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ESCUELA POLIT ´ ECNICA DEL EJ ´ ERCITO AGOSTO - ENERO 2013

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ESCUELA POLITECNICA DEL EJERCITO

AGOSTO - ENERO 2013

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Escuela Politecnica del Ejercito

LABORATORIO 1Ricardo Gualavisı

ESCUELA POLITECNICA DEL EJERCITOLaboratorio de Maquinas ElectricasRicardo Gualavisı

RECONOCIMIENTO DELLABORATORIO

18 de septiembre de 2013

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Escuela Politecnica del Ejercito

LABORATORIO 1Ricardo Gualavisı

Indice

1. Objetivos 21.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2. Objetivos especıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. Marco teorico 22.1. Circuitos trifasicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2.1.1. Circuitos trifasicos equilibrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1.2. Diagrama vectorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2. Configuraciones de sistemas trifasicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2.1. Configuracion Estrella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2.2. Configuracion Delta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.3. Fuentes de corriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.1. Fuentes de correinte alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.2. Fuentes de correinte continua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.4. Contactor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.5. Pulsador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.6. Lampara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3. Equipos 10

4. Diagramas 104.1. Diagrama de Mando . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

5. Simbologiıa 11

6. Procedimiento 126.1. Actividad 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126.2. Actividad 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126.3. Actividad 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136.4. Actividad 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

7. Cuestionario 14

8. Trabajo preparatorio 1 15

9. Trabajo preparatorio 2 17

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SECCION 1

Objetivos

1.1. Objetivo general

Efectuar el reconocimiento de las mesas, dispositivos y elementos de trabajo del labo-ratorio de maquinas electricas.

1.2. Objetivos especıficos

Analizar y explicar el funcionamiento de los dispositivos de medida de voltaje, corrientey potencia dentro del laboratorio de maquinas.

Analizar y explicar el funcionamiento de un contactor.

Implementar el circuito electrico on-off de un motor trifasico.

SECCION 2

Marco teorico

2.1. Circuitos trifasicos

Un sistema trifasico es un sistema de produccion, distribucion y consumo de energıaelectrica formado por tres corrientes alternas monofasicas de igual frecuencia y amplitudque presentan una diferencia de fase entre ellas, de 120◦, y estan dadas en una secuenciadeterminada.

Desde el punto de vista de la simetrıa de funcionamiento los sistemas electricos se cla-sifican en equilibrados y desequilibrads. Cauando ademas de ser equilibrado el generador esequilibrada la carga (sus impedancias son iguales) y tambien es la lınea se dice que es un

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sistema equilibrado.Un sistema se dice que es desequilibrado cuando alguna de las tres partes citadas el generadoro la alimentacion, la lınea o la carga. En este caso solo se abordara los sistemas equilibrados.

2.1.1. Circuitos trifasicos equilibrados

Un sistema trifasico equilibrado esta conformado por:

2.1.2. Diagrama vectorial

Un sistema trifasico equilibrado de tensiones (corrientes) se lo puede representar en suforma vectorial simbolica

con su respectiva representacion de secuencias:

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2.2. Configuraciones de sistemas trifasicos

Inicialmente se hacen algunas consideraciones a los dos tipos de configuaciones que estossistemas pueden tomar, dichas configuraciones son: estrella y delta.

2.2.1. Configuracion Estrella

En esta configuracion los elementos de una estrella se interconectan en un punto comundenominado neutro.

Donde las tensiones que soportan cada uno de los elementos de la estrella se denominantensiones de fase.

Las corrientes que circulan por cada uno de los tres elementos de la estrella se denominancorreintes de fase o de lıinea

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Considerando que la corriente de cada fase esta retrasada un angulo respecto a su corres-pondiente tension de fase:

2.2.2. Configuracion Delta

Los tres elementos de un triangulo se conectan en serie formando un circuito cerrado porlo que no existe neutro

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Las tensiones que soportan cada uno de los tres elementos del triangulo se denominantensiones de lınea.

Las corrientes que circulan por cada uno de los elementos del triangulo se denominancorreintes de rama.

con su diagrama vectorial

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2.3. Fuentes de corriente

Encontramos de dos tipos:

2.3.1. Fuentes de correinte alterna

Un circuito de CA se compone de elementos de circuito de un generador que brinda lacorriente alterna. El principio basico del generador de CA es una consecuencia directa dela ley de induccion de Faraday. Cuando una bobina se hace girar en un campo magneticoa frecuencia angular constante w, un voltaje sinusoidal (FEM) se induce en la bobina, estevoltaje instantaneo es: v= Vmax. Sen wt. donde Irms = Imax√

2y Vrms = Vpp√

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donde:

2.3.2. Fuentes de correinte continua

La funcion de una fuente de alimentacion es convertir la tension alterna en una tensioncontinua y lo mas estable posible. Las fuentes DC tienen diferentes etapas para conseguir suvoltaje final.

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2.4. Contactor

Es un mecanismo cuya mision es la de cerrar unos contactos, para permitir el paso dela corriente a traves de ellos. Esto ocurre cuando la bobina del contactor recibe corrienteelectrica, comportandose como electroiman y atrayendo dichos contactos. .

FuncionamientoCuando la bobina del contactor se excita por la circulacion de corriente, el nucleo atrae a

la armadura y arrastra los contactos principales y auxiliares, estableciendo el circuito entrela red y el receptor. Este desplazamiento puede ser:

Por rotacion, pivote sobre su eje.

Por traslacion, deslizandose paralelamente a las partes fijas.

Combinacion de movimientos, rotacion y traslacion.

Cuando la bobina deja de ser alimentada, se abren los contactos por efecto del resorte depresion de los polos y del resorte de retorno de la armadura movil.

2.5. Pulsador

Elemento que permite el paso o interrupcion de la corriente mientras es accionado. Cuan-do ya no se actua sobre el vuelve a su posicion de reposo.

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2.6. Lampara

Es una luz que indica cual numero o condiciones normales de un sistema o dispositivoexiste,tambien conocida como una luz monitor o de monitor.

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Equipos

Fuente de poder TF-123

Fuente de poder PS-12

Voltımetro analogico 120/220 AC

Amperımetro AC de 4A

Pulsador TM61 y TM122

Lamparas

Contactor TM103

SECCION 4

Diagramas

4.1. Diagrama de Mando

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SECCION 5

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SECCION 6

Procedimiento

6.1. Actividad 1

Medir las tensiones de fase y de lınea del generador fija AC

analizando el error:

6.2. Actividad 2

Medir las tensiones de fase y de lınea del generador variable AC

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6.3. Actividad 3

Medir las tensiones del generador variable y fijo DC

6.4. Actividad 4

Armar diagrama propuesto y describir el funcionamiento

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Puedo observar que el circuito on- off es el circuito mas basico con el que se puede en-tender el funcionamiento del contactor y la importancia de que tenga contactos auxiliaresnormalmente abiertos y cerrados, hay quie tomar en cuenta que apra que el mecanismo fun-cione hay que tomar en cuenta que la bobina principal debe estar energizada.

Los pulsadores igualmente son muy indispensables porque mediante estos podemos con-trolar los estados de los contactores y por ende d motores y otros elementos.

Se pudo observar que para que el contactor se cierre necesita de una cantidad de voltajedeterminada.

SECCION 7

Cuestionario

Indique que es una fuente de tension alterna trifasica

Es un sistema formado por tres geenradores de voltaje alterno monofasicas de igualfrecuencia y amplitud que presentan una diferencia de fase entre ellas, de 120◦.

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Con los datos obtenidos realice una tabla de las tensiones de fase y de lıneay encuentre su relacion

SECCION 8

Trabajo preparatorio 1

Consultar las caracteristicas de senales electricas AC y DC

Senales AC

Se denomina corriente alterna a la senal electrica en la que la magnitud y direccionvarıan cıclicamente. La forma de onda de la corriente alterna mas comunmente utili-zada es la de una onda senoidal , puesto que se consigue una transmision mas eficientede la energıa. Las senales de audio y de radio transmitidas por los cables electricos,son tambien ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin mas importante sueleser la transmision y recuperacion de la informacion codificada (o modulada) sobre lasenal de la CA.

Senales DC

La corriente directa, continua o DC es un tipo de corriente electrica la cual no variaen el tiempo mas bien se mantiene constante, por tanto no presenta frecuencia. Estacorriente electrica es utilizada para energizar diferentes circuitos electricos y electroni-cos; en la radio electronica es utilizada para la polarizacion de diferentes dispositivoscomo resistencias, transistores, valvulas al vacio, y asi para el correcto funcionamientode un aparato electronico; la corriente directa es creada por reacciones quımicas, poraccion de la luz o por induccion electrica.

Metodos de medicion de senales electricas AC y DC

Medir en corriente alterna (C.A.) es igual de facil que hacer las mediciones en corrientedirecta (DC).

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Se selecciona, en el multımetro que estemos utilizando, la unidad (voltios) en AC (c.a.).Como se va a realizar una medicion en corriente alterna, no es importante la posicionde los cables negro y el rojo. Acordarse que en corrente alterna, la corriente fluye al-ternadamente en ambos sentidos.

Medicion de voltaje en AC

Se selecciona la escala adecuada, si tiene selector de escala, (si no se sabe que magnitudde voltaje se va a medir, escoger la escala mas grande). Si no tiene selector de escalaseguramente el multımetro escoge la escala para medir automaticamente y vaya a medirvoltaje con multımetro digital.

Se conecta el multımetro a los extremos del componente. y se obtiene la lectura en lapantalla.

Para poder medir en 3 fases el procedimiento es el mismo, la medicion se hace por faseo existe metodos de medicion especiales como el metodos de 2 watimetros en el casode la potencia el cual ocupa solo dos instrumentos en lugar de tres

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SECCION 9

Trabajo preparatorio 2

Consultar las principales caracterısticas de un transformador monofasico

Un transformador es un dispositivo que convierte la potencia electrica de CA de unatension determinada a otra que puede ser, mas alta o mas baja que la primera a travesde la accion de un campo magnetico. Los transformadores, independientemente quepueden aumentar o disminuir el voltaje, segun sea el caso, tienen la propiedad de con-servar siempre la misma frecuencia que posee la corriente alterna (C.A.) de la fuentede entrada original a la que se encuentra conectado. En el caso de los transformado-res destinados al uso industrial, comercial o domestico, la frecuencia de la corrientealterna sera siempre de 50 o de 60 Hz (hertz o ciclos por segundo), cuestion esta quedependera exclusivamente de cual sea la adoptada por cada paıs en particular.

Tabule las leyes que gobiernan al transformador ideal

• No existen perdidas de transmision

• El voltaje Vin es igual alvolatje aplicado en en bobinado primario, el voltaje delsecundario es igual al voltaje de la carga

• La potencia del primario es igual a la potencia del secundario

• Nucleo magnetico perfecto

• No existen perdidas por histeresis

• Conductor en el primario tiene resistencia cero

Describa el circuito equivalente del transformador monofasico

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• Donde Rp representa la resistencia de perdidas por corrientes parasitas

• jXm representa la reactancia de magnetizacion (ciclo de histeresis)

• I10 La correinte de exitacion

• Ip Correinte de perdidas parasitas

• Im correine de magnetizacion

Referencias

[1] A.E. Fitzgerald Teorıa y analisis de las maquinas electricas 1975

[2] Irving L. Kosow PH.DMaquinas electricas y transformadores 1976

[3] Estifan Champman Maquinas electricas 1976

[4] M.P. Kostenko LM Riotrouski Maquinas electricas 1975

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