ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

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MIM-2004-I-08 1 ADAPTACIÓN DE UN GENERADOR ELECTRICO DE IMANES PERMANENTES Y FLUJO RADIAL ALFONSO SANTOS JAIMES UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA BOGOTÁ, D.C. 2004

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MIM-2004-I-08 1

ADAPTACIÓN DE UN GENERADOR ELECTRICO DE IMANES PERMANENTES

Y FLUJO RADIAL

ALFONSO SANTOS JAIMES

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

BOGOTÁ, D.C.

2004

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ADAPTACIÓN DE UN GENERADOR ELECTRICO DE IMANES PERMANENTES

Y FLUJO RADIAL

ALFONSO SANTOS JAIMES

Tesis de grado para optar al título de

Magíster en Ingeniería Mecánica

Asesor

ALVARO PINILLA S.

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

BOGOTÁ, D.C.

2004

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Bogotá D.C. Enero 8 de 2004

Doctor

ALVARO PINILLA S.

Universidad de Los Andes

Facultad de Ingeniería

Director de Departamento de Ingeniería Mecánica

Ciudad

Reciba un cordial saludo

Presento a usted el informe de tesis de grado “Adaptación de un generador

eléctrico de Imanes permanentes y flujo radial para un sistema eólico” elaborado

por Alfonso Santos Jaimes, como requisito parcial para optar por el título de

Magíster en Ingeniería Mecánica.

Cordialmente,

ALVARO PINILLA S.

Asesor de Tesis

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Bogotá D.C. Enero 8 de 2004

Doctor

ALVARO PINILLA S.

Universidad de Los Andes

Facultad de Ingeniería

Director de Departamento de Ingeniería Mecánica

Ciudad

Reciba un cordial saludo

Presento a usted el informe de tesis de grado “Adaptación de un generador

eléctrico de Imanes permanentes y flujo radial para un sistema eólico” elaborado

por Alfonso Santos Jaimes, como requisito parcial para optar por el título de

Magíster en Ingeniería Mecánica.

Este proyecto cumple con los objetivos planteados e involucra un gran avance en

el desarrollo de alternativas viables para la obtención de energía eléctrica de bajo

costo a partir de fuentes renovables, especialmente la eólica.

Cordialmente,

ALFONSO SANTOS JAIMES

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A Mis Padres Orlando y Teresa quienes con su incondicional

esfuerzo y apoyo me ayudaron a alcanzar este

nuevo logro en mi vida

A mi esposa Edith quien con su comprensión y ayuda me permitió

subir este nuevo escalón en el desarrollo profesional

y siempre me animo para seguir adelante.

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AGRADECIMIENTOS

A ALVARO PINILLA, Asesor de tesis de grado y profesor del departamento de

Ingeniería Mecánica, por su constante ayuda en el desarrollo de este trabajo y la

continua enseñanza en el campo profesional como personal.

A LUIS FORERO, NORMAN ESPITIA, JORGE REYES Y MATEO MUÑOZ

trabajadores del Laboratorio de Ingeniería Mecánica por su valiosa ayuda en el

desarrollo tanto de la construcción del generador como en la realización de las

pruebas.

A FABRICIO MORENO y todas las demás personas que directa o indirectamente

ayudaron para que éste trabajo de investigación llegara a feliz término.

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TABLA DE CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN

1. GENERALIDADES DE LOS GENERADORES SINCRÓNICOS

1.1 CIRCUITO MAGNÉTICO

1.2 DEVANADO DE ARMADURA

1.2.1 Aislamiento de Armadura

2. ADAPTACIÓN DEL GENERADOR DE IMANES PERMANENTES

2.1 GENERADORES SINCRÓNICOS

2.1.1 Voltaje Generado Internamente en un Generador Sincrónico

2.1.2 Momento de Torsión Inducido en un Generador Sincrónico

2.1.3 Efectos de los cambios de carga sobre un Generador Sincrónico

2.1.4 Generadores Sincrónicos de Imanes Permanentes

2.2 ADAPTACIÓN DEL GENERADOR

2.2.1 Selección de Imanes Permanentes

2.2.2 Diseño y construcción del Rotor

2.2.3 Diseño y construcción del Eje

2.2.4 Diseño y construcción del Bobinado modificado

2.3 ADHESIÓN DE IMANES

2.4 ENSAMBLE FINAL DEL GENERADOR

3. CARACTERIZACIÓN DEL GENERADOR

3.1 DETERMINACIÓN IMPEDANCIA DE LOS BOBINADOS

3.1.1 Pruebas de Resistencias

3.1.2 Pruebas en Circuito Abierto

3.1.3 Pruebas en Corto Circuito

3.1.4 Determinación de la Impedancia Interna de Bobinados

3.2 CONSTRUCCIÓN BANCO DE RESISTENCIAS

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3.3 PRUEBAS REALIZADAS AL GENERADOR

3.3.1 Pruebas realizadas en el torno con Cargas Resistivas

3.3.2 Pruebas realizadas en el Torno con Generador conectado a Motor

3.3.3 Pruebas Realizadas en el banco con Torquímetro Electrónico

4. CONCLUSIONES

5. RECOMENDACIONES

REFERENCIAS

ANEXO A

ANEXO B

ANEXO C

ANEXO D

ANEXO E

ANEXO F

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LISTA DE TABLAS

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Tabla 1. Características Geométricas de los Imanes Permanentes

Tabla 2. Características Magnéticas de los Imanes Permanentes

Tabla 3. Potencia Eléctrica Máxima de los Imanes Permanentes

Tabla 4. Resultados Pruebas en Circuito Abierto

Tabla 5. Resultados Pruebas en Corto Circuito

Tabla 6. Impedancia de las Bobinas

Tabla 7. Características del Banco de Resistencias

Tabla 8. Potencia Eléctrica Generada AC, Bobinado Original

Tabla 9. Potencia Eléctrica Generada DC, Bobinado Original

Tabla 10. Potencia Eléctrica Generada AC, Bobinado Modificado

Tabla 11. Potencia Eléctrica Generada DC, Bobinado Modificado

Tabla 12. Potencia Eléctrica Generada AC, Sin y Con Freno, B. Modificado

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LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Partes que Componen Generador Eléctrico Imanes Permanentes

Figura 2. Efecto del aumento de las cargas en un generador

Figura 3. Montaje Eje, Rotor e Imanes Permanentes

Figura 4. Bobinados Original y Modificado

Figura 5. Ensamble Final del Generador

Figura 6. Banco de Resistencias

Figura 7. Montaje del Generador en el Torno

Figura 8. Generador Conectado al Banco de Resistencias

Figura 9. Generador Conectado a Motor

Figura 10. Acople del Generador al Torquímetro

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LISTA DE GRÁFICAS

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Gráfica 1. Pruebas en Circuito Abierto

Gráfica 2. Pruebas en Corto Circuito

Gráfica 3. Potencia Eléctrica Generada, AC Bobinado Original

Gráfica 4. Eficiencia Magnética, AC Bobinado Original

Gráfica 5. Potencia Eléctrica Generada, DC Bobinado Original

Gráfica 6. Eficiencia Magnética, DC Bobinado Original

Gráfica 7. Potencia Eléctrica Generada, AC Bobinado Modificado

Gráfica 8. Eficiencia Magnética, AC Bobinado Modificado

Gráfica 9. Potencia Eléctrica Generada, DC Bobinado Modificado

Gráfica 10. Eficiencia Magnética, DC Bobinado Modificado

Gráfica 11. Corriente Producida por el Generador Acoplado al Motor

Gráfica 12. Voltaje Producido por el Generador Acoplado al Motor

Gráfica 13. Potencia Producida por el Generador Acoplado al Motor

Gráfica 14. Torque de Frenado Suministrado por el Generador

Gráfica 15. Curva de Potencia B. Original, Prueba AC, Carga 8.56 Ω

Gráfica 16. Curva de Potencia B. Modificado, Prueba AC, Carga 8.56 Ω

Gráfica 17. Curva de Potencia B. Original, Prueba AC, Carga 15.3 Ω

Gráfica 18. Curva de Potencia B. Modificado, Prueba AC, Carga 15.3 Ω

Gráfica 19. Curva de Potencia B. Original, Prueba DC, Carga 8.56 Ω

Gráfica 20. Curva de Potencia B. Modificado, Prueba DC, Carga 8.56 Ω

Gráfica 21. Curva de Potencia B. Original, Prueba DC, Carga 15.3 Ω

Gráfica 22. Curva de Potencia B. Modificado, Prueba DC, Carga 15.3 Ω

Gráfica 23. Curva de Potencia G. Comercial, Prueba DC, Carga 8.56 Ω

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RESUMEN

El objetivo de la investigación es la adaptación de un generador eléctrico de

imanes permanentes y flujo radial que permita la obtención de una potencia

eléctrica de salida superior a 400 wattios en condiciones de bajas revoluciones del

eje de entrada del generador (entre 300 y 1000 RPM). Se desea alcanzar

eficiencias de conversión de energía mecánica a eléctrica disponible entre el 60 y

el 70%; y de conversión de energía magnética a eléctrica superior al 70%.

Para el desarrollo de este generador se toma como base un alternador

convencional de carro, el cual genera corriente alterna en condiciones normales

de funcionamiento a 3600 RPM en el eje. Para lograr el objetivo se busca

aumentar la potencia de entrada necesaria para hacer girar el rotor, para ello se

cambia el bobinado inductor tradicional por 6 pares de polos de imanes

permanentes de tierras raras (Neodimio, Hierro y Boro), que poseen una

remanencia magnética de 1.366 Teslas [1] sin importar la velocidad de rotación del

eje del generador, además no consumen energía eléctrica para producir el campo

magnético.

Otro cambio importante es el reemplazo de las bobinas del inducido del alternador

por otras con características geométricas diferentes; pasando de un diámetro de

alambre de cobre calibre 16 a uno de calibre 23 y de un número de espiras de 7 a

40, para obtener un mayor voltaje y una menor corriente [2].

Se utiliza el modelo teórico de Manrique [7] para simular el desempeño global del

generador al realizar los cambios geométricos y determinar la viabilidad de la

construcción, los resultados de esta simulación matemática se encuentran en el

Anexo A.

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Las pruebas son realizadas a las dos bobinas existentes; los datos obtenidos con

el bobinado original y una carga resistiva de 8.56 ohmios indican una generación

de potencia eléctrica (corriente alterna) de 53.85 Wattios a 400 RPM en el eje del

rotor, lo que muestra una eficiencia neta de 76.38% y una eficiencia magnética de

6.91%; cuando la potencia eléctrica se obtiene con corriente directa bajo las

mismas condiciones de carga y revoluciones se tiene un valor de 64.44 Wattios lo

que representa una eficiencia neta de 69.32% y una eficiencia magnética de

8.27%.

Los experimentos realizados con la bobina modificada de menor diámetro (calibre

23) muestran una potencia generada en corriente alterna de 573.45 wattios a 400

RPM, lo que indica una eficiencia neta del 67.18% y una eficiencia magnética del

73.56%, cuando la potencia se obtiene en corriente directa se tiene un valor de

492.75 Wattios a las mismas revoluciones con una eficiencia neta de 50% y una

eficiencia magnética del 63.21%.

Lo anterior indica que el bobinado modificado origina un torque inducido sobre el

rotor 12 veces mayor que el bobinado original debido al aumento en el número de

espiras y a una mayor cantidad de corriente producida originada por la carga

resistiva impuesta a los bornes del generador. La interacción entre el campo

magnético producido por los imanes permanentes y el originado por la corriente

que circula por el bobinado trifásico del estator origina el torque inducido en el

rotor que es uno de los factores responsables de determinar la potencia de salida

que puede entregar una configuración del generador.

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INTRODUCCIÓN

La obtención de energía eléctrica a partir de fuentes renovables es una necesidad

que se hace cada vez más evidente en nuestra sociedad, por tal razón los

sistemas eólicos, hidráulicos, etc. han cobrado importancia en los últimos tiempos.

Debido al bajo desarrollo de esta forma de obtención de energía en nuestro país

es conveniente el desarrollo de maquinas con una alta eficiencia y una buena

potencia de salida que permitan el mejor aprovechamiento en sistemas de

pequeña generación (menos de 100 kw).

El generador de imanes permanentes funciona como un sistema sincrónico, la

única diferencia es que el rotor es la parte interna en donde están ubicados los

imanes y el estator en donde se encuentran las bobinas está ubicado en la parte

externa. [6], [8].

Una de las grandes ventajas de esta clase de generador es que se puede adaptar

directamente al rotor del eolo-generador lo que evita la utilización de sistemas

mecánicos de transmisión que originan perdidas indeseables para el sistema

[9],[4]. Además esta clase de generadores de imanes permanentes no necesitan

de una corriente excitatriz para producir el campo magnético ya que este es

suministrado constantemente por los imanes evitando el consumo de parte de la

potencia eléctrica obtenida.

La principal desventaja es la baja velocidad de rotación (300 – 1000 RPM) a la

que va a estar sometido el eje del generador, debido a esto se busca modificar la

magnitud del campo magnético y la constante de construcción de la máquina a fin

de obtener una potencia eléctrica generada superior a 400 wattios a 400 RPM del

eje del generador.

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La construcción de esta clase de generadores con elementos que se encuentran

en el mercado colombiano muestra claros indicios de las ventajas económicas que

se pueden obtener en comparación con la importación de esta misma clase de

maquinaria; además también presenta facilidad en la construcción ofreciendo una

alternativa viable para solucionar la falta de suministro de energía eléctrica en

regiones apartadas del territorio colombiano y que no se encuentran conectadas a

la red nacional.

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1. GENERALIDADES DE LOS GENERADORES ELECTRICOS

Un generador eléctrico de corriente alterna transforma la energía mecánica que

recibe por el eje, en energía eléctrica que suministra por los bornes; este tipo de

máquinas consta principalmente de un circuito magnético que puede ser

suministrado mediante corriente eléctrica, a través de bobinas, o mediante imanes

permanentes; un devanado de armadura de corriente alterna y una estructura

mecánica e incluye sistemas de enfriamiento (ventiladores, etc).

El devanado de campo de corriente alterna y el circuito magnético están

dispuestos de tal manera que al girar el eje de la máquina, el flujo magnético que

eslabona el devanado cambia cíclicamente y, por lo tanto, induce voltaje alterno

en el devanado de la armadura [3].

Figura 1. Partes que Componen un Generador Eléctrico de Imanes Permanentes

Imanes Permanentes

Devanados de Armadura

Rotor

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Los generadores eléctricos pueden ser de dos tipos, sincrónicos los cuales

generan la electricidad a una velocidad constante llamada de sincronismo y los

asincrónicos que no necesitan ninguna regulación de velocidad en la fuente de

rotación.

1.1 CIRCUITO MAGNÉTICO

El circuito magnético determina en gran medida la capacidad de salida y las

características de funcionamiento de algunas máquinas en particular, puesto que

la salida es el resultado de la interacción de los conductores de la corriente en la

armadura y el flujo del entrehierro, y es proporcional a su producto. En el caso en

que el campo magnético sea suministrado por imanes permanentes estos pueden

encontrarse de diferentes materiales y formas.

1.2 DEVANADOS DE ARMADURA

En estos se genera el voltaje como resultado del movimiento relativo entre el

campo y la armadura. El flujo magnético que eslabona cada bobina de armadura

cambia al girar el eje de la máquina, ocasionando voltajes inducidos de acuerdo

con la relación básica

dtd

NE φ= (1)

donde dtdφ es el cambio de webers por segundo en el flujo que eslabona la

vuelta.

El cambio en el flujo por vuelta ocurre principalmente en los conductores en las

ranuras de armadura; para una velocidad de giro en particular, el voltaje

instantáneo por conductor es proporcional a la densidad de flujo del entrehierro.

Es posible tener una gran variedad de devanados para producir un voltaje

deseado en el número apropiado de fases y con la forma de onda adecuada. El

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número de bobinas, el número de vueltas por bobina, el paso de bobina, el

número de circuitos y la conexión de las fases se seleccionan para dar el voltaje

requerido.

1.2.1 Aislamientos de Devanados de Armadura

El aislamiento eléctrico de los devanados de generadores esta diseñado para

operar satisfactoriamente a temperaturas y voltajes especificados para retener su

rigidez dieléctrica y mecánica, además de su estabilidad durante muchos años de

operación.

De las varias clases de sistemas de aislamiento, cuatro son las más aplicables a

esta clase de máquinas: A, B, F y H que también se designan como 105, 130, 155

y 180, respectivamente, en donde los números indican el diseño de temperaturas

en grados Celsius.

Los aislamientos clase A comprenden materiales orgánicos como el algodón, la

seda, papel y ciertas películas sintéticas, se usan barnices y resinas sintéticas

como aglutinantes; los sistemas clase B comprenden materiales inorgánicos como

mica, fibra de vidrio, asbestos y películas sintéticas, con aglutinantes adecuados;

los sistemas clase F comprenden, por lo general materiales similares a los de la

clase B, pero con aglutinantes seleccionados para un servicio adecuado a

temperaturas más altas; los sistemas clase H incluyen elastómeros de silicona así

como mica, fibra de vidrio, asbesto y aglutinantes para altas temperaturas [3].

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2. ADAPTACIÓN DEL GENERADOR DE IMANES PERMANENTES

El generador ha construir es sincrónico y se toma como base un alternador de

carro tradicional, para poder conocer que parámetros se deben modificar en el

alternador primero se debe conocer cuales son las ecuaciones que rigen el

desempeño de generación eléctrica de este tipo de máquinas.

2.1 GENERADORES SINCRÓNICOS

Un generador sincrónico es aquel al cual se aplica al bobinado inductor una

corriente continua, para producir un campo magnético en el rotor. El rotor del

generador se impulsa por medio de un motor primario, lo cual produce un campo

magnético rotatorio dentro de la máquina. Este campo magnético rotatorio, induce

un sistema trifásico de voltajes dentro del embobinado del estator del

generador.

2.1.1 Voltaje Generado Internamente En un Generador Sincrónico

El voltaje interno generado depende del flujo magnético φ de la máquina, de su

frecuencia o velocidad de rotación y de su construcción, esta relación se puede

escribir de una forma sencilla a través de la ecuación 3.

ωφ **KEA = (2)

donde K es una constante que representa la construcción de la máquina [10]

2.1.2 Momento de Torsión Inducido en un Generador Sincrónico

En condiciones normales de operación se presentan dos campos magnéticos, uno

proveniente del circuito del rotor y otro del circuito del estator [10]. La interacción

de estos dos campos magnéticos produce el momento de torsión de la máquina.

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El campo magnético producido por el bobinado inducido depende de la posición

con respecto al rotor así:

( ) θθ SenBB SS = (3)

donde SB es la magnitud de la densidad de flujo máximo y es proporcional a la

cantidad de corriente que circula por el bobinado.

El momento de torsión en el rotor se define como:

θτ SenrilBsind 2= (4)

Esta ecuación muestra que para aumentar el momento de torsión de un bobinado

a otro se hace necesario aumentar el valor de la longitud de las bobinas, es decir

un incremento en el número de vueltas, además se puede aumentar el valor de SB

haciendo circular una mayor corriente sobre el bobinado inducido.

Para el caso de generadores de imanes permanentes la ecuación es de la

siguiente forma:

γτ SenBKH sRind = (5)

donde K es una constante de construcción de la máquina, RH es el valor pico de

la intensidad magnetizante del rotor y γ es el ángulo entre el valor pico de la

densidad SB del flujo del estator y el valor pico de la intensidad magnetizante.

El campo magnético del rotor RB produce un voltaje generado internamente AE

cuyo valor máximo coincide con la dirección de RB . Con el generador en vacío, no

hay flujo de corriente por el inducido y AE será igual al voltaje de fase φV . Si el

generador se conecta a una carga inductiva, la corriente que circula por el

embobinado del estator produce un campo magnético propio SB el cual origina un

voltaje estaE ; con dos voltajes presentes en los embobinados del estator, el voltaje

total de una fase será la suma del voltaje generado internamente AE y el voltaje

de la reacción del inducido estaE .

Page 21: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

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2.1.3 Efectos de los cambios de carga sobre un Generador Sincrónico

Un cambio en la carga implica una variación en la potencia real o reactiva que sale

generador. Esta modificación de la carga origina un aumento o incremento de la

corriente obtenida del sistema. Como la resistencia de campo no ha sido

modificada y el flujo φ es constante, entonces la magnitud del campo generado

internamente no varia. La mejor forma de determinar los cambios que originan una

variación en la carga se pueden apreciar en la siguiente figura:

Figura 2. Efectos del aumento de las cargas en un generador a) Cargas Inductivas b)

Cargas Resistivas y c) Cargas Capacitivas.

2.1.4 Generadores Sincronos de Imanes Permanentes

El principio de un generador sincrónico de imanes permanentes es similar a los

principios de operación de una máquina sincrónica [8]. La diferencia más

importante radica en la forma como se produce el campo magnético, en los

generadores sincrónicos se usa unas bobinas inductoras que consumen corriente

directa, mientras que en los de imanes permanentes estas bobinas son

reemplazadas por imanes colocados en el rotor del generador.

Page 22: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 22

2.2 ADAPTACIÓN DEL GENERADOR

En el proceso de adaptación del generador sincrónico de imanes permanentes se

hace necesario determinar los parámetros que se van a modificar del alternador

que se toma como base para el desarrollo del mismo, la ecuación (2) rige el

comportamiento de generación de voltaje de un alternador por lo que permite

vislumbrar los cambios a realizar.

La ecuación (2) indica que para obtener un mismo voltaje generado por fase en un

alternador al cual se le van a disminuir la velocidad de giro del rotor ( )ω , se hace

necesario conseguir un aumento tanto en el flujo magnético que atraviesa las

bobinas inducidas ( )φ como en la constante de construcción de la máquina.

Un aumento del flujo magnético a través del estator se consigue mediante la

utilización de imanes permanentes de una alta remanencia magnética, al igual que

con un Air - Gap* reducido, ya que la permeabilidad del espacio libres es de

27

mH10*4 −π y origina una dispersión del campo magnético haciendo que parte

de este no sea aprovechado en la obtención de energía eléctrica.

La constante de construcción de la máquina se aumenta haciendo mayor el

número de espiras por bobina, sin embargo esto implica, por razones de espacio,

reducir el diámetro del alambre de cobre del embobinado inducido y aumentar su

longitud; vale la pena aclarar que la resistencia eléctrica del cable aumenta con el

cuadrado del número de espiras, y un aumento excesivo de este valor puede

provocar una variación considerable en la resistencia eléctrica de la armadura.

2.2.1 Selección de Los Imanes Permanentes

Después de un proceso de búsqueda solo fue posible encontrar imanes de tierras

raras (Neodimio, Hierro y Boro) con las siguientes características geométricas y

magnéticas (Anexo B)

* Espacio de aire entre los imanes permanentes y el bobinado inducido

Page 23: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

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Tabla 1. Características Geométricas de los Imanes

Material Longitud Espesor Ancho

Tierras Raras 46mm 10mm 21mm

Tabla 2. Características Magnéticas de los Imanes [12]

Características Magnéticas

Producto de (B-H)máxima

Remanencia

Temperatura de Curie

Densidad

Fuerza Campo Coercitivo

280 kJ/m3

11400 – 12000 Gauss

120 ºC

7500 Kg/m3

930kA/m

Estas características restringen los posibles alternadores de carros que se pueden

utilizar para la adaptación del generador, ya que el tamaño del estator debe tener

una longitud muy parecida a los 46 mm de los imanes.

Debido a lo anterior y después de un proceso de búsqueda solo se consiguió un

alternador que cumple con estas condiciones y es el HINO (Figura 2) con un

diámetro interno y una longitud del estator de 11 y 4 cms respectivamente, el cual

genera 24 voltios y 40 amperios a una velocidad de 3600 rpm. Con el diámetro

interno del estator se puede determinar las características geométricas del rotor y

el máximo número de imanes que se pueden colocar sobre el mismo, dando como

resultado un total de 12, es decir 6 pares de polos.

Utilizando las características magnéticas de estos imanes se puede determinar

cual es la energía máxima que pueden suministrar por medio de la ecuación (6)

( )

2N*V*HB

E máxM

−= (6)

Donde N es el número de imanes montados en el generador y V el volumen de

un imán, reemplazando estos valores se tiene:

Page 24: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 24

J61.182

12*m)021.0*01.0*046.0(*m

kJ321E

33

M ==

La potencia eléctrica máxima que se puede producir resulta de multiplicar la

energía máxima de los imanes por la velocidad a la cual se encuentran girando.

Tabla 3. Potencia Eléctrica Máxima

RPM Pot. Eléctrica Máxima (W)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

1000

0.00 194.88 389.77 584.65 779.53 974.41

1169.29 1364.18 1559.06 1753.95 1948.83

2.2.2 Diseño y Adaptación del Rotor

Como el campo magnético ahora es suministrado por imanes permanentes se

hace necesario diseñar y construir una pieza que permita el alojamiento de estos

de la mejor manera, esta pieza es el rotor, el cual tiene forma dodecahedral en su

parte exterior que es el lugar donde van a ir instalados los magnetos, además

debido a que su longitud es de 46 mm se hace necesario realizar resaltes y

agujeros que aminoren el peso que va a soportar el eje. Las características

geométricas están definidas en el Anexo C.

El diámetro externo del rotor sin imanes es de 87 mm, su longitud de 46 mm, el

diámetro del agujero central es de 25 mm (figura 2). Con estas características el

Air Gap es de 1 mm aproximadamente, dando una menor posibilidad que el flujo

magnético se disperse y no atraviese el estator. El rotor es montado sobre el eje

Page 25: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 25

por medio de un ajuste forzado, el cual se realiza en una prensa hidráulica. El

material utilizado es Acero 1020

2.2.3 Diseño y construcción del Eje

El eje del alternador debe ser reemplazado debido a que es necesario ajustarlo a

las medidas geométricas del rotor, además como ya no se necesita la polea se

requiere utilizar otra forma de ajuste del ventilador a el eje (figura 2), para este

propósito se realiza una rosca que permite este acople de una forma sencilla y

rápida.

Las demás características Geométricas del eje del alternador se mantienen, ya

que las carcazas tanto exterior como interior, al igual que los bujes y los

rodamientos seguirán siendo los mismos. Las dimensiones y demás detalles están

definidas en el Anexo C. El material utilizado es Acero 1020.

Figura 3. Montaje Eje, Rotor e Imanes Permanentes

Eje

Rotor

Imanes Permanentes

Page 26: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 26

2.2.4 Diseño y adaptación de las Bobinas

Debido a que se hace necesario aumentar el valor de la constante de construcción

de la máquina K , se decide comprar otro estator con características geométricas

similares y realizar un bobinado con un alambre de menor diámetro y mayor

número de vueltas, para obtener un mayor voltaje.

Las características del bobinado original del alternador son:

Calibre de Alambre de Cobre: 16

Número de Vueltas por Bobinas: 7

Las Características del Bobinado Modificado son:

Calibre de Alambre de Cobre: 23

Número de Vueltas por Bobinas: 40

(a) (b)

Figura 4. a) Bobinados original, b) Bobinado Modificado

2.3 ADHESIÓN DE LOS IMANES

La fijación de los imanes permanentes de tierras raras al rotor del generador es un

proceso no muy fácil de realizar, debido principalmente a la necesidad de contar

con un adhesivo que soporte las temperaturas elevadas que se originan en el

interior del generador las cuales pueden alcanzar los 100 º C, después de una

Page 27: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 27

búsqueda de posibles pegamentos se encuentra uno de dos componentes, resina

y endurecedor, los cuales deben ser mezclados para obtener un producto que

endurece en 24 horas, al endurecer retiene su forma sin contraer ni dilatar. Las

características de este adhesivo se pueden ver en el Anexo D.

Otro problema presente fue el campo magnético tan alto que tienen los imanes, ya

que al tratar de adherirlos al rotor estos se atraen y no permanecen en el lugar

donde deben quedar, por ello es necesario realizar el procesos por partes, primero

se adhieren 3 imanes, cada uno separado 120º y con la misma polaridad hacia

fuera; al otro día se adhieren los otros 3 imanes de la misma polaridad hacia fuera

que los del día anterior, para ello se colocan cuñas de madera que evitan que los

imanes se pegaran entre si, para finalizar al siguiente día se adhieren los 6 imanes

restantes con la polaridad inversa hacia fuera, lo cual a diferencia de lo que se

pensaba es un proceso sencillo, porque los imanes ya colocados ejercen la misma

fuerza en ambos sentidos sobre el imán que se esta colocando, permitiendo que

permanezca fijo en el puesto en que se ha dejado. El proceso de curado es de 24

horas, hasta el momento el adhesivo estructural empleado ha funcionado

adecuadamente, pues ya se han realizados muchas pruebas al generador y

todavía no se ven rasgos de desprendimiento del adhesivo. (figura 2)

2.4 ENSAMBLE FINAL DEL GENERADOR

Con todas las partes listas el proceso de ensamble no debe ser complicado,

desafortunadamente tratar de alinear el eje del rotor con el del estator (corona) no

es sencillo, debido a que el campo magnético de los imanes atrae el estator.

Para solucionar este problema se decide reemplazar los tornillos que unen la

carcaza externa con la interna por unos acerados, los cuales al ser apretados

obligan a que el rotor se centre y no permiten que estas partes se adhieran de

nuevo; los bujes y rodamientos utilizados fueron los mismos que tenia el

alternador.

Page 28: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 28

El ventilador se instala mediante una tuerca que se introduce en el eje roscado,

quedando aprisionado contra un resalte, después de realizar el montaje de todas

las partes se procede a verificar que el rotor gire libremente, esto ocurre, pero la

fuerza requerida para ello es relativamente grande debida a la atracción que

ejercen los imanes sobre el rotor. El resultado final del ensamble se puede

observar en la figura 5.

Figura 5. Ensamble Final del Generador

Ventilador

Tornillos

Estator

Carcaza Exterior

Carcaza Interior

Eje

Tuerca

Page 29: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 29

3. CARACTERIZACIÓN DEL GENERADOR

Para caracterizar el generador se busca determinar la carga que permita la

máxima transferencia de potencia del sistema, lo cual se consigue cuando la

resistencia interna del generador (Impedancia) sea igual a la carga que se le

coloca al sistema [5], es decir

sL RR = ó *eqL ZZ = (7)

Debido a esto se hace necesario calcular la impedancia interna del generador con

cada uno de los bobinados existentes.

3.1 DETERMINACION DE LA IMPEDANCIA DE LOS BOBINADOS

Para poder determinar la impedancia de los bobinados se hace necesario realizar

las pruebas de resistencia, circuito abierto y cortocircuito.

3.1.1 Pruebas de Resistencia

La prueba de resistencia se realiza con un multimetro, y consiste en determinar

cual es la resistencia interna que posee cada una de las líneas del bobinado, el

resultado es el promedio de las tres mediciones. Los valores obtenidos son:

Bobinado Original : 0.173Ω

Bobinado Modificado : 5.64Ω

Como se puede observar el bobinado modificado por ser de un alambre de

diámetro menor y un mayor número de vueltas posee una resistencia interna

mucho más alta que el bobinado original, lo que es un resultado esperado.

Page 30: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 30

3.1.2 Pruebas en Circuito Abierto

La prueba de circuito abierto consiste en medir el voltaje producido entre líneas

cuando el generador gira libremente, para ello se utiliza un multímetro y el torno

del laboratorio para hacer girar el rotor.

Tabla 4. Resultados prueba de Circuito Abierto

RPM (Torno) Frecuencia (Hz) Vlineas (V) B. Original Vlineas (V) B. Modificado 102 141 195 285 387 540 777

1050

11 14 20 29 39 55 78 105

2.91 4.07 5.71 8.31

11.24 15.76 22.63 30.31

16.1 22.95 32.35 48.1

64.55 89.5 129 173

Gráfica 1. Pruebas en Circuito Abierto

3.1.3 Pruebas en Corto Circuito

La prueba de corto circuito consiste en medir la corriente que circula por cada una

de las líneas cuando estas son conectadas entre sí. Para ello se utiliza una pinza

amperimétrica ya que la corriente producida es alterna y el torno del laboratorio

para hacer girar el rotor del generador.

Prueba Circuito Abierto

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 200 400 600 800 1000 1200RPM

Vo

ltaj

e (V

)

Bobinado Original Bobinado Modificado

Page 31: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 31

Tabla 5. Resultados prueba de Corto Circuito

RPM (Torno) Frecuencia (Hz) Ilineas (A) B. Original Ilineas (V) B. Modificado 102 141 195 285 387 540 777

1050

11 14 20 29 39 55 78 105

15.5 19.46 25.63 35.92 47.53

- - -

1.7 2.8 4.1 6.2 8.6 12.1

- -

Los resultados que no aparecen en la tabla no fueron medidos por seguridad con

los bobinados, ya que el bobinado Originalsoporta una corriente máxima de 40

Amperios, mientras que el Bobinado Modificado solo soporta 10 Amperios, en la

gráfica 2 aparecen los valores de tendencia calculados en Excel.

Gráfica 2. Pruebas en Corto Circuito

3.1.4 Determinación de la Impedancia Interna de las Bobinas

El valor de la impedancia interna de las bobinas resulta de dividir el voltaje

obtenido en la prueba de circuito abierto entre la corriente obtenida en la prueba

de corto circuito.

Prueba Corto Circuito

0

20

40

60

80

100

120

140

0 200 400 600 800 1000 1200RPM

Vol

taje

(V)

Bobinado Original Bobinado Modificado

Page 32: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 32

Tabla 6. Impedancia de las Bobinas

RPM Impedancia (Ω ) B. Original Impedancia (Ω ) B. Modificado 102 141 195 285 387 540 777

1050

0.193 0.208 0.225 00.23 0.25 0.25 0.25 0.25

9.36 8.2 7.9 7.8 7.5 7.4 7.4 7.2

3.2 CONSTRUCCION DE UN BANCO DE RESISTENCIAS

Para poder suministrar la carga al generador se hace necesario la construcción de

un banco de resistencias que permita obtener dichos valores, y además que

facilite realizar pruebas con cargas diferentes a la de máxima transferencia de

potencia.

El banco esta conformado por 21 resistencias, 7 para cada línea del alternador y

su disposición inicial es en paralelo, pero se pueden conectar en serie.

Figura 6. Banco de Resistencias

Page 33: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 33

El valor de cada una de ellas es de 60 Ω, por lo cual se obtienen los siguientes

valores de carga que pueden ser conectados al generador.

Tabla 7. Características del Banco de Resistencias

3.3 PRUEBAS RREALIZADAS AL GENERADOR

Las pruebas realizadas se dividen en dos partes, la primera que consiste en el

montaje del generador en un torno para determinar la máxima potencia eléctrica

que puede suministrar y calcular la eficiencia magnética del sistema; la segunda

es el montaje en un banco de pruebas con torquimetro electrónico que permita

conocer la curva de potencia del generador y la eficiencia eléctrica neta del

mismo. Los Esquemas de las conexiones aparecen en el Anexo E

3.3.1 Pruebas Realizadas en el torno con cargas resistivas

Las pruebas fueron realizadas para corriente alterna como directa (mediante un

rectificador de corriente), los equipos utilizados para la medición en AC fueron

multímetros digitales Tektronix DMM914 para voltaje rms y una pinza

amperimétrica para la corriente. Para la medición en DC sólo se utilizaron

multímetros para el voltaje y la corriente.

La incertidumbre debida a la medición y a los equipos está incluida en las gráficas;

las eficiencias magnéticas fueron sacadas con respecto a los valores dados en la

tabla 3, que es la potencia eléctrica máxima que pueden suministrar los Imanes

permanentes de Tierras raras (Neodimio, Hierro y Boro).

# Resistencias Paralelo Carga (Ω ) # Resistencias Serie Carga (Ω ) 7 6 5 4 3 2 1

8.56 9.97 11.8

15.30 19.83 29.94

60

7 6 5 4 3 2 1

418 358 297 239 176 118 60

Page 34: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 34

Figura 7. Montaje del Generador en el Torno

Figura 8. Generador conectado a banco de resistencias

Page 35: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 35

• Pruebas AC Bobinado Original

Tabla 8. Potencia Eléctrica Generada AC Bobinado Original

Carga 8.56 Ω 15.3 Ω RPM I (A) V (vol)

Fase P

(Watt) ηmag (%)

I (A) V (vol) Fase

P (Watt)

ηmag (%)

102 141 185 285 387 540 777

0.34 0.47 0.68 0.97 1.32 1.83 2.62

2.9 4

5.8 8.3 11.3 15.7 22.4

2.96 5.64

11.83 24.15 44.75 86.19 176.1

1.49 2.05 3.28 4.35 5.93 8.19

11.63

0.21 0.27 0.39 0.58 0.78 1.09 1.55

3.13 4.16 5.95 8.85

11.97 16.6

23.74

1.92 3.39 6.94

15.36 28.09 54.03 110.51

0.97 1.24 1.93 2.76 3.73 5.13 7.29

Gráfica 3. Potencia Eléctrica Generada AC Bobinado Original

Gráfica 4. Eficiencia Magnética AC Bobinado Original

Potencia Electrica Generada

020406080

100120140160180200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Eficiencia Magnética

0

2

4

6

8

10

12

14

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900RPM

Efi

cien

cia

(%)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Page 36: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 36

• Pruebas DC Bobinado Original

Tabla 9. Potencia Eléctrica Generada DC Bobinado Original

Carga 8.56 Ω 15.3 Ω RPM I (A) V (vol)

Fase P

(Watt) ηmag (%)

I (A) V (vol) Fase

P (Watt)

ηmag (%)

102 141 185 285 387 540 777

0.63 0.91 1.32 2.01 2.76 3.91 5.25

5.35 7.71

11.33 17.15 23.65 33.49 44.94

3.34 6.93

15.01 34.36 65.34 131.1 235.9

1.68 2.52 4.16 6.19 8.66

12.45 15.58

0.32 0.49 0.68 1.13 1.56 2.23 3.23

4.94 7.48

10.41 17.32 23.94 34.11 49.41

1.61 3.66 7.07

19.61 37.46 76.05 159.5

0.8 1.33 1.96 3.53 4.97 7.23

10.53

Gráfica 5. Potencia Eléctrica Generada DC Bobinado Original

Gráfica 6. Eficiencia Magnética DC Bobinado Original

Potencia Electrica Generada

020406080

100120140160180200220240260

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Eficiencia Magnética

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

RPM

Efi

cien

cia

(%)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Page 37: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 37

• Pruebas AC Bobinado Modificado

Tabla 10. Potencia Eléctrica Generada AC Bobinado Modificado

Carga 8.56 Ω 15.3 Ω RPM I (A) V (vol)

Fase P (Watt) ηmag

(%) I (A) V (vol)

Fase P

(Watt) ηmag (%)

102 141 185 285 387 540 777

0.41 0.72 1.32 2.81 4.72 6.19 7.58

10.4 14.0 19.8 28.1 38.2 50.1 61.9

12.48 29.4

77.22 235.2 535.8 930.1 1413.9

6.28 10.7 21.4 42.4 71.1 88.4 93.4

0.21 0.30 0.53 1.75 3.01 4.10 5.33

12.19 16.66 23.49 34.22 45.98 62.8 81.52

7.31 14.99 37.35 179.7 414.5 773.3

1302.4

3.68 5.46 10.36 32.35 54.96 73.48 86.01

Gráfica 7. Potencia Eléctrica Generada AC Bobinado Modificado

Gráfica 8. Eficiencia Magnética AC Bobinado Modificado

Potencia Electrica Generada

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Eficiencia Magnética

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900RPM

Efic

ienc

ia (%

)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Page 38: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 38

• Pruebas DC Bobinado Modificado

Tabla 11. Potencia Eléctrica Generada DC Bobinado Modificado

Carga 8.56 Ω 15.3 Ω RPM I (A) V (vol)

Fase P (Watt) ηmag

(%) I (A) V (vol)

Fase P

(Watt) ηmag (%)

102 141 185 285 387 540 777

1.9 2.69 3.98 5.45 7.38 9.78 12.1

18.3 24.7 34.2 48.7 63.9 84.2

104.8

34.83 66.34 136.28 262.25 471.58 823.48

1268.08

17.5 24.14 37.80 47.76 62.53 78.25 83.74

1.46 1.97 2.79 4.05 5.42 7.31 9.27

22.4 30.47 42.6 61.84 81.97 110.6 141.8

32.7 60.03

118.85 250.58 444.28 808.49 1313.46

16.45 21.84 32.97 45.11 58.91 76.83 86.74

Gráfica 9. Potencia Eléctrica Generada DC Bobinado Modificado

Gráfica 10. Eficiencia Magnética DC Bobinado Modificado

Potencia Electrica Generada

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Eficiencia Magnética

0102030405060

708090

100

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900RPM

Efi

cien

cia

(%)

8,56 Ohmios 15,3 Ohmios

Page 39: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 39

3.3.2 Pruebas realizadas en el torno con el generador acoplado a un Motor

También se realizó pruebas con un motor cuyo factor de potencia es 0.8

conectado directamente al generador, con el fin de determinar su comportamiento

cuando se le aplican cargas inductivas, estas pruebas solo fueron realizadas con

las bobinas modificadas.

Figura 9. Generador conectado a un Motor

Además también se buscaba determinar cual es la potencia de frenado que puede

suministrar el generador al motor, para ello se le conecto un freno a la salida del

motor, el cual tiene en su interior una columna de mercurio que se desplaza

proporcional a la fuerza que se le este realizando, para obtener el torque de

frenado se multiplica el valor del desplazamiento de la columna de mercurio por la

distancia de la palanca, que es 16 cms. Para determinar la potencia solo se

multiplica el valor del torque en N/m por la velocidad angular en rad/s, obteniendo

wattios. Los resultados obtenidos se presentan en las siguientes tablas y gráficas.

Motor

Generador

Freno

Page 40: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 40

Tabla 12. Potencia Eléctrica Generada sin y con freno

Sin Freno Con Freno

RPM I (A) V (vol) Línea

P (Watt) I (A) V (vol) Línea

P (Watt)

Torque Frenado (N-m)

102 141 185 285 387 540 777

1050

0.1 0.2 0.5 1

1.2 1.4

1.45 1.45

23 32.9

48.16 72

98.4 139 199 267

3.95 11.3

41.35 123.64 202.77 334.17 495.49 664.82

0.1 0.4 1

1.2 1.6 2

2.2 2.4

13.6 17.9 47.35

65 90.09 123 160 223

2.34 12.29 81.31

133.94 247.52 422.43 604.45 919.04

0 0

0.16 00.64 0.72 0.8

1.28 1.36

Gráfica 11. Corriente Generador Acoplado Motor

Gráfica 12. Voltaje Generador Acoplado Motor

Corriente Acople Generador-Motor

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

22,22,42,6

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

RPM

Am

p

Corriente con Freno Corriente sin Freno

Voltaje Acople Generador-Motor

020406080

100120140160180200220240260280300

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

RPM

Vo

l

Voltaje con freno Voltaje sin freno

Page 41: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 41

Gráfica 13. Potencia Generador Acoplado Motor

Gráfica 14. Torque de Frenado Suministrado por el Generador

Potencia Acople Generador - Motor

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200RPM

Wat

t

Potencia sin freno Potencia con Freno

Torque de Frenado

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100RPM

N-m

Torque Suministrado

Page 42: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 42

3.3.3 Pruebas Realizadas en el Banco con Torquímetro Electrónico

Las pruebas con torquímetro electrónico permiten obtener las curvas de potencia

del generador para cada una de las cargas aplicadas, este dato muestra que tan

eficiente es un generador en cada una de las condiciones de giro del rotor, la

importancia de estas en el presente proyecto es verificar el aumento de la potencia

de entrada y la eficiencia neta con el cambio geométrico del bobinado (es decir

que tanto porcentaje de la potencia mecánica que entra por el eje del generador

es transformada en potencia eléctrica) sea igual o superior al 60% en la mejor

condición, ya que este es un valor aceptable para esta clase de máquinas.

Los datos de las pruebas con cada una de las cargas aparecen relacionados en el

Anexo 6, además de la potencia de entrada, potencia de salida y eficiencia neta

también se gráfico la eficiencia magnética en cada una de las condiciones debido

a que el valor de la eficiencia neta puede sobrepasar el 60% incluso con una

eficiencia magnética del 10%, lo que indica que no se esta aprovechando el

campo magnético producido por los imanes permanentes y el generador esta

siendo desaprovechado.

Las pruebas fueron realizadas en forma ascendente y descendente para cada una

de las 4 repeticiones, con el fin de verificar la exactitud de los valores tomados; el

equipo utilizado es el torquímetro electrónico Omega TQ501-200, con un rango de

medición de 0 a 200 in-lb, que arroja una señal en mV de corriente directa, para la

recolección de estos datos se utiliza el multímetro digital Tektronix DMM914.

El torquímetro posee las curva de calibración para un voltaje de entrada de 10 V,

el cual es suministrada por una fuente; el banco utilizado es el que se encuentra

ubicado en el laboratorio de Ingeniería Mecánica, las únicas variaciones realizadas

es un refuerzo estructural a la mesa donde se encuentra ubicado y fijar la misma

al suelo mediante pernos expansibles con el fin de evitar vibraciones indeseables

para la toma de datos.

Page 43: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 43

El montaje del generador al banco se hizo mediante una pequeña estructura unida

a la mesa por medio de tornillos y el acople utilizado para unir el torquímetro al

generador fue de clase flexible con el fin de evitar flexión en los ejes, ya que el

sistema no los puede soportar.

La ecuación para calcular la carga aplicada al torquímetro, suministrada por los

fabricantes es:

( )( )( ) ( )

( )( )( ) ( )VmVoutputV

mVoutputLbinLoaddoDescendien

VmVoutputV

mVoutputLbinLoadoAscendiend

**01859.07805.67)(:

**01007.06958.67)(:

−=−

+=−

La incertidumbre debida a la medición está incluida en las gráficas.

Figura 10. Acople del Generador al Torquímetro

Page 44: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 44

Gráfica 15. Curva de Potencia para el Bobinado Original, Pruebas AC, carga 8.56 Ohmios

Bobinado Original: Pruebas AC, Carga 8.56 ohmios

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

220,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Efi

cien

cias

(%)

Pot In Pot Out Eficiencia Ef magnetica

Page 45: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 45

Gráfica 16. Curva de Potencia para el Bobinado Modificado, Pruebas AC, carga 8.56 Ohmios

Bobinado Modificado: Pruebas AC, Carga de 8.56 Ohmios

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800

RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

Efic

ien

cia

(%)

Pot IN Pot Out Eficiencia Efi Magnetica

Page 46: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 46

Gráfica 17. Curva de Potencia para el Bobinado Original, Pruebas AC, carga 15.3 Ohmios

Bobinado Original: Prebas (AC), carga de 15.3 ohmios

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800

RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

Efi

cien

cia

(%)

Pot IN Pot Out Eficiencia Efi Magnetica

Page 47: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 47

Gráfica 18. Curva de Potencia para el Bobinado Modificado, Pruebas AC, carga 15.3 Ohmios

Bobinado Modificado: Pruebas AC, carga de 15.3 Ohmios

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1000,00

1200,00

1400,00

1600,00

1800,00

2000,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Efic

ien

cia

(%)

Pot IN Pot OUT Eficiencia Efi Magnetica

Page 48: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 48

Gráfica 19. Curva de Potencia para el Bobinado Original, Pruebas DC, carga 8.56 Ohmios

Bobinado Original: Prueba DC, carga 8.56 Ohmios

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Efic

ien

cia

(%)

Pot IN Pot Out Eficiencia Efi Magnetica

Page 49: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 49

Gráfica 20. Curva de Potencia para el Bobinado Modificado, Pruebas DC, carga 8.56 Ohmios

Bobinado Modificado: Prueba DC, carga 8.56 Ohmios

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

3500,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Efic

ien

cia

(%)

Pot IN Pot Out Eficiencia Efi Magnetica

Page 50: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 50

Gráfica 21. Curva de Potencia para el Bobinado Original, Pruebas DC, carga 15.3 Ohmios

Bobinado Original: Pruebas DC, carga 15.3 Ohmios

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

Efi

cien

cia

(%)

Pot In Pot Out Eficiencia Efi magnetica

Page 51: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 51

Gráfica 22. Curva de Potencia para el Bobinado Modificado, Pruebas DC, carga 15.3 Ohmios

Bobinado Modificado: Pruebas DC, carga 15.3 Ohmios

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800RPM

Po

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Efi

cien

cia

(%)

Pot In Pot Out Eficiencia Efi magnetica

Page 52: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 52

Prueba realizada en el banco a un Generador Comercial Adquirido por un estudiante de Pregrado, con el fin de

comparar resultados.

Gráfica 23. Curva de Potencia Generador Comercial, Pruebas DC, carga 8.56 Ohmios

Generador Comercial: Pruebas DC, carga 8,56 Ohmios

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

0 100 200 300 400 500 600 700 800RPM

PO

ten

cia

(Wat

t)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

Efi

cien

cia

(%)

Pot IN Pot Out Eficiencia

Page 53: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 53

Las gráficas muestran que el bobinado Modificado (calibre 23 con 40 vueltas)

cumple satisfactoriamente los objetivos propuestos en este proyecto de

investigación, ya que su punto de operación de máxima eficiencia neta en

corriente alterna (AC) ocurre a 400 RPM, con un valor del 67.18%, superior al

propuesto inicialmente, de la misma manera se obtiene una potencia de salida de

573 wattios lo que indica un aprovechamiento del 73.56% de la potencia

magnética suministrada por los imanes, vale la pena aclarar que en condiciones

de cargas resistivas superiores se obtiene una potencia de salida y un eficiencia

neta menor, debido a que se observa una disminución de la corriente y por

consiguiente una campo magnético del estator y un torque inducido sobre el eje

también menor. El bobinado Original (calibre 16 con 7 vueltas) presenta su punto

de operación de máxima eficiencia a 700 RPM en corriente alterna, con un valor

del 80.99%, que es muy superior al propuesto inicialmente, pero la potencia de

salida es baja (160.8 W) ya que el torque necesario para mover el generador

también es reducido(197.5 W), debido principalmente a el número de vueltas tan

reducido (7) que tienen las bobinas; por tal razón solo se está aprovechando un

11.8% de la capacidad magnética de los imanes, esto debido a que la carga

adaptada a él no es la requerida para obtener máxima transferencia de potencia,

razón por la cual los valores obtenidos tanto de voltaje, corriente y potencia para

cada una de las bobinas no pueden ser comparados directamente.

Las pruebas en corriente directa tiene la misma relación que las de corriente

alterna, ratificando la utilización del bobinado modificado para obtener un alto

voltaje y un alto torque de entrada por consiguiente una alta potencia de salida. Si

las pruebas fueran realizadas con una carga resistiva igual a la condición de

máxima transferencia de potencia del bobinado original (0.5 ohmios) los resultados

podrían permitir una comparación real de los dos bobinados. Al comparar los

resultados del bobinado modificado con los del generador importado se observa

que la eficiencia neta para 400 RPM en corriente DC es un poco menor (50%

contra 59%), pero la potencia entregada es mayor (492.75 contra 120.83 wattios)

debido a que el torque necesario para mover el sistema también aumenta.

Page 54: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 54

4. CONCLUSIONES

• La potencia de salida entregada por un generador depende no solo de la

eficiencia interna del mismo, sino del torque que induce en el rotor la

interacción de los campos magnéticos de los imanes permanentes y el

originado al circular corriente por el bobinado inducido.

• La constante de construcción K de los generadores no solo influye en la

obtención del voltaje interno del generador, sino que de la misma manera

contribuye en el momento torsor que experimenta el rotor, modificando la

potencia de salida del mismo.

• Un aumento en la carga resistiva adaptada a los terminales del generador

ocasiona una disminución del valor de la corriente que circula por el bobinado

inducido y un aumento del voltaje de salida, por lo cual es de esperarse una

disminución de la potencia entregada por el generador cuando la constante de

construcción de la máquina permanece constante ya que el torque inducido

sobre el rotor también disminuye.

• Realizar una comparación directa entre los bobinados original y modificado no

es posible debido a que son dos máquinas eléctricas completamente diferentes

ya que el valor de la constante de construcción de la máquina para cada uno

de los casos varía.

• Una disminución en la carga resistiva adaptada a los terminales del generador

del bobinado original ocasiona un aumento del valor de la corriente que circula

por el bobinado inducido y una disminución del voltaje de salida, por lo cual es

Page 55: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 55

de esperarse un aumento de la potencia entregada por el generador cuando se

cargue con el valor de 0.25 ohmios.

• Utilizar cargas inductivas adaptadas al generador implica una disminución del

voltaje de salida y un ligero aumento en la corriente que circula por el

bobinado, por tal razón al compararla con una carga igual netamente resistiva

es de esperarse un ligero aumento en el torque inducido sobre el rotor y por tal

razón una potencia de salida superior.

• Utilizar cargas capacitivas adaptadas al generador implica un aumento del

voltaje de salida y de la corriente que circula por el bobinado, por tal razón al

compararla con una carga igual netamente resistiva es de esperarse un

aumento en el torque inducido sobre el rotor y por tal razón una potencia de

salida superior.

• La impedancia interna del generador aumenta cuando se disminuye el

diámetro del alambre del bobinado, pasando de 0.25Ω a 9.36Ω, lo que origina

una mayor potencia de entrada para que el generador funcione y por

consiguiente una mayor producción de potencia eléctrica.

• La potencia entregada por el generador modificado a 400 RPM es de 573.45

Wattios con una carga resistiva de 8.56Ω, mientras que con una carga de

15.3Ω la potencia entregada disminuye a 389.19 Wattios, esto debido

principalmente a que la potencia de entrada del generador es menor cuando se

carga con una resistencia mayor.

• Las principales restricciones de funcionamiento del generador están

relacionadas con la temperatura interna que este puede soportar, la cual no

debe exceder de los 120 ºC que es la temperatura de Curie de los Imanes

permanentes de Tierras Raras. Un exceso de este valor puede originar la

perdida hasta del 80% de la inducción magnética que originan dejándolo

Page 56: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 56

inservible, además también se debe tener en cuenta la temperatura que puede

soportar el recubrimiento de las bobinas puesto que excederla implica cortos

internos y daño de las mismas.

• La utilización de Imanes permanentes de Tierras raras (Neodymio, Hierro y

Boro) que poseen una alta inductancia magnética permiten la obtención de

voltajes (50-120 V), corriente (3-8A) y potencia eléctrica (200-1200W) con el

bobinado modificado a bajas revoluciones del rotor (300-700RPM) del

generador.

• El comportamiento del generador es completamente sincrónico en todas las

condiciones de giro del rotor, esto se comprobó midiendo directamente la

velocidad angular y compararla con la velocidad sincrónica calculada a partir

de la frecuencia de salida de la energía eléctrica AC.

Page 57: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 57

5. RECOMENDACIONES

• No se debe utilizar el generador modificado por encima de 700 RPM, debido a

que la máxima corriente que puede soportar el alambre de cobre calibre 23 es

tan solo de 7 Amperios, un aumento de ella implica una disminución de la vida

útil del bobinado llegando incluso a originar cortos internos que las dañarían.

• Diseñar una nueva carcaza o modificar la existe con el fin de permitir que el

aire entregado por el ventilador cumpla más eficientemente con la refrigeración

interna del generador, si no es posible entonces buscar alternativas adicionales

para evitar un aumento de temperatura con el fin de evitar daños parciales o

totales del generador.

• Los cambios geométricos de las bobinas originan un sobrecalentamiento que

puede originar cortos dentro del mismo, por ello se hace necesario la utilización

de aislantes tipo F o H [10] que pueden soportar hasta 105 y 125º

respectivamente por encima de la temperatura ambiente; además se

recomienda el cambio de la carcaza que poseía el alternador ya que no posee

ranuras que permitan que el aire entregado por el ventilador ayude a refrigerar

las bobinas del inducido durante el proceso de generación.

• Buscar alternativas que permitan una adecuada refrigeración interna del

generador tales como ventiladores, envolventes, etc. Para poder disminuir el

riesgo de fallas durante el proceso de funcionamiento del mismo.

• Adaptar el banco de resistencias construido para poder obtener cargas

resistivas mas bajas (0.5 a 8 ohmios) con el fin de poder comparar los

resultados obtenidos para cada uno de los bobinados en condiciones de

máxima transferencia de potencia.

Page 58: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 58

REFERENCIAS

[1] Automatic Hysteresigraph SJ LTD Model AMT-3, suministrada por Dimetales

Bogotá (Ver Anexo 1).

[2] BERNAL, Iván Leonardo. Reacondicionamiento del Aerogenerador Fiva I,

Santa Fé de Bogotá, Uniandes, 1994.

[3] FINK, Donald and BEATY Wayne. Manual de Ingeniería Eléctrica Tomo II.

Mc Graw - Hill. México. 1996

[4] FITZGERALD, Arthur Eugene. Electric Machinery, Third Edition, United

States, 1971.

[5] GURU, Bhag S. Electric Machinery and Transformers, Segunda Edición,

Texas, Saunders College Publishing, 1995.

[6] LIWSCHITZ-GARIK, Michael. Maquinas de Corriente Alterna; Segunda

edición. México 1970.

[7] MANRIQUE, José David. Diseño de Generadores de Imanes Permanentes

para turbinas Eólicas a Pequeña Escala”. Universidad de los Andes, 1999.

[8] OROZCO RAMÍREZ, Rodrigo. Caracterización y Optimización de un

Generador Eléctrico de Imanes Permanentes. Universidad de Los Andes,

Bogotá. 2002

[9] RODRÍGUEZ URIBE, Daniel. Puesta en Marcha de un Aerogenerador de 4

metros de Diámetro: Generador de Imanes Permanentes. Universidad de Los

Andes, Bogotá 1993.

[10] STEPHEN J. Chapman. Máquinas eléctricas, 2ª Edición. McGraw-Hill, Santa

Fé de Bogotá. 1993

[11] www.hydrogenappliances.com/powerpmas.html

[12] www.ima.es

[13] www.imanesmagnum.com.ar

Page 59: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 59

ANEXO A. MODELO MATEMÁTICO DE JOSE DAVID MANRIQUE

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MIM-2004-I-08 60

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MIM-2004-I-08 61

Page 62: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 62

ANEXO B. DIAGRAMA DE HYSTERESIS DE IMANES DE TIERRAS RARAS

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Page 64: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 64

ANEXO C. PLANOS ROTOR Y EJE

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MIM-2004-I-08 65

Page 66: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 66

ANEXO D. CARACTERÍSTICAS DEL ADHESIVO SINTESOLDA

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MIM-2004-I-08 67

Page 68: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 68

ANEXO E. ESQUEMA DE CONEXIÓN

• Corriente Alterna

• Corriente Directa

B

AN

CO

DE

RE

SIS

TE

NC

IAS

Multimetro

(Voltaje)

Pinza Amperimetrica

Multimetro

(Voltaje)

Rec

tifi

cad

or

de

Co

rrie

nte

Multimetro, I

BA

NC

O D

E R

ES

IST

EN

CIA

S

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Page 70: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 70

ANEXO F. RESULTADOS OBTENIDOS EN EL BANCO DE PRUEBAS CON CARGAS RESISTIVAS

Prueba 1 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,08 0,37 0,90 0,90 6,09 6,10 0,69 0,69 7,21 7,22 3,42 194,88 47,42 47,38 1,7510 200 6,10 0,70 1,30 1,28 8,80 8,67 0,99 0,98 20,83 20,52 12,81 389,77 61,50 62,42 3,2915 300 9,30 1,10 1,80 1,80 12,19 12,19 1,38 1,38 43,26 43,28 30,69 584,65 70,94 70,90 5,2520 400 12,38 1,45 2,20 2,30 14,90 15,58 1,68 1,76 70,51 73,73 53,85 779,53 76,38 73,04 6,9125 500 15,40 1,80 2,70 2,70 18,29 18,29 2,07 2,07 108,17 108,18 83,16 974,41 76,88 76,87 8,5330 600 18,43 2,15 3,12 3,10 21,13 20,99 2,39 2,37 150,01 149,04 118,87 1169,29 79,24 79,76 10,17

35 700 21,44 2,50 3,52 3,54 23,84 23,97 2,69 2,71 197,46 198,53 160,80 1364,18 81,43 80,99 11,79

Prueba 2 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,08 0,37 0,90 0,90 6,09 6,10 0,69 0,69 7,21 7,22 3,42 194,88 47,42 47,38 1,7510 200 6,10 0,70 1,30 1,29 8,80 8,74 0,99 0,99 20,83 20,68 12,81 389,77 61,50 61,93 3,2915 300 9,30 1,10 1,80 1,80 12,19 12,19 1,38 1,38 43,26 43,28 30,69 584,65 70,94 70,90 5,2520 400 12,38 1,45 2,20 2,30 14,90 15,58 1,68 1,76 70,51 73,73 53,85 779,53 76,38 73,04 6,9125 500 15,40 1,80 2,70 2,70 18,29 18,29 2,07 2,07 108,17 108,18 83,16 974,41 76,88 76,87 8,5330 600 18,43 2,15 3,10 3,10 21,00 20,99 2,37 2,37 149,05 149,04 118,87 1169,29 79,76 79,76 10,1735 700 21,44 2,50 3,51 3,53 23,77 23,90 2,69 2,70 196,90 197,97 160,80 1364,18 81,67 81,22 11,79

Prueba 3 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,08 0,37 0,90 0,90 6,09 6,10 0,69 0,69 7,21 7,22 3,42 194,88 47,42 47,38 1,7510 200 6,10 0,70 1,30 1,29 8,80 8,74 0,99 0,99 20,83 20,68 12,81 389,77 61,50 61,93 3,2915 300 9,30 1,10 1,80 1,80 12,19 12,19 1,38 1,38 43,26 43,28 30,69 584,65 70,94 70,90 5,2520 400 12,38 1,45 2,20 2,30 14,90 15,58 1,68 1,76 70,51 73,73 53,85 779,53 76,38 73,04 6,9125 500 15,40 1,80 2,70 2,70 18,29 18,29 2,07 2,07 108,17 108,18 83,16 974,41 76,88 76,87 8,5330 600 18,43 2,15 3,10 3,10 21,00 20,99 2,37 2,37 149,05 149,04 118,87 1169,29 79,76 79,76 10,1735 700 21,44 2,50 3,51 3,53 23,77 23,90 2,69 2,70 196,90 197,97 160,80 1364,18 81,67 81,22 11,79

Prueba 4 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,08 0,37 0,9 0,9 6,09 6,10 0,69 0,69 7,21 7,22 3,42 194,88 47,42 47,38 1,7510 200 6,10 0,70 1,3 1,3 8,80 8,81 0,99 1,00 20,83 20,84 12,81 389,77 61,50 61,46 3,2915 300 9,30 1,10 1,8 1,8 12,19 12,19 1,38 1,38 43,26 43,28 30,69 584,65 70,94 70,90 5,2520 400 12,38 1,45 2,2 2,3 14,90 15,58 1,68 1,76 70,51 73,73 53,85 779,53 76,38 73,04 6,9125 500 15,40 1,80 2,7 2,7 18,29 18,29 2,07 2,07 108,17 108,18 83,16 974,41 76,88 76,87 8,5330 600 18,43 2,15 3,09 3,1 20,93 20,99 2,36 2,37 148,57 149,04 118,87 1169,29 80,01 79,76 10,1735 700 21,44 2,50 3,5 3,52 23,71 23,84 2,68 2,69 196,34 197,41 160,80 1364,18 81,90 81,45 11,79

Page 71: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 71

Prueba 1 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Modificada (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 10,27 0,41 7,35 7,28 49,81 49,25 5,63 5,56 58,93 58,27 12,63 194,88 21,43 21,68 6,4810 200 20,35 1,35 13,90 13,81 94,29 93,25 10,65 10,54 223,13 220,66 82,42 389,77 36,94 37,35 21,1515 300 29,65 3,11 20,51 20,87 139,27 140,65 15,74 15,89 494,33 499,23 276,63 584,65 55,96 55,41 47,3220 400 39,17 4,88 26,54 27,80 180,37 186,99 20,38 21,13 853,65 884,98 573,45 779,53 67,18 64,80 73,5625 500 47,38 5,89 33,15 34,05 225,52 228,64 25,48 25,83 1334,13 1352,59 837,20 974,41 62,75 61,90 85,9230 600 54,29 6,50 39,75 40,20 270,68 269,47 30,58 30,45 1921,58 1913,00 1058,66 1169,29 55,09 55,34 90,5435 700 58,63 7,18 45,67 46,31 311,27 309,90 35,17 35,01 2577,98 2566,69 1262,89 1364,18 48,99 49,20 92,58

Prueba 2 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Modificada (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 10,27 0,41 7,49 7,53 50,76 50,93 5,74 5,75 60,06 60,26 12,63 194,88 21,03 20,96 6,4810 200 20,35 1,35 13,88 13,97 94,16 94,33 10,64 10,66 222,80 223,21 82,42 389,77 36,99 36,92 21,1515 300 29,65 3,11 20,24 20,30 137,43 136,83 15,53 15,46 487,81 485,67 276,63 584,65 56,71 56,96 47,3220 400 39,17 4,88 26,43 26,52 179,62 178,45 20,29 20,16 850,10 844,53 573,45 779,53 67,46 67,90 73,5625 500 47,38 5,89 33,04 33,15 224,77 222,65 25,40 25,16 1329,68 1317,16 837,20 974,41 62,96 63,56 85,9230 600 54,29 6,50 39,35 39,48 267,94 264,70 30,27 29,91 1902,13 1879,11 1058,66 1169,29 55,66 56,34 90,5435 700 58,63 7,18 45,55 45,71 310,44 305,94 35,08 34,57 2571,16 2533,86 1262,89 1364,18 49,12 49,84 92,58

Prueba 3 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Modificada (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 10,27 0,41 7,53 7,52 51,03 50,87 5,77 5,75 60,38 60,18 12,63 194,88 20,92 20,99 6,4810 200 20,35 1,35 13,95 13,93 94,63 94,06 10,69 10,63 223,93 222,57 82,42 389,77 36,80 37,03 21,1515 300 29,65 3,11 20,27 20,26 137,63 136,56 15,55 15,43 488,53 484,72 276,63 584,65 56,63 57,07 47,3220 400 39,17 4,88 26,35 26,34 179,08 177,24 20,23 20,03 847,52 838,84 573,45 779,53 67,66 68,36 73,5625 500 47,38 5,89 32,94 32,95 224,08 221,32 25,32 25,01 1325,64 1309,29 837,20 974,41 63,15 63,94 85,9230 600 54,29 6,50 39,23 39,27 267,12 263,31 30,18 29,75 1896,30 1869,23 1058,66 1169,29 55,83 56,64 90,5435 700 58,63 7,18 45,37 45,32 309,21 303,36 34,94 34,28 2560,93 2512,51 1262,89 1364,18 49,31 50,26 92,58

Prueba 4 con Resistencia de 8,56 Ohmios (AC), Bobinado Modificada (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 10,27 0,41 7,57 7,52 51,30 50,87 5,80 5,75 60,70 60,18 12,63 194,88 20,81 20,99 6,4810 200 20,35 1,35 14 13,89 94,97 93,79 10,73 10,60 224,74 221,94 82,42 389,77 36,67 37,14 21,1515 300 29,65 3,11 20,3 20,22 137,84 136,29 15,57 15,40 489,26 483,77 276,63 584,65 56,54 57,18 47,3220 400 39,17 4,88 26,25 26,16 178,40 176,04 20,16 19,89 844,29 833,15 573,45 779,53 67,92 68,83 73,5625 500 47,38 5,89 32,81 32,7 223,19 219,65 25,22 24,82 1320,38 1299,44 837,20 974,41 63,41 64,43 85,9230 600 54,29 6,50 39,08 38,94 266,09 261,12 30,06 29,50 1889,00 1853,69 1058,66 1169,29 56,04 57,11 90,5435 700 58,63 7,18 45,24 45,08 308,32 301,78 34,83 34,10 2553,54 2499,37 1262,89 1364,18 49,46 50,53 92,58

Page 72: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 72

Prueba 1 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,17 0,21 0,76 0,74 5,15 5,01 0,58 0,57 6,09 5,93 2,00 194,88 32,80 33,66 1,0210 200 6,25 0,42 1,00 1,00 6,77 6,78 0,76 0,77 16,02 16,03 7,88 389,77 49,15 49,11 2,0215 300 9,36 0,61 1,33 1,30 9,01 8,81 1,02 1,00 31,96 31,27 17,13 584,65 53,59 54,79 2,9320 400 12,42 0,81 1,70 1,70 11,51 11,52 1,30 1,30 54,48 54,51 30,18 779,53 55,40 55,37 3,8725 500 15,26 0,98 2,00 2,06 13,54 13,95 1,53 1,58 80,12 82,56 44,86 974,41 56,00 54,34 4,6030 600 18,35 1,22 2,41 2,40 16,32 16,26 1,84 1,84 115,86 115,41 67,16 1169,29 57,97 58,20 5,7435 700 21,50 1,42 2,70 2,71 18,29 18,35 2,07 2,07 151,44 152,02 91,59 1364,18 60,48 60,25 6,71

Prueba 2 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,17 0,21 0,76 0,75 5,15 5,08 0,58 0,57 6,09 6,01 2,00 194,88 32,80 33,21 1,0210 200 6,25 0,42 1,00 1,00 6,77 6,78 0,76 0,77 16,02 16,03 7,88 389,77 49,15 49,11 2,0215 300 9,36 0,61 1,32 1,30 8,94 8,81 1,01 1,00 31,72 31,27 17,13 584,65 53,99 54,79 2,9320 400 12,42 0,81 1,71 1,70 11,58 11,52 1,31 1,30 54,80 54,51 30,18 779,53 55,07 55,37 3,8725 500 15,26 0,98 2,01 2,04 13,61 13,82 1,54 1,56 80,52 81,75 44,86 974,41 55,72 54,88 4,6030 600 18,35 1,22 2,41 2,40 16,32 16,26 1,84 1,84 115,86 115,41 67,16 1169,29 57,97 58,20 5,7435 700 21,50 1,42 2,70 2,69 18,29 18,22 2,07 2,06 151,44 150,90 91,59 1364,18 60,48 60,70 6,71

Prueba 3 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,17 0,21 0,75 0,76 5,08 5,15 0,57 0,58 6,01 6,09 2,00 194,88 33,24 32,77 1,0210 200 6,25 0,42 1,00 1,00 6,77 6,78 0,76 0,77 16,02 16,03 7,88 389,77 49,15 49,11 2,0215 300 9,36 0,61 1,31 1,30 8,87 8,81 1,00 1,00 31,48 31,27 17,13 584,65 54,41 54,79 2,9320 400 12,42 0,81 1,72 1,71 11,65 11,59 1,32 1,31 55,12 54,83 30,18 779,53 54,75 55,05 3,8725 500 15,26 0,98 2,02 2,02 13,68 13,68 1,55 1,55 80,92 80,95 44,86 974,41 55,44 55,42 4,6030 600 18,35 1,22 2,41 2,40 16,32 16,26 1,84 1,84 115,86 115,41 67,16 1169,29 57,97 58,20 5,7435 700 21,50 1,42 2,68 2,68 18,15 18,15 2,05 2,05 150,32 150,34 91,59 1364,18 60,93 60,92 6,71

Prueba 4 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 3,17 0,21 0,75 0,78 5,08 5,29 0,57 0,60 6,01 6,25 2,00 194,88 33,24 31,93 1,0210 200 6,25 0,42 1 1 6,77 6,78 0,76 0,77 16,02 16,03 7,88 389,77 49,15 49,11 2,0215 300 9,36 0,61 1,3 1,3 8,80 8,81 0,99 1,00 31,24 31,27 17,13 584,65 54,82 54,79 2,9320 400 12,42 0,81 1,72 1,71 11,65 11,59 1,32 1,31 55,12 54,83 30,18 779,53 54,75 55,05 3,8725 500 15,26 0,98 2,02 2 13,68 13,55 1,55 1,53 80,92 80,15 44,86 974,41 55,44 55,97 4,6030 600 18,35 1,22 2,41 2,4 16,32 16,26 1,84 1,84 115,86 115,41 67,16 1169,29 57,97 58,20 5,7435 700 21,50 1,42 2,69 2,67 18,22 18,08 2,06 2,04 150,88 149,78 91,59 1364,18 60,70 61,15 6,71

Page 73: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 73

Prueba 1 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 11,98 0,01 5,44 5,36 36,86 36,28 4,16 4,10 43,61 42,92 0,36 194,88 0,82 0,84 0,1810 200 24,35 0,46 9,94 9,82 67,39 66,38 7,61 7,50 159,47 157,08 33,60 389,77 21,07 21,39 8,6215 300 35,48 1,75 14,51 14,36 98,44 96,95 11,12 10,95 349,41 344,12 185,84 584,65 53,19 54,01 31,7920 400 47,52 2,73 18,94 18,81 128,58 126,84 14,53 14,33 608,51 600,28 389,19 779,53 63,96 64,83 49,9325 500 58,21 3,92 23,19 23,14 157,53 155,85 17,80 17,61 931,91 921,98 684,55 974,41 73,46 74,25 70,2530 600 66,72 4,69 27,74 27,50 188,56 184,98 21,30 20,90 1338,61 1313,16 938,75 1169,29 70,13 71,49 80,2835 700 73,84 5,21 32,08 31,94 218,20 214,59 24,65 24,25 1807,21 1777,31 1154,12 1364,18 63,86 64,94 84,60

Prueba 2 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 11,98 0,01 5,41 5,33 36,65 36,07 4,14 4,08 43,37 42,68 0,36 194,88 0,83 0,84 0,1810 200 24,35 0,46 9,89 9,79 67,05 66,18 7,58 7,48 158,66 156,60 33,60 389,77 21,18 21,46 8,6215 300 35,48 1,75 14,43 14,27 97,89 96,34 11,06 10,89 347,48 341,98 185,84 584,65 53,48 54,34 31,7920 400 47,52 2,73 18,86 18,74 128,03 126,37 14,47 14,28 605,94 598,06 389,19 779,53 64,23 65,08 49,9325 500 58,21 3,92 23,07 22,96 156,71 154,64 17,71 17,47 927,08 914,85 684,55 974,41 73,84 74,83 70,2530 600 66,72 4,69 27,62 27,45 187,74 184,66 21,21 20,86 1332,80 1310,88 938,75 1169,29 70,43 71,61 80,2835 700 73,84 5,21 31,97 31,88 217,45 214,19 24,57 24,20 1800,99 1774,00 1154,12 1364,18 64,08 65,06 84,60

Prueba 3 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 11,98 0,01 5,40 5,32 36,59 36,01 4,13 4,07 43,29 42,60 0,36 194,88 0,83 0,84 0,1810 200 24,35 0,46 9,86 9,76 66,85 65,98 7,55 7,45 158,18 156,12 33,60 389,77 21,24 21,52 8,6215 300 35,48 1,75 14,39 14,23 97,62 96,08 11,03 10,85 346,51 341,02 185,84 584,65 53,63 54,50 31,7920 400 47,52 2,73 18,79 18,68 127,56 125,97 14,41 14,23 603,68 596,15 389,19 779,53 64,47 65,28 49,9325 500 58,21 3,92 22,98 22,91 156,10 154,31 17,64 17,43 923,45 912,87 684,55 974,41 74,13 74,99 70,2530 600 66,72 4,69 27,46 27,38 186,65 184,19 21,09 20,81 1325,05 1307,57 938,75 1169,29 70,85 71,79 80,2835 700 73,84 5,21 31,86 31,76 216,70 213,40 24,48 24,11 1794,76 1767,39 1154,12 1364,18 64,30 65,30 84,60

Prueba 4 con Resistencia de 15,3 Ohmios(AC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 11,98 0,01 5,38 5,31 36,45 35,94 4,12 4,06 43,13 42,52 0,36 194,88 0,83 0,85 0,1810 200 24,35 0,46 9,82 9,73 66,57 65,77 7,52 7,43 157,54 155,64 33,60 389,77 21,33 21,59 8,6215 300 35,48 1,75 14,36 14,18 97,42 95,74 11,01 10,82 345,79 339,83 185,84 584,65 53,74 54,69 31,7920 400 47,52 2,73 18,72 18,56 127,08 125,16 14,36 14,14 601,43 592,34 389,19 779,53 64,71 65,70 49,9325 500 58,21 3,92 22,89 22,87 155,48 154,04 17,57 17,40 919,82 911,29 684,55 974,41 74,42 75,12 70,2530 600 66,72 4,69 27,32 27,27 185,70 183,45 20,98 20,73 1318,27 1302,35 938,75 1169,29 71,21 72,08 80,2835 700 73,84 5,21 31,78 31,54 216,15 211,93 24,42 23,94 1790,23 1755,25 1154,12 1364,18 64,47 65,75 84,60

Page 74: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 74

Prueba 1 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 5,20 0,55 0,90 1,00 6,09 6,78 0,69 0,77 7,21 8,02 2,86 194,88 39,67 35,67 1,4710 200 11,68 1,24 1,56 1,50 10,56 10,16 1,19 1,15 25,00 24,05 14,48 389,77 57,94 60,22 3,7215 300 18,14 1,94 2,20 2,20 14,90 14,90 1,68 1,68 52,88 52,90 35,19 584,65 66,55 66,53 6,0220 400 24,50 2,63 2,90 2,90 19,64 19,64 2,22 2,22 92,95 92,95 64,44 779,53 69,32 69,32 8,2725 500 31,20 3,36 3,50 3,50 23,71 23,70 2,68 2,68 140,24 140,21 104,83 974,41 74,75 74,77 10,7630 600 36,50 4,08 4,10 4,10 27,77 27,76 3,14 3,14 197,16 197,06 148,92 1169,3 75,53 75,57 12,7435 700 41,20 4,77 4,90 4,90 33,20 33,17 3,75 3,75 274,93 274,70 196,52 1364,2 71,48 71,54 14,41

Prueba 2 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 5,20 0,55 0,95 1,00 6,43 6,78 0,73 0,77 7,61 8,02 2,86 194,88 37,58 35,67 1,4710 200 11,68 1,24 1,58 1,54 10,70 10,43 1,21 1,18 25,32 24,69 14,48 389,77 57,21 58,66 3,7215 300 18,14 1,94 2,20 2,20 14,90 14,90 1,68 1,68 52,88 52,90 35,19 584,65 66,55 66,53 6,0220 400 24,50 2,63 2,90 2,90 19,64 19,64 2,22 2,22 92,95 92,95 64,44 779,53 69,32 69,32 8,2725 500 31,20 3,36 3,49 3,47 23,64 23,50 2,67 2,65 139,84 139,01 104,83 974,41 74,97 75,41 10,7630 600 36,50 4,08 4,11 4,10 27,84 27,76 3,15 3,14 197,64 197,06 148,92 1169,3 75,35 75,57 12,7435 700 41,20 4,77 4,88 4,87 33,06 32,97 3,74 3,72 273,81 273,02 196,52 1364,2 71,77 71,98 14,41

Prueba 3 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 5,20 0,55 0,98 1,00 6,64 6,78 0,75 0,77 7,85 8,02 2,86 194,88 36,43 35,67 1,4710 200 11,68 1,24 1,59 1,58 10,77 10,70 1,22 1,21 25,48 25,33 14,48 389,77 56,85 57,18 3,7215 300 18,14 1,94 2,20 2,20 14,90 14,90 1,68 1,68 52,88 52,90 35,19 584,65 66,55 66,53 6,0220 400 24,50 2,63 2,90 2,90 19,64 19,64 2,22 2,22 92,95 92,95 64,44 779,53 69,32 69,32 8,2725 500 31,20 3,36 3,48 3,46 23,57 23,43 2,66 2,65 139,44 138,61 104,83 974,41 75,18 75,63 10,7630 600 36,50 4,08 4,12 4,10 27,91 27,76 3,15 3,14 198,12 197,06 148,92 1169,3 75,17 75,57 12,7435 700 41,20 4,77 4,86 4,86 32,92 32,90 3,72 3,72 272,68 272,46 196,52 1364,2 72,07 72,13 14,41

Prueba 4 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 5,20 0,55 1 1 6,77 6,78 0,76 0,77 8,01 8,02 2,86 194,88 35,70 35,67 1,4710 200 11,68 1,24 1,6 1,6 10,83 10,84 1,22 1,22 25,64 25,65 14,48 389,77 56,49 56,46 3,7215 300 18,14 1,94 2,2 2,2 14,90 14,90 1,68 1,68 52,88 52,90 35,19 584,65 66,55 66,53 6,0220 400 24,50 2,63 2,9 2,9 19,64 19,64 2,22 2,22 92,95 92,95 64,44 779,53 69,32 69,32 8,2725 500 31,20 3,36 3,48 3,45 23,57 23,36 2,66 2,64 139,44 138,21 104,83 974,41 75,18 75,85 10,7630 600 36,50 4,08 4,12 4,1 27,91 27,76 3,15 3,14 198,12 197,06 148,92 1169,3 75,17 75,57 12,7435 700 41,20 4,77 4,84 4,85 32,79 32,83 3,70 3,71 271,56 271,90 196,52 1364,2 72,37 72,28 14,41

Page 75: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 75

Prueba 1 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 17,98 1,96 8,00 8,00 54,22 54,11 6,13 6,11 64,15 64,02 35,24 194,88 54,93 55,05 18,0810 200 35,20 4,20 15,20 15,00 103,13 101,25 11,65 11,44 244,04 239,60 147,84 389,77 60,58 61,70 37,9315 300 51,10 5,84 22,00 21,90 149,42 147,55 16,88 16,67 530,36 523,72 298,42 584,65 56,27 56,98 51,0420 400 65,70 7,50 30,62 30,55 208,23 205,33 23,53 23,20 985,48 971,78 492,75 779,53 50,00 50,71 63,2125 500 79,70 9,20 38,27 38,19 260,55 256,14 29,44 28,94 1541,36 1515,30 733,24 974,41 47,57 48,39 75,2530 600 89,80 10,30 45,93 45,83 313,05 306,73 35,37 34,66 2222,36 2177,51 924,94 1169,29 41,62 42,48 79,1035 700 98,20 11,30 53,58 53,47 365,61 357,11 41,31 40,35 3028,01 2957,64 1109,66 1364,18 36,65 37,52 81,34

Prueba 2 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 17,98 1,96 8,04 8,02 54,49 54,24 6,16 6,13 64,47 64,18 35,24 194,88 54,66 54,91 18,0810 200 35,20 4,20 15,16 15,13 102,86 102,13 11,62 11,54 243,40 241,67 147,84 389,77 60,74 61,18 37,9315 300 51,10 5,84 22,00 21,90 149,42 147,55 16,88 16,67 530,36 523,72 298,42 584,65 56,27 56,98 51,0420 400 65,70 7,50 30,66 30,59 208,50 205,60 23,56 23,23 986,77 973,05 492,75 779,53 49,94 50,64 63,2125 500 79,70 9,20 38,32 38,24 260,89 256,47 29,48 28,98 1543,38 1517,27 733,24 974,41 47,51 48,33 75,2530 600 89,80 10,30 45,99 45,90 313,46 307,20 35,42 34,71 2225,28 2180,79 924,94 1169,29 41,57 42,41 79,1035 700 98,20 11,30 53,65 53,54 366,09 357,57 41,36 40,40 3032,00 2961,45 1109,66 1364,18 36,60 37,47 81,34

Prueba 3 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 17,98 1,96 8,08 8,06 54,76 54,51 6,19 6,16 64,80 64,50 35,24 194,88 54,39 54,64 18,0810 200 35,20 4,20 15,14 15,17 102,72 102,40 11,61 11,57 243,08 242,30 147,84 389,77 60,82 61,01 37,9315 300 51,10 5,84 21,90 21,90 148,74 147,55 16,80 16,67 527,94 523,72 298,42 584,65 56,53 56,98 51,0420 400 65,70 7,50 30,70 30,63 208,78 205,87 23,59 23,26 988,07 974,31 492,75 779,53 49,87 50,57 63,2125 500 79,70 9,20 38,37 38,31 261,23 256,94 29,52 29,03 1545,41 1520,01 733,24 974,41 47,45 48,24 75,2530 600 89,80 10,30 46,05 46,00 313,87 307,86 35,46 34,78 2228,21 2185,48 924,94 1169,29 41,51 42,32 79,1035 700 98,20 11,30 53,71 53,64 366,50 358,23 41,41 40,47 3035,42 2966,90 1109,66 1364,18 36,56 37,40 81,34

Prueba 4 con Resistencia de 8,56 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 17,98 1,96 8,1 8,1 54,90 54,78 6,20 6,19 64,96 64,81 35,24 194,88 54,25 54,37 18,0810 200 35,20 4,20 15,1 15,2 102,45 102,60 11,58 11,59 242,43 242,78 147,84 389,77 60,98 60,89 37,9315 300 51,10 5,84 21,9 21,9 148,74 147,55 16,80 16,67 527,94 523,72 298,42 584,65 56,53 56,98 51,0420 400 65,70 7,50 30,74 30,71 209,05 206,40 23,62 23,32 989,36 976,83 492,75 779,53 49,80 50,44 63,2125 500 79,70 9,20 38,42 38,39 261,57 257,47 29,55 29,09 1547,43 1523,15 733,24 974,41 47,38 48,14 75,2530 600 89,80 10,30 46,11 46,07 314,29 308,32 35,51 34,84 2231,13 2188,77 924,94 1169,29 41,46 42,26 79,1035 700 98,20 11,30 53,79 53,74 367,05 358,88 41,47 40,55 3039,98 2972,35 1109,66 1364,18 36,50 37,33 81,34

Page 76: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 76

Prueba 1 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 4,88 0,37 0,80 0,80 5,42 5,42 0,61 0,61 6,41 6,41 1,81 194,88 28,18 28,15 0,9310 200 10,80 0,78 1,10 1,20 7,45 8,13 0,84 0,92 17,62 19,24 8,42 389,77 47,80 43,78 2,1615 300 18,37 1,17 1,60 1,60 10,83 10,84 1,22 1,22 38,46 38,48 21,49 584,65 55,89 55,86 3,6820 400 24,90 1,62 2,05 2,10 13,88 14,23 1,57 1,61 65,70 67,33 40,34 779,53 61,40 59,91 5,1725 500 31,50 2,07 2,58 2,56 17,47 17,34 1,97 1,96 103,36 102,58 65,21 974,41 63,08 63,57 6,6930 600 38,06 2,46 3,10 3,10 21,00 20,99 2,37 2,37 149,05 149,04 93,63 1169,3 62,82 62,82 8,0135 700 44,50 2,90 3,60 3,58 24,38 24,24 2,75 2,74 201,95 200,77 129,05 1364,2 63,90 64,28 9,46

Prueba 2 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 4,88 0,37 0,80 0,80 5,42 5,42 0,61 0,61 6,41 6,41 1,81 194,88 28,18 28,15 0,9310 200 10,80 0,78 1,13 1,20 7,65 8,13 0,86 0,92 18,10 19,24 8,42 389,77 46,53 43,78 2,1615 300 18,37 1,17 1,60 1,60 10,83 10,84 1,22 1,22 38,46 38,48 21,49 584,65 55,89 55,86 3,6820 400 24,90 1,62 2,06 2,04 13,95 13,82 1,58 1,56 66,02 65,40 40,34 779,53 61,10 61,68 5,1725 500 31,50 2,07 2,59 2,59 17,54 17,54 1,98 1,98 103,76 103,78 65,21 974,41 62,84 62,83 6,6930 600 38,06 2,46 3,11 3,10 21,06 20,99 2,38 2,37 149,53 149,04 93,63 1169,3 62,62 62,82 8,0135 700 44,50 2,90 3,58 3,56 24,25 24,11 2,74 2,72 200,83 199,65 129,05 1364,2 64,26 64,64 9,46

Prueba 3 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 4,88 0,37 0,80 0,80 5,42 5,42 0,61 0,61 6,41 6,41 1,81 194,88 28,18 28,15 0,9310 200 10,80 0,78 1,15 1,20 7,79 8,13 0,88 0,92 18,43 19,24 8,42 389,77 45,72 43,78 2,1615 300 18,37 1,17 1,60 1,60 10,83 10,84 1,22 1,22 38,46 38,48 21,49 584,65 55,89 55,86 3,6820 400 24,90 1,62 2,02 2,02 13,68 13,68 1,55 1,55 64,74 64,76 40,34 779,53 62,31 62,29 5,1725 500 31,50 2,07 2,60 2,61 17,61 17,68 1,99 2,00 104,16 104,58 65,21 974,41 62,60 62,35 6,6930 600 38,06 2,46 3,12 3,10 21,13 20,99 2,39 2,37 150,01 149,04 93,63 1169,3 62,41 62,82 8,0135 700 44,50 2,90 3,57 3,56 24,18 24,11 2,73 2,72 200,27 199,65 129,05 1364,2 64,44 64,64 9,46

Prueba 4 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Original (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 4,88 0,37 0,8 0,8 5,42 5,42 0,61 0,61 6,41 6,41 1,81 194,88 28,18 28,15 0,9310 200 10,80 0,78 1,18 1,2 7,99 8,13 0,90 0,92 18,91 19,24 8,42 389,77 44,56 43,78 2,1615 300 18,37 1,17 1,6 1,6 10,83 10,84 1,22 1,22 38,46 38,48 21,49 584,65 55,89 55,86 3,6820 400 24,90 1,62 2 2 13,54 13,55 1,53 1,53 64,10 64,12 40,34 779,53 62,93 62,91 5,1725 500 31,50 2,07 2,6 2,64 17,61 17,88 1,99 2,02 104,16 105,78 65,21 974,41 62,60 61,64 6,6930 600 38,06 2,46 3,12 3,1 21,13 20,99 2,39 2,37 150,01 149,04 93,63 1169,3 62,41 62,82 8,0135 700 44,50 2,90 3,57 3,55 24,18 24,04 2,73 2,72 200,27 199,09 129,05 1364,2 64,44 64,82 9,46

Page 77: ADAPTACION DE UN GENERADOR DE IMANES - Uniandes

MIM-2004-I-08 77

Prueba 1 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 21,90 1,30 6,20 6,20 42,01 41,95 4,75 4,74 49,71 49,64 28,47 194,88 57,28 57,36 14,6110 200 43,80 2,96 11,50 11,40 77,98 77,03 8,81 8,70 184,54 182,28 129,65 389,77 70,26 71,13 33,2615 300 67,85 4,25 16,60 16,50 112,65 111,33 12,73 12,58 399,86 395,17 288,36 584,65 72,12 72,97 49,3220 400 84,45 5,48 21,40 21,30 145,33 143,53 16,42 16,22 687,80 679,28 462,79 779,53 67,28 68,13 59,3725 500 104,20 6,95 28,79 28,56 195,73 192,06 22,11 21,70 1157,92 1136,23 724,19 974,41 62,54 63,74 74,3230 600 119,30 7,86 34,54 34,28 235,02 230,17 26,55 26,01 1668,43 1633,96 937,70 1169,29 56,20 57,39 80,1935 700 131,90 8,65 40,30 39,39 274,45 264,10 31,01 29,84 2273,05 2187,35 1140,94 1364,18 50,19 52,16 83,64

Prueba 2 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 21,90 1,30 6,20 6,17 42,01 41,75 4,75 4,72 49,71 49,40 28,47 194,88 57,28 57,63 14,6110 200 43,80 2,96 11,50 11,40 77,98 77,03 8,81 8,70 184,54 182,28 129,65 389,77 70,26 71,13 33,2615 300 67,85 4,25 16,60 16,50 112,65 111,33 12,73 12,58 399,86 395,17 288,36 584,65 72,12 72,97 49,3220 400 84,45 5,48 21,40 21,25 145,33 143,19 16,42 16,18 687,80 677,69 462,79 779,53 67,28 68,29 59,3725 500 104,20 6,95 28,72 28,58 195,25 192,20 22,06 21,72 1155,09 1137,02 724,19 974,41 62,70 63,69 74,3230 600 119,30 7,86 34,48 34,31 234,61 230,37 26,51 26,03 1665,52 1635,38 937,70 1169,29 56,30 57,34 80,1935 700 131,90 8,65 40,23 39,62 273,97 265,63 30,95 30,01 2269,07 2199,99 1140,94 1364,18 50,28 51,86 83,64

Prueba 3 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 21,90 1,30 6,20 6,14 42,01 41,55 4,75 4,69 49,71 49,16 28,47 194,88 57,28 57,92 14,6110 200 43,80 2,96 11,50 11,40 77,98 77,03 8,81 8,70 184,54 182,28 129,65 389,77 70,26 71,13 33,2615 300 67,85 4,25 16,60 16,50 112,65 111,33 12,73 12,58 399,86 395,17 288,36 584,65 72,12 72,97 49,3220 400 84,45 5,48 21,40 21,22 145,33 142,99 16,42 16,16 687,80 676,74 462,79 779,53 67,28 68,38 59,3725 500 104,20 6,95 28,68 28,60 194,98 192,33 22,03 21,73 1153,47 1137,81 724,19 974,41 62,78 63,65 74,3230 600 119,30 7,86 34,41 34,33 234,13 230,50 26,45 26,04 1662,12 1636,32 937,70 1169,29 56,42 57,31 80,1935 700 131,90 8,65 40,16 39,85 273,49 267,15 30,90 30,18 2265,10 2212,62 1140,94 1364,18 50,37 51,56 83,64

Prueba 4 con Resistencia de 15,3 Ohmios (DC), Bobinado Modificado (Hz) RPM Vfase I(A) Lsub (mV) Lbaj (mV) Tsub in-lb Tbaj in-lb Tsub N-m Tbaj N-m Psub IN Pbaj IN Pot Out Potmag Eficsub Eficbaj Emag

5 100 21,90 1,30 6,2 6,1 42,01 41,28 4,75 4,66 49,71 48,84 28,47 194,88 57,28 58,30 14,6110 200 43,80 2,96 11,5 11,4 77,98 77,03 8,81 8,70 184,54 182,28 129,65 389,77 70,26 71,13 33,2615 300 67,85 4,25 16,6 16,5 112,65 111,33 12,73 12,58 399,86 395,17 288,36 584,65 72,12 72,97 49,3220 400 84,45 5,48 21,4 21,2 145,33 142,86 16,42 16,14 687,80 676,11 462,79 779,53 67,28 68,45 59,3725 500 104,20 6,95 28,63 28,62 194,64 192,47 21,99 21,75 1151,45 1138,60 724,19 974,41 62,89 63,60 74,3230 600 119,30 7,86 34,36 34,35 233,79 230,63 26,41 26,06 1659,69 1637,27 937,70 1169,29 56,50 57,27 80,1935 700 131,90 8,65 40,08 40 272,94 268,15 30,84 30,30 2260,56 2220,85 1140,94 1364,18 50,47 51,37 83,64