Generador de Inducción
MÁQUINAS ELÉCTRICAS II TECSUP P.F.R
Laboratorio de Máquinas Eléctricas II Laboratorio Nº 4 “GENERADOR DE INDUCCIÓN”
INFORME l
Integrantes:
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Figueroa Pacheco, Clinton Ramos Ñaupari, Jean Cristobal Bernave, Bryan Grupo: C14-4-B Zurita
Profesor: Armas Ricardo Ángel
Fecha de realización: 11 de abril Fecha de entrega: 25 de abril
2013- I
Generador de Inducción
MÁQUINAS ELÉCTRICAS II TECSUP P.F.R
INTRODUCCION
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Desde el principio del siglo XX se han utilizado los generadores de inducción, pero para las décadas de 1960 y 1970 casi habían dejado de usarse. Sin embargo los generadores de inducción regresaron regresaron debido a la crisis por los precios precios de petróleo de 1973. Con unos unos costos por energía tan altos, la recuperación de energía se ha vuelto una parte importante de la economía de casi todos los procesos industriales. El generador de inducción es ideal para este tipo de aplicaciones, dado que requiere poco sistema de control y poco mantenimiento, mantenimiento, por su simplicidad y tamaño pequeño.
A. OBJETIVOS
Lograr magnetizar el generador de inducción con la ayuda de un banco capacitor. La magnetización se logra para un determinado valor de capacitancia. La magnetización sigue un proceso de autoexcitación. Comprobar que la tensión en terminales del generador de inducción es muy sensible a la variación de carga.
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B. FUNDAMENTO TEÓRICO Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte energía mecánica en energía eléctrica. Mantiene por tanto una diferencia de potencial entre dos puntos denominaos polos. Por la ley de Faraday, al hacer girar una espira dentro de un campo magnético, se produce una variación del flujo de dicho campó a través de d e la espira espir a y por tanto se genera una corriente eléctrica. Generadores Asíncronos (o de inducción) l
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La velocidad del rotor es mayor que la velocidad sincrónica en igual dirección y con un deslizamiento negativo. Por lo que la potencia es devuelta al circuito de estator y el circuito opera como generador.
En las centrales de generación de energía eléctrica (nuclear, térmica, hidráulica) la energía mecánica que el generador transforma en energía eléctrica proviene del movimiento de una turbina, accionada dependiendo del tipo de central por vapor de agua, aire o agua. En la figura inferior se ha representado esquemáticamente el sistema de generación de energía eléctrica de una central hidráulica.
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En la parte inferior de la figura se observan las palas de la turbina (accionada por agua) y las compuertas verticales que sirven para regular el caudal de agua que entra a la turbina. En la parte superior está representado el generador de energía eléctrica. Dicho generador consta de dos partes: El estator, que es la parte estática del generador. Actúa como inducido.
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El rotor, que es la parte móvil conectada al eje de la turbina. Es el que actúa como inductor.
El rotor puede estar constituido por un imán permanente o más frecuentemente, por un electroimán. Un electroimán es un dispositivo formado por una bobina enrollada en torno a un material ferromagnético por ferromagnético por la que se hace circular una corriente, que produce pro duce un campo magnético. El campo magnético producido por un electroimán tiene la ventaja de ser más intenso que el de uno producido por un imán permanente y además su intensidad puede regularse. El estator está constituido por bobinas por las que circulará la corriente. Cuando el rotor gira, el flujo del campo magnético a través del estator varía con el tiempo, por lo que se generará una corriente eléctrica. En este enlace puede enlace puede verse un esquema de una central hidráulica en funcionamiento.
PROCEDIMIENTO a) Proceso de Autoexcitación Esquema de conexión C.
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Tabla de resultados
E1(V)
E2(V)
E3(V)
I1(I)
I2(I)
I3(I)
PQS PQS 1
PQS 2
PQS 3
PQS1+ …+PQS 3
PQS1+ …+PQ S3
PQS1+ …+PQS 3
0.99
0.75
0.67
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.01
1.01
0.71
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.2
1.13
1.43
0
0
0
0
0
0
0
-0.01
0.01
5.46
5.62
5.55
0.03
0.03
0.03
0
0
0.01
0.01
-0.56
0.56
111.64
111.7 7
112.7 8
0.81
0.8
0.81
0.61
1.24
0.62
2.47
-270.5
270.51
Grafica U Vs I
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b) Generador de Inducción Aislado con Carga Diagrama de conexión
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Tabla de resultado
E1(V)
E2(V)
E3(V)
I1(I)
I2(I)
I3(I)
T(Nm)
N (r/min)
213.15
213.4
213
0.27 0.28
0.28
0
212.98
213.6
213.44 0.24
0.25
0.19 0.41 0.61 0.81 1.22
213.88
214.14 212.57 0.22 0.23 0.23
213.04
213.66 213.76 0.23 0.24 0.24
213
213.59 213.26 0.25 0.27 0.26
213.29
213.95 213.69 0.33 0.33 0.34
0.25
Pm(T,N) (W)
PQS1+…+PQS3
PQS1+…+PQS3
1771.74 0.49
86.96
156.16
1794.84 -35.03
54.03
149.66
1817.48 -77.75
17.54
144.4
1836.56 -117.96
-14.01
150.35
1854.52 -157.42
-43.16
159.63
1891.84 -241.97
-101.16
182.82
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c) Generador Inducido Conectado a una Barra Infinita Diagrama de conexión
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E1
E2
Tabla de resultado E3
I1
I2
I3
T
N
Pm
P
222.45 221.12 223.69
0.29
0.3
0.31
0.33
1789
62.41
90.53 9 0.53
177.86 199.58
0.45
222.07 220.65 222.98
0.24
0.26 0 .26
0.26 0. 26
-0.03 1834.38
-5.04
24.84
167.27
169.1
0.15
221.42 220.04 222.48
0.26
0.27
0.27
-0.29 1860.51
-55.55
-16.62
172.72 173.52
-0.1
221.55 220.12
222.4
0.29
0.3
0.3
-0.52 1883.14
221.42 219.99 222.59
0.42
0.42
0.42
-1.17 1943.38
221.24 219.99 222.41
0.53
0.53
0.54
-1.68 1988.46
221.37 220.06 222.52
0.54
0.53
0.54
-1.7
-53.39 186.27 102.85 226.88 237.42 146.35 279.9 349.72 215.62 281.84 354.98 218.68
1990.8
Q
S
F.D.P
193.78
-0.28
269.99
-0.54
353.32
-0.61
356.73
-0.61
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GRAFICA T Vs N
GRAFICA P Vs N
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D. CUESTIONARIO .- ¿Cuáles son las condiciones que se deben de cumplir para lograr que la máquina de inducción trabaje como generador de inducción, en forma aislada?
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La máquina debe poseer magnetismo remanente remanente en cantidad suficiente. Esta generará inicialmente, una tensión, que aplicada al banco capacitor, se autoexitará con la energía reactiva del banco capacitor.
No se logrará excitación si se presenta cualquiera cualquiera de estas condiciones: condiciones: Magnetismo remanente insuficiente. Xcrítica(*) Xc Reactancia del banco capacitor superior a la Xcrítica(*) La otra condición es que la velocidad del rotor (N) es superior a la velocidad síncrona (Ns). 2.-¿A que se denomina denomina reactancia capacitiva critica? Es un valor de referencia, a partir del cual si se excede de ese valor genera inestabilidad en la tensión generada proporcionando aumentos excesivos. 3.- ¿Qué dificultades presenta la operación del generador de inducción? No es una máquina autoexitable El valor de Xc llega a ser reducida, puede ocasionar una sobretensión ocasionando daños perjudiciales hacia el aislamiento del estator. Si se conecta una carga en terminales, se puede provocar un descenso pronunciado de la tensión en terminales, terminales, provocando el des magnetismo del generador de inducción. 4.-Describa por lo menos una aplicación de la operación del generador de inducción Los usos independientes de la energía eólica. frecuencia para pequeños Los generadores de inducción se utilizan con bastante frecuencia molinos de viento viento por su simplicidad simplicidad y pequeño pequeño tamaño. 5.-Si la operación fuera, conectada a una barra infinita, ¿Quién magnetizara a la maquina? Explique. La máquina absorbe potencia reactiva de la RED para poder magnetizar el estator, para luego entregar la potencia mecánica convertida en eléctrica a la RED.
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E. OBSERVACIONES
máquina de inducción para que trabaje como generador.
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Observamos en el gráfico de inducción que la corriente es constante con la tensión. Se tuvo que cambiar varias veces el banco de capacitores ya que algunos están en mal estado y no marcaban los resultados esperados. Al colocar una carga al generador de inducción operando de manera aislada, la tensión de inducción baja considerablemente, hasta desmagnetizarlo. Peor, si se le alimentaba a una carga inductiva. Debe existir un campo remanente en el rotor para permitir la autoexcitación de la
F. CONCLUSIONES
Llegamos a magnetizar el generador gracias a los bancos capacitivos. La tensión es inestable por que tanto la carga como la velocidad tampoco lo son. Si variamos la velocidad varia el torque a su vez la tensión inducida, solución conectar el sistema a una barra infinita en donde la tensión y la frecuencia se mantienen constantes, y la tensión obtenida no varía ya que es la tensión dela barra infinita. El que podamos darle a la máquina de inducción dependerá mucho de la aplicación para la cual fue adquirida dicha máquina, pero todo esto nos indica que un motor asíncrono es mejor al utilizarlo como generador (comportándose como síncrono) para variaciones notables en su velocidad.
