Tarea I guía Oerlikon.

8/9/2019 Tarea I gua Oerlikon.

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Mquinas Rotativas IIEstudio Electromagntico de la Maquina Sincrnica de Polos Salientes

1

UNIVERSIDAD DE VALLEESCUELA DE IGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

AREA DE CONVERSIN DE ENERGATarea 1 DE MQUINAS ROTATIVAS II

Ing. JOSE LUIS OSLINGER GUTIERREZ PhD.

Alejandro Crdenas Angel Cod: 0525609Diego Fernando Freyre Coral Cod: 0732430

OBJETIVOS

Determinar el funcionamiento de una mquina sincrnica de polos salientes en lo

referente a los armnicos de f.e.m. que ella produce.

Realizar la curva de magnetizacin en vaco del Generador OERLIKON (Monumento),

utilizando diferentes niveles de tensin.

Calcular la energa acumulada en el circuito magntico en funcin de la inductancia y la

corriente de excitacin.

INTRODUCCIN

El estudio del comportamiento de los armnicos de f.e.m. de una mquina de polos salientes, que

se describen en la presente tarea, se har con base en el Generador OERLIKON, que es el

monumento de la Escuela de Ingeniera Elctrica y Electrnica de la Universidad del Valle. Para

esto se tendr en cuenta la gua de referencia con los clculos para una mquina en lahidroelctrica de Playas. Para el clculo de la curva de magnetizacin en vaco comenzaremos con

los clculos pertinentes de los factores de algunos de los armnicos que se ven fuertemente

expresados y posteriormente y posteriormente procederemos a calcular el campo magntico en el

entrehierro de la mquina y en los dems elementos del circuito magntico. Tambin, de acuerdo

al estndar de la IEEE 115 de 1995 se evaluar el TIF (factor de interferencia telefnica) y el

cumplimiento del funcionamiento de la mquina de acuerdo a esta. Finalmente calcularemos la

energa acumulada en el circuito magntico relacionando lo calculado anteriormente siguiendo el

ejemplo gua del texto de Juan Corrales Martn: CALCULO INDUSTRAL DE MQUINASELCTRICAS.

PRIMERA PARTE

Los datos de placa y otros parmetros algunos calculados y medidos directamente fueron

comparados con los reales y anexados al final de este documento.

Los datos presentados a continuacin en la tabla 1, pertenecen al generador de polos salientes

OERLIKON:


2/27


2

ROTORDimetro mayor del rotor Dr 2737 mm

# de polos 2p 28

ESTATOR

Dimetro exterior de la corona del inducido D 3025 mmDimetro interior del inducido Di 2747 mm

Longitud axial del inducido L 365 mm

# de canales de ventilacin nc 4Ancho de canales de ventilacin c 9 mm

# de ranuras Z 294

Ancho de ranuras a 11.6 mm

Profundidad de la ranuras ht 50 mmTabla 1. Datos bsicos de la mquina.

SEGUNDA PARTE

1. Clculo de los coeficientes de los armnicos del campo de excitacin

Se deben calcular en primera instancia algunos parmetros relacionando los datos tomados del

entrehierro y los polos del rotor.

= (1)

= 95 = 1.8

= 2 2

= 27472 14 = 308.21

= (3)

= 213308.21 = 0.691

= 4

= 5308.21

= 0.0162

Donde

= Entrehierro relativo bajo el borde del polo

= Entrehierro mximo

= Entrehierro mnimo = Dimetro interno del inducido = Paso polar = Arco polar relativo = Ancho de la expansin polar = Entrehierro relativo en el eje del polo


3/27


3

Con estos parmetros calculados, nos remitimos a las figuras 1 y 21

para realizar el clculo de de

los coeficientes de los armnicos del campo de excitacin k f, kf3 y kf5 correspondientes a los

armnicos fundamental, tercero y quinto respectivamente.

Figura 1. Coeficientes del campo de excitacin para el amnico fundamental.

Figura 2. Coeficientes del campo de excitacin para los armnicos tercero y quinto.

Ahora tomando un valor aproximado al calculado anteriormente del entrehierro relativo bajo el

eje del polo y del arco polar relativo, tenemos:

= 0.02 = 0.691

=

+

(5)

Para el armnico fundamental:

= 0.048 = 0.026

1Figuras 26.2 y 26.3 Cap 26. Maquinas Elctricas. A.V. Ivanov-Smolenski tomo I, editorial Mir Mosc,

1984.


4/27


4

= 0.93 = + = 0.93 + 0.026 = 0.956

Para el tercer armnico:

3 = 0.1 3 = 0.0553 = 0.11

3 = 3 + 3 = 0.11 0.055 = 0.055

Para el quinto armnico:

5 = 0.09 5 = 0.055 = 0.15

5 = 5 + 5 = 0.15 + 0.05 = 0.1Podemos observar que el coeficiente del armnico fundamental del campo de excitacin es muy

cercano a la unidad y quiere decir que es el que ms se expresa en la forma de onda de dicho

campo y los coeficientes del tercer y quinto armnico son casi insignificantes con respecto al

primero y observamos a dems que el quinto armnico es negativo lo cual no es posible por lo

cual este armnico no afectara a la forma de onda.

Observando ahora la figura 3 y 4 podremos determinar los factores Kfy KM :

Figura 3. Factor relativo de forma para diversos tipos de sistemas polares.2

2Fig I.04.06 Cap I. Juan Corrales Martn. Clculo Industrial de Mquinas Elctricas. Pag 142.


5/27


5

Se escogi la curva nmero 2 que corresponde a alternadores de polos salientes y entrehierro

senoidal. En este caso representa el mismo valor de (arco polar relativo). Entonces el factorrelativo de forma ser:

= 0.97Donde es el factor de forma de la onda y hallamos ahora el factor relativo de forma de acuerdoa la ecuacin 6:

= 1.11 (6)

= 1.110.97

= 1.14

Ahora observando la figura 4 se deduce el factor absoluto de amplitud kM para la onda real de

induccin.

Figura 4. Factor relativo de amplitud para mquinas de corriente alterna.3

De la misma forma como se obtuvo el factor kf se escoge la curva 2 que corresponde a

alternadores de polos salientes y entrehierro senoidal y utilizando la expresin 7:

= 12 (7)

Observando la figura 4 el valor es:

= 1.01La diferencia entre los factores de forma de los armnicos fundamental, tercero y quinto con el

conseguido a partir de la figura 3 y la ecuacin 6 es simplemente que los primeros son las

componentes de los armnicos del campo y el segundo es el factor de forma principal que si

3Fig. I.04.08 b. Cap I. Juan Corrales Martn. Clculo Industrial de Mquinas Elctricas. Pag 146.


6/27


6

observamos con detenimiento es casi igual al fundamental y muy cercano a la unidad y en cuanto

a , solo nos determina la amplitud de la onda real. Estos factores estn muy ligados a lasdimensiones y construccin geomtrica de los polos de la mquina.

2. Clculo del TIF

De acuerdo al estndar 115 de 1995 toda mquina para su buen desempeo debe cumplir con un

requisito indispensable citado en esta norma y es el factor de influencia telefnica (TIF) y su

expresin est dada en la ecuacin 8:

= 84

Pero primero hallamos los factores de distribucin para los armnicos fundamental, tercero y

quinto.

# =294

28 3 = 3.5

= 3 . 5 = 3 12

= 3 2 + 1 = 7

Angulo entre ranuras

= 9

=

180

3 3.5= 17.14

Y con la ecuacin 10 que representa el factor de distribucin para el v-simo armnico.

=sin

2

sin2

(10)

Para el armnico fundamental

=

sin3.5 17.14

2

sin 17.142

= 0.958

Para el tercer armnico

4IEEE GUIDE: TEST PROCEDURES FOR SYNCHRONOUS MACHINES


7/27


7

3 =sin

3 3.5 17.142

sin3 17.14

2

= 0.65

Para el quinto armnico

5 =sin

5 3.5 17.142

sin5 17.14

2

= 0.21

Ahora hallamos el paso polar relativo del devanado con la ecuacin 11 y donde el paso polar en

ranuras esta dado por la ecuacin 12:

= 1 (11)

=

2(12)

= 29428

= 10.5

= 11 10.5 = 1.047

Y con este ltimo dato hallamos el factor de reduccin para los mismos armnicos:

= sin2

13

= sin 1.047 2

= 0.99

3 = sin 3 1.047 2

= 0.975

5 = sin 5 1.047 2

= 0.932

Como ya se tiene el valor de los factores de distribucin y de reduccin, podemos calcular el

factor de devanado para los mismos armnicos de acuerdo a la ecuacin 14:

= 14 = 0.958 0.99 = 0.948

3 = 0.65 0.975 = 0.6335 = 0.21 0.932 = 0.195


8/27


8

Ahora con la expresin 15 hallamos los valores relativos de los coeficientes de devanado para

estos armnicos:

=1

15

3 = 0.6330.948

= 0.667

5 = 0.1950.948

= 0.205

Ahora para calcular los coeficientes que relacionan las amplitudes de los armnicos superiores

utilizamos los factores de forma de dichos armnicos relacionados en la siguiente expresin:

= 16

3 = 0.0550.956

= 0.0575

5 = 0.10.956

= 0.1046

Llegamos a la ecuacin 17 de la densidad de flujo mximo:

= 22 1 1 + 3 32 + 5 52 17

Donde

E = tensin nominal de la mquina por fase

= = nmero de espiras por bobinas = longitud axial del inducido = paso polarY

24003 = 1385.64

= 1385.6422 3 308.21 365 0.948 0.956 60 1 + 0.0575 0.6672 + 0.1046 0.2052

= 0.00002666 = 0.2666


9/27


9

Entonces para el v-esimo armnico de f.e.m. tenemos la expresin segn Kostenko Tomo II:

= 2 18Y el flujo magntico del v-simo armnico para un semiperiodo es:

= 2 =2

19

El coeficiente de los armnicos del campo de excitacin anteriormente hallado tambin se puede

expresar como:

= = 20

Luego, reemplazando 14, 19 y 20 en 18; tenemos:

= 22 21Y por ltimo reemplazamos el valor de Bm en la ecuacin 21:

1 = 22 308.211

365 0.948 60 0.956 0.00002666 3

1 = 1383.8323

3 = 22 308.21

3 365 0.633 3 60 0.055 0.00002666 33 = 53.1598

5 = 22 308.215

365 0.195 5 60 (0.1) 0.00002666 3

5 = 29.775 Con los valores de los armnicos de f.e.m. podemos hallar Erms con la siguiente ecuacin:

= 12 + 32 + 52 22 = 1385.17

Procedemos entonces a calcular el TIF Balanceado donde se excluyen todos los armnicos de

orden 3 y para ello, primero tenemos que encontrar los factores de peso para los armnicos 1 y 5.5

5Los datos de los factores de peso fueron tomados de la tabla 1 de Gers.


10/27


10

1 = 0.55 = 225

= 2

=1 23

= 0.5 1383.83232 + (225 (29.775))2=1

1385.17

= 4.86Ahora en el clculo del TIF Residual se deben incluir los armnicos de tercer orden y sus mltiplos,

donde el factor de peso para el tercer armnico es:

3 = 30

= 30 53.15982=1

1385.17

= 1.15Y finalmente podemos hallar el TIF Total con la ecuacin 24:

= 2 + 2 24

= 4.862 + 1.152 = 4.99

Eso significa que el nivel de distorsin por interferencia telefnica debida a los armnicos de f.e.m.

del orden 1, 3 y 5 es del 4.99 %.

3. Clculo de la curva de magnetizacin

3.1. Calculo de la excitacin requerida en el entrehierro

Dimetro de inducido D = 2750mm

Longitud total L = 360mm

Canales de ventilacin radial nc = 4

Longitud axial por canal c = 9mmNmero total de conductores = 588Nmero total de ranuras = 294


11/27


11

Abertura de ranura ag = 13mm

Entrehierro mnimo = 5Paso de Bobinas diametral yn = 11 y 10

Fases m = 3

Frecuencia f = 60Hz

Pares de polos p = 1 4

El flujo por polo viene dado por la siguiente ecuacin suponiendo la onda distribuida

sinusoidalmente en el espacio:

= 2,22 (25)

El factor de bobinado depende del nmero ranuras por polo y fase, del paso de bobina y delachaflanamiento:

= (26)Donde y se hallaron en el iten anterior y se encuentra por medio de la siguienteecuacin:

= 2 2

(27)

Donde = 3 = 0.36 3 = 18.84

Remplazando en dicha ecuacin obtenemos que = 0.99847 por lo tanto el factor debobinado es: = 0.958 0.99 0.998 = 0.9469

Sustituyendo valores en la ecuacin 25:

= 3 1358.642,22 60 588 0.946 = 0.05598

A este flujo corresponde una induccin sinodal en el entrehierro de valor mximo:

= 1.57 (28)

=0.360m = 2 = 0.309


12/27


12

= 1.57 0.055980.36 0.309 = 0.791029

La induccin mxima efectiva resultara de aplicar los factores de correccin , .

El factor = 1.01 lo obtenemos de la grafica 1.04.08b del libro de Juan Corrales Martin (Figura3) para un

= = 0.681

Figura 5. Longitud perdida en el entrehierro.

El factor con el entrehierro de 5mm y canales de 9mm la curva 1 de la figura 1.04.09 b (Figura5) indica una prdida de longitud axial por canal = 4.2 la longitud efectiva pasa a ser:

= = 0.36 4 0.042 = 0.3432

= =0.36

0.3432= 1.049

Y el factor de Carter esta dado por:

= + + 34 = 1.19

De este modo la induccin efectiva en el entrehierro pasa a ser:

= = 0.8515


13/27


13

Como:

= (29)Entonces = = 7095.87 de este valor encontramos la fuerza magnetomotriz como:

... = = 6767.24 0.5 = 3547.93 3.2. Excitacin por polo en los dientes

Las dimensiones del diente se deducen a continuacin:

Numero de ranuras = 294Dimetro en el entrehierro = 2750Paso de ranura en el entrehierro = = = 29.38Profundidad de la ranura = 43Dimetro a mitad de la profundidad = 2750 + 43 = 2793Dimetro en el fondo de las ranuras = 2750 + 43 = 2836Paso mximo de diente = = 30.30Paso medio de diente = m = 29.84Paso mximo de diente = = 29.38Grueso mximo del diente = = 18.7Grueso medio del diente = =18.24Grueso mnimo del diente

=

=17.78

Longitud Bruta y neta de paquetes

= = 32.6 = = 0.98 32.4 = 31.7

= = 1.14

Inducciones mximas aparentes en la cabeza, a media altura, y en la raz del diente:

= =26,75

Remplazando los valores de t:

= 26.7518.7 = 1.42


14/27


14

= 26.7518.2 1.47

= 26.7517.7 = 15.0

De las curvas 1.04.18 b (Figura 6) del libro de Juan Corrales Martin:

= 14 = 18 = 20

Figura 6. Curva para el clculo en los dientes.

Entonces el valor medio de la intensidad de campo en los dientes ser:

= + 4 +

6= 17.6

Como la longitud de los dientes es de 43 mm entonces:

.. = 4.3 = 76.03/3.3. Excitacin por polos para la corona del inducido

Dimetro interior 2750mm

Longitud bruta de los paquetes de chapas = 32.6


15/27


15

Dimetro exterior del ncleo = 3010Dimetro interior del ncleo = 2836Altura radial de la corona

= +

2= 8.7

Seccin neta de la corona del inducido:

= = 0.98 32.6 8.7 = 277.942Induccin en la corona

= 0.055982 0.02779

= 1.00

De la figura 1.04.18 d (Figura 7) se obtiene = 4/ y = 301028 = 168.43 entonces laf.m.m.

Figura 7. Curvas para el clculo del campo en los dientes.

.. = = 4 16,8 = 67.23.4. Excitacin en los polos

Altura radial mnima de la expansin polar = 0.026Longitud axial del ncleo polar = 0.35Altura radial del ncleo polar = 0.175Longitud radial del ncleo polar = 0.35Altura tangencial de la expansin polar = 0.141Altura radial mxima de la expansin polar = 0.03


16/27


16

1 = (2745.7 0.023)28

= 0.0924

3 = (2745.7 2 0.003 + 0.175)28

= 0.308

p = 5.0241 + 2.5123 + 7.36 10 1 +

2

1 + 3.68 10 1 +

2

3 (30)

Consideramos entonces

= 2 + 3

= 0.0273

p = 164.32 MAv

La fuerza magneto motriz de dispersin es:

... =... ... ... = 3523.2 =... p = 0.00579Wb

= 1 + = 1.1034

La dispersin incrementa en un 10.3% por trmino medio el flujo en los polos de esta mquina:

= + = 0.0057 + 0.05598 = 0.0617La seccin del polo es

= = 0.0482La induccin

= = 1.28

De la grafica entonces = 4/ y la fuerza magnetomotrz entonces es:... = = 4 35 = 140/

3.5. Excitacin para la corona polar

Como el es casi igual a entonces:


17/27


17

B =c

2 = 0.565

De la grafica proporcionada por el profesor:

H = 22.5/Entonces la fuerza electromotriz de la corona polar es:

F.m.m = 4 14 = 346

En el anexo 2 mostramos la tabla que recoge el clculo progresivo d la caracterstica magntica

con los distintos valores de f.e.m.

A continuacin mostramos la caracterstica en vaco de cada parte del circuito magntico y la total

de la mquina.

-1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Recta del

entrehierro

E(

V)

F.m. [Av/polo]

Figura 8. Caracterstica magntica en vacio de la maquina generador OERLIKON.

0 1000 2000 3000 4000 5000

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

E(V

)

F.m. [Av/polo]

Figura 9. Fmm en el entrehierro.


18/27


18

0 20 40 60 80 100 120

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

E[

V]

f.m.m [Av/polo]

Figura 10. Fmm en la corona del inducido.

0 20 40 60 80 100 120

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

E[

V]

f.m.m [Av/polo]

Figura 11. Fmm en el diente.

0 20 40 60 80 100 120

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

E[

V]

f.m.m [Av/polo]

Figura 12. Fmm en los polos.


19/27


19

0 20 40 60 80 100 120

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

E[V]

f.m.m [Av/polo]

Figura 13. Fmm en la corona polar.

Proseguimos a mostrar la caracterstica de marcha en vaco de la mquina y sus partes en

unidades reales:

0 20 40 60 80 100 120

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

E[

V]

Corriente [A]

Figura 14. Caracterstica en vaco del generador OERLIKON en unidades reales.

-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

VoltajedefasePU

Corriente PU

Figura 15. Caracterstica de la marcha en vacio del generador en P.U.

Los datos de los parmetros con que se obtuvo las curvas de las figuras 8 a 15 se encuentran en el

Anexo 3.


20/27


20

4. Clculo de la energa acumulada en el campo magntico

Partiendo de lo que establece el libro de Juan Corrales Martn en el apartado 1.03.06. y los datos

consignados de flujo, induccin e intensidad de campo podemos comenzar el anlisis de la energa

acumulada en el circuito magntico de la mquina. Entonces:

La longitud efectiva del entrehierro es 360 mm y el flujo por polo en el entrehierro es:

= 0.05598Los volmenes de las partes del circuito magntico son:

Dientes:

= = 0.3107 0.05 0.01824 294 = 0.08333Corona del inducido (ncleo):

= + 2 + = 0.024933010 + 2 0.05 + 0.082 0.98 = 0.23803Polos:

= 2 = 0.048 0.98 0.035 28 = 0.0460993Corona Polar (yugo):

= = 0.0546 2.3954 0.98 = 0.402683Segn las curvas de magnetizacin para cada elemento ya establecidas, los valores de intensidad

de campo son:

= 16.88/ = 4/ = 4/ = 3.8/

Y la curva B vs. H est plasmada en la figura 16.


21/27


21

Figura 16. B vs. H para calcular la energa acumulada.

Partimos de la ecuacin 31:

=

0

31

Donde V es el volumen.

Las inducciones efectivas mximas son:

Entrehierro =0,85150489 TDientes = 1.47 Corona inducido = 1.01 Polos = 1.29Corona polar = 0.6298Y ahora con los volmenes de cada parte del circuito obtenemos la energa en cada elemento del

circuito magntico:

= ( )2

=4000 4

2= 8000/2

= + ( + )2

= 8000 12

8788 = 360.6/2

0

10

20

30

40

5060

70

80

400 1688 380 400

B(

T)

H (Av/cm)

B vs. H para la energa acumulada


22/27


22

= + +2

= 3606 24002

.04 = 312.6/2

= + +2

= 3126 + 17.6 + 202

0.14 = 315.76/2La energa total acumulada en el hierro del circuito magntico es la suma de todas estas energas.

La energa almacenada es:

= 8000 0.046099 = 320 = 360.6 0.23 = 82.93 = 312.6 0.402 = 125

= 315.76 0.83 = 262.8 JPara el entrehierro utilizaremos la ecuacin :

= 2 2

32

= 3375.62Finalmente la energa total almacenada en la mquina es

= + 33 = 320 + 82.93 + 125 + 262.8 + 3375.62 = 4166.38Podemos observar claramente que la energa en el entrehierro es la ms grande y por lo tanto

donde la mquina se saturar ms rpido y corresponde a un 81.02 %, mientras que en el hierro

hay un 17.05 % de la energa acumulada.

5. Clculo de la Inductancia Media

La inductancia media siguiendo el ejemplo 1.03.07 tem 4 del libro de Juan Corrales Martn se

define segn la ecuacin para un solo polo:

= (34)

Donde es la corriente de excitacin. Ahora para todos los polos y teniendo en cuenta el nmerode espiras de toda la mquina, se calcula la inductancia media a travs de la ecuacin 35:


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= 2 (35)

Ahora realizaremos el clculo de la inductancia media para diferentes valores de corriente de

excitacin tomadas del anexo 3, para obtener la curva Lm vs. Iexc de la figura .

Por ejemplo para = 65,283 que es la nominal.

= 28 65 0.0559865,283

= 1.56

Y podemos obtener la grfica de la figura 17:

Figura 17. Curva Inductancia media vs. Corriente de excitacin.

Conclusiones

El 4.99% obtenido en el clculo del TIF, indica una buena mitigacin de los armnicos

debido a la interferencia telefnica.

Al realizar los clculos de la fuerza magnetomotrz, pudimos comprobar de manera

practica la importancia que tienen los materiales y sus coeficientes en la construccin de

la maquina ya que sus parmetros dependen en gran parte de estos.

El mtodo de Juan corrales Martin es suficiente y efectivo para calcular las fuerzas

magnticas del circuito, para realizar las curvas de caracterstica en vacio.

Se puede hacer anotacin que para voltajes pequeos las cadas de potencial magntico

en el entrehierro corresponden aproximadamente a todas las cadas en el circuito

magntico sin embargo para valores altos de voltajes las cadas en cada parte son

considerables.


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La energa almacenada en una maquina se halla de manera simple multiplicando la

energa por el volumen, este mtodo nos brinda una gran herramienta de anlisis.

El factor kFE cambia por completo los valores de los clculos de la fuerza magnetomotrz en

los dientes as si este es cercano a uno la fuerza magnetomotrz ser muy pequea y si

este se aleja de uno entonces esta ser muy grande, y es por eso que con el k fe de la tarea

0.98 nuestros clculos dan una fuerza magnetomotrz baja en el diente.

La anergia almacenada en la maquina es fundamentalmente la energa almacenada

en el entrehierro ya que este corresponde al 81.02 % de la energa total del circuito

magntico.

Bibliografa

[1] CORRALES MARTN Juan. Clculo industrial de Mquinas Elctricas Tomo I, Ediciones tcnicasDANAE, Grafema, Napoles Barcelona, 249, 1968.

[2] KOSTENKO M.P. Mquinas Elctricas Tomos I y II. Editorial MIR, segunda edicin Mosc 1979.

[3] IVANOV-SMOLENSKI. Mquinas Elctricas Tomo I. Editorial MIR, Mosc 1984.

[4] MICROSOFT EXCEL 2007. Anlisis de grficos y tablas.

[5] MICROCAL ORIGIN V5.0. Anlisis de grficas y ecuaciones.

[6] Estandar de la IEEE 115 de 1995. IEEE Guide: Test Procedures for Synchronous Machines.


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ANEXO 1

DATOS DE PLACA DEL GENERADORMarca OERLIKON Factor de potencia 0.8

Potencia (MVA) 2100 Voltaje de excitacin (V) 160

Voltaje (kV) 2400 Corriente de excitacin (A) 91Amperaje (A) 505 Frecuencia (Hz) 60

Fases 3 Conexin YVelocidad (r.p.m) 257 Serial 836550M013

Tabla A1-1.

DATOS FSICOS DE LA MQUINA

Pares de polos p 14

Longitud axial efectiva del inducido L 360 mm

Paso polar (m) p 308.21 mm

Paso polar en ranuras T 10.5

Paso relativo del devanado 0.42Ancho de salida de la ranura del entrehierro a 130 mm

Arco polar relativo 0.691

Permetro exterior del rotor Protor 86.25 mm

Permetro del eje Peje

Longitud axial polar Lp 350 mmLongitud axial del ncleo polar Lnp 350 mm

Ancho del ncleo polar bnp 141 mm

Altura radial mnima de la expansin polar h 26 mm

Altura radial mxima de la expansin polar ho 30 mm

Ancho de la expansin polar bp 205 mm

# de ranuras en el estator Z 294# de conductores por ranura z 2

# de conductores del inducido Zt 588

Ancho de la ranura a 11.6 mm

Profundidad de ranura ht 430 mm

# de espiras por fase 98

Dimetro interno del inducido Di 2747 mmEntrehierro mximo max 9 mm

Entrehierro mnimo min 5 mm

Pasos de bobina Y1 11

Y2 10

Inclinacin de la zapata polar c 3# de canales de ventilacin nc 4

Factor de apilamiento kFe 0.98

Distancia de carcasa exterior (no circula flujo) hy 375 mm

Dimetro exterior de la corona del inducido Dym 3025 mm

Seccin de la corona polar Sco 54.6 mmTabla A1-2.


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ANEXO 2

P=2100 MW, U=2400KV, I=P/U=505A, N=257rpm, 2p=28polos

1 Dext=3010mm 31 U= 0

2 Dint= 2836mm 32 Eo=Un+U= 24003 L=360mm 33 a=1 arrollamiento imbricado

4 z= 294 ranuras

5 Sr= 2 cond/ranura 34 l`=0,5(lm+L)= 138

35 La= 74,22mm

6 =(*Dint)/2p= 309mm 36 lm= 77mm

7 t1= (*Dext)/z= 18.7mm 37 lcul= 308mm

8 t2= *(Dext+2hd)/z= 18.24mm 38 hd= 24mm

9 tmed=17.78mm

39 bd=bd1= 15mm

10 br= 11.6mm 40 br= 9,5mm

11 bd1= 18.7mm 41 ha= 52,5mm

12 bd2= 17.78mm 42 h= 0.026m

13 bdmed= 18.24mm 43 hnp= 0.175m

44 bnp= 0.141m

14 = 5mm entrehierro

15 Kl=1.049 45

16 Km=1.01 46 Scul= 0,027795m2

17 Kbob=0.946 4718 Kc=1.19

48 H=7095.87 Av/m

19 B= 0.8505T 49 Hdo=14.1 Av/m

20 Bd0= 14.3T 50 Hdmed= 72 Av/m

21 Bdm= 14.7T 51 HdM= 20 Av/m

22 BdM= 15.05T 52 Hp= 4 Av/m

23 Bp=1.29T 53 Hc= 4 Av/m

24 Bc= 10.08T 54 Hcp= 22.5 Av/m

25 Bcp=0.6298T55 N= 1900 vueltas

26 F= 3547,93 Av 56 FMM= F + Fd + Fp + Fc + Fcp

27 Fd= 76.03 Av FMM= 4178.12Av

28 Fp= 140 Av

29 Fc= 67.2 Av

30 Fcp= 349.95 Av

Tabla A2. Datos para el clculo de la caracterstica magntica de la mquina OERLIKON.


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ANEXO 3

PORCENTAJE FASE 0 346,4 692,8 1039 1108 1177 1247 1316 1385 1454 1524 1593 1662

VOLTAJE L-L 0 600 1200 1800 1920 2040 2160 2280 2400 2520 2640 2760 2880

FLUJO EN ELENTREHIERRO

0 0,014 0,028 0,042 0,044 0,047 0,050 0,053 0,056 0,058 0,0616 0,064 0,0672

,T SENO 0 0,19 0,395 0,593 0,632 0,672 0,119 0,75 0,791 0,830 0,8701 0,909 0,9492

B EN EL ENTREHIERRO 0 0,212 0,425 0,638 0,681 0,723 0,766 0,808 0,854 0,894 0,9366 0,979 1,0218

H EN EL ENTREHIERRO 0 1773 3547 5321 5676 6031 6386 6741 7095 7450 7805 8160 8515

FMM EN ELENTREHIERRO

0 886,9 1773 2660 2838 3015 3193 3370 3547 3725 3902 4080 4257

Bdo (kG) 0 3,577 7,154 10,73 11,44 12,16 12,8 13,59 14,30 15,02 15,740 16,45 17,171

Bdm (kG) 0 3,675 7,351 11,02 11,76 12,49 13,23 13,96 14,70 15,43 16,173 16,90 17,643

BdM (kG) 0 3,762 7,525 11,28 12,04 12,79 13,54 14,29 15,05 15,80 16,555 17,30 18,060

Hdo 0 1 2 4 5,4 6,1 8 9,1 14,1 20 27 50 66

Hdm 0 4 8 20 22,8 28 34 44 72 100 156 236 332

HdM 0 1 2 5,3 6 7,5 9 14 20 28 50 63 90

H EN EL DIENTE 0 1 2 4,883 5,7 6,933 8,5 11,18 17,68 24,66 38,833 58,16 81,333

FMM EN EL DIENTE 0 4,3 8,6 20,99 24,51 29,81 36,55 48,08 76,03 106,0 166,98 250,1 349,73

B CORONA INDUCIDO(kG)

0 2,520 5,041 7,561 8,06 8,569 9,074 9,578 10,08 10,58 11,090 11,5Z 12,098

H CORONA DELINDUCIDO

0 0,5 1,5 2 3 3,4 3,5 3,8 4 4,5 5,1 6 7

FMM CORONA DELINDUCIDO

0 8,4 25,2 33,6 50,4 57,12 58,8 63,84 67,2 75,6 85,68 100,8 117,6

FLUJO DE DSIPERCIONEN LOS POLOS

0 0,001 0,002 0,004 0,004 0,005 0,005 0,005 0,006 0,006 0,0068 0,007 0,0077

FLUJO EN EL POLO 0 0,015 0,030 0,046 0,049 0,052 0,055 0,058 0,062 0,065 0,0684 0,071 0,0750

B DEL POLO 0 0,322 0,645 0,968 1,033 1,098 1,163 1,228 1,294 1,359 1,4266 1,494 1,5629

H POLO 0 1 1,5 2 2,5 2,7 3 3,5 4 4,2 5 9 15

FMM EN EL POLO 0 35 52,5 70 87,5 94,5 105 122,5 140 147 175 315 525

B EN LA CORONAPOLAR

0 0,157 0,314 0,471 0,503 0,534 0,566 0,597 0,629 0,661 0,6943 0,727 0,7606

H EN LA CORONAPOLAR

0 1 4 10 11 13 15 20 22,5 25 30 32,5 40

FMM EN LA CORONAPOLAR

0 15,42 61,68 154,2 169,62 200,46 231,3 308,4 346,95 385,5 462,6 501,15 616,8

FMM TOTAL 0 950,1 1921, 2939,7 3170,3 3397,6 3624,7 3913,3 4178,1 4439,5 4792,9 5247,1 5866,6

I DE EXCITACIN0

14,84

37

30,03

044

45,933

611

49,537

182

53,081

224

56,637

396

61,146

383

65,283

209

69,367

196

74,890

5327

81,987

410

91,666

528

Tabla A3. Parmetros para otras tensiones diferentes a la nominal.

Tarea I guía Oerlikon.

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