laboratorio de maquinas el´ ectricas iii, fiee-uni, 2015-i

LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS III, FIEE-UNI, 2015-I 1

INFORME PREVIO : GENERADOR DE CAMPO

TRANSVERSAL (AMPLIDINA)Alonso Portella, Studentes Member, IEEE-PES.

Abstract—Analizar las caracterısticas de funcionamiento de laamplidina (modelo extendido de la maquina primitiva) bajo cargaresistiva y distinguir la correspondencia entre las ecuacionesteoricas y los resultados experimentales en el estado estacionario.

Keywords—IEEEtran, journal, LATEX, paper, template.

I. INTRODUCTION

La amplidina es un generador de dos etapas, incorporadoa una maquina. En la fig. 1. se ha representadoesquematicamente la amplidina, alimentando una cargaresistiva RL. El rotor gira a una velocidad constante, ωr

0 . Elinductor de control , o devanado f , se excita mediante unatension vf y crea un campo dirigido hacia la derecha. En elconmutador se situan un par de escobillas en cudratura con eldevanado f , estableciendo ası el devanado q. Las escobillasestan en cortocircuito, segun se indica en la figura Fig. 1.La tension rotacional inducida en el devanado q, debida ala corriente del devanado f , genera una gran corriente en elcortocircuito, que establece un campo en el eje de cuadraturade mucha intensidad y en direccion vertical.En el mismo conmutador se situa otro par de escobillas, estavez en el eje horizontal, que establecen el devanado principalde inducido, o devanado d. Debido a la existencia de uncampo intenso, creado por la corriente de corto circuito deldevanado q, se induce una tensio, se induce una tension muyalta en el devanado d.Si conectamos una carga directamente a las escobillas delinducido, aparecer una corriente de inducido, que crear uncampo horizontal que tiende a anular al campo del devanadooriginal de control, o devanado f . Al anularse el campo f ,dismuniye iq , as como el campo del devanado q, accion quetiende a eliminar la tension del inducido.Haciendo pasar lascorriente de inducido por un devanado de compensacion,designado por el simbolo c en la Fig. 1, se podra anularcualquier campo debido al devanado d. El devanado decompensacion se puede disear cuidadosamente a fin deobtener los resultados fısicos que deseamos.

El modelo de la maquina primitiva aplicado a la amplidinase muestra en la Fig. 2. Las conexiones exteriores, por laque se cortocircuita el devanado q, y las de los devanadosd y c conectados en serio con la resistencia de carga RL,las ecuaciones de equilibrio correspondientes a los cuatrodevanados.

La experiencia se llevara a cabo en el Laboratorio de Electricidad de laUniversidad Nacional de Ingenierıa

Con la supervision de los docentes Ing.Victor Caceres y Ing. Jose Medina

Fig. 1.

Fig. 2.

vfvcvqvd

=

Rf + Lfp Mfc 0 MfdpMfcp Rc + Lcp 0 Mcdp

−Gqfwr0 −Gqcw

r0 Rq + Lqp −Gqdw

r0

Mfdp Mcdp Gdqwr0 Rd + Ldp

ificiqid

De la Fig. 2, se pueden definir las siguientes ligaduras enlos terminales:

vq = 0

vL = vd − vc = RLiLiL = −id = ic

(1)

Sustituyendo estas ecuaciones en las ecuaciones de equilib-rio, se puede representar el resultado mediante el diagrama debloque de la Fig. 3.

Donde se a definido:

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Fig. 3.

τf =Lf

Rf

τq =Lq

Rq

τa =Ld+Lc−2.Mcd

Rd+Rc+RL

Ra = Rd +Rc +RL

(2)

II. PROCEDIMIENTOS (TABLA DE DATOS)

1) Determinacio de la caracterıstica de carga:

a) Montar el circuito tal como se muestra en la guıa(Experimento 2)

b) Con la maquina girando a velocidad nominal(1750 r.p.m) elevar cuidadosamente la corrientede control para obtener una tension de salida acircuito abierto 150 V

c) Medir la corriente en el corto circuito encuadratura cortocircuitado. Mantener la velocidady corriente de control constantes y anotar suvalor. A continuacion conectar una resistencia decarga de 220 Ω a los terminales de salida.

VL(V) Iq(A) If (A) ω(r.p.m)

d) Anotar la tension y corriente de salida y lacorriente en el circuito en cuadratura.

Fig. 4.

VL(V) Iq(A) If (mA) IL(A) ω(r.p.m)

e) Efectuar estas mediciones para varios valores dela resistencia de carga.

f) Tengase cuidado de no permitir que el ciclo dehistesis perturbe los resultados obtenidos.

g) La bobina estatorica X11-X12 cumple con lafuncion de amplificar el flujo en el eje decuadratura (devanado amplificador g)

2) Medicion de las inductancias rotacionales:

a) Con respecto a la Fig. 2.2 (guıa) se puededemostrar que la ecuacion para el estado esta-cionario de la amplidina viene dada por:

b) Esta situacion nos ayuda a encontrar un metodopara estimar los valores de la inductancias rota-cionales.Gqf , Gqc, Gqd, Gdq , Gdg .

c) Si deseamos evaluar Gqf procedemoremos comosigue:

i) Hacemos cero todas las corrientes exceptoIf y midiendo los valores correspondientede tension Vq y la velocidad wm podemosdeterminar Gqf .

ii) Este procedimiento no es otro que el detrazar la caracteristica de excitacion de unamaquina de corriente continua (vq vs ic).

iii) Procediendo de la misma manera podemoscalcular:

A) Gqc variando ic y midiendo vq .B) Gqd variando id y midiendo vq .C) Gdq variando iq y midiendo vd.D) Gdg variando ig y midiendo vd.

iv) Gqf variando If y midiendo Vq .

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Vq(V) If (A) ω(r.p.m)

v) Gqc variando Ic y midiendo Vq .

Vq(V) Ic(A) ω(r.p.m)

vi) Gqd variando Id y midiendo Vq .

Vq(V) Id(A) ω(r.p.m)

vii) Gdq variando Iq y midiendo Vd.

Vd(V) Iq(A) ω(r.p.m)

viii) Gdg variando Ig y midiendo Vd.

Vd(V) Ig(A) ω(r.p.m)

vf

vc

vd

vq

vg

=

Rf 0 0 0 0

0 Rc 0 0 0

0 0 Rd +R1 −Gdqwm Gdgwm

−Gqfwm −Gqcwm −Gqdwm Rq 0

0 0 0 0 Rg

if

ic

id

iq

ig

REFERENCES

[1] Principles of electromechanical energy conversion Jerome Meisel, 1975

[2] The students demonstration set Mawdsley LTD . Dursley, 1964.

[3] Dynamic Simulation of Electric Machinery using Matlab-SimulinkChee-Mun Ong, 1997.

Alonso Martı Portella Retuerto Estudiante de In-genierıa Electrica de la Universidad Nacional deIngenierıa.