GENERADORES DE CA

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD ZACATENCO
INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN
ACADEMIA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
MATERIA: 
MAQUINAS ELÉCTRICAS II
PROFESOR: 
ALFREDO CONTRERAS MONDRAGÓN
PRACTICA 1:
“GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA”
GRUPO: 6AM1
EQUIPO: 3°
ALUMNOS:	
MARTÍNEZ ISLAS URIEL
	
PRÁCTICA 1 “GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA”
I. OBJETIVO
La finalidad de realizar esta practica, es la de determinar la relación entre la corriente de salida, la tensión de salida y potencia de salida de un alternador trifásico, que alimenta una carga resistiva trifásica, manteniendo en un valor constante la velocidad y la tensión de excitación del generador.
I. OBJETIVO
La finalidad de realizar esta practica, es la de determinar la relación entre la corriente de salida, la tensión de salida y potencia de salida de un alternador trifásico, que alimenta una carga resistiva trifásica, manteniendo en un valor constante la velocidad y la tensión de excitación del generador.
II. EQUIPO REQUERIDO
· Base de pruebas y marco de instrumentación FH2/3 MkIII.
· Máquina trifásica de anillos rozantes-tipo FH100.
· Motor de corriente continua-tipo FH50.
· Tres multímetros.
· Un reóstato de control-tipo R1FN.
· Un banco de carga resistiva triple-tipo R3LFN.
· Juego de cables.
· Dos acopladores de hule.
· Carátula del diagrama mímico para la máquina-tipo FH100.
III. BREVE INFORMACIÓN PRELIMINAR
En la generación de grandes volúmenes de energía eléctrica y su distribución a los centros de consumo (a niveles de tensión conveniente), ha sido adoptada por el sistema trifásico por ser el más eficiente y económico. Dentro de las ventajas que brinda el sistema trifásico, podemos citar que el peso de los alternadores son más reducidos comparados a los de otros sistemas y que los accionamientos eléctricos industriales en un porcentaje elevado, se realiza con motores trifásicos. En la práctica a realizar se emplea un generador de corriente alterna trifásica o alternador, impulsándolo por un motor de corriente directa afín de poder conservar una velocidad constante prefijada (el motor de corriente directa en conexión en derivación tiene la característica de suministrar par constante a diferentes velocidades).
La máquina trifásica de anillos rozantes utilizada (como alternador), cuenta con un devanado de canasta en el estator y el devanado del rotor (el cual es energizado con una fuente de corriente continua); teniéndose el inducido e inductor respectivamente.
El giro proporcionado por el primo-motor al rotor (inductor), hace que en los devanados estatóricos se efectúe el corte de líneas de flujo magnético, con lo que se induce una tensión trifásica determinada por las características del devanado, entregando una tensión en las terminales del mismo. 
El funcionamiento adecuado del conjunto depende de varios factores, entre los que se pueden destacar principalmente; mantiene la velocidad constante del sistema, así como la excitación al inductor del alternador, balanceado de cargas conectadas en terminales de inducido.
IV. PROCEDIMIENTO
ACCIONES PREVIAS
· Instalar los módulos de los instrumentos de medición, de manera que puedan apreciarse bien sus lecturas con respecto a la posición de la mesa de prueba 
· Retirar el perno metálico de bloqueo, jalando cuidadosamente hacia arriba.
· Posicione los acopladores de hule, uno en cada lado del dinamómetro y proceder a acoplar en el extremo izquierdo el motor de C.D. tipo FH50 y en el extremo derecho el alternador tipo FH100, procurando no forzar demasiado el conjunto.
· Conectar los conectores de tierra y los de 10 terminales de cada máquina en sus bases correspondientes.	
· Colocar la carátula del diagrama mímico del motor tipo FH100 sobre los soportes del área de terminales B, de la base de prueba. El interruptor de esta sección deberá permanecer en la posición central (STOP).
· Comprobar el diagrama eléctrico de conexiones para la práctica e identifique cada elemento, enseguida proceda a realizar el cableado. Pedir al profesor lo revise, en caso contrario los alumnos se hacen responsables del equipo.
NOTA: Para el motor impulsor no se presenta ningún diagrama, ya que al insertar los conectores del mismo en sus bases, una parte de su instalación queda realizada internamente, externamente se realizarán la conexión de: la terminal negativa de la fuente de 90 -130 V C.D. (área E) a la terminal nominada como Z (marcada con asterisco en el área E), conectar un puente entre la terminal positiva de la fuente de 90-130 V C.D. (área E) y la terminal derecha del reóstato de armadura, además de la terminal izquierda del reóstato de campo (están próximos, área F).Conexión realizada con el objeto de controlar la velocidad de giro del primo-motor (con ambos reóstatos, sí se requiere).
DIAGRAMAS:
SELECCIÓN DE PARÁMETROS DE MEDICIÓN
· Posicione el selector de la parte superior del módulo de wáttmetros en la dirección W1+W2/2; el interruptor de palanca en X1 y el selector de cada uno de los wáttmetros en +100 W.
· Sitúe el selector de los tres multímetros para medir corriente alterna hasta un máximo de 300 mA, tres para medir tensión de hasta 250 V de corriente alterna, uno para medir tensión hasta 150 V de corriente continua y de ser posible utilice otro para medir frecuencia 
· En los bornes terminales de la fuente de C.D. (área E), ajustamos una tensión de 110 V, desconectamos las terminales que teniamos en la fuente, colocamos el interruptor ON/OFF del área A en ON y oprimimos el botón ON del área C y giramos la perilla de la fuente hasta obtener 110 V, finalmente oprimimos el botón OFF desconectando el multímetro y colocamos las terminales que teníamos conectadas inicialmente.
· Conecte el multímetro para medición de tensión de C.D. en paralelo a los bornes terminales del rotor.
· En el banco de las tres cargas resistivas tipo R3LFN, posicionamos las tres perillas de los reóstatos en 6 k Ω (carga conectada en delta).
· Coloque el selector del reóstato de propósito general tipo R1FN de tal forma que se aplique el valor de toda la resistencia (200 Ω ), en serie con el circuito del rotor (excitación del generador); ésta posición permitirá aplicar una tensión mínima al rotor (campo del alternador).
· Manipule la perilla del reóstato de armadura (área F) que controla el primo-motor, hasta el valor máximo (sin llegar a la marca de infinito) y su perilla del reóstato del campo en el valor de 0 Ω
TOMA DE LECTURAS
· Verifique que la perilla del potenciómetro de control de par se encuentre al mínimo y este conectado el puente (área A).
· Posicione el interruptor de control de par (INT-EXT) en INT, localizado en el área A.
· Energice la base de prueba con el interruptor principal (ON-OFF), en la posición ON (área A).
· Oprima el botón ON del área C y gire gradualmente el reóstato de armadura del área F hasta llevarlo a la posición 0. Con esto, el sistema motor de C.D. y alternador estará girando (en marcha).
· Permita girar el conjunto durante 10 minutos aproximadamente.
· Una vez transcurrido ese tiempo, girar la perilla del reóstato de control R1FN lentamente, de manera que se aplique tensión de corriente continua al rotor y ajuste ésta tensión en 110 V aproximadamente, en ese momento el alternador genera.
· Gire el reóstato de armadura para lograr que el conjunto se mueva a 1800 rpm, con lo cuál la tensión generada tendrá una frecuencia aproximada de 60 Hz.
NOTA: Procure mantener la velocidad del sistema en 1800 rpm, así como la tensión de excitación fija en un valor 110 V C.D. aplicada a los campos del alternador.
· Se debe tener una lectura de corriente en la carga de un valor comprendido entre 35 y 50 mA. 
· Se disminuye gradualmente, procurando mantener el mismo valor de las tres cargas resistivas R3LFN, para los valores propuestos de corriente de línea. Registrar todas y cada una de las mediciones correspondientes de corriente, tensión y potencia de salida.
· Al concluir la tabla de resultados de la práctica,se oprime el botón OFF del área C y colocamos el interruptor ON/OFF del área A en OFF.
TABLA DE RESULTADOS
	CORRIENTE DE LINEA (mA)
	TENSION DE LINEA
(V)
	POTENCIA DE SALIDA (W)
	.02A
	220.3
	3
	.03A
	218
	3
	.06A
	214
	4
	.1A
	207.4
	6
	.15
	197
	10
	.26
	170
	15
GRÁFICAS
A medida que aumenta la corriente el voltaje disminuye casi de manera lineal
A medida que la corriente aumenta la potencia se dispara casi linealmente
CONCLUSIONES
Observando los resultados de esta práctica en las gráficas podemos intuir que una manera de hacer que la corriente de línea se aproxime a cero será aumentando el voltaje ya que observamos que el valor de la corriente decrece a medida que el valor de voltaje se hace mas grande.
Al tocar la máquinas con las manos se puede sentir un poco de vibración, además se puede percibir como el motor hace girar al generador.,
Martínez Islas Uriel
 En este ejercicio aprendí cómo funciona el generador y pude observar que si introducimos potencia mecánica a un motor lo podemos usar como generador, y obtener a su salida potencia eléctrica que podemos usar para otros equipos de baja potencia.
VI. RESULTADOS Y CONCLUSIONES
EFICIENCIA DEL GENERADOR
Para encontrar la eficiencia del generador tome los valores de corriente de la tabla anterior y llene la siguiente tabla, tomando las lecturas correspondientes:
	CORRIENTE DE LÍNEA (mA)
	VELOCIDAD (RPM)
	POTENCIA DE ENTRADA
	POTENCIA DE SALIDA
	EFICIENCIA (%)
	.02A
	1600
	.033 KW
	3
	9.09
	.03A
	1785
	.033 KW
	3
	9.09
	.06A
	1790
	.033 KW
	4
	12.12
	.1A
	1795
	.033 KW
	6
	18
	.15
	1800
	.033 KW
	10
	30
	.26
	1850
	.033 KW
	15
	45.45
 Potencia de Salida= 
Eficiencia =η = Psalida / Pentrada x 100 = Peléctrica / Pmecánica = %
GRAFICA
Observamos que a medida que nuestro motor consume más corriente la eficiencia del motor se eleva hasta alcanzar casi el 50% de eficiencia que consideramos un buen valor para este motor.
Funcionamiento Primomotor/Alternador
El principio de generación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura, mecánicamente se produce un movimiento debido al acoplamiento del primomotor entonces entre los conductores y el campo, se genera una F.E.M en las terminales del estator.
CONCLUSIONES
Martínez Islas Uriel
 La eficiencia del generador es muy importante ya que nos dice que tanto de la energía mecánica que aplicamos es aprovechada por el generador para ser convertida en energía eléctrica. En nuestra práctica vemos que a medida que el motor se acerca a su velocidad nominal la eficiencia aumentará hasta alcanzar cerca del 50% que es muy bueno considerando que el motor tiene varios años de antigüedad.
Voltaje (V)	.02mA	.03mA	.06mA	.1mA	.15mA	.26mA	220.3	218	214	207.4	197	170	
Potencia (W)	.02mA	.03mA	.06mA	.1mA	.15mA	.26mA	3	3	4	6	10	15	
Eficiencia %	.02mA	.03mA	.06mA	.1mA	.15mA	.26mA	9.09	9.09	12.12	18	30	45.449999999999996