OBJE OB JETIV TIVO OS
1. An Ana alilizar zar la es esttr uctu tura ra de del motor sín ínc cr ono tr if if ásico ico.. 2. Cal Calc cul ula ar las las car car act acter ísti ísticas cas de arranqu arranque e del mo motor síncr ono trif ási ásico. EXPO EX POS SI CI ON ON
El moto motorr sín ínc cr ono ono deri riva va su nombr e del términ rmino o ve velloc ocid idad ad síncr ona, ona, qu que es la vellocid ve ida ad na natur al de del ca camp mpo o magn magné ético gira irattorio de del es esttator . Como a se vio an antes, la velocidad na natur al al de de r otac acii!n es esttá de deter mina minada por el n"me n"mer o de par es es de po pollos la f r recu e cuencia d de e la pot pote encia aplilica cada da.. A All igua iguall que el mo motor de de in ind ducc ccii!n, el el mo mottor síncr ono util tiliiza un ca campo magn magnéti tic co gir ator orio io,, pero a difer encia del mo mottor de inducc indu ccii!n, el e l pa p ar desa d esarrollad rrollado o no depend nde e de las corri c orrie ent ntes es de indu inducc ccii!n del rotar . En r esum esume en, el el pr inc ncipi ipio o de op oper aci aci!n de del mo motor síncrono es el el sig igu uie ient nte# e# se apli a plica ca una un a fu fue ent nte e multif ási ásica de c$a a los deva evan nados del es esttator se pr odu duc ce un un cam camp po mag agn néti tico co rot rota ator io. %e aplica a plica una una corri c orrie ent nte e direc irectta a los deva van nados del r otar se pr odu duce ce un cam amp po mag magn nético fi &o. &o. El motor es esttá constru truiido en ta tal f orma qu que cuand ndo o esto es tos s do dos s campo campos s mag agn nético ticos s r eacci eaccionan e entr ntr e sí sí, el el rotar gir a a la misma velocidad que e que ell camp mpo o mag agn néti tic co giratorio. %i se apli aplic ca una carga al e & &e e del r otar , éste tendr á un atr aso a so moment momentá áneo con r elac acii!n al campo gir gir ator io' pero seg segui uirá rá giran gi rando do a la mi mis sma ve vellocid ida ad síncr ona. (ara entend nde er c! c!mo mo se pr prod oduce uce es estte atr aso aso, ima imag gínese qu que el r otar es esttá acopl copla ado a un campo girato giratorio rio por por medio de una un a band nda a elás ásti tica. ca. )a )as s car gas g as pesa esad das *ar án qu que e se estir estir e la banda banda de modo que qu e la pos posici ici! !n del r otar tendr á ciert rto o atr aso aso con con respe respecto al ca camp mpo o del estator , pero el r otar segu eguiir á gir iran ando do a la mis misma ve velloc ocidad. idad. %i la carga carg a es dema mas siado grande, el rotar se se saldr saldr á de sin sinc croni ronis smo con el campo giratorio , , como r esult esulta ado, se parar á. á. En este este caso caso,, se dice dice que el moto motor es esttá sobr ecargado cargado.. El motor síncrono no tie tiene par de d e arranque propio su rotar de modo que qu e, una ve vez z parado el motor , no *abr ía mane maner a de *ace acerr que que el el rotar entre en acopl pla ami mie ent nto o magn gné ético con el campo magné magn ético gir ator io. (or esta esta r az!n az!n, todo todos s lo los s motor es es síncronos tienen alg"n medi dio o de arr anqu nque e. )a forma form a más se sen nci cilllla a de arr anca carr un motor síncron rono o es usar otro motor qu que e lo im impu pullse *asta que el rotor al canc ance e apro+imadam apro+imada mente - p veloci ocidad dad sín ínc crona. Entonces Entonces el el motor de po or c i ie nt o de su vel arr anqu nque e se desco escon nec ectta, el rotar entra en aco acopl pla amie iento nto co con n el campo giratorio iratorio.. En la pr ácti áctica, ca, el mé m étodo de arr a rr anqu nque e más usado consi onsis ste en que el r otar inc in clu lu a un dev evanado anado de de inducci inducci! !n de &aul &aula a de ar dilla dilla. Es Estte deva evan nado de indu inducc ccii!n *a *ace ce que qu e el r otar al alcance una ve velloc ociida dad d pr !+i !+ima a la síncr ona, fun funcio cion nand ndo o co com mo en un motor de indu nducc ccii!n. )a & &a aul ula a de ardill rdilla a sigue "til inc inclu lus so des esp pués de qu que e el motor *a lllle egado a la vel ve locid ida ad síncro ron na, a qu que e tiend nde e a amor tig tiguar las osc scilila aciones del r otar pr odu duc cid idas as por ca cam mbios re rep pentin ntino os en la car ga. ga. El médula de motor síncro ron noge gen nera rad dor conti ntie ene un r otor co con n dis isp pos osiitivo de ar r ra nque de & &a aul ula a de ar dilla dilla.
I NSTR NSTRUM UME ENTO TOS S Y EQUIPO
/!dulo de motor síncronogenerador /!dulo de motor síncronogenerador /!dulo de fuente de alimentaci!n -$12-2-03, 45, 12-3 c$d, -$12-3 c$d6 /!dulo de interruptor de sincronizaci!n /!dulo de medici!n de c$a 06 /!dulo de medici!n c$a 28-36 9ac!metro 9a c!metro de mano Cables de Cone+i!n :anda
E/% 021 E/% 011 E/% 0021 E/% 0721 E/% 028 E/% 027 E/% 021 E/% 01 E/% 02
PROCEDI PROC EDIMIEN MIENTO TOS S
Advertencia: ¡En este Experimento de d e Laboratorio se manejan altos voltajes! ¡No haga ning nin gun una a conexión cuando la fuente esté conec con ectada! tada! ¡La fuente debe desconectarse después después de hace acerr cada medición!
1. E+a E+amin mine e la es estru truc ctur ura a del /!dulo E/% E/% 021 de motor síncrono generador, fi&á fi& ándose es esp pec eciialm lme ent nte e en el motor , los anill nillo os co collector es, el r e!stato, las termin rmina ales de con cone+ e+ii!n el el alambr ado. 2. ;b ;bse ser r ve ve el el mo motor des desd de la pa part rte e pos ostterior del m! m!dul dulo o# a6 as> N son fijas c6 ;bse ;bser ve ve qu que e las termin rmina ales de los dos dev eva anado dos s del r otar se lllleva evan n *asta *asta lo los s anill nillos os col colec ecttor es es a tra trav vés de un una a r anur a en en el e & &e e del r otor . d6
4. ;bse ;bser r ve ve desde la cara delan lanttera de del m!d m!dulo lo## a6 )o )os s tr es es dev eva anado dos s indep ndepe end ndien ienttes del est esta ator es esttán conec conecttad o s a la la s termin rminal ales es ", # $, % &.
b6 =Cu Cuá ál es el el vo volt lta a & &e e nomin nomina al de de lo los s devan devanad ados os del estator > #'( e6 =Cuá uáll es la corriente corriente no nom minal de de los devanados del es esttator > Amp d6 El dev deva anado de dell r otor se conec ectta a tra ravé vés s del r e!sta e!stato to de 18 18-? -?..6 a las ter minales ) *. e6 =Cuá =Cuáll es la corri corrie ent nte e nomin nomina al de del de devanado del r otor > '+* A f6 =Cuál es el el vol oltta& a&e e no nomin mina al de del de deva van nado de del r otor > #' c+c ( g6 =Cu Cuá ál es la velocidad nom nomiinal la pot pote encia del mo motor> r / min = 1800 rpm hp= 1,34
CA@ CA @ A AC C9E 9E@< @<% %9< 9
a6 Conec Conectte la f uen entte de aliment alimen tac acii!n !n.. ;bserve qu que e el el mo motor co com mie ien nza su suaveme avement nte e a fun func ciona narr si sig gue op ope er ando como un moto motor ordi ordinar io io de indu inducci! cci!n. n. b6 ;bse ser r ve ve el el se sen ntid ido o de r otac acii!n. c6 es escon cone ect cte e la fu fue ent nte e de alim limen enttaci!n e int inte er cambi ambie e do dos s de los tres cabl cables es que van a la f uent uente e de al alim ime ent ntac acii!n.
d6 Conec ectte la fu fue ent nte e de al alimen imenttaci! aci!n n observe el el sentid ntido o de r otaci! aci!n n. e6 esco escon nec ectte la f uent uente e de aliment alimentaci!n. 7. Co Con nec ectte el circ circu uito que aparece en la Figu 84$$2, con con los /!du dulo los s E/% de d el Figur r a 84 electr odi odina nam m!metro el int nte er rupt rupto or de sincronizac cronizacii!n !n.. Acople el motor al elec ecttro rod dina inam m!metro por medio de la banda. banda .
. a6 El m! m !dul dulo o de int inte errupt rrupto or de sin inc cr oni nizac zacii!n se utililiz zará com como int inte er r r upto uptor par a la po p otencia trif ási ásica que va a los deva evan nados del es esttator . (on (onga ga el e l inte interrupt rruptor or e en la la posiici!n Foff F. pos b6 El elec ectr tr odinar odinar n!metro se con conec ecta ta a la salid alida a fi&a de 12 12-3 -3 c -a de la fu fue ent nte e de alime alim enta ntac ci!n i!n,, termin termina ales 1 B. A& A&u uste la perill rilla a de control de del dinarn! dinarn!metro al po p or c i i ent o apr o+im o+ima adament nte e de e+citaci!n e+citaci!n c6 El r otar del motor síncrono se conecta a la sa sallid ida a f i&a i&a de 12-3 c -d de la fu fue ent nte e de alim alime ent ntac acii!n 0 B. A &u &us ste el r e!stato de ca camp mpo o a un una a r esi esistencia ce cer r o la peri rilllla a de co con ntr ol debe po pon ner se se en la posici! ci!n n e+trema +trema,, *aci *acié énd ndo ola gira rarr en el sentid se ntido o de las manec ecill illas as d de el r elo &6 &6.. d6 %i %i el el moto motorr sínc síncr ono ti tie ene el el interruptor %, cié ciérr elo al llegar llegar a es estte paso. paso. 0. a6 Co Conecte la fu fue ent nte e de alim lime ent ntac acii!n. A continu ontinuac acii!n ap apliqu lique e potencia tr if if ási ásica cerr ce rr ando el interrupto interruptor de si sin ncroni roniza zaci ci! !n ob obse serv rve e lo que que su suce ced de. ¡No aplique la pot enci a más más d e 1- segundos! b6 es escriba criba lo que que suced sucede e.
El motor no pudo arrancar, debido a que tenía carga c6 =u ué é lec ectura tura dio el amper ímetro tro> >
4.5 A CA d6 %i un motor síncron íncrono o ti tie ene carga, =debe arran rranc carlo cuando e+iste e+iste e+ e +citaci itaci! !n de c$d en su campo> N
. a6 Conec Conectte el rotar de del motor síncrono a la s sa alid lida a vari aria abl ble e de -$12 12-3 cc-d d de la fue fu ent nte e de al alim imen enta tac ci!n, terminal rminales es B. Bo camb cambie ie ni ning ngun una a de la las s ot otras ras cone con e+ion +ione es o los a&us a&u stes de del control. control. b6 Con Con el co cont ntro roll de dell vol olta ta&e &e variable de salida salid a en ce cero ro,, con conec ectte la fu fue ent nte e de alimentaci!n. Aplique Apliqu e pot pote encia trifásic trifásica cerr ando el interruptor interruptor de sinc sin cr oniz nizac acii!n obse ob ser r ve ve lo que que suc suce ede. c6 escr escr iba iba lo que que pa pas! s!..
El motor arranca con carga y vibra por que arrancó como motor de inducción d6 =Gunc =Guncion iona a el el aparat rato o com como mot motor de inducci!n>
Si PERO ARRANCA V= 0 e6 A&us A&uste cuidad cuidadosa osam ment nte e la sal salida de la fu fue ent nte e de alim alime ent ntac acii!n a 12 12-3 c -d, seg"n lo ind ndiique el el medid dido or r d de la fue fuent nte e de alim alime ent ntac acii!n. f6 esc escriba riba lo lo qu que e su suce ced de.
Si arranca Pero no tiene arraque propio tiene que arrancar con motor !ncrono g6 =E =Es stá oper and ndo o el mo mottor com omo o mo mottor sí sínc ncr r ono> ,*6 @e @eduzca el volt olta a & &e e a cer cer o desco con necte la fu fue ente de de alim alime enta ntac ci!n. 1-. a6 Cone Conecte el cir cuito que que se se ilu ilus str a en la F i 84$4 $4.. ;b ;bse serv rve e c! c!m mo es esttá igura g ura 84 conec onecttado el mo mottor síncr síncr ono' és éstta es la co confi nfig gur aci aci!n norm rma al de arra arranqu nque e como un mo motor de de indu inducc ccii!n trif ásico de de &a &aul ula a de ardilla ardilla6. 6.
b6 A&us A&uste la perill rilla a de contr co ntr ol del d el din dinam am! !rne rnetr tr o en e n su posic po sicii!n e+tr ema *ac * aciiénd ndo ola gir ar en el se sentid ntido o de las manec ecill illas as del r elo & a f in de propo ropor r cion cionar le al motor sín sí ncrono la la má+im ima a car car ga ga en el arr anque6. c6 %i el mo motor sín síncr ono ono ti tiene el interr uptor %, ci ciérr elo al lle llegar a est este e paso. ll. a6 Co C onecte la fu fue ent nte e de ali a lim ment nta aci!n mid mi da r ápid pida ament nte e El, E 2 <1,, el par de de 2 <1 ar ranqu ranque e desa esarr rr ollad llado. o. esco escon nec ectte la fue fuent nte e de alim alime ent ntac acii!n.
E1=210V CA I1=4A CA
E2=200V CA ar de arranque= 1,1 lb!.plg
b6 Calcule la pote pot encia apar ent nte e sumini suminis strad trada a al motor en el arranque. arranque.
otenci a aparente = VA otencia "= #I1 E1 √ 3 $V $VA A c6 Calc Calcule el par a ple pl ena carg carga a corr corr esp espondi ndie ent nte e a 1 1 hp a 1 0-- r min P = T X W
d6 Ca Calcul ule e la r ela laci ci! !n ent ntr r e el pa parr de de arr anqu anque e el par a plena car ga.
e6 E+ E+pli pliq que por qué qué se indu & &o o un alto alto volta&e volta&e en c$a c$a,, E2 E2 en en los los deva evanado nados s del rotor . ./or la diferencia de velocidades+ ./or la variación
12. %in cambiar cambiar el ci cir r cuito, con conec ectte la fu fue ent nte e de alimen alimenttac aci! i!n n , para para r edu ducir cir la car ca r ga, *ag *aga a gir ar con lenti lentittud la perill perilla a de cont contro roll del dina dinam!metro en se sent ntiido
contr ar contr ar io al de las manec ecill illas as del r elo& lo&.. El motor motor aum ume ent ntará ará a vel ve loc ocid ida ad pl ple ena func fun cionar á com como o mo mottor de indu inducc ccii!n de &a &aul ula a de ardill rdilla. a. ;bserv ;bserve e el ef efe ecto pr odu duci cid do en en el vo volt lta a & &e e indu induc cido E 2 2 a6 =(or qué qué se r edu duce ce E2 conform conforme e se increm incremen entta la velo eloci cid dad de del motor > /or0ue las velocidades casi llegan a la velocidad de sincronismo
PR"E#A $E CONOC%&%EN'OS l. =ué pr ecau ecauciones deb debe en toma tomarse durante el pe per íodo íodo de arr a rr anque de un mo m otor sín ínc crono> 2. %i se quit quitara ara el el devanad evanado o de & &a aul ula a de ardilla de un motor sí s íncrono ncrono,, =podr ía ía arranc arran car por sí solo> 4.
. Compar e las cara carac cter ísti ísticas cas de ar ran ranqu que e del motor sí síncrono co con las del moto motor de indu inducci! cci!n n tr if ási sico co de &aula de d e ardill ardilla a E+perimento de )aboratorio B$ B$826 826..