MOTOR-SINCRONO2-1.docx

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC

INDICE I. OBJETIV OBJETIVOS:. OS:...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ................... ..........................3 ............3 II. MOTOR MOTOR SINCRON SINCRONO.... O......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............ ......... 4 III. MODELAMIENTO EN EL SEP EN LOS CUATRO CUADRANTES...10 IV. IV. SISTEM SISTEMAS AS DE DE ARRA ARRANQ NQUE UE DE DE LOS LOS M.S. M.S. EN EL EL SEGUN SEGUNDO DO CUADRANTE..........................................................................12 V. SISTEMAS SISTEMAS DE DE ARRANQU ARRANQUE E DE LOS LOS M.S. M.S. EN EL EL TERCER TERCER CUADRANTE..........................................................................13 VI. Op!"#$%& ' "p($#"#$%& "p($#"#$%& )( M.S. M.S. )&*!+ )( )( SEP & ( ,&)+ #")!"&*...............................................................14 VII. OPERACI/ OPERACI/N N  APLICA APLICACI/N CI/N DEL DEL M.S. M.S. DENTRO DENTRO DEL DEL SEP EN EN EL TERCER CUADRANTE............... CUADRANTE.......................................... ............................................... .................... 1 VIII. ENSAOS ENSAOS NORMALIADOS NORMALIADOS PARA MOTORES MOTORES SINCRONOS.. SINCRONOS.... .1 I.

MANT MANTEN ENIMI IMIEN ENTO TO DE M. M.S.. S..... ....... ......... .......... ......... ......... .......... .......... ......... ......... ......25 .25

. CONCLUSION CONCLUSIONES:.. ES:....... .......... .......... .......... .......... ........... .................... ............................ ................2 ..2 I.

BIBLIOGR BIBLIOGRA6IA: A6IA:..... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .............. ..................27 .........27

MAQUINAS ELECTRICAS III - 201B

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INTRODUCCION Este trabajo vamos a ver en detalle lo que es un motor síncrono s íncrono y como se debería usar efcientemente para su buen uso y su mantenimiento. mantenimiento. Vamos a abarcar estos temas que son muy importantes para el estudio del tema. Constitución electromecánica, electromecánica, modelamiento en el SEP en los cuatro cuadrantes, sistema de arranque en el seundo y tercer cuadrante, operación y aplicación dentro SEP en el seundo cuadrante, operación y aplicación, ensayos normali!ados y su mantenimiento. Cada tema va estar acompa"ado con imáenes re#erenciales y cuadros para poder entender con mayor #acilidad #acilidad este trabajo trabajo y fnalmente se darán a conocer las conclusiones.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC I. •

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OBJETIVOS: C$%P&E'(E& )*E *' %$+$& S'C&$'$ - )*E P&+ES / C$'S++*C$' E/EC+&$%EC'C. E'+E'(E& )*E +P$ (E &&')*E SE *+/0 E' ES+$S %$+$&ES S'C&$'$S E'+E'(E& C$%$ 'C$&P$&& %$+$& S1'C&$'$ (E'+&$ (E/ SEP E'+E'(E& )*E '$&%S S$' *+/0(S E' /$S %$+$&ES S1'C&$'$S E'+E'(E& C2%$ 3CE& *' %'+E'%E'+$  *' %$+$& S1'C&$'$


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC II. MOTOR SINCRONO 1 CONSTITUCION ELECTROMECANICA /os motores síncronos tienen las siuientes características7 +ienen un estator de tri#ásico similar al de un motor de inducción. Son usados por lo eneral en instalaciones de voltajes medianos. +ienen un rotor bobinado 8campo rotatorio9 que tiene el mismo n:mero de polos que el estator, el cual es e6citado por media de una #uente e6terna de corriente continua. El rotor puede ser de polos lisos o polos salientes. rranca como un motor de inducción. El motor síncrono tiene tambi;n un devanado tipo jaula de ardilla conocido como devanado amortiuador que sirve para producir la #uer!a de torsión para el arranque del motor. /os motores síncronos #uncionan como se mencionó anteriormente a la velocidad de sincronismo de acuerdo con la #órmula7 &P% < 85=> 6 #recuencia9?':mero de polos

4i5a. Estator de un motor síncrono.

4i5b. nillos colectores de E6citación.

2 4i5c. CLASI6ICACION &otor de un motor síncrono.


4i5d. &otor de polos salientes.

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4i= .Clasifcación de motores C.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC ". P+! , 9(+#$)") ) $!+.  síncronos. *n motor se considera asíncrono cuando la velocidad del campo man;tico enerado por el estator supera a la velocidad de iro del rotor.  S&#!+&+,. *n motor se considera síncrono cuando la velocidad del campo man;tico del estátor es iual a la velocidad de iro del rotor. &ecordar que el rotor es la parte móvil del motor. (entro de los motores síncronos, nos encontramos con una subclasifcación7 • • •

%otores síncronos tri#ásicos. %otores asíncronos sincroni!ados. %otores con un rotor de imán permanente.

;. P+! ( *$p+ ) !+*+!. • • •

%otores de anillos ro!antes. %otores con colector. %otores de jaula de ardilla.

#. P+! , &<=!+ ) >",, ) "($=&*"#$%&. • • • • •

%otores mono#ásicos. %otores bi#ásicos. %otores tri#ásicos. %otores con arranque au6iliar bobinado. %otores con arranque au6iliar bobinado y con condensador.

3 PRINCIPIO  CARACTERISTICAS NOMINALES DE TRABAJO Si a un alternador tri#ásico se le retira la máquina motri! y se alimenta su estator mediante un sistema tri#ásico de corriente alterna se enera en el estator un campo man;tico iratorio, cuya velocidad sabemos que es ' < @> #?p donde # es la #recuencia de la red, y p es el n:mero de pares de polos del rotor. Si en estas circunstancias, con el rotor parado, se alimenta el devanado del mismo con corriente continua se produce un campo man;tico rotórico fjo, delante del cual pasa el campo man;tico del estator.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC /os polos del rotor están sometidos aAora a atracciones y repulsiones en breves periodos de tiempo, por parte de los polos del estator pero el rotor no consiue irar, a lo sumo vibrará. l llevar el rotor a la velocidad de sincronismo, Aaci;ndolo irar mediante un motor au6iliar, al en#rentarse polos de sino opuestos se establece un enancAe man;tico que les oblia a seuir irando juntos, pudiendo aAora retirar el motor au6iliar. Este enancAe man;tico se produce ya que el campo iratorio estatórico arrastra por atracción man;tica al rotor en el mismo sentido y velocidad.

,

S

4

4 N

V

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 E,p$!"

C"=p+ M"-&*$#+

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I="&, P!="&&*,

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@Manés Fernán

E,#+;$((",

6UERA QUE TIENDE A BACER GIRAR A LA ESPIRA: PAR MOTOR C+!!$&* ? , @"# #$!#("! p+! (" ,p$!"


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$bservar como la variación de la dirección del campo man;tico creado en el estator producirá movimiento de seuimiento por parte del rotor de imán permanente, el cual intentará alinearse con el campo man;tico inducido por las bobinas que e6citan los electroimanes 8en este caso  y B9. Vcc es la alimentación de corriente continua 8por ejemplo V, 5=V, =DV...9 T!=$&" T!=$&" T!=$&" T!=$&" P",+ 1 B+;$&" 2 B+;$&" 1 B+;$&" 2 B+;$&" A A B B

Paso 5

Vcc

FVcc

8SemiF9 Paso =

Vcc

FVcc

Paso G

8SemiF9 Paso D

FVcc

Vcc

I="&

FVcc

Vcc

FVcc

Vcc

FVcc

Vcc

FVcc


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Paso 

FVcc

Vcc

8SemiF9 Paso @

FVcc

Vcc

Paso H

8SemiF9 Paso I

Vcc

FVcc

FVcc

Vcc

FVcc

Vcc

FVcc

Vcc

+abla de orden de #ases. En este caso concreto el motor tendrá un paso anular de J>K y un semipaso de DK 8al e6citarse más de una bobina9.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC III. MODELAMIENTO EN EL SEP EN LOS CUATRO CUADRANTES /a fura muestra la operación de una máquina síncrona en los cuatro cuadrantes de un diarama PF). En el diarama se considera potencia activa positiva cuando ;sta es suministrada a la red, con lo cual los cuadrantes  y V corresponden a la máquina operando como enerador. En el caso de la potencia reactiva, ;sta es positiva si se está inyectando a la red, lo cual se consiue en los cuadrantes  y .

/os puntos se"alados en el diarama corresponden a las condiciones de operación defnidas en la +abla 5. +abla 57 $peración de la máquina sincrónica en el diarama PF) 4iD. $peración de la máquina síncrona en el diarama PF) P*'+$ $PE&C2' 8P5,)59 Lenerador sobre6citado o enerador inductivo 8P5M> , )5M>9 8P=,)=9 %otor sobre6citado o motor capacitivo 8P=>9 8PG,)G9 %otor sub e6citado o motor inductivo 8PGN>9 8PD,)D9 Lenerador sub e6citado o enerador capacitivo 8PDM> , )DN>9 8>,)9 Condensador síncrono 8P<>, )M>9 8>,)@9 &eactor síncrono 8P<>, )@N>9 8P,>9 Lenerador operando con #actor de potencia unitario 8PM>, )<>9 8P@,>9 %otor operando con #actor de potencia unitario8P@


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC En el caso particular de la máquina sincrónica operando como enerador 8su confuración más ampliamente utili!ada9, es posible establecer un diarama de operación práctico.

4i. (iarama de operación de un enerador síncrono.

En la fura, el área coloreada en amarillo corresponde a la !ona donde el enerador es #actible de ser operado, los límites están dados por condiciones prácticas tales como7 •

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•

%á6imo ánulo entre las #uer!as manetomotrices7 el límite teórico, tal como muestra la ecuación 8H.D9, es J>K, sin embaro en la práctica se opera con ánulos menores ya que se debe aranti!ar la estabilidad en la operación 8si el ánulo L llease a sobrepasar los J>K la máquina se sale de sincronismo y se acelera pelirosamente9. Potencia activa má6ima7 corresponde al límite de potencia activa que es capa! de entrear la máquina operando en condiciones nominales 8límite dado por el #abricante del enerador9. +ensión enerada mínima y má6ima7 el enerador requiere una e6citación mínima en el rotor para poder enerar tensión y puede enerar Aasta un límite práctico dado por la má6ima corriente rotórica de la máquina. %á6ima corriente de estator 8armadura97 corresponde al límite de corriente que puede circular por la armadura en condiciones nominales. E6ceder este límite perjudica la vida :til de la máquina debido al calentamiento y posible #allas en aislaciones de la máquina.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC IV.

SISTEMAS DE ARRANQUE DE LOS M.S. EN EL SEGUNDO CUADRANTE Como se Aa indicado en los subtemas anteriores, una de los randes problemas del motor síncrono es su bajo par de arranque, motivo por el cual se Aace necesario llevar el motor a su velocidad síncrona utili!ando di#erentes m;todos. En se uida se india los principales m;todos de arranque para este tipo de motor7 A!!"&? )( =+*+! p+! =)$+ ) !)##$%& ) (" >!#&#$" (#*!$#". Para esto pueden utili!ar accionadores de estado sólido como ciclo convertidores tambi;n llamados variadores de #recuencia.

A!!"&? )( =+*+! #+& & =+*+! p!$="!$+ *!&+. . El motor de arranque puede tener valores nominales mucAos más peque"os que el motor que arranca ya que solo debe superar la inercia de la maquina síncrona en vacío. Pasos7 rranca el motor de lan!amiento. Se varía la tensión Aasta llear a la velocidad de sincronismo del motor síncrono. Se apaa el motor de lan!amiento se alimenta al motor síncrono. Se procede a colocar una cara variable. A!!"&? "*+=8*$#+. Primero se cierra el interruptor 5 que alimenta al estator del motor. En el instante de arranque el rotor tiene la #recuencia de la red 8alta #recuencia9. En el circuito del rotor que alimenta la resistencia de arranque para que esta absorba la tensión elevada de las bobinas de los polos, aparece una di#erencia de potencial a los bornes de la reactancia •

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A!!"&? )( =+*+! #+& )9"&")+, ) "=+!*$"=$&*+. Este es uno de los m;todos más utili!ados. &ecibe el nombre de devanado amortiuador porque reduce las oscilaciones que se producen en los procesos transitorios de las maquinas7 acoplamiento a la red, vibraciones bruscas de cara el;ctrica o mecánica, etc.


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V.

SISTEMAS DE ARRANQUE DE LOS M.S. EN EL TERCER CUADRANTE Comprendemos que la operación del motor síncrono en este cuadrante es para caras pesadas por la tanto dentro de los sistemas de arranques e6istente escoeremos el más adecuado. El cual consiste en arrancar el motor síncrono con la ayuda de un motor primo e6terno. A!!"&? )( M+*+! =)$"&* & M+*+! P!$="!$+ E*!&+ Este arranque consiste en llevar a la maquina síncrona 8motor síncrono9 a su velocidad síncrona o plena, con la ayuda de un motor primo e6terno acoplado a esta, está claro que la maquina síncrona esta sin cara. Cuando la maquina síncrona alcan!a su velocidad plena se puede conectar en paralelo con el sistema de potencia #uncionando como un enerador. Seuido de este proceso se puede apaar el motor primo o desacoplarlo de la maquina síncrona. l Aacer este proceso el eje de la maquina síncrona comen!ara a desacelerar lo que a#ectara al campo man;tico del rotor, por la cual la maquina Síncrona comen!ara a #uncionar como motor y dentro de un tiempo este se sincroni!ara nuevamente para poder usarlo de #orma normal.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC /o que podemos entender en el esquema7 •

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•

Cerrando S5 - SG estaremos Aaciendo irar el eje de la maquina síncrona con la ayuda del motor primo. Cuando la maquina síncrona tena su velocidad nominal se conectara en paralelo con el sistema al cerrar SD actuando como un enerador. paando o desacoplando el motor primo al abrir S5 F SG y tambi;n cerrar S=, la maquina síncrona se comportara aAora como motor síncrono. Esperar que el motor entre en sincronía para poder utili!arlo con normalidad.

VI.

OPERACI/N  APLICACI/N DEL M.S. DENTRO DEL SEP EN EL SEGUNDO CUADRANTE (ebemos entender que la operación de la %.S. en el seundo cuadrante, enerará un sobreFe6citación como motor, la aplicación que se le dará al motor síncrono será el de #uncionar como reulador de la potencia reactiva, para lo cual e6plicaremos el #uncionamiento de ;ste como compensador síncrono. C+=p&,")+! S&#!+&+ + M+*+! ,+;!-#$*")+ /a importancia del uso del compensador síncrono radica en el mejoramiento del #actor de potencia, es com:n utili!arlo conectando a la línea y operarlo en #orma sobree6citada para obtener el resultado deseado. +enemos una máquina síncrona conectada a un SEP de potencia infnita, supondremos la resistencia del inducido de valor despreciable al iual que las p;rdidas que se puedan enerar en la máquina. 3aremos trabajar al motor a potencia en el eje constante la cuál será iual a la potencia suministrada por la red. l encontrarse en potencia y tensión constate, nos resulta que7 P

3. U F . I F .cosφ =3

=

U F . I F X S

senδ CONSTANTE =

Por lo tanto I F cosφ =constante y E F senδ = constante


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC n#erimos que la :nica posibilidad de aluna modifcación en la máquina se da a trav;s de la modifcación de la corriente de e6citación, la cual al modifcarla se puede reular la potencia reactiva entreada al SEP. l reali!ar el ráfco de los #asores de las tensión y la corriente estatórica como se representa en la 4i..5. niciamos nuestro análisis tomando una corriente de e6citación tal que el estator tiene una #.e.m. E F en este punto el motor absorbe corriente con un ánulo

φ

en atraso, si se aumenta dicAa corriente de

e6citación tambi;n aumentará la #.e.m. lo cual produce una caída de tensión en la reactancia sincrónica, la corriente estatórica debe estar a J>O de ;sta, así disminuye, por lo tanto disminuye la potencia reactiva del motor.

(ecta de corriente estat)rica #e #e"

f

#e% &'s# &'s#$

&'s#% &'s#"

#e$

!f !f$

!f%

!f" (ecta de f.e.m. #nducida

#e

4i@. (iaramas #asoriales para distintas corrientes de e6citación a potencia activa y tensión constantes 'ota7 Variando la e6citación del campo se puede Aacer que la máquina se comporte como inductor o capacitor. (ebido a esto se puede utili!ar la máquina como un compensador de potencia reactiva.

Ap($#"#$%& )( M.S. El compensador síncrono se aplica en centrales el;ctricas para el mejoramiento del #actor de potencia, ya que eyecta potencia reactiva. +ambi;n se puede conectar a industrias en donde presentan amplia


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC cantidad de caras inductivas, de esta #orma variando la corriente de e6citación se Aace trabajar al motor como un banco de condensadores, con la fnalidad de reducir el #.d.p. unque la maquina síncrona es poco utili!ada en la industria convencional y por tanto poco conocida. Son muy importantes en las aplicaciones de alta potencia racias a la mejora del rendimiento mediante la corrección del #actor de potencia en la alimentación del motor. /as minerías como maniobra y enclavamiento en el proceso de accionamiento y otras industrias.

VII.

OPERACI/N  APLICACI/N DEL M.S. DENTRO DEL SEP EN EL TERCER CUADRANTE.

-a Aemos visto el #uncionamiento de las maquinas síncronas en los D cuadrantes. /a potencia activa suministrada, tiene que ver con la potencia mecánica disponible en el eje. Cuando la potencia activa es neativa estamos Aablando de un motor. /a potencia reactiva suministrada, tiene que ver con la manitud de la corriente de e6citación. Cuando la potencia reactiva es neativa estamos Aablando de una maquina sube6citada. En este caso la máquina síncrona opera en el tercer cuadrante como motor sube6citado o motor inductivo, en donde tanto la potencia reactiva como la reactiva sea menor a cero 8 P < 0 y Q < 0 9. En conclusión en este cuadrante la maquina síncrona absorbe potencia reactiva o activa.


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4iH. 4uente7 +ecsupF n. Cesar CAilet

*na característica muy especial Aace que los motores síncronos sean :tiles en las aplicaciones industriales donde se emplean motores de inducción. /os motores síncronos tienen una bobina de campo, cuando a esa bobina de campo le entreas una tensión relativamente baja 8baja manitud de la corriente de e6citación9 se dice que el motor esta sube6citado. En esta reión de operación, el motor trabaja con un #actor de potencia inductivo. Este #actor de potencia inductivo puede variar Aasta contar con un #.d.p<58F9, teniendo un motor con un #actor de potencia unitario ( P < 0 y Q=0 ) o Aasta contar con un #.d.p<> teniendo un reactor síncrono ( P=0 y Q < 0 ) . *n motor asíncrono con estas características puede ser usado como7

C+=p&,")+!, ,$&#!%&$#+,7 Se trata de motores sincrónicos que #uncionan en vacío, puestos en sincronismo con la red, cuya :nica MAQUINAS ELECTRICAS III - 201B

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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC #unción es absorber la potencia reactiva e6cedente 8#uncionamiento en sube6citación9. Principalmente, estos dispositivos son utili!ados en determinados nodos de la red de transmisión y subtransmisión para la reulación de la tensión y de los ujos de potencia reactiva. En las redes de distribución no resulta económicamente conveniente el uso de compensadores sincrónicos debido a sus altos costes de instalación y mantenimiento.

VIII.

ENSAOS NORMALIADOS PARA MOTORES SINCRONOS. /os motores sincrónicos son ensayados de acuerdo con las normas, EC, 'E%, EEE y P ,*/ en modernos laboratorios capacitados para testear motores de media y alta tensión con potencia de Aasta =>.>>> QV y tensiones Aasta 5.>>> V, con monitoreo totalmente in#ormati!ado y control de alta precisión. /os ensayos están divididos en tres cateorías7 ensayos de rutina, tipo y especiales. +emas a defnir. • • •

Principales normas de motores 'ormas relacionadas con la efciencia ener;tica 'ormativas de efciencia ener;tica en todo el mundo

" NORMATIVA IEC


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC F IEC 0034-1 E)$#$%& 12: 2010: C(",$H#"#$%& ' !&)$=$&*+. F IEC 0034-14 M)$#$+&, ) (" 9$;!"#$%& /as vibraciones se derivan de diversas ra!ones, tales como7 F (esequilibrio del rotor, que pueden ser de orien estática o dinámica. F rrastre man;tico desiual entre el estator y el rotor, que puede ser causada por ejemplo por un entreAierro asim;trico. F (evanados asim;tricos, de#ectuoso o da"ados. /as vibraciones del rotor se trans#erirán sobre el eje a los soportes que lleven o pedestales que sostienen. Lrandes #uer!as de vibración y las estructuras de soporte elástico producirán randes amplitudes. /as características de la vibración medidas en la superfcie de la caja del cojinete dará una indicación sobre las #uer!as que se trate y sobre el rado de severidad de la #atia. Basado en las e6periencias sobre los di#erentes tipos de máquinas, los límites de vibración se dan en las publicaciones pertinentes. /a medición de las vibraciones se reali!a en todas las máquinas. /as mediciones de las vibraciones son medidas cuando la maquina sincrónica se encuentra manejada por el motor CC a velocidad y voltaje nominal y sin cara. /as vibraciones se miden en los soportes o pedestales en dirección Aori!ontal, vertical y a6ial.

F IEC 0034-2-1 E)$#$%& 1.0:2007 & #!,+ ) !9$,$%&: M*+)+, &+!="($")+, p"!" (" )*!=$&"#$%& ) (", p!)$)", ' H#$&#$" " p"!*$! ) &,"'+,. Esta norma establece m;todos para determinar las efciencias a partid de ensayos, y tambi;n especifca m;todos de obtención de perdidas específcas. Se aplica a las máquinas de CC, a maquinas síncronas y a máquinas de inducción de todos los tama"os en el ámbito de aplicación de la EC @>>GDF5. R IEC 0034-30 E)$#$%& 1.0: 200 & #!,+ ) !9$,$%&: C(",, ) !&)$=$&*+ p"!" (+, =+*+!, *!$>8,$#+, ) $&)##$%& ) K"(" ) 9(+#$)") <&$#" #%)$+ IE.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC Esta norma defne nuevas clases de efciencia para motores y armoni!a los distintos requisitos en vior para los niveles de efciencia de los motores de inducción en todo el mundo. Se espera que pona fn a las difcultades que en#rentan los #abricantes que producen motores para el mercado mundial. Cuatro clases de efciencia se:n la EC @>>GDFG>. - IE3: efciencia Premium 85@F=> menos perdidas que IE29 - IE2: efciencia alta 8anterior ET5, EPct9 - IE1: efciencia estándar 8anterior ET=9 - IE4: la efciencia S:perFPremium se presentó :nicamente en #orma de un ane6o in#ormativo 8ne6o  de la EC @>>GDFG59


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC R IEC 0034-31 E)$#$+& 1.0: 2010: G$" p"!" (" ,(##$%& ' ( ,+ ) =+*+!, &!*$#"=&* H#$&*, $&#($)", (", "p($#"#$+&, #+& 9(+#$)") 9"!$";(. $#rece directrices t;cnicas para el uso de motores ener;ticamente efcientes en aplicaciones con velocidad constante y variable. 'o se tratan aspectos de puro carácter comercial. R IEC 0034-4 M)$#$%& ) (" !,$,*&#$" ) (+, )9"&")+, /as resistencias de los devanados se miden para averiuar7 Cone6iones de#ectuosas y dimensiones incorrectas del conductor F Eventuales asimetrías de los devanados. F *n valor e6acto de la resistencia del devanado a temperatura ambiente y la temperatura correspondiente del devanado para la prueba de calor 8v;ase los ensayos de tipo %(( I>>@G=I9. /as resistencias de los bobinados se miden mediante un microFóAmetro o el uso de dos medidores diitales y una #uente de corriente constante, ver H!". +oda corriente dela #uente constante de corriente, debe uir a trav;s de las bobinas a reali!ar la prueba. Eventual circuito en paralelo se debe desconectar antes de las mediciones. /a temperatura de las bobinas del estator se mide siempre


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC 4i.I %edicion de resistencias de los devanados

F C!9" ) 9"#+  IEC 0034-4 El propósito de la prueba de la curva sin cara es7 F Para medir la corriente de e6citación de la maquina en circuito abierto a velocidad nominal y en la terminal de varios voltajes. Sobre la base de las mediciones, la línea del entreAierro se tra!a para la maquina F Para medir las perdidas en vacío de la maquina 8cuando se acuerde en un contrato9. /as p;rdidas se componen de las p;rdidas de Aierro P4e, y la #ricción y las p;rdidas de ventilación Pr El enerador síncrono o motor a probar está directamente acoplado a un motor CC calibrada. /as p;rdidas del motor CC puede calcularse con e6actitud en el rano de operación en cuestión. Para los cálculos de la perdida, la corriente de armadura y el voltaje del motor CC, así como la corriente de e6citación se debe medir. El mismo manejo del motor CC tambi;n debe utili!arse para la prueba de la curva de corto circuito y la prueba del #actor de potencia cero. El reulador de tensión del enerador se desconecta. /a prueba se repetirá al menos en 5.=, 5.>, >.J, >.H y >.D veces la tensión nominal, además, con la corriente de e6citación en cero. /a corriente de e6citación se debe disminuir de #orma continua.  tensión nominal los terminales, la temperatura del devanado del estator se mide con la ayuda de los detectores de temperatura, para permitir el cálculo de las perdidas. L" #!9" ) 9"#+ se representa con base en los resultados de las pruebas, 9! H. /a remanencia man;tica Aace que la curva de intersección del eje vertical pase un poco por encima del punto cero de la tensión. /as normas de ensayo actual estado que la curva de vacio debe comen!ar en cero voltajes correspondientes con cero corrientes de e6citación. Por esa ra!ón, la curva fnal sin cara es a menudo derivada de la medida por moverlo Aacia la derecAa tanto como sea necesario.


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6$. C!9" ) 9"#$+ C!9" ) C+!*+#$!#$*+  IEC 0034-4 El propósito de la prueba de la curva de corto circuito es7 F Para medir las características de la maquina síncrona en varios valores de corriente de e6citación, con la terminales del estator en cortocircuito. F Para controlar la simetría de los bobinados de #ase del estator. F Para medir las perdidas en el cobre PCu y las perdidas adicionales de cara Pdd en el bobinado de estator 8cuando se9. El enerador síncrono o motor a probar es acoplado directamente un motor CC calibrado, que Aa sido utili!ado para pruebas sin cara. El reulador de voltaje del enerador se desconecta. +odos los protectores, las tapas y las uías a;reas de la máquina síncrona para la prueba, debe estar en su luar. /a prueba se repite en las corrientes de corto circuito de 5.5, 5.>, >.H, >. y >.= veces la corriente nominal, y, además, a corriente de e6citación cero. /a corriente de e6citación se debe disminuir de #orma continua. En la corriente nominal del estator, la DJ temperatura de los bobinados del estator se mide con la ayuda de los detectores de temperatura, para permitir el cálculo de las perdidas. /a curva de corto circuito se tra!a para la maquina como se muestra en la H. (ebido a la saturación baja, la curva es una línea recta.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC 6$10. C!9" ) #+!*+#$!#$*+

; NORMAS VDE F VDE 01700171  MOTORES CONTRA EPLOSION Esta norma prev; las siuientes clases de protección7 Clase de protección Useuridad aumentada 8 9 Clase de protección Ublindaje resistente a la presión o antidearante Clase de protección Upresurada Clase de protección Ublindaje de aceite Clase de protección Useuridad propia Clase de protección Uprotección especial • •

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F VDI  VDE 30 OJA 2 SISTEMAS DE ECITACI/N ESTTICOS PARA LA ECITACI/N  LA REGULACI/N DEL VOLTAJE DE MQUINAS SÍNCRONAS. Califcación de cara *4' campo de tensión que debe aplicarse para el devanado de campo con la máquina síncrona a la temperatura normal de #uncionamiento y #uncionando a la potencia nominal, #actor de potencia nominal y la velocidad nominal, con el fn de impulsar el 4' campo nominal Corriente en vacío Corriente nominal del E' sistema de e6citación /a corriente de e6citación requerida por la máquina síncrona en cara continua má6ima obierna el dise"o de la e6citación componentes del sistema y se llama la corriente nominal del e6citación del sistema. El requisito mínimo se aplica lo siuiente7 E'M 5,> 4' +ecAo actual del sistema de e6citación p /a corriente má6ima de salida del sistema de e6citación se llama p el actual límite má6imo, y se requiere que sea al menos 5,D veces la nominal de cara de corriente de campo del 4' durante un tiempo mínimo de  s. +ecAo de tensión del sistema de e6citación *P Esta se defne como la tensión de salida má6ima de la e6citación sistema es capa! de suministrar al convertidor de tiristor en su pleno ajuste positivo voltaje de salida. /a tensión de tecAo depende de la manera en la que la e6citación sistema está conectado, en los estados de #uncionamiento de la sincrónica máquina y el suministro de potencia de e6citación, y en la variación de estos estados de


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC #uncionamiento a trav;s del tiempo. El dise"o del sistema de e6citación se rie por el nominal tecAo voltaje.

# N+!=", NEMA R PRUEBA DE ALTO VOLTAJE NEMA MG-1 17 Específca para la prueba de alto voltaje la manitud , la #recuencia , la #orma de onda y la duración del voltaje de prueba especifca el nivel de cara permitido ante la presencia de desbalances de voltajes en la alimentación al motor. El cálculo del 4actor de Servicio E#ectivo 8ET.s.#.9 identifca los niveles apropiados de cara para evitar sobrecalentamiento en los devanados. *n incremento de 5>KC en la temperatura reduce a la mitad la vida :til del aislamiento del motor 8EEE DGF=>>>9 = 'ormas 'S ? */ 5>>DF5

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ncluye los requisitos que son apropiados para los motores instalados en campo, incluyendo los requisitos de construcción que abordan7 Protección de las aberturas de ventilación, ccesibilidad de partes vivas sin aislar, Compartimentos de cableado de campo, terminales, y espaciados, y Consideraciones Equipos de puesta a tierra.

A)=8, (" &+!=" $&#(' &" ,!$ ) p!;", ) !&)$=$&*+ $&#('&)+ p!;", ) ,+#+!!+ =#8&$#+ ' (" *&,$%& )$,")+, p"!" ",!"! ? ( ?$p+ , ")#")+ p"!" (" $&,*"("#$%& & ( #"=p+.

I.

MANTENIMIENTO DE M.S R(", ) ,!$)") ntes de comen!ar los trabajos de mantenimiento es imprescindible seuir las cinco relas de seuridad7 5. (esconectar y aislar de alimentación. =. Proteer contra recone6ión accidental.


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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC G. Cerciorarse de la ausencia de tensión. D. Poner a tierra y cortocircuitar. . Cubrir o delimitar las pie!as bajo tensión. Se inicia en la observancia de los &elamentos de Seuridad, en particular aseurándose de que todas las partes conectadas a una #uente de alimentación est;n sin tensión y evitando una cone6ión #ortuita. Si los trabajos de mantenimiento suponen remover el motor de su empla!amiento, desconectar tambi;n los circuitos au6iliares eventualmente e6istentes 8p. ej. &esistencias cale#actoras, sondas t;rmicas, ventilaciones independientes, #renos9.

Q @"#! Primera inspección

P!$+)+ ) *$=p+ P("+, (espu;s de apro6. >> Como má6imo Aoras de servicio despu;s de medio a"o Control de los Se:n el rado de conductos de aire y de contaminación local la superfcie del motor /ubricar 8opción9 V;ase placa de características y de lubricación nspección principal pro6. 5>.>>> Aoras de *na ve! al a"o servicio (escara de aua Se:n las condiciones condensada climáticas

. •

CONCLUSIONES: El motor síncrono posee distintos comportamientos a medida que se reula su velocidad, una re#erencia serían los D cuadrantes, como es el caso en que puede ser usado como motor aprovecAando la enería


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•

I.

así como enerador, tanto para alimentar caras aisladas o para entrear potencia a una red el;ctrica. Para que la máquina síncrona sea capa! de e#ectivamente convertir enería mecánica aplicada a su eje, es necesario que el enrollamiento de campo locali!ado en el rotor de la máquina sea alimentado por una #uente de tensión continua de #orma que al irar el campo man;tico enerado por los polos del rotor tenan un movimiento relativo a los conductores de los enrollamientos del estator. /a %.S. trabajando en el seundo cuadrante nos permite utili!arlo como compensador, de esta #orma nos ayuda a correir el #.d.p. esto aliviará las caras conectadas al SEP. lo muy importante sobre los Compensadores Síncronos es que aseuran un #uncionamiento efciente y efca! de la red el;ctrica mediante la compensación de la enería reactiva y la capacidad de potencia adicional de cortocircuito /os motores síncronos como otras maquinas necesitan de un mantenimiento optimo para poder operar satis#actoriamente durante todo su etapa de vida.

BIBLIOGRA6IA:

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ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-UNAC WGX %áquinas El;ctricas Volumen  ? [ostenQo %P. y PiotrovsQi /%? Ed. %ontaner Simon S.. ? 5J@I. WDX StepAen \. CAapman ? %áquinas El;ctricas ? Gra Edición ?=>>> WX Attp7??tecAenery.pe?=>5D?>=?%)*'SFS$'C&$'S.pd#


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