INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA ELECTRICA Y MECANICA

INGENIERIA ELECTRICA

LABORATORIO DE CONVERSION DE ENERGIA I: MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

PRACTICA No: 3

Identificación de terminales, Medición de Resistencia Óhmica de sus Devanados, Medición de su Resistencia de Aislamiento de las Maquinas de C. C.

GRUPO: 4EM3

EQUIPO No.: 1

INTEGRANTES DEL EQUIPO:

NOMBRE No. De BOLETA CORREO ELECTRONICO

DOMINGUEZ MORALES JUAN LUIS 2012300569 juanes111291@hotmail.com

LUIS GOMEZ LUIS ALFREDO 2012302379 k50_luis.unit@hotmail.com

SIERRA VELAZQUEZ DEMETRIO DAVID 2012302086 daskvel@yahoo.com

NOMBRE DE PROFESORES: JAVIER CASTRO LOPEZ

12/Abril/2013

CALIFICACION:

INDICE DE CONTENIDO

OBJETIVO……………………………………………………………………………………………………………………………………….3

CONSIDERACIONES TEORICAS………………………………………………………………………………………………………..3

DESARROLLO………………………………………………………………………………………………………………………………….5

IDENTIFICACION TERMINALES MAQUINA MIXTA……………………………………………………………………………5

IDENTIFICACION TERMINALES MAQUINA SERIE …………………………………………………………………………….7

IDENTIFICACION TERMINALES MAQUINA SHUNT O DERIVADA…………………………………………………..…9

RESISTENCIA OHMICA MAQUINA MIXTA………….……………………………………………………………………..……10

RESISTENCIA OHMICA MAQUINA SERIE …………………………………………………………………………………….…13

RESISTENCIA OHMICA MAQUINA DERIVADA…………………………………………………………………….…………14

CORRECCION DE RESISTENCIA DE CADA DEVANAD……………………………………………….……………………..16

RESISTENCIA CON MEGGER………………………………………………………………………………………………………….18

INDICES DE POLARIZACION………………………………………………………………………………………………….……….22

CUESTIONARIO……………………………………………………………………………………………………………………….……27

CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………………………….…31

REFERENCIAS……………………………………………………………………………………………………………………………….32

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Objetivo.

Al termino de la practica el alumno sabrá identificar cada uno de los devanados constructivos de las maquinas de C. C. y los valores de resistencia óhmica de cada uno de ellos, medirá el valor de las resistencias de aislamiento, para indicar en que estado se encuentra el aislamiento y determinar si su maquina esta en condiciones de un correcto funcionamiento.

Consideraciones teóricasGenerador serie

Es aquel que tiene conectado su bobina de campo serie, en serie con su armadura y con la carga, de manera que la corriente generada que los recorre es la misma en todos puntos. Ejemplo:

La corriente de excitación es inversamente proporcional a la resistencia de carga, asi como a menor resistencia de carga mayor corriente de excitación y por consecuencia mayor es la fuerza electromotriz inducida y, a mayor resistencia, menor corriente de excitación y menor es la fuerza electromotriz inducida.

Cuando un generador funciona en vacio, la fuerza electromotriz inducida es muy pequeña, en virtud de que el campo magnético se debe únicamente al magnetismo remanente, pues al no haber carga, no existe corriente que excite a la bobina de campo.

Con carga el generador seria aumenta notablemente la fuerza electromotriz inducida, dependiendo, como se sabe, del valor de la resistencia de carga con la condición que la

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corriente inducida logre superar dicha resistencia permitiéndole pasar y poder excitar la bobina de campo.

Generador paralelo

Es aquel cuya bobina de campo se conecta en paralelo con respecto al devanado de la armadura, por lo que siempre se encuentran al mismo potencial al igual que con la carga, de manera que la corriente generada en el inducido se divide en dos, una parte alimenta a la carga y la otra excita a la bobina de campo ejemplo:

Al generador paralelo se le conoce también con el nombre de generador shunt o en derivación. La corriente de excitación en el inductor, es controlada por un reóstato de campo conectado en serie con su bobina de campo.

El generador paralelo funcionando en vacio induce una corriente que excita al devanado de campo, incrementándolo considerablemente y por consecuencia la tensión de salida entre terminales es bastante grande.

Generador compuesto

El generador compuesto es un generador en paralelo que tiene otra bobina de campo conectada en serie con la armadura, por lo tanto, el generador compuesto tiene dos bobinas de campo, una conectada en paralelo con respecto al devanado de la armadura y otra en serie, se les conoce también como generador mixto

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Desarrollo:

1.- Por medio de su lámpara serie o un óhmetro, identifique las terminales de los devanados

Maquina Mixta

5

Polaridad de la armadura

Con los bornes paralelos a los de la armadura y los IP son de la misma polaridad pero a estos bornes se les denomina campo serie

6

Campo derivado

Maquina Serie

7

8

Maquina Shunt o Derivada

9

2.- Por medio de los puentes de Kelvin y Wheastone mida las resistencias óhmicas de cada devanado en las maquinas serie, derivada y mixta e indique en cada caso que devanado es.

Maquina Mixta

10

2.5676 ohms

11

0.8676 ohms

1.3176 ohms

12

1.8676

Maquina Serie

13

2.5676ohms

171.956 ohms

14

0.9676 ohms

0.9676ohms

Maquina Shunt o Derivada

15

5.7676ohms

16

171.9676ohms

1.2676ohms

3.- Corregir la resistencia de cada devanado a 75 °CTemperatura corregida

Maquina Serie

RC .D=234.5+75234.5+21

×0.9676=1.1721Ω

R I . P=234.5+75234.5+21

×0.9676=1.1721Ω

RA RM=234.5+75234.5+21

×2.5676=3.1102Ω

Maquina Derivada

RC .D=234.5+75234.5+21

×171.9676=208.3130Ω

R I . P=234.5+75234.5+21

×1.2676=1.5355Ω

RARM=234.5+75234.5+21

×5.7676=6.9865Ω

Maquina Mixta

RC .D=234.5+75234.5+21

×171.956=208.2989Ω

RC . S=234.5+75234.5+21

×1.8676=2.2623Ω

RC . S=234.5+75234.5+21

×0.8676=1.0509Ω

R I . P=234.5+75234.5+21

×1.3176=1.5960Ω

17

RARM=234.5+75234.5+21

×2.5676=3.1102Ω

Cable

RCABLE=234.5+75234.5+21

×0.0324=0.0392Ω

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Tabla de resistencia óhmica (Temp. 21oC) Corrección a 75oC

MAQUINA DEVANADO CONTINUIDAD

Wheastone RΩ

Wheastone RΩ

SERIE 9 C.D. 12 X 0.9676 1.1721

7 C.S. 8

5 C.S. 6

3 I.P. 4 X 0.9676 1.1721

1 ARM 2 X 2.5676 3.1102

DERIVADA 9 C.D. 12 X 171.9676 208.3130

7 C.S. 8

5 C.S. 6

3 I.P. 4 X 1.2676 1.5355

1 ARM 2 X 5.7676 6.9865

MIXTA 9 C.D. 12 X 171.956 208.2989

7 C.S. 8 X 1.8676 2.2623

5 C.S. 6 X 0.8676 1.0509

3 I.P. 4 X 1.3176 1.5960

1 ARM 2 X 2.5676 3.1102

CABLE 0.0324 0.0392

4.- Para la maquina compuesta por medio del Megger mida y registre la resistencia de aislamiento bajo las siguientes condiciones (no olvidando puentear y aterrizar los demás devanados que no están en medición y no cruzar los cables del Megger).

a) Inducido contra carcasa mas tierra

b) Inducido contra polos de Conmutación

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2000 MΩ

1400 MΩ

c) Inducido contra campo serie

d) Inducido contra campo derivado

20

+2000 MΩ

2100 MΩ

e) Campo derivado contra carcasa mas tierra

f) Campo serie contra carcasa mas tierra

21

1700 MΩ

g) Campo serie contra campo derivado

h) Polos de conmutación contra carcasa mas tierra

22

1900 MΩ

1100 MΩ

i) Polos de conmutación contra campo serie

j) Polos de conmutación contra campo derivado

23

1900 MΩ

1800 MΩ

5) Calcular el índice de polarización para cada una de las tres maquinas. Conectar todos los bornes contra carcasa mas tierra, se toman lecturas con el megger cada 10 segundos y a partir del minuto cada 15 segundos hasta completar 10 minutos, el índice de polarización se calcula dividiendo la lectura a 10 min entre la lectura a 1 minuto, realizar graficas (curva de absorción magnética).

Megeer Maquina Mixta

Tiempo/Seg Medicion/Ohms

00:10 750 MΩ

00:20 750 MΩ

00:30 750 MΩ

00:40 750 MΩ

00:50 800 MΩ

24

+2000 MΩ

01:00 800 MΩ

01:15 800 MΩ

01:30 800 MΩ

01:45 800 MΩ

02:00 800 MΩ

02:15 800 MΩ

02:30 800 MΩ

02:45 800 MΩ

03:00 850 MΩ

03:15 860 MΩ

03:30 860 MΩ

03:45 860 MΩ

04:00 870 MΩ

04:15 900 MΩ

04:30 900 MΩ

04:45 900 MΩ

05:00 900 MΩ

05:15 900 MΩ

05:30 900 MΩ

Calculo de índice de polarización

Ip=lectura a10minlecturaa1min

=900800

=1.125

Generalmente los valores de IP son entre 2 a 5, pero cuando el IP es muy alto (mayor de 5) puede estar indicando problemas de resecamiento en el aislamiento, de acuerdo a lo calculado el motor dentro de norma y está en condiciones de operación.

25

00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12 08:24 09:36 10:480

100200300400500600700800900

Mixta Ω

Mixta Ω

Tiempo (min)

Meg

ger (

Ω)

Megeer Maquina Derivada

Tiempo/Seg Medicion/Ohms

00:10 1100 MΩ

00:20 1200 MΩ

00:30 1200 MΩ

00:40 1200 MΩ

00:50 1300 MΩ

01:00 1300 MΩ

01:15 1500 MΩ

01:30 1500 MΩ

01:45 1500 MΩ

02:00 1500 MΩ

02:15 1500 MΩ26

02:30 1500 MΩ

02:45 1500 MΩ

03:00 1500 MΩ

03:15 1500 MΩ

03:30 1500 MΩ

03:45 1500 MΩ

04:00 1500 MΩ

04:15 1500 MΩ

04:30 1500 MΩ

04:45 1500 MΩ

05:00 1500 MΩ

05:15 1500 MΩ

05:30 1500 MΩ

Calculo de índice de polarización

Ip=lectura a10minlecturaa1min

=15001300

=1.1538

Generalmente los valores de IP son entre 2 a 5, pero cuando el IP es muy alto (mayor de 5) puede estar indicando problemas de resecamiento en el aislamiento, de acuerdo a lo calculado el motor dentro de norma y está en condiciones de operación.

Curva Derivada

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00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12 08:24 09:36 10:480

100200300400500600700800900

Derivada

Mixta Ω

Tiempo (min)

Meg

ger (

Ω)

Maquina serie

Tiempo/Seg Medicion/Ohms

00:10 900 MΩ

00:20 900 MΩ

00:30 950 MΩ

00:40 950 MΩ

00:50 950 MΩ

01:00 950 MΩ

01:15 950 MΩ

01:30 950 MΩ

01:45 990 MΩ

02:00 990 MΩ

02:15 990 MΩ

02:30 990 MΩ

28

02:45 1000 MΩ

03:00 1000 MΩ

03:15 1000 MΩ

03:30 1000 MΩ

03:45 1000 MΩ

04:00 1000 MΩ

04:15 1000 MΩ

04:30 1000 MΩ

04:45 1000 MΩ

05:00 1000 MΩ

05:15 1000 MΩ

05:30 1000

Calculo de índice de polarización

Ip=lectura a10minlecturaa1min

=1000950

=1.0526

Generalmente los valores de IP son entre 2 a 5, pero cuando el IP es muy alto (mayor de 5) puede estar indicando problemas de resecamiento en el aislamiento, de acuerdo a lo calculado el motor dentro de norma y está en condiciones de operación

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00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12 08:24 09:36 10:480

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Serie Ω

Mixta Ω

Tiempo (min)

Meg

ger (

Ω)

Cuestionario1.- ¿Qué es un Megger?

El término megóhmetro hace referencia a un instrumento para la medida del aislamiento eléctrico en alta tensión. Se conoce también como "Megger", aunque este término corresponde a la marca comercial del primer instrumento portátil medidor de aislamiento introducido en la industria eléctrica en 1889. El nombre de este instrumento, megóhmetro, deriva de que la medida del aislamiento de cables, transformadores, aisladores, etc se expresa en megohmios ( MΩ ). Es por tanto incorrecto el utilizar el término "Megger" como verbo en expresiones tales como: se debe realizar el megado del cable... y otras similares.

2.- Explique su funcionamiento

En realidad estos aparatos son un tipo especial de óhmetro en el que la batería de baja tensión, de la que normalmente están dotados estos, se sustituye por un generador de alta tensión, de forma que la medida de la resistencia se efectúa con voltajes muy elevados. El megger consta de dos partes principales: un generador de corriente continúa de tipo magneto-eléctrico, movido generalmente a mano (manivela) o electrónicamente (Megger electrónico), que suministra la corriente para llevar a cabo la medición, y el mecanismo del instrumento por medio del cual se mide el valor de la resistencia que se busca. Son dos imanes permanentes rectos, colocados paralelamente

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entre si. El inducido del generador, junto con sus piezas polares de hierro, esta montado entre dos de los polos de los imanes paralelos, y las piezas polares y el núcleo móvil del instrumento se sitúan entre los otros dos polos de los imanes. El inducido del generador se acciona a mano, regularmente, aumentándose su velocidad por medio de engranajes. Para los ensayos de resistencia de aislamiento, la tensión que más se usa es la de 500 voltios, pero con el fin de poder practicar ensayos simultáneos a alta tensión, pueden utilizarse tensiones hasta 2500 voltios, esto de acuerdo al voltaje de operación de la máquina bajo prueba.

3.- ¿Qué operaciones se deben efectuar para probar un Megger y poder utilizarlo?

Se tienen que unir las puntas del Megger y al encenderlo observar y verificar que la ahuja se encuentre en 0.

4.- ¿Qué se entiende por resistencia de aislamiento?

La resistencia de aislamiento es la resistencia en ohmios en líneas, cables e instalaciones eléctricas. Reviste una gran importancia en la protección de personas contra descargas eléctricas y la prevención de daños materiales por corrientes de derivación. Con las mediciones de las resistencias de aislamiento se comprueba y evalúa el estado del aislamiento (conductores y carcasas).

5.- ¿Por qué debe medirse la resistencia de aislamiento?

Las mediciones de aislamiento deben ser efectuadas en cualquier instalación nueva, reformas, cambios y reparaciones. También es conveniente comprobar motores después de un funcionamiento prolongado, pues la medición de aislamiento sirve para evaluar la duración de vida, en especial cuando existen condiciones climáticas adversas (estanqueidad, entrada de agua). Un valor de tensión de prueba usual para motores de tensión baja y transformadores es de 1000 V.

6.-¿Qué criterio se sigue para considerar que un determinado valor de resistencia de aislamiento es correcta o no?

mediante la elección del material adecuado: su resistencia de aislamiento, medida según el método descrito en el punto 23.4.7.8 de la presente norma europea, no debe sobrepasar:

1 GΩ a 23 +- 2°C y 50 +- 5 % de humedad relativa.

Temperatura corregida

RT 2=234.5+T 2234.5+T 1

∗RT 1

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Serie

1-2

RT 2=234.5+75234.5+18

∗2463 x10−3 = 3.019

3-4

RT 2=234.5+75234.5+18

∗0.368 = 0.45107

9-12

RT 2=234.5+75234.5+18

∗585 x10−3 = 0.71705

Derivado

1-2

RT 2=234.5+75234.5+18

∗24 x 10−2 = 0.29417

3-4

RT 2=234.5+75234.5+18

∗404 x10−3 = 0.4952

9-12

RT 2=234.5+75234.5+18

∗144 = 176.5

Mixto

1-2

RT 2=234.5+75234.5+18

∗1.66 = 2.03

3-4

RT 2=234.5+75234.5+18

∗0.737 = 0.9

9-12

32

RT 2=234.5+75234.5+18

∗206 = 252

5-6

RT 2=234.5+75234.5+18

∗0.46 = 0.5724

7-8

RT 2=234.5+75234.5+18

∗1.36= 1.675

7.-¿Cuál es la resistencia de aislamiento mínima permitida para maquinas de corriente continua?

8.-¿Si en un generador la resistencia de aislamiento entre uno de los devanados y tierra es cero, se puede poner en servicio, porque?

No, porque al marcar cero el devanado estaría en corto

ConclusionesDespués de realizar esta práctica podemos concluir que la maquina se encuentra en condiciones adecuadas para su uso ya que su resistencia óhmica es correcta además de que el aislamiento está en condiciones de uso, esto podemos notarlo en los datos obtenidos y las gráficas realizadas.

Domínguez Morales Juan LuisComo mi compañero Juan dice y el propio objetivo de la practica estas operaciones que acabamos de realizar es para saber las condiciones que este la maquina ya sea buenas para trabajar o malas que puedan ser contraproducentes.

Luis Gómez Luis Alfredo

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Esta práctica su objetivo era mostrarnos si las maquinas están en condiciones de operar satisfactoriamente y esto se determino mediante unas mediciones que hicimos y debe de dar un aproximado de los estándares que confirman si la maquina es adecuada para trabajar y esto se realiza como mantenimiento para ver sus condiciones antes de trabajar ya que esta puede presentar diversos factores naturales y provocados que la pueden dañar.

Sierra Velázquez David

Referencias

“Maquinas Electricas I: Practicas” , Linda Ball, Kevin Haas, Creative Publishing, 2002

Referencia técnica : Megger (www.megger.com), Autor: Ing. Alberto Mikalaiunas

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