113-1985, seccin 5.1. Magnetic Saturation.
Utilizar la mquina DC en vaco (sin carga).
Colocar un ampermetro bobina mvil en serie con un restato y conectarlos a los terminales de excitacin (F1 y F2) de la mquina DC. Se coloca aguas arriba, un interruptor y una fuente de tensin DC.
Se coloca un voltmetro bobina mvil en los terminales de armadura de la mquina DC (A1 y A2).
Se hace funcionar un motor sincrnico, que conectado con la mquina DC la hace girar a la velocidad sincrnica ( preferiblemente la velocidad nominal de la mquina DC).
Se va aumentando desde cero la corriente de excitacin y se van tomando muestras en forma tabular, de esta corriente y de la tensin de salida en los terminales de armadura. Donde se deben tomar como puntos importantes los de tensin de salida de 90%, 100% y 110% de la tensin nominal y la tensin remanente.
Se miden varios puntos de manera ascendente y varios descendentes con la finalidad de obtener la curva de vaco. Los datos fueron tomados en espacios del 20% de la tensin nominal. La mquina sincrnica se arranca colocando inicialmente en los bornes de excitacin un restato (con un cortocircuito entre el terminal F2 y un terminal del restato).
Una vez girando el motor sincronico en el sentido correcto se quita el cortocircuito anterior y se alimenta el circuito de campo de la maquina DC para permitir funcione en condiciones normales de operacin.
Para la determinacin de la curva de vaco se realizo el montaje de la Figura # 5, y se tomaron una serie de precauciones que se nombran a continuacin:
La tensin mxima de campo = 110% Vnf- Norma IEEE.
Se colocaron interruptores de desconexin de la excitacin.
Se energizo y desenergizo el circuito de excitacin para asegurar que la curva obtenida partiera efectivamente desde la tensin de remanencia siempre en un mismo camino hasta el mximo de tensin de excitacin.
Se realizaron las mediciones sin efectuar retrocesos a fin de no cometer errores asociados con la histresis.
Se tomaron 11 medidas de tensin inducida para cada corriente de excitacin correspondiente para la curva ascendente y 11 medidas tambin para la descendente.
Se toma en cuenta dado que en la mquina a estudiar el voltaje inducido esta relacionado directamente al flujo cuando la velocidad de giro permanece constante como en este caso.
ESQUEMA CIRCUITAL:
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Motor Primario : Maquina Sincronica. Marca: WESTINGHOUSE. (45KVA ; 120-208V ExcAmp=2.95A ; ExcVolts=125V ; RPM 1000). Serial No 1-7B4839.
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro Bobina Mvil (A1) Marca: YOKOGAWA
Mod.2011 Serial: 77AA2290 Clase: 0.5 Escala: 3A
Ampermetro Bobina Mvil (A2) Marca: YOKOGAWA
Mod.2011 Serial: 77AA2082 Clase: 0.5 Escala: 3A
Ampermetro (A3) Marca: Trub Tauber Zurich. Mod. 323658.14.
Serie 93=2=0718 Clase: 0.5 Escala: 6A
Voltmetro Bobina Mvil (V) Marca: YOKOGAWA
Mod. 2011 Serial: 77AA2297 Clase: 0,5 Escala: 300V
Interruptor DC (25A/380V )
Interruptor trifasico AC. BTICINO Mod.4003 In(5-25A) V(380~).
Restato de 100( / 2.4A.
Transformador de corriente, Stromwandler, 5 VA, 50 Hz, Goerz N: 096929, Type: GE 4461. Serial: 93=2=0355, Conexin con transformacin de Corriente (25/5).
Cables tipo horquilla-horquilla, banana-horquilla.
Resultado de laboratorio:
Los datos de estas mediciones se reflejan en la Tabla 2.1 respectivamente con la curva ascendente y descendente, el Grafico 4 condensa la informacin en las curvas ascendente y descendente, como curvas de aproximacin polinomial cuadrtica () y se traza una curva promedio que servir para posteriores clculos de comportamiento.
Curva ascendenteCurva descendente
Tensin de armadura (V)Corriente de excitacin (A)Tensin de armadura (V)Corriente de excitacin (A)
1.4(0.20.00(0.1
80(21.0(0.182(21.0(0.1
90(21.2(0.190(21.2(0.1
92(21.3(0.194(21.3(0.1
94(21.4(0.196(21.4(0.1
98(21.5(0.198(21.5(0.1
100(21.6(0.1100(21.6(0.1
102(21.7(0.1102(21.7(0.1
108(22.1(0.1108(22.1(0.1
110(22.3(0.1110(22.3(0.1
Tabla 2.1 Resultados experimentales de tension de armadura (Eo) y corriente de
excitacin (If) a fin de obtener curva de vaco de la maquina DC
Clculos Tipo
Calculo del Error para valores prcticos de Tensin y Corriente (Tabla 2.1)
Ejemplo:
Apreciacin
De la prueba anterior se obtuvo las siguiente grafica:
3. REACCION DE ARMADURA:
Es necesario establecer que la reaccin de armadura o reaccin de inducido es la oposicin que ofrece la maquinas elctrica ante una carga, cuando existe la conexin de una carga determinada en la armadura, esta genera una corriente de armadura que va producir su propio campo magntico que distorsiona el campo magntico original de los polos de la maquina, esta distorsin de flujo magntico a medida que se incrementa la carga es lo que se conoce como reaccin de armadura o reaccin de inducido.
Esta reaccin de armadura origina dos serio problemas de la maquinas de corriente directa, el primer problema es deslizamiento del plano neutro y el segundo problema es el debilitamiento del flujo magntico, en los generadores origina la cada de tensin donde esta conectada la carga y como motor se puede originar el giro desbocado de la velocidad del motor, esta aumenta hasta que se desconecta de la lnea o hasta que se destruye.
Para la medicin de la reaccin de armadura se vario la tensin de los terminales de armadura (Uc) para diferente valores de carga (Ia) a una corriente de excitacin constante (Iexc), realizando luego mediciones ( 20 % de corriente de excitacin .
La fuerza electromotriz en carga tiene dos componentes esencialmente, una debida a la tensin de vaco (dependiente de la corriente de excitacin Iexc) y otra debido a la fuerza de oposicin que ofrece la maquina bajo carga (reaccin de armadura h(Iexc,Ia)). Un mtodo de medicin consiste en hacer varias mediciones de tensin en los terminales de armadura, para diferentes valores de corrientes de carga, a corriente nominal de excitacin y a una velocidad de giro nominal y constante.
Se tiene entonces que la cada de tensin en los terminales de armadura, resultaran de la cada en la carga y las cadas internas (sistema colector); entonces la reaccin de inducido o armadura, ser funcin de la tensin de la maquina en vaco la medicin realizada en los terminales de armadura y las cadas internas en el sistema colector. Debido a que la reaccin de armadura es muy pequea (generalmente poseen devanados de compensacin o interpolos ) se tiene que realizar el estudio del error asociado con la que se obtendrn dos curvas de error asociado.
Para realizar este estudio se procede a determinar la curva de carga como generador independiente para una corriente excitacin fija de Iexc =0,8(0.02 A , que corresponde a una tensin de armadura en vaco Eo = 92 V. De este modo se procede a calcular la reaccin de armadura a travs de la formula siguiente:
Donde: :Reaccin de armadura.
:Tensin de inducido de vaco.
:Tensin de la carga.
: Cadas internas (Ra, Escobillas, etc)
ESQUEMA CIRCUITAL:
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Motor Primario : Maquina Sincronica. Marca: WESTINGHOUSE. (45KVA ; 120-208V ExcAmp=2.95A ; ExcVolts=125V ; RPM 1000). Serial No 1-7B4839.
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro Bobina Mvil (A1) Marca: YOKOGAWA
Mod.2011 Serial: 77AA2290 Clase: 0.5 Escala: 3A
Ampermetro Bobina Mvil (A2) Marca: YOKOGAWA
Mod.2011 Serial: 77AA2082 Clase: 0.5 Escala: 3A
Ampermetro (A3) Marca: Trub Tauber Zurich. Mod. 323658.14.
Serie 93=2=0718 Clase: 0.5 Escala: 6A
Voltmetro Bobina Mvil (V) Marca: YOKOGAWA
Mod. 2011 Serial: 77AA2297 Clase: 0,5 Escala: 300V
Interruptor DC (25A/380V )
Interruptor AC. BTICINO Mod.4003 In(5-25A) V(380~).
Restato de 100( / 2.4A.
Transformador de corriente, Stromwandler, 5 VA, 50 Hz, Goerz N: 096929, Type: GE 4461. Serial: 93=2=0355, Conexin con transformacin de Corriente (25/5).
Cables tipo horquilla-horquilla, banana-horquilla.
Resultado de laboratorio:
La carga corresponde a un sistema de cuchillas independientes que varan su resistencia dependiendo de cmo se conmuten dichas cuchillas, este experimento se realiz con la precaucin de no sobrepasar la corriente nominal del generador DC (Corriente de armadura).
La reaccin de armadura se realizo mediante la siguiente formula:
Curvas de reaccion de armadura (h originales sin tomar en cuenta incertidumbre)
La incertidumbre asociada al clculo indirecto de la reaccin de armadura ser:
Los siguientes resultados experimentales son para una corriente de excitacin
Iexc= (1.60 ( 0.02)A
Tensin carga
Uc (V)Tensin en el shunt (mV) Corriente de armadura Ia (A)Reaccin de armadura h(V)
98(23.0(0.53.0(0.5-4.48(2.64
98(25.0(0.55.0(0.5-5.24(2.64
98(28.0(0.58.0(0.5-6.38(2.64
Tabla 3.1 Resultados experimentales de tension de carga y corriente de
armadura (Ia) a fin de obtener la reaccion de armadura en la maquina DC
Los siguientes resultados experimentales son para un 20% de la corriente de excitacin Iexc = (1.40 ( 0.02)A
Tensin armadura (V)Tensin en el shunt (mV) Corriente de armadura (A)Reaccin de armadura h(V)
92(22.5(0.52.5(0.5-3.72(2.82
92(25.0(0.55.0(0.5-4.67(2.82
92(27.0(0.57.0(0.5-5.43(2.82
Tabla 3.2 Resultados experimentales de tension de carga y corriente de
armadura (Ia) a fin de obtener la reaccion de armadura en la maquina DC (Iexc= -20%)
Los siguientes resultados experimentales son para un + 20% de la corriente de excitacin Iexc = (1.80 ( 0.02)A
Tensin armadura (V)Tensin en el shunt (mV) Corriente de armadura (A)Reaccin de armadura h(V)
102(22.0(0.52.0(0.5-4.50(2.46
102(25.0(0.55.0(0.5-5.64(2.46
100(28.5(0.58.5(0.5-6.97(2.82
Tabla 3.3 Resultados experimentales de tension de carga y corriente de
armadura (Ia) a fin de obtener la reaccion de armadura en la maquina DC (Iexc= +20%)
Al realizar la curva correspondiente a la reaccin de inducido de cada caso de estudio con los resultados obtenidos experimentalmente e indirectamente por medio de la ecuacin h(Iexc,Ia) y tomando en cuenta el error de la ecuacin anterior se obtienen lo siguiente:
h(Iexc,Ia)h+(Iexc,Ia)h-(Iexc,Ia)
-4,48218-1,84218-7,12218
-5,24218-2,60218-7,88218
-6,38218-3,74218-9,02218
GRAFICA 5.1 Caracterstica de reaccin de armadura para corriente de excitacin
Iexc=1.6A (Valor Nominal)
h(Iexc,Ia)h+(Iexc,Ia)h-(Iexc,Ia)
-3,72198-1,08198-6,36198
-4,67198-2,03198-7,31198
-5,43198-2,79198-8,07198
GRAFICA 5.2 Caracterstica de reaccin de armadura para corriente de excitacin
-20%Iexc.
h(Iexc,Ia)h+(Iexc,Ia)h-(Iexc,Ia)
-4,49742-1,85742-7,13742
-5,63742-2,99742-8,27742
-4,96742-2,32742-7,60742
GRAFICA 5.3 Caracterstica de reaccin de armadura para corriente de excitacin
+20%Iexc.
4. TASA DE COMPOSICIN:
Para medir la tasa de composicin se realiza un experimento mas, realizando un montaje extra como generador y solo excitando la maquina con el devanado serie, luego se determinan las f.m.m. necesarias para producir la misma tensin de vaco, y realizando el cociente de estas fuerzas magnetomotrices tendremos la relacin de composicin, o sea, el factor de aporte a la corriente de excitacin de la corriente de armadura.
El montaje correspondiente a este experimento se muestra a continuacin en este caso el generador DC es excitado de manera independiente, pero no a travs del campo sino del devanado serie como excitacin, es como realizar una curva de vaco pero el devanado serie ser el encargado de producir el campo. La maquina gira a una velocidad constante e igual a 1200 rpm de modo de que las condiciones sean las mismas que en el caso de vaco.
ESQUEMA CIRCUITAL
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Motor Primario : Maquina Sincronica. Marca: WESTINGHOUSE. (45KVA ; 120-208V ExcAmp=2.95A ; ExcVolts=125V ; RPM 1000). Serial No 1-7B4839.
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro (A) Marca: Trub Tauber Zurich. Mod. 323658.14.
Serie 93=2=0718 Clase: 0.5 Escala: 6A
Voltmetro Bobina Mvil (V) Marca: YOKOGAWA
Mod. 2011 Serial: 77AA2297 Clase: 0,5 Escala: 30V
Interruptor DC (25A/380V )
Restato de 100( / 2.4A.
Resultado de laboratorio: los datos obtenidos en el laboratorio de esta prueba se reflejan en la Tabla 3.3.
Tensin Eo (V)Is (A)
1.2(0.21.3(0.1
Tabla 3.3 Resultados experimentales de tension Terminal en vaco y corriente de
Devanado serie (Ia) a fin de obtener la tasa de composicin.
Para hallar la tasa de composicin se procede en primer lugar a hallar por medio de interpolacion de la curva de vaco obtenida anteriormente:
El valor de corriente de campo (If) necesaria para obtener la misma tensin de vaco (Eo=1.2V) que se obtuvo en el presente ensayo en el cual se uso el arrollado serie como arrollado de campo:
Por otra parte se tiene que la tasa de composicin es calculada como:
Este valor representa el porcentaje en el cual el devanado serie contribuye con la corriente de excitacin ya que cuando se utiliza el generador en forma compuesta la Iexc (resultante) es: dependiendo si la conexin del arrollado serie es aditiva o sustractiva.
Caractersticas externas de la maquina DCFUNCIONAMIENTO COMO GENERADOR:
Generalidades:
El funcionamiento de una maquina DC como generador o motor depende de las siguientes variables :
La corriente de armadura o de induccin (Ia).
La velocidad de giro de la maquina (N).
La tensin en los borde de armadura (Uc).
La corriente de excitacin (Iexc).
Dado que es mas comodo considerar la corriente I que circula por el circuito exterior, se manejar esta en muchas ocasiones, en lugar de la corriente de inducido Ia, La diferencia entre ambas, en el caso de un generador en excitacin en shunt o compuesta, es la intensidad de excitacin Ie= Ia ( kI .
Teniendo una velocidad de giro n, segn se combinan Uc, Ia, Iexc, resultaran diferentes curvas caractersticas:
Velocidad
ConstanteParmetro
ConstanteParmetro
VariableCurva
CaracteristicaExpresin analtica
(IexcUc=EoVacioEo=f(Iexc)
(IexcIaCarga.Uc=f(Ia)
(UcIexcRegulacin.Ia=f(Iexc)
Para el estudio de un generador la curva mas importantes son:
Curva caracterstica de carga: Indica la variacin de la tensin Uc en los bornes del generador, en funcin de la corriente de armadura Ia en la lnea (o circuito exterior), cuando se mantienen constantes la velocidad ( y la corriente de excitacin Iexc.
Generalmente, la carga en un circuito exterior de un generador varia, ya que no siempre estn conectados receptores con un consumo de potencia constante. Para que los receptores funcionen en debidas condiciones, suele ser necesario que las tensiones a las que estn sometidos debe ser constante, o por lo menos no rebasar ciertos limites, tanto por encima como por debajo de su valor nominal, para el que esta previsto su funcionamiento. Un generador se considera, tanto mejor, bajo este criterio, cuanto ms constante mantenga su tensin en bornes, al variar la corriente I del circuito exterior. Otras veces (aunque son las menos), se considera como conveniente que el funcionamiento del generador sea tal que su tensin en bornes disminuya a medida que aumenta la carga e incluso, en ocasiones, es deseable que la tensin en bornes aumente con la carga exterior Uc=f(Ia) sirve para juzgar sobre este aspecto.
Curva caracterstica de regulacin: Llamada tambin curva de excitacin, traduce grficamente la relacin entre la intensidad de corriente suministrada a la carga exterior Ia, y la intensidad de corriente de excitacin, Iexc, para una velocidad dada ( del generador (usualmente la nominal) y una diferencia de potencial en bornes Uc (interesa, habitualmente, la tensin nominal).
Al aumentar la intensidad de carga, Ia, aumenta tambin proporcionalmente el termino Ra.Ia y disminuye el flujo til, (u. Para que la tensin permanezca constante debe ser modificado el flujo til, (u, actuando para ello sobre la corriente de excitacin, Iexc. Se modificara el flujo (u de modo que por una parte, compense la disminucin del flujo causada por la reaccin de inducido y por otra compense el aumento Ra.Ia.
Montajes de estudio realizados de la maquina DC como generador:
Funcionamiento como generador independiente.
Funcionamiento como generador Independiente + serie aditiva.
Funcionamiento como generador Independiente + serie sustractivo.
Funcionamiento como generador Shunt (derivacin).
Funcionamiento como generador Sunt + serie aditivo.
1. Funcionamiento como GENERADOR INDEPENDIENTE
CONEXIN MOTOR PRIMARIO (MAQ. SINCRONICA)
ESQUEMA CIRCUITAL
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Motor Primario : Maquina Sincronica. Marca: WESTINGHOUSE. (45KVA ; 120-208V ExcAmp=2.95A ; ExcVolts=125V ; RPM 1000). Serial No 1-7B4839.
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro Hierro Movil (A1) Marca: Trub Tauber Zurich.
Serie 93-1-A334 Clase: 0.5 Escala: 6A
Ampermetro Bobina Movil (A2) Marca: Trub Tauber Zurich.
Serie 93-1-A343 Clase: 0.5 Escala: 6A
Ampermetro Bobina Movil (A) Marca: Trub Tauber Zurich.
Serie 93-1-A333 Clase: 0.5 Escala: 6A
Voltmetro Bobina Mvil (V) Marca: WESTINGHOUSE
Type. FX-14 Serie: 2309472 (95-1-A036) Clase: 0,5 Escala: 150V
Milivoltimetro Bobina Mvil (V) Marca: Goerz
Nr. E246383 Serial: 93=2=0181 Clase: 0,5 Escala: 60mV
Shunt 60mV/60A
Interruptor DC (25A/380V )
Interruptor trifasico AC. BTICINO Mod.4003 In(5-25A) V(380~).
Restato de 100( / 2.4A. #958889
Restato de 33( / 4.2A. #958858
Tacmetro
Carga Resistiva
Multimetro Electrnico MASTECH (MY-67)
Transformador de corriente, Stromwandler, 5 VA, 50 Hz, Goerz N: 096929.
Type: GE 4461. Serial: 93=2=0355, Relacin usada del TC (25/5).
Cables tipo horquilla-horquilla, banana-horquilla.
A. Curva de carga: Uc=f(Ia)
Iexc= (1.6(0.1)A Wn=1200rpm Vdc=111.7V (Tensin Grupo 4)
Tensin armadura (V)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
100(20(10(1
100(23(13(1
100(28(18(1
100.2(0.115(115(1
100.0(0.119(119(1
99.8(0.127(127(1
99.7(0.131(131(1
99.5(0.135(135(1
99.4(0.139(139(1
99.3(0.143(143(1
Tabla 4.1 Resultados experimentales de tensin y corriente de armaduraa fin de obtener la curva de carga Uc=f(Ia)
B. Curva de Regulacin: Iexc=f(Ia)
Vc= (102(2)V Wn=1200rpm
Corriente de Campo (A)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
1.6(0.111(111(1
1.6(0.117(117(1
1.6(0.127(127(1
1.6(0.139(139(1
Tabla 4.2 Resultados experimentales de corriente de campo y de armaduraa fin de obtener la curva de regulacin Iexc=f(Ia)
C. Porcentaje de Regulacin
Valores obtenidos experimentalmente de este ensayo:
Tension en la armadura sin carga: Vsc= (102(2)V
Tension en la armadura con carga: Vcc= (99.3(0.1)VPor lo tanto el porcentaje de regulacin sera:
2. Funcionamiento como GENERADOR EXCITACIN INDEPENDIENTE + SERIE ADITIVO
ESQUEMA CIRCUITAL
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Se mantienen instrumentos y equipos utilizados usados en el ensayo anterior.
A. Curva de carga: Uc=f(Ia)
Iexc= (1.6(0.1)A Wn=1200rpm Vdc=111.7V (Tensin Grupo 4)
Tensin armadura (V)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
100.7(0.18(18(1
100.2(0.115(115(1
99.5(0.123(123(1
99.4(0.131(131(1
99.2(0.135(135(1
99.1(0.139(139(1
98.9(0.143(143(1
98.6(0.148(148(1
Tabla 5.1 Resultados experimentales de tensin y corriente de armaduraa fin de obtener la curva de carga Uc=f(Ia)
B. Curva de Regulacin: Iexc=f(Ia)
Vc= (102(2)V Wn=1200rpm
Corriente de Campo (A)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
1.5(0.18(18(1
1.6(0.115(115(1
1.6(0.119(119(1
1.6(0.127(127(1
1.6(0.135(135(1
1.7(0.144(144(1
1.7(0.149(149(1
Tabla 5.2 Resultados experimentales de corriente de campo y de armaduraa fin de obtener la curva de regulacin Iexc=f(Ia)
C. Porcentaje de Regulacin
Valores obtenidos experimentalmente de este ensayo:
Tension en la armadura sin carga: Vsc= (100(2)V
Tension en la armadura con carga: Vcc= (98.6(0.1)VPor lo tanto el porcentaje de regulacin sera:
3. Funcionamiento como GENERADOR EXCITACIN INDEPENDIENTE + SERIE SUSTRACTIVO
ESQUEMA CIRCUITAL
ESQUEMA DE MONTAJE
Materiales y equipos utilizados
Se mantienen instrumentos y equipos utilizados usados en el ensayo anterior.
A. Curva de carga: Uc=f(Ia)
Iexc= (1.6(0.1)A Wn=1200rpm Vdc=111.7V (Tensin Grupo 4)
Tensin armadura (V)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
100.6(0.18(18(1
99.9(0.119(119(1
99.5(0.127(127(1
99.2(0.135(135(1
99.0(0.143(143(1
99.0(0.149(149(1
Tabla 6.1 Resultados experimentales de tensin y corriente de armaduraa fin de obtener la curva de carga Uc=f(Ia)
B. Curva de Regulacin: Iexc=f(Ia)
Vc= (102(2)V Wn=1200rpm Corriente de Campo (A)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
1.5(0.18(18(1
1.6(0.115(115(1
1.6(0.123(123(1
1.6(0.131(131(1
1.7(0.140(140(1
1.7(0.149(149(1
Tabla 6.2 Resultados experimentales de corriente de campo y de armaduraa fin de obtener la curva de regulacin Iexc=f(Ia)
C. Porcentaje de Regulacin
Valores obtenidos experimentalmente de este ensayo:
Tension en la armadura sin carga: Vsc= (100(2)V
Tension en la armadura con carga: Vcc= (99.0(0.1)VPor lo tanto el porcentaje de regulacin sera:
4. Funcionamiento como GENERADOR SHUNT
ESQUEMA CIRCUITAL
ESQUEMA DE MONTAJE
Observacin: se noto que realizando el esquema circuital en el ensayo los flujos de los devanados de campo y armadura se restaban, ya que la lectura en el voltmetro de la carga era de 0V, por lo tanto se procedi a cambiar los terminales de conexin del devanado de campo (F1 y F2) a fin de que los flujos de ambos devanados fuesen aditivos tal y como se muestra en la figura ESQUEMA DE MONTAJE.Materiales y equipos utilizados
Se mantienen instrumentos y equipos utilizados usados en el ensayo anterior.
A. Curva de carga: Uc=f(Ia)
Objetivo: Medir la curva de carga de un generador DC con excitacin shuntMtodo de ensayo: Registrar Uc (tension de armadura) y Tension en el shunt (indirectamente Corriente de armadura Ia ) para cada valor de carga conectada en la armadura del generador DC.
Condiciones de ensayo:
Corriente de excitacin constante e igual la nominal Iexc= (1.60(0.02) A
Velocidad de giro constante y nominal N(rpm)=1200rpm
Carga (Ohm)Tensin armadura (V)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
099.9(0.10.002(0.0012(1
4.499.8(0.10.002(0.0012(1
699.1(0.10.005(0.0015(1
6.697.7(0.10.010(0.00110(1
7.697.3(0.10.012(0.00112(1
1096.3(0.10.017(0.00117(1
1595.5(0.10.018(0.00118(1
3094.0(0.10.024(0.00124(1
Tabla 7.1 Resultados experimentales de tensin y corriente de armaduraa fin de obtener la curva de carga Uc=f(Ia)
B. Curva de Regulacin: Iexc=f(Ia)
Objetivo: Medir la curva de regulacin de un generador DC shuntMtodo de ensayo: Registrar If (Corriente de Campo) y Tension en el shunt (indirectamente Corriente de armadura Ia ) para cada valor de carga conectada en la armadura del generador DC.
Condiciones de ensayo:
Tensin de armadura constante y cercana a la nominal Uc= (100(2) V
Velocidad de giro constante y nominal N(rpm)=1200rpm
Carga (Ohm)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)Corriente de excitacin (A)
00.002(0.0012(11.62(0.02
4.40.002(0.0012(11.62(0.02
60.005(0.0015(11.64(0.02
6.60.009(0.0019(11.72(0.02
7.60.013(0.00113(11.76(0.02
100.017(0.00117(11.82(0.02
150.019(0.00119(11.82(0.02
Tabla 7.2 Resultados experimentales de corriente de campo y de armaduraa fin de obtener la curva de regulacin Iexc=f(Ia)
C. Porcentaje de Regulacin
Valores obtenidos experimentalmente de este ensayo:
Tension en la armadura sin carga: Vsc= (99.9(0.1)V
Tension en la armadura con carga: Vcc= (94.0(0.1)VPor lo tanto el porcentaje de regulacin ser:
5. Funcionamiento como GENERADOR SHUNT + SERIE ADITIVO
ESQUEMA CIRCUITAL
ESQUEMA DE MONTAJE
A. Curva de carga: Uc=f(Ia)
Carga (Ohm)Tensin armadura (V)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)
099.9(0.10.002(0.0012(1
4.499.7(0.10.002(0.0012(1
699.1(0.10.005(0.0015(1
6.698.0(0.10.009(0.0019(1
7.697.6(0.10.013(0.00113(1
1096.5(0.10.017(0.00117(1
1595.9(0.10.018(0.00118(1
3094.5(0.10.024(0.00124(1
Tabla 8.1 Resultados experimentales de tensin y corriente de armaduraa fin de obtener la curva de carga Uc=f(Ia)
B. Curva de Regulacin: Iexc=f(Ia)
Objetivo: Medir la curva de regulacin de un generador DC compuesto shunt + serie aditivoMtodo de ensayo: Registrar If (Corriente de Campo) y Tension en el shunt (indirectamente Corriente de armadura Ia ) para cada valor de carga conectada en la armadura del generador DC.
Condiciones de ensayo:
Tensin de armadura constante y cercana a la nominal Uc= (100(2) V
Velocidad de giro constante y nominal N(rpm)=1200rpm
Carga (Ohm)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)Corriente de excitacin (A)
00.002(0.0012(11.60(0.02
4.40.002(0.0012(11.60(0.02
60.005(0.0015(11.64(0.02
6.60.009(0.0019(11.68(0.02
7.60.013(0.00113(11.74(0.02
100.017(0.00117(11.82(0.02
Tabla 8.2 Resultados experimentales de corriente de campo y de armaduraa fin de obtener la curva de regulacin Iexc=f(Ia)
C. Porcentaje de Regulacin
Valores obtenidos experimentalmente de este ensayo:
Tension en la armadura sin carga: Vsc= (102(2)V
Tension en la armadura con carga: Vcc= (99.3(0.1)VPor lo tanto el porcentaje de regulacin sera:
6. Funcionamiento como MOTOR CON EXCITACIN INDEPENDIENTE
ESQUEMA CIRCUITAL:
MONTAJE CIRCUITAL:
Materiales y equipos utilizados
Motor Primario : Maquina Sincronica. Marca: WESTINGHOUSE. (45KVA ; 120-208V ExcAmp=2.95A ; ExcVolts=125V ; RPM 1000). Serial No 1-7B4839.
Maquina DC . Marca: SIEMENS-SCHUCKER. Datos como Generador (110V / 46A ; 1160rpm ; 4.2KW) , Excitacin : (90V / 1.6A). Serial #E032842001001. 93=2=0640
Ampermetro Bobina Movil (A1) Marca: Trub Tauber Zurich.
Serie 93-1-A334 Clase: 0.5 Escala: 6A
Ampermetro Bobina Movil (A2) Marca: Trub Tauber Zurich.
Serie 93-1-A343 Clase: 0.5 Escala: 6A
Multimetro Analgico (mV) Marca: UNIGOR 4S
Type. 226214 Serial: 08-14588 (95-1-A689) Clase: 0,5 Escala: 100mV
Multimetro Electrnico (V) Marca: FLUKE 175
Shunt 60mV/60A
Interruptor DC (25A/380V )
Interruptor trifasico AC. BTICINO Mod.4003 In(5-25A) V(380~).
Restato de 100( / 2.4A. #958889
Restato de 100( / 2.4A. #958878 Tacmetro
Carga resistiva (LABEC 59270. Plan de Charge Resistif. 220/380 V. Serie # 9710258) Cables tipo horquilla-horquilla.
A. Curva de Velocidad Mecnica: Objetivo: Medir N= f (I a) en un motor DC con excitacin independiente
Mtodo de ensayo: Registrar N (velocidad en r.p.m) e Ia (corriente de armadura).
Condiciones de ensayo:
Tensin de salida U c constante e igual a la nominal. Vdc(Armadura)= (108.0(0.1)V
Corriente de excitacin igual a I exc,o. Iexc= (1.9(0.1) A
Vdc(Campo)= (122.0(0.1) V Potencia de la carga (W)Tensin en el shunt (mV)Corriente de armadura (A)Velocidad de Giro
N (rpm)
04(14(11220
2007(17(11200
60010(110(11180
120014(114(11140
200018(118(11140
300021(121(11140
Tabla 9.1 Resultados experimentales de velocidad y corriente de armaduraa fin de obtener la curva de velocidad mecanica N=f(Ia)
Anlisis de resultados:
En la grfica #, se puede observar la curva de velocidad de la mquina en estudio; a medida que la corriente de carga aumenta la velocidad del motor presenta un descenso; esto se debe a que cuando se aumenta la carga en el eje, el par de carga excede el par inducido, produciendo que el motor reduzca su velocidad; debido a esto el voltaje interno de la mquina disminuye originando que la corriente de inducido aumente igualndose los pares pero a una velocidad mecnica de rotacin menor, de all que la curva presente dicho comportamiento.B. Curva de Regulacin de Velocidad: N=f(Uc)Objetivo: Medir la regulacin de velocidad de un motor DC con excitacin independienteMtodo de ensayo: Registrar N (velocidad en r.p.m) y Tensin de carga (Uc), para cada valor de carga conectada a la maquina sincronica.
Condiciones de ensayo:
Iexc= (1.8(0.1) A
Vdc(Armadura)= (108.6(0.1) V
Potencia de la carga (W)Tensin Carga
Uc (V)Velocidad de Giro
N (rpm)
0212.6(0.11300
200209.7(0.11280
600203.3(0.11220
1200193.5(0.11200
2000178.3(0.11117
3000158.4(0.11117
4000139.1(0.11119
Tabla 9.2 Resultados experimentales de corriente de campo y de armadura
a fin de obtener la curva de regulacin de velocidad
C. Perdidas en Vaco: Para medir y separar estas prdidas se utiliz la mquina como motor en vaco, alimentado bajo tensin variable y excitacin independiente. A fin de determinar estas prdidas, se midio corriente de excitacin (Iexc), corriente de carga (Ia) y la tensin en los bornes Uc para cada punto.Para este punto se toman las muestras para dos velocidades distintas. Para ello dejo fijo Iexc y modifico la Ia a travs de la fuente DC variable.
MONTAJE CIRCUITAL:
Para una velocidad de giro Wn=N=1240 r.p.m Corriente de Excitacin (A)Corriente de
Armadura (A)Tension de armaduraUc(V)Tension de Vaco Eo (V)Potencia en Vaco
Po (W)
1.8(0.14(1104.1(0.1100.58(1.22402.32(206.04
1.5(0.14(1102.5(0.198.98(1.22395.92(202.84
1.4(0.14(198.7(0.195.18(1.22380.72(195.24
1.2(0.14(193.3(0.189.78(1.22359.12(184.44
1.1(0.14(190.3(0.186.78(1.22347.12(178.44
Tabla 9.3 Resultados experimentales a fin de obtener las perdidas en vaco
Clculos Tipo
Calculo de la tension de vaco (Eo) de acuerdo a resultados experimentales de Tensin y Corriente de armadura (Tabla 9.3)
Ejemplo: Para el valor en (Tabla 9.3) de tension Uc=(104.1(0.1)V , corriente Ia=(4(2)A y teniendo en cuenta una caida de 2V en las escobillas se tendr que :
Calculo de la Incertidumbre asociada al clculo prctico de la tension de vacio (Eo)
Ejemplo: para el valor en (Tabla 9.3) de tension Uc=(104.1(0.1)V con y el valor de corriente Ia=(4(2)A con , teniendo en cuenta ademas de los ensayos de caracteristicas internas que el valor de resistencia de armadura tomando en cuenta los interpolos es: .
Por lo tanto se tendr que:
Calculo de las perdidas en vacio (Po) acuerdo a resultados experimentales de corriente de armadura e indirectos de tension de vaco (Eo) segn (Tabla 9.3)
Ejemplo: Para el valor en (Tabla 9.3) de corriente Ia=(4(2)A y Eo=(4(2)A se tendr que :
Calculo de la Incertidumbre asociada al clculo prctico de la Potencia de vaco (Po)
Ejemplo: para el valor en (Tabla 9.3) de tension Eo=(100.58(1.22)V con y el valor de corriente Ia=(4(2)A , se obtiene que :
Para una velocidad de giro W1=N1=900 r.p.m
Corriente de Excitacin (A)Corriente de
Armadura (A)Tension de armaduraUc(V)Tensin en vacio Eo (V)Potencia en Vacio
Po (W)
1.8(0.14(178.3(0.174.78(1.22299.12(154.44
1.5(0.14(173.6(0.170.08(1.22280.32(145.04
1.2(0.14(167.5(0.163.98(1.22255.92(132.84
Tabla 9.4 Resultados experimentales a fin de obtener las perdidas en vaco
Las prdidas en vacio (Po) de una mquina rotativa se descomponen en:
Prdidas por Roce (PR) = KR N
Prdidas Mecnicas (Pm)
Prdidas por Ventilacin (PV) = KV N2
Prdidas de Histresis (Phis) = KH N B2Prdidas en el Hierro (Ph)
Prdidas por Corrientes de Foucault (PF) = KF (NB)2PROCEDIMIENTO GRAFICO PARA HALLAR LAS PERDIDAS EN VACIO
PASO 1
Po = a + bEo2 a = Pm = KRN+KVN2 (Ec. 1) y b = Ph = K1/N + K2 (Ec. 2)De las curvas obtenidas en la grafica 10.4 y extrapolando estas hasta el origen
(Eo = 0) se obtiene el punto de corte (a) con el eje Po, diferenciandose las prdidas mecnicas y conociendo la pendiente (b) de la recta se determinan las prdidas en el hierro Ph .
:Para Wn=1240 r.p.m Po=186.9 + 0.0213Eo2 a = Pm = 186.9 b= Ph = 0.0213Para Wn=900 r.p.m Po=138.03+ 0.0289Eo2
a = Pm = 138.03 b = Ph = 0.0289 PASO 2Se define a continuacin N1 = Nnominal /( ; donde ( es un valor constante siendo en este caso N1=900 r.p.m y N=1240 r.p.m. Luego se construye el siguiente sistema de ecuaciones lineales
Pm = PR + PV = KRN + KVN2 (ec. 3)
Pm = PR + PV = KR N1 + KV(N1)2 (ec. 4)
186.9 = 1240 KR + (1240)2KV 138.03 = 900 KR + (900)2KVResolviendo este sistema , se obtienen los siguientes valores de las constantes KR y KV.
KR= 0.1604KV= 7.7672 10-6 PASO 3A partir de las ecuaciones de las curvas de la grafica 10.4 tambien es necesario formar el siguiente sistema de ecuaciones lineales, de donde se calculan las constantes (K1 y K2) asociadas a las prdidas en el ncleo de la mquina DC:
K1 = 0.2495K2 = 1.1824.10-3 PASO 4Por ultimo se definen y calculan las diferentes perdidas existentes la maquina de acuerdo a lo siguiente:1. Prdidas por roce (Pr) a tensin y a velocidad nominal N=1000 r.p.m:
2. Prdidas por ventilacin (Pv):
3. Perdidas en el Hierro para Eo=100.58 V @ 1240 r.p.m (Tabla 9.3)
4. Prdidas I2R en la Armadura Segn norma IEEE Std 113-1985, en su aparte 5.5.1. Las prdidas por efecto Joule ser el resultado de multiplicar la corriente Ia2 (Rarmadura + 2 Rinterpolo), resistencias medidas experimentalmente y debidamente referidas a la temperatura de funcionamineto de la mquina.
Como valor de Ra se tomara el promedio de los valores obtenidos segn valores de Tabla 1.1 ajustada a la temperatura de funcionamiento de (75C)
5. Prdidas en las escobillasSegn norma IEEE Std 113-1985, en su aparte 5.5.3. Las prdidas por contacto en de las escobillas pueden ser determinadas por el producto de la Ia,o Vescobillas.
Se asume una caida de tensin de 2 V para cualquier valor de Ia.
6. Prdidas I2R en el Arrollado de CampoSegn norma IEEE Std 113-1985, en su aparte 5.5.5. Las prdidas por efecto Joule ser el resultado de multiplicar la corriente Iexc2 Rexc, resistencia medida experimentalmente y debidamente referida a la temperatura de funcionamineto de la mquina. Pero las prdidas tambin ser igual al producto de Iexc VLfComo valor de Rf se tomara el promedio de los valores obtenidos segn valores de Tabla 1.2 ajustada a la temperatura de funcionamiento de (75C)
7. Prdidas Suplementarias
Son descritas en la norma IEEE Std 113-1985, en su aparte 5.5.4.1. Y se utilizar la aproximacin del 1 % de la potencia de entrada.
Prdidas = 0,1 Pin = 0,1 Va Ia,oPSuplementarias = 1% Pin = 0,01UC Ia,o
PSuplementarias = 0,01 (104.1V)(4 A) = 4.16 W
( PSuplementarias = 0,01 Ia,o (UC + 0,01 UC (Ia,o =1.04W
EMBED Equation.3
_1269702298.unknown
_1270581182.xlsGrfico1
100.6100.6
99.999.9
99.599.5
99.299.2
9999
9999
tension carga Uc (V)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Tension de Carga (V)
GRAFICO 8,1Curva de Carga Uc=f(Ia)
Hoja1
tension carga Uc (V)Corriente Armadura (A)
100.68
99.919
99.527
99.235
9943
9949
_1270584181.unknown
_1270666247.unknown
_1270671370.unknown
_1271170888.xlsGrfico2
1300
1280
1220
1200
1117
1117
1119
Curva Regulacion de Velocidad
Tension de Carga Uc(V)
Velocidad de giro N(rpm)
GRAFICA 10.2 Curva Regulacin Velocidad N=f(Uc)
Curva Velocidad mecanica
Carga (W)N (rpm)Ia (A)
012204
20012007
600118010
1200114014
2000114018
3000114021
Curva Velocidad mecanica
0
0
0
0
0
0
Curva Velocidad Mecanica
Corriente Armadura Ia(A)
Velocidad de giro N(rpm)
Curva Velocidad Mecanica N=f(Ia)
Curva REgulacion velocidad
Carga (W)N (rpm)Uc (V)
01300212.6
2001280209.7
6001220203.3
12001200193.5
20001117178.3
30001117158.4
40001119139.1
Curva REgulacion velocidad
0
0
0
0
0
0
0
Curva Regulacion de Velocidad
Tension de Carga Uc(V)
Velocidad de giro N(rpm)
Curva Regulacin Velocidad N=f(Uc)
Hoja3
_1271450339.xlsGrfico1
-4.48218-1.84218-7.12218
-5.24218-2.60218-7.88218
-6.38218-3.74218-9.02218
h= f(Iexc,Ia)
h+(Iexc,Ia)
h-(Iexc,Ia)
Ia (A)
Reaccion de Inducido h(V)
Iexc =1.6A; Eo =98 V @1200 RPM
y = -0,38x - 3,3422
Hoja1
Uc(V)Ia(A)Iexc(A)h(Iexc,Ia)h+(Iexc,Ia)h-(Iexc,Ia)
9831.6-4.48218-1.84218-7.12218
9851.6-5.24218-2.60218-7.88218
9881.6-6.38218-3.74218-9.02218
Hoja1
-4.48218-1.84218-7.12218
-5.24218-2.60218-7.88218
-6.38218-3.74218-9.02218
h= f(Iexc,Ia)
h+(Iexc,Ia)
h-(Iexc,Ia)
Ia (A)
h(V)
Reaccion de ArmaduraIexc =1.44A; Eo =138 V@1800 RPM,
y = -0,0156x2 + 0,4779x - 1,78
Hoja2
Hoja3
_1271450572.xlsGrfico1
-4.49742-1.85742-7.13742
-5.63742-2.99742-8.27742
-4.96742-2.32742-7.60742
h= f(Iexc,Ia)
h+ f(Iexc,Ia)
h- f(Iexc,Ia)
Ia (A)
Reaccion de inducido h(V)
Iexc =1.4A; Eo =98 V @1200 RPM
y = -2E-15x2 - 0,38x - 2,772
Hoja1
UcIaIexch(Iexc,Ia)h+(Iexc,Ia)h-(Iexc,Ia)
10221.8-4.49742-1.85742-7.13742
10251.8-5.63742-2.99742-8.27742
1008.51.8-4.96742-2.32742-7.60742
Hoja1
-4.48218-1.84218-7.12218
-5.24218-2.60218-7.88218
-6.38218-3.74218-9.02218
h= f(Iexc,Ia)
h+(Iexc,Ia)
h-(Iexc,Ia)
Ia (A)
h(V)
Reaccion de ArmaduraIexc =1.44A; Eo =138 V@1800 RPM,
y = -0,0156x2 + 0,4779x - 1,78
Hoja2
Hoja3
_1271452352.xlsGrfico3
104.178.3
102.573.6
98.767.5
93.3
90.3
'Perdidas Vacio Wn=1240rpm'
'Perdidas Vacio Wn=900rpm'
Corriente de Excitacion (A)
Tension en Vacio (V)
GRAFICO 10.3 Curva de Vacio Uc=f(Iexc)
Curva Velocidad mecanica
Carga (W)N (rpm)Ia (A)
012204
20012007
600118010
1200114014
2000114018
3000114021
Curva Velocidad mecanica
1220
1200
1180
1140
1140
1140
Curva Velocidad Mecanica
Corriente Armadura Ia(A)
Velocidad de giro N(rpm)
Curva Velocidad Mecanica N=f(Ia)
Curva REgulacion velocidad
Carga (W)N (rpm)Uc (V)
01300212.6
2001280209.7
6001220203.3
12001200193.5
20001117178.3
30001117158.4
40001119139.1
Curva REgulacion velocidad
1300
1280
1220
1200
1117
1117
1119
Curva Regulacion de Velocidad
Tension de Carga Uc(V)
Velocidad de giro N(rpm)
Curva Regulacin Velocidad N=f(Uc)
Perdidas Vacio
Wn=1240rpmWn=900rpm
Iexc(A)Uc(V)Iexc(A)Uc(V)
1.8104.11.878.3
1.5102.51.573.6
1.498.71.267.5
1.293.3
1.190.3
Perdidas Vacio
00
00
00
0
0
'Perdidas Vacio Wn=1240rpm'
'Perdidas Vacio Wn=900rpm'
Corriente de Excitacion (A)
Tension en Vacio (V)
Perdidas en Vacio Uc=f(Iexc)
_1271449458.xlsResistencia de armadura
0.0490.1560.205
0.0680.2030.271
0.0840.2420.326
0.10.2570.357
0.1190.3810.5
0.1230.4860.609
0.1320.5380.67
0.1540.5660.72
0.1650.6840.849
0.1970.7780.975
0.2680.9871.255
Resistencia en las delgas
Resistencia de escobillas
Resistencia total de armadura
Solo delgas
Solo escobillas
Resistencia total
Corriente (A)
Voltaje (V)
Resistencia de Armadura
Resistencia Serie
160.020.0222
240.020.0222
260.020.0222
300.020.0222
380.020.0222
400.020.0222
Resistencia Serie
Regrasion lineal-Resistencia Serie
Corriente (A)
Voltaje (mV)
Resistencia Serie
Curva de vacio (3)
Curva Promedio
Iexc (A)
Uo (V)
Curva de vacio
Curva de vacio (2)
0
1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
2.1
2.3
Iexc = 4E-05(Eo)2 + 0,0039(Eo) + 0,002
Iexc (A)
Uo (V)
Curva de vacio
Curva de vacio
1.4110
80108
90102
92100
9498
9896
10094
10290
10882
110
,
Curva ascendente
Curva descendente
Iexc (A)
Eo (V)
Grafica 4.Curva de vacio
Curva Ascendente : y = -22,813x2 + 98,588x + 2,1183
Curva Descendente: y = -12,673x2 + 62,461x + 33
Reaccion de inducido
5.951.8423.896
4.5980.492.544
3.246-0.8621.192
2.894-1.2140.84
2.65-1.4580.596
2.298-1.810.244
2.054-2.0540
2.054-2.0540
2.054-2.0540
2.054-2.0540
2.054-2.0540
Dh+
Dh-
h
Corriente de armadura (A)
Reaccion de inducido (V)
Reaccion de inducido
h = 0,0086Ia2 - 0,0345Ia + 0,0423
Taza de composicion
8
10.2
12.4
15.2
17.8
21.4
23
0
Campo
Serie
Iexc,Is (A)
Eo (V)
Taza de composicion
Gen. Serie sustrac
120.17946120
118.5554336401116
116.8916847762112
115.1459134082110
113.3181195363108
111.4083031603104
109.4164642803102
107.342602896398
105.1867190083
102.9488126163
100.6288837203
98.2269323203
95.7429584162
93.1769620082
90.5289430961
Gen. Serie Sustractivo
Valores Practicos
Ia (A)
Uc (V)
Generador independiente Serie Sustrativa (Curva de Carga)
Gen. Serie aditivo
120.17946120
120.7885638559120
121.3844452078122
121.9671040557122
122.5365403996124
123.0927542394124
123.6357455753126
124.1655144071
124.682060735
125.1853845588
125.6754858786
126.1523646944
126.6160210062
127.0664548139
127.5036661177
Gen. Serie aditivo
Valores practicos
Ia (A)
Uc (V)
Generador independiente Serie aditiva (Curva de Carga)
Gen. indep. reg.
000
24.22
47.84
6126
815.68
1019.210
1222.812
1423.414
1616
1818
2020
2222
2424
2626
2828
Gen. Indep. regulacion
Valores Practicos
Reg. Ind. (Curva ascendente)
Iexc (A)
Ia (A)
Generador independiente (Curva de Regulacion)
Regulac. serie sustractivo
000
24.22
47.84
6126
815.68
1019.210
1222.812
1426.414
1616
1818
2020
2222
2424
2626
2828
Gen. Comp. Serie Aditivo
Valores practicos
Reg. Serie. Sustrac. (Curva ascendente)
Iexc (A)
Ia (A)
Generador independiente Serie Sustrativa (Curva de Regulacion)
Regulac. serie aditivo.
000
24.22
47.84
611.46
815.68
1019.210
1222.812
1414
1616
1818
2020
2222
2424
2626
2828
Gen. Comp. Serie Aditivo
Valores Practicos
Reg. Serie. Adit. (curva ascendente)
Iexc (A)
Ia (A)
Generador independiente Serie Aditiva ( Curva de Regulacion)
Gen. shunt
120120
119.6323118
119.2381118
118.7751116
118.2433116
117.6427114
116.9733112
116.2351110
115.4281
114.5523
113.6077
112.5943
111.5121
110.3611
109.1413
Generador Shunt
Valores Practicos
Icarga (A)
Vcarga (V)
Generador Shunt (Curva de Carga)
Reg. Shunt
01.120
24.762
48.964
612.586
816.228
1020.4410
1224.0612
1427.6814
1616
1818
2020
2222
2424
2626
2828
Reg. Gen. Shunt
Valores Practicos
Reg. Gen. Shunt. Curva ascendente
Iexc (A)
Ia (A)
Generador Shunt ( Curva de Regulacion)
Gen. shunt+serie
118.5651824118
118.8644860963118
119.520019106120
120.1623296116120
120.7914176133122
121.4072831109122
122.0099261046124
122.5993465942124
123.1755445798
123.5848200614
123.549973039
123.4331035126
123.2342114821
122.9532969477
122.5903599092
122.1454003668
Gen. Com.+serie aditivo
Valores Practicos
Ic (A)
Vc (V)
Generador Shunt Serie Aditiva ( Curva de Carga)
Velocidad
1118.2510701076.2105263158
1114.87510501072.962406015
1111.510401069.7142857143
1089.37510401048.4210526316
108610301045.1729323308
1063.87510201023.8796992481
1060.510201020.6315789474
1057.12510101017.3834586466
10351010996.0902255639
1031.6251000992.8421052632
1009.51000971.5488721805
1006.1251000968.3007518797
1002.751000965.0526315789
990
990
990
980
980
Velocidad
Valores practicos
Veloc. curva descendente
Ia (A)
N (rpm)
Curvas de velocidad Vs Corriente de armadura
Reg. Velocidad
61.22
61.4
61.58
61.76
61.94
62.12
62.3
62.48
62.66
62.84
63.02
63.2
63.38
63.56
63.74
63.92
64.1
64.28
64.46
64.64
64.82
65
65.18
65.36
Velocidad 550 rpm. Iexc=1,2A.
Curva de Regulacion de Velocidad
Ia (A)
Uc (V)
Generador Independiente
126118
125.6323120
125.2381122
124.7751123
124.2433124
123.6427125
122.9733126
122.2351
121.4281
120.5523
119.6077
118.5943
117.5121
116.3611
115.1413
Curva de carga
Valores practicos
Ia(A)
Uc(V)
Generador independiente ( Curva de Carga)
RESULTADO DE DATOS
Resistencia de campoResistencia de armaduraResistencia serieCurva de vacio ascendenteCurva de vacio descendenteReaccion de inducidoReaccion de inducido +20%Reaccion de inducido -20%Taza de composicionGenerador independienteGenerador en serie aditivoGenerador en serie sustractivoGenerador independienteGenerador compuesto serie aditivoGenerador compuesto serie SustractivoGenerador compuesto shuntGenerador Shunt serie aditivo RegulacionGenerador compuesto Shunt + serie aditivoMotor-Curva de velocidadRegulacion de velocidad
corrienteTensiontensioncorrientereacciontensiontensioncorrientereacciontensiontensioncorrientereacciontension detension en el
excitacioninducidashuntarmaduraarmadurainducidashuntarmaduraarmadurainducidashuntarmaduraarmaduravacioshunt
Voltajecorrienteerror Verror Aerror en RV totalV delgascorrienteerror Verror Aerror en RV escobillasVoltajecorrienteerror Verror Aerror en RUoIexcUoIexcUo prom.IexcUcVshuntIaHDelta HH + Delta HH-Delta HUcVshuntIaHUcVshuntIaHUoVshuntUcIcIaIexcEoUcIa pracIa prac (A)UcIaIexcEoUcIa pracIa prac (A)UcIaEoIexcIexc forceIa prc mvIa pracIexcIaEoIexcIexc forceIa prc mvIa pracIexcIaEoIexcIexc forceIa prc mvIa pracIexcIa teoIc teoUc teoIa mVIcargaUcIa teoEo teoIexc teoIexc forceIcaIaIexcIaIcIexcEohiaEcIc teo mVIc teoEc teoIaUcNN descenIa pracNpracIaUc
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2565
2665.18
2765.36
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_1271170845.xlsGrfico1
1220
1200
1180
1140
1140
1140
Curva Velocidad Mecanica
Corriente Armadura Ia(A)
Velocidad de giro N(rpm)
GRAFICA 10.1 Curva Velocidad Mecanica N=f(Ia)
Hoja1
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012204
20012007
600118010
1200114014
2000114018
3000114021
Hoja1
0
0
0
0
0
0
Curva Velocidad Mecanica
Corriente Armadura Ia(A)
Velocidad de giro N(rpm)
Curva Velocidad Mecanica N=f(Ia)
Hoja2
Hoja3
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_1270656812.xlsGrfico1
402.32299.12
395.92280.32
380.72255.92
359.12
347.12
'Perdidas Vacio Wn=1240rpm'
'Perdidas Vacio Wn=900rpm'
Tension Eo (V)
Potencia en vaco (W)
GRAFICO 10.4 Perdidas en Vacio Po=f(Eo)
Grfico3
Curva Velocidad mecanica
Carga (W)N (rpm)Ia (A)
012204
20012007
600118010
1200114014
2000114018
3000114021
Curva Velocidad mecanica
1220
1200
1180
1140
1140
1140
Curva Velocidad Mecanica
Corriente Armadura Ia(A)
Velocidad de giro N(rpm)
Curva Velocidad Mecanica N=f(Ia)
Perdidas Vacio
Wn=1240rpm
Eo(V)Po(W)Eo(V)
10116.3364402.32100.58
9797.0404395.9298.98
9059.2324380.7295.18
8060.4484359.1289.78
7530.7684347.1286.78
Wn=900rpm
Eo(V)Po(W)Eo(V)
5592.0484299.1274.78
4911.2064280.3270.08
4093.4404255.9263.98
Perdidas Vacio
402.32299.12
395.92280.32
380.72255.92
359.12
347.12
'Perdidas Vacio Wn=1240rpm'
'Perdidas Vacio Wn=900rpm'
Corriente de Excitacion (A)
Tension en Vacio (V)
Perdidas en Vacio Uc=f(Iexc)
Curva REgulacion velocidad
Carga (W)N (rpm)Uc (V)
01300212.6
2001280209.7
6001220203.3
12001200193.5
20001117178.3
30001117158.4
40001119139.1
Curva REgulacion velocidad
1300
1280
1220
1200
1117
1117
1119
Curva Regulacion de Velocidad
Tension de Carga Uc(V)
Velocidad de giro N(rpm)
Curva Regulacin Velocidad N=f(Uc)
_1270662216.unknown
_1270587912.unknown
_1270587937.unknown
_1270584583.unknown
_1270583443.unknown
_1270583787.unknown
_1270584089.unknown
_1270583886.unknown
_1270583610.unknown
_1270581184.xlsGrfico1
99.999.9
99.799.7
99.199.1
9898
97.697.6
96.596.5
95.9
94.5
tension carga Uc (V)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Tension de Carga (V)
GRAFICO 9.3 Curva de Carga Uc=f(Ia)
Hoja1
tension carga Uc (V)Corriente Armadura (A)
99.92
99.72
99.15
989
97.613
96.517
95.918
94.524
_1270583212.unknown
_1270581183.xlsGrfico1
1.621.62
1.621.62
1.641.64
1.721.72
1.761.76
1.821.82
1.82
Corriente Campo (A)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Corriente de Campo (A)
GRAFICO 9.2 Curva de Regulacin Iexc=f(Ia)
Hoja1
Corriente Campo (A)Corriente Armadura (A)
1.622
1.622
1.645
1.729
1.7613
1.8217
1.8219
_1269975652.unknown
_1270495480.unknown
_1270581180.xlsGrfico1
100.7100.7
100.2100.2
99.599.5
99.499.4
99.299.2
99.199.1
98.9
98.6
tension carga Uc (V)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Tension de Carga (V)
GRAFICO 7.1 Curva de Carga Uc=f(Ia)
Hoja1
tension carga Uc (V)Corriente Armadura (A)
100.78
100.215
99.523
99.431
99.235
99.139
98.943
98.648
_1270581181.xlsGrfico1
1.51.5
1.61.6
1.61.6
1.61.6
1.61.6
1.71.7
1.7
Corriente Campo (A)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Corriente de Campo (A)
GRAFICO 7.2 Curva de Regulacin Iexc=f(Ia)
Hoja1
Corriente Campo (A)Corriente Armadura (A)
1.58
1.615
1.619
1.627
1.635
1.744
1.749
_1270579862.xlsGrfico1
99.999.9
99.899.8
99.199.1
97.797.7
97.397.3
96.396.3
95.5
94
tension carga Uc (V)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Tension de Carga (V)
GRAFICO 9.1 Curva de Carga Uc=f(Ia)
Hoja1
tension carga Uc (V)Corriente Armadura (A)
99.92
99.82
99.15
97.710
97.312
96.317
95.518
9424
_1270581179.xlsGrfico1
100100
100100
100100
100.2100.2
100100
99.899.8
99.7
99.5
99.4
99.3
tension carga Uc (V)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Tension de Carga (V)
GRAFICO 6,1 .Curva de Carga Uc=f(Ia)
Hoja1
tension carga Uc (V)Corriente Armadura (A)Alojamiento
100010
100321
100814
100.21517
1001910
99.82720
99.731
99.535
99.439
99.343
_1270581063.xlsGrfico1
1.61.6
1.61.6
1.641.64
1.681.68
1.741.74
1.821.82
Corriente Campo (A)
Corriente Armadura (A)
Corriente Armadura (A)
Corriente de Campo (A)
GRAFICO 9.4 Curva de Regulacin Iexc=f(Ia)
Hoja1
Corriente Campo (A)Corriente Armadura (A)
1.62
1.62
1.645
1.689
1.7413
1.8217
_1270579589.unknown
_1269976229.unknown
_1269976257.unknown
_1269976018.xlsResistenciaArmdura
0.80.72
0.70.72
0.20.3
Resistencia Total
Reisstencia de Delga
Corriente Armadura (A)
Tension Bornes Ip1,A2 -AZUL (V)Tension Delgas - ROJO (V)
Grafico1. Caracteristica V vs. I Resistencia de Armadura
y = 0,375x - 0,0333
Resistencia de Campo
60
65
72
78
80
85
90
95
100
Valores practicos
Corriente (A)
Tension (V)
Grafico 2. Resistencia de CampoVelocidad de giro 1200 r.p.m
Resistencia Devanado Serie
16
18
20
24
26
30
34
38
Valores practicos
Corriente (A)
Tension (V)
Grafico 3.Resistencia Devanado SerieVelocidad de giro 1200 r.p.m
Rea ind 1
000
0.780.481.28
1.280.961.424
4.962.85.732
6.7524.4647.944
8.46469.204
9.1767.6810.012
10.8889.3611.772
h(Iexc,Ia)
1,2h(Iexc,Ia)
0,8h(Iexc,Ia)
Corriente de inducido
Rreaccion de Inducido
Grafica 6.Reaccion de InducidoVelocidad de giro 1200 r.p.m
Rea ind 2
00-2.054
1.5683.622-0.486
2.3764.430.322
3.3285.3821.274
4.9927.0462.938
6.8488.9024.794
8.70410.7586.65
10.5612.6148.506
11.3213.3749.266
h
h+
h-
Coriente de Inducido Ia
Reaccion de inducido
Grafica 5.Reaccion de inducidoVelocidad de giro 1200 r.p.m
Tasa comp
6.68
6.610.2
4812.4
4815.2
5417.8
6021.4
7623
820
94
102
112
118
Campo
Serie
Iexc,Ia (A)
Uo(V)
Grafica 7.Tasa de ComposicionVelocidad de giro 1200 r.p.m
RESULTADO DE LABORATORIO
Resistenciade ArmaduraResistenciade CampoResistenciaDevanadoSerieCurva de vacio ascendenteCurva de vacio descendenteReaccion de inducidoReaccion de ArmaduraReaccion de inducido +20%Reaccion de inducido -20%Taza de composicionGeneradorexcitacinIndependienteGeneradorExcitacinIndep+SerieAditivaGeneradorexcitacinIndepen+SerieSustractivaGeneradorexcitacinShuntGeneradorexcitacinShunt+SerieAditivaFuncionamiento como motor independientePerdidas en Vacio
corrienteTension detensionCorriente deReaccion deErrorTension deCorriente deReaccion deTension deCorriente deReaccion deTension deCorriente deReaccion detension detension en elCorrienteCurvadeRegulacionCurvadeCargaCurvadeRegulacionCurvadeCargaCurvadeRegulacionCurvadeCargaCurvadeRegulacionCurvadeCargaCurvadeRegulacionPredeterminacion de Curvas ( Curvas Teoricas )Curvas Practicas
excitacionCargashuntArmaduraArmaduraCargaArmaduraArmaduraCargaArmaduraArmaduraCargaArmaduraArmaduraBordeshuntSerieCurvaTeoricaCurvaPracticaCurvaTeoricaCurvaPracticaCurvaTeoricaCurvaPracticaCurvaTeoricaCurvaPracticaCurvaTeoricaCurvaPracticaCurvaTeoricaCurvaPracticaCurvaTeoricaCurvaPracticaCurvaPracticaCurvaTeoricaCurvaTeoricaCurvaPracticaCurva de Velocidad N=f(Ia)Curva del Par mecanico T=f(Ia)Curva de Regulacion de Velocidad Ia=f(Uc)Curva de Regulacion del Par mecanico N=f(Uc)Curva de Velocidad N=f(Ia)Curva de Regulacion de Velocidad Ia=f(Uc)
V totalV delgascorrienteerror Verror Aerror en RV escobillasVoltajecorrienteerror Verror Aerror en RVoltajecorrienteerror Verror Aerror en RUoIexcUoIexcUo prom.IexcUcVshuntIah(Iexc,Ia)Delta HH + Delta HH-Delta HUcIah(Iexc,Ia)Uc0h(Iexc,Ia)UcIah(Iexc,Ia)UoVshuntIsUoIexcIaEoIexcIexc forceIa mVIaIexcIaIexcEoUcIa mVIaUcIaEoIexcIexc forceIa mVIaIexcIaIexcEoUcIa mVIaUcIaEoIexcIexc forceIa mVIaIexcIa teoIexcUc teoIa mVIcargaUcIaEoIexcIexc forceIa prc mvIa pracIexcIaIcIexcEohiaEcIc teo mVIc teoEc teoIaEoIexcIexc forceIcIaIexcUc (const)koIaN=f(Ia)KoIaT=f(Ia)KoIaN=Nom/2UckoIaTnominalT=(3/4)Tnom,N (variado)Ia (variado)Uc
0.80.722.40.20.020.08583333330.08600.50.010.024.82160.9520.020.00245983386.601501.66.6000002.0540-2.054000000000863.66.6001221.073161.19116001.1201.1122.17946120.179460012001221.073161.20394001.101.1122.17946120.179460012001221.073161.20394001.10012001.11201.101.08120.76318240118.56518240011801221.073161.1911601.121.121200.0666666667018000.0666666667000.06666666670900600.0666666667000000
0.70.721.60.20.020.130625-0.02650.550.010.024.7785123967181.1220.020.0020727041480.321441.486.60904.52.71.5682.0543.622-0.4869020.781183.60.4874.71.51.2810.2116.66.602122.321.0775352961.19588729674.21.1621.1143884892123.1825638559120.788563855974.21202122.40171.06426518731.195487057374.21.121.0856115108121.1631336401118.555433640174.21162122.40171.09304216571.224264035774.21.1820.9119.632364.711820.91.0864748201121.22448609630118.864486096363.61182122.36771.07818819011.196592660164.761.161200.066666666721795.20.066666666720.13333333330.0666666667290059.680.066666666720.13333333330.11001.56.9066666667
0.20.30.80.20.020.259375-0.1720.60.010.024.4611111111201.3120.020.0017598042540.41421.4480.32896.53.92.3762.0544.430.322884.51.281166.50.96743.61.42412.4159480.324122.641.0819187841.200622784137.81.1841.1287769784124.1724452078121.3844452078137.81224122.82991.05574700491.1874398949137.81.141.0712230216120.1335847762116.8916847762127.21124122.82991.11330096181.2449938518137.81.2442.9119.2381138.911842.91.1008633094122.2400191060119.520019106137.81204122.76191.08359077371.2024288637138.961.161200.066666666741790.40.066666666740.26666666670.0666666667490059.360.066666666740.26666666670.2200313.8133333333
780.650.010.024.0390532544241.420.020.0016734694760.61361.3480.328874.23.3282.0545.3821.274846.54.961147.52.869.54.85.73215.22012480.326122.961.0863104641.20536646420121.1861.1431654676125.1491040557121.967104055720121226123.32691.04819041291.18043000291911.41.0861.0568345324119.0908134082115.14591340821810.81106123.32691.13452134821.266760938220121.364.9118.77511912.511664.91.1152517986123.24232961160120.16232961161911.41206123.22491.08995214921.20929953921912.581.181200.066666666761785.60.066666666760.40.06666666676890049.120.066666666760.40.33004.520.72
800.750.010.023.2133333333261.720.020.0013564014940.81321.2540.48610.56.34.9922.0547.0462.938827.86.7521129.64.464676.67.94417.82515540.48123.281.0907103361.2101183362615.61.2281.1575539568126.1125403996122.53654039962615.61248123.89271.04160361771.17446558772615.61.0681.0424460432118.0348195363113.31811953632313.81088123.89271.15671153141.28957350142615.61.3486.9118.24332516.111686.91.1296402878124.23141761330120.79141761332615.61228123.75671.09727996181.21721233182516.221.221200.066666666781780.80.066666666780.53333333330.06666666671090058.40.066666666780.53333333330.4400627.6266666667
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