TP Maquinas Sincronicas

Práctica de la laboratorio N°3
Generador sincrónico
Docentes:
Marcelo Gun
Juan Agote
Daiana Romero
Alumnos:
María Portillo
Gaston Cuva
Leonel Antonucci
índice
Contenido
Indice ............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Introducción ................................................................................................................................... 3
Instrumentos y materiales ............................................................................................................. 3
Características de la máquina sincrónica ..................................................................................... 3
Consideraciones previas ............................................................................................................... 4
Ensayo de vacío ............................................................................................................................ 5
Descripción de la tabla .............................................................................................................. 5
Ensayo de cortocircuito ................................................................................................................. 7
Descripción de la tabla .............................................................................................................. 7
Determinación de 𝒁𝑺 ................................................................................................................... 10
Determinacion de 𝒁𝑵𝑶𝑺𝑨𝑻𝑼𝑹𝑨𝑫𝑨 ............................................................................................ 12
CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 14
Introducción
El presente informe, tiene como objetivo determinar el circuito equivalente de un
generador sincrónico a través de los datos obtenidos de los ensayos de vacío y cortocircuito
que se le realizaron al motor. Además, se determinará la impedancia sincrónica saturada y no-
saturada de manera gráfica.
Instrumentos y materiales
•Fuente Universal
• Multicanal
• Dinamómetro
• Máquina Sincrónica
• Motor DC
• Multímetro Fluke
• Cables de conexión
Características de la máquina sincrónica

• Motor de 2 polos
• Potencia: 300W
• Velocidad: sincrónica 3000rpm a 50 Hz
• Tensión de 380/415VAC.
• 100VDC máxima para alimentar el rotor
Consideraciones previas
En el presente trabajo practico se procedió a ensayar un generador sincrónico en el laboratorio

de la UNGS. Los ensayos llevados a cabo fueron el ensayo de vacío y de cortocircuito, sobre
los cuales desarrollaremos a lo largo del informe e intentaremos obtener un modelo equivalente
aproximado del mismo.
Para estos ensayos se utilizaron los equipos mencionados mas arriba en la sección
Instrumentos y materiales y el equipo a ensayar fue el mencionado en Características de la
maquina sincrónica.
La conexión de la maquina sincrónica se hizo en estrella por lo que:

𝑉𝐿𝐼𝑁𝐸𝐴
𝑉𝐹𝐴𝑆𝐸 =
√3
𝐼𝐿𝐼𝑁𝐸𝐴 = 𝐼𝐹𝐴𝑆𝐸
La resistencia de los bobinados de la maquina se midieron previo a comenzar los ensayos y

dieron los siguientes valores, con los cuales se estimo un valor promedio por fase:
𝑅𝑅 [Ω] 𝑅𝑆 [Ω] 𝑅𝑇 [Ω]

107,5 107,8 107,4
𝑅𝑅 + 𝑅𝑆 + 𝑅𝑇
𝑅𝑃𝑅𝑂𝑀 = = 107,55[Ω]
3
Para obtener el circuito equivalente debemos conocer los valores del mismo. Comenzaremos
graficando los ensayos de vacío y cortocircuito para, mediante estos, calcular la impedancia
saturada y la no saturada. Con estos valores podremos plantear un circuito equivalente por
fase para el generador ensayado.
Ensayo de vacío
En el siguiente esquema se intenta sintetizar las conexiones llevadas a cabo. Al ser un ensayo
de vacío la maquina sincrónica no tiene conectada ninguna carga.
Descripción de la tabla
La siguiente tabla de valores fue proporcionada de un ensayo realizado en el
laboratorio. De izquierda a derecha la tabla esta dividida en columnas, donde se tienen los
siguientes valores:
1. Columna 1: Corriente de excitación medida en [mA]

2. Columna 2: Tensión de línea medida entre las fases R y S [V]
3. Columna 3: Tensión de línea medida entre las fases T y S [V]
4. Columna 4: Tensión de fase, teniendo en cuenta que la conexión es estrella y
habiendo calculado el promedio de las tensiones de linea. Se utilizo la formula
𝑉𝑃𝑅𝑂𝑀𝐸𝐷𝐼𝑂(𝐿𝐼𝑁𝐸𝐴)
=𝑉𝐹𝐴𝑆𝐸 [V]
√3
Los valores de 𝐼𝐸𝑋𝐶 𝑉𝑆 𝑈0 son los representados en la curva naranja.
Ensayo de cortocircuito
En el siguiente esquema se intenta sintetizar las conexiones llevadas a cabo. Al ser un ensayo
de cortocircuito la maquina sincrónica tiene sus bornes en corto.
Descripción de la tabla
La siguiente tabla de valores fue proporcionada de un ensayo realizado en el
laboratorio. De izquierda a derecha la tabla está dividida en columnas, donde se tienen los
siguientes valores:
1. Columna 1: Corriente de excitación medida en [mA]

2. Columna 2: Corriente de línea de la fase R [V]
3. Columna 3: Corriente de línea de la fase T [V]
4. Columna 4: Corriente promedio de las fases 𝐼𝑅 y 𝐼𝑇 [V]
Por tener una conexión en estrella la corriente de fase y la de línea se relacionan de la

siguiente manera 𝐼𝐿𝐼𝑁𝐸𝐴 =𝐼𝐹𝐴𝑆𝐸
Los valores de 𝐼𝐸𝑋𝐶 𝑉𝑆 𝐼𝐶𝐶 son los representados en la recta naranja.
Determinación de 𝒁𝑺
Para la determinación de la impedancia sincrónica utilizaremos los gráficos obtenidos en el

ensayo de cortocircuito y de vacío.
1. En el eje izquierdo ( 𝑉𝐹 ) buscamos el valor de 220 V.

2. Trazamos una recta desde este punto hacia la curva del ensayo de vacío.
3. En es punto vamos a encontrar una corriente de excitación ( 𝐼𝐹 )..
4. Desde la curva de vacío bajamos con otra recta que se intercepte a la curva de
cortocircuito.
5. Desde este punto trazamos una recta hacia el eje derecho, en donde
encontraremos la corriente de campo ( 𝐼𝐿 ).
Conociendo estos 3 valores podremos calcular la 𝑍𝑆 correspondiente.
Este método gráfico, en nuestro caso, no es totalmente certero. Como podemos ver la corriente
de excitación no se condice con ambos gráficos. Por lo que solo utilizaremos este método para
conocer la primer corriente de excitación, la correspondiente al grafico de vacío. Para continuar
el método, nos basamos en valores aproximados expuestos en las tablas de ensayo. Con esto
lograremos conocer la corriente de campo buscada.
Siguiendo la siguiente ecuación, expuesta en la bibliografía de Álvarez, calculamos la 𝑍𝑆

𝐸0
𝑍𝑆 =
√3. 𝐼𝐶𝐶
Los valores aproximados para una 𝐼𝐸𝑋𝐶 ≅ 213,8 [𝑚𝐴] son:
𝐼𝐸𝑋𝐶 [𝑚𝐴] 𝐸0 [𝑉] 𝐼𝐶𝐶 [𝑚𝐴]
213,8 220 275
Y el valor de la impedancia sincrónica será:
𝐸0 220. 103
𝑍𝑆 = = = 461,88[Ω]
√3. 𝐼𝐶𝐶 √3. 275
Conociendo el valor promedio de las resistencias en los bobinados y teniendo el valor de la
impedancia sincrónica podremos calcular la inductancia mediante la siguiente formula:
𝑋𝑆 = √𝑍 2 − 𝑅2 = √461,882 − 107.562 = 449,18[Ω]
Los valores finales son:
[Ω]
𝑍𝑆 461,88
𝑋𝑆 449,18
𝑅 107,56
Por lo que nuestro circuito equivalente tendrá la siguiente disposición con los valores de
𝑋𝑆 y 𝑅 correspondientes :
Determinacion de 𝒁𝑵𝑶𝑺𝑨𝑻𝑼𝑹𝑨𝑫𝑨
Para la determinación de la impedancia sincrónica no saturada utilizaremos los gráficos
obtenidos en el ensayo de cortocircuito y de vacío.
1. En el eje izquierdo ( 𝑉𝐹 ) buscamos el valor de 220 V.

2. Trazamos una recta desde este punto hacia la recta de entrehierro coloreada en
verde.
3. En este punto vamos a encontrar una corriente de excitación ( 𝐼𝐹 )..
4. Desde la recta de entrehierro bajamos con otra recta que se intercepte a la curva
de cortocircuito.
5. Desde aquí trazamos una recta hacia el eje derecho, en donde encontraremos la
corriente de campo ( 𝐼𝐿 ).
Conociendo estos 3 valores podremos calcular la 𝑍𝑁𝑂𝑆𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴𝐷𝐴 correspondiente.
Este método gráfico, en nuestro caso, no es totalmente certero. Como podemos ver la corriente
de excitación no se condice con ambos gráficos. Por lo que solo utilizaremos este método para
conocer la primer corriente de excitación, la correspondiente al grafico de la recta de
entrehierro. Para continuar el método, nos basamos en valores aproximados expuestos en las
tablas de ensayo. Con esto lograremos conocer la corriente de campo buscada.
Los valores aproximados para una 𝐼𝐸𝑋𝐶 ≅ 190 [𝑚𝐴] son:
𝐼𝐸𝑋𝐶 [𝑚𝐴] 𝐸0 [𝑉] 𝐼𝐶𝐶 [𝑚𝐴]

190 220 250
Con la siguiente ecuación podremos calcular el valor de la impedancia no saturada
correspondiente:
𝐸0 220. 103
𝑍𝑁𝑂𝑆𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴𝐷𝐴 = = = 508.24 [Ω]
√3. 𝐼𝐶𝐶 √3. 250
Conclusiones
En la práctica presente se nos permitió ver de forma practica el cálculo del circuito equivalente
de un generador sincrónico mediante sus ensayos de vacío y de cortocircuito. El presente
trabajo practico presento algunos inconvenientes que fueron:
1. El ensayo de cortocircuito solo presento una tabla reducida de valores. Esto complico
un poco el trabajo ya que a la hora de calcular la impedancia sincrónica para el valor de
tensión en bornes con el cual debíamos entrar al grafico ( 220V ) este valor de corriente
de excitación no lo teníamos entre los valores del ensayo de corto. Para solucionar
este problema se “extrapolo” algunos valores para el ensayo de corto que son los
remarcados en color gris en la siguiente tabla. Esto no podemos considerar que sea
100% confiable, si bien sabemos que el grafico de cortocircuito es una recta
“teóricamente”, la teoría a veces escapa un poco de la realidad por las mismas
condiciones de funcionamiento.
2. Al intentar superponer los gráficos del ensayo de vacío y cortocircuito las escalas
quedaban desfasadas por lo que se complico un poco realizar el grafico. Para
solucionar el tema de la superposición de gráficos lo que hicimos fue esquematizar en
escalas diferentes. Gracias a esto quedaron gráficos aceptables. El problema surgió al
querer obtener valores gráficamente, ya que al estar en distintas escalas los valores de
las corrientes de excitación no se correspondían. Para solucionar esto lo que hicimos
fue basarnos en los valores de tabla, teniendo una idea aproximada mediante el
grafico.
Fuera de estos dos inconvenientes el desarrollo del trabajo practico fue bueno. Creemos haber
obtenido valores considerables a partir de los datos reales proporcionados por los docentes,
obteniendo un circuito equivalente para una maquina sincronica

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Práctica de la laboratorio N°3

Indice ............................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Características de la máquina sincrónica

En el presente trabajo practico se procedió a ensayar un generador sincrónico en el laboratorio

La conexión de la maquina sincrónica se hizo en estrella por lo que:

La resistencia de los bobinados de la maquina se midieron previo a comenzar los ensayos y

𝑅𝑅 [Ω] 𝑅𝑆 [Ω] 𝑅𝑇 [Ω]

1. Columna 1: Corriente de excitación medida en [mA]

1. Columna 1: Corriente de excitación medida en [mA]

Por tener una conexión en estrella la corriente de fase y la de línea se relacionan de la

Para la determinación de la impedancia sincrónica utilizaremos los gráficos obtenidos en el

1. En el eje izquierdo ( 𝑉𝐹 ) buscamos el valor de 220 V.

Conociendo estos 3 valores podremos calcular la 𝑍𝑆 correspondiente.

Siguiendo la siguiente ecuación, expuesta en la bibliografía de Álvarez, calculamos la 𝑍𝑆

Y el valor de la impedancia sincrónica será:

𝑋𝑆 = √𝑍 2 − 𝑅2 = √461,882 − 107.562 = 449,18[Ω]

Los valores finales son:

1. En el eje izquierdo ( 𝑉𝐹 ) buscamos el valor de 220 V.

Conociendo estos 3 valores podremos calcular la 𝑍𝑁𝑂𝑆𝐴𝑇𝑈𝑅𝐴𝐷𝐴 correspondiente.

Los valores aproximados para una 𝐼𝐸𝑋𝐶 ≅ 190 [𝑚𝐴] son:

𝐼𝐸𝑋𝐶 [𝑚𝐴] 𝐸0 [𝑉] 𝐼𝐶𝐶 [𝑚𝐴]

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