Excitatriz Sin Escobillas de Generador Asíncrono
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1. Sistemas de Conta Instrucciones GEEP 392 E Excitatriz Sin Escobillas de Generador As ncrono Con Rectificador M 1 de Celda de Presi n Este Manual de Instrucciones describe la instalaci n general operaci n y procedimientos de mantenimiento para una excitatriz sin escobillas conectada directamente Estas Instrucciones no tienen la intenci n de cubrir todos los detalles o variaciones en el equipo ni preparar para toda las posibles eventualidades que ser n atendidas relacionadas con la instalaci n operaci n o mantenimiento Cuando sea necesario informaciones adicionales o cuando ocurran problemas especialmente que no est n suficientemente cubiertos por los prop sitos del comprador este caso debe ser encaminado para el Sistemas de Control Industrial GE Sistemas de Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA ndice CONVE iia din de den A ER na EE A A Ei ei Operaci n del CITCUILO s ieee aniona ALEE ENTE E EE E a Ea des dead TVAE EE toi SE EIET oI a EA E E E E E A AEEA EA A A 5 CONVE Oui A EA N E E EE AAA ETIE n E EDEA E E RR E O AN OperaciO anciana iia 6 Mantenimiento umi caia na 7 LIZA A A A A A ti o nr R GE N A EN EEA a O NN Arrolanientos id AAE E AA E A Investigaci n de Defectos en el Conjunto Rectificador ocoonccnninnnnnemerenarenmmes 8 Substituci n de los semiconductores oooccccconcccncnnoncncnnanonennnnnnoronnnnnnncnnnnen cansan rr2. de limpieza y secado normal para el tipo de solvente utilizado deben ser respetados Los solventes l quidos no deben ser utilizados en los conjuntos rectificadores Vibraci n La m quina debe ser verificada frecuentemente para asegurar que no existan se ales de aumento de vibraci n Sistemas de Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA GEEP 392 E Excitatriz sin Escobillas de Generador S ncrono Arrollamientos La resistencia de aislamiento para tierra debe ser verificada peri dicamente para determinar la condici n de los arrollamientos y para detectar cualquier falla para tierra que pueda haber ocurrido La armadura y los arrollamientos de campo estando normalmente sin ser aterrados pueden trabajar con una tierra en el arrollamiento Sin embargo cualquier aterramiento subsiguiente en el arrollamiento o en el sistema puede causar da os considerables Por lo tanto si una tierra es detectada en cualquier arrollamiento este debe ser aislado y reparado inmediatamente CUIDADO ANTES DE HACER CUALQUIER PRUEBA DE AISLAMIENTO O DIEL CTRICOS PROTEJA EL CONJUNTO RECTIFICADOR DE LAS TENSIONES DE PRUEBA CONECTANDO TODOS LOS DISIPADORES CON LOS SUJETADORES DE PRUEBA DESCONECTE TAMBI N LA ENTRADA DE CAMPO DE LA EXCITATRIZ Los valores de prueba son los siguientes Campo Meg hmmetr 500 Voltios o Hi Pot 2000 Voltios por 1 minuto Armadura Meg hmmetr 500 Voltio
3. ranancrnnnnnns 8 Piezas de Repuestos del Convertidor oooommcccccconnnnccccncnncnnnanannncnccnnnnnncnnr nnmnnn nnaman nenna 9 Descripci n La excitatriz sin escobillas consiste de una carcasa del estator estacionario con un arrollamiento devanado de campo de polo saliente montado en una base una armadura rotativa con arrollamiento trif sico CA y un conjunto convertidor rotativo CA CC En la figura 1 se muestra un diagrama con el esquema Carcasa del Estator La carcasa del estator est formado por bobinas de campo arrollados sin direcci n soportadas en piezas de polo s lidas con bloques de fieltro maleable e impregnado al vac o con resina epoxy Las bobinas est n ventiladas en su extremo para proporcionar de esta forma una amplia ventilaci n y m rgenes de elevaci n de temperatura La carcasa del estator es encapsulada por una cubierta apropiada para proporcionar blindado y deflectores de aire para una correcta ventilaci n de la excitatriz sin escobillas GEEP 392 E Excitatriz sin Escobillas de Generador S ncrono Armadura La armadura consiste de un n cleo laminado soportado por una armaz n con un arrollamiento trif sico Fueron realizadas adaptaciones en la armaz n para el montaje de la armadura en el eje del generador y para el montaje del convertidor en la armadura El n cleo laminado est compuesto por l minas de acero magn tico de alta calidad esmaltadas con un reforzador inorg nico compatib
4. Las conexiones el ctricas entre los subconjuntos son realizadas a trav s de barras colectoras sujetadas a los disipadores Los subconjuntos de filtro conectados a trav s de cada rectificador est n formados de una red R C embutida en un encapsulado compuesto de epoxy para proporcionar un excelente soporte mec nico en la velocidad de operaci n El subconjunto SCR de pico est formado por dos celdas de presi n colocadas entre tres disipadores El m dulo de disparo M 1 de SCR est montado contra el conjunto de la placa trasera Este subconjunto tambi n es precargado por medio de arandelas de presi n Belleville para proporcionar una presi n de contacto constante entre las celdas y los disipadores y de esta forma obtener una correcta transferencia t rmica y el ctrica en condiciones rotativas Cada subconjunto rectificador es aislado de la masa y atornillado a un saliente en la armaz n de la armadura Las conexiones el ctricas son realizadas a trav s de barras colectoras o cables sujetados a los disipadores GEEP 392 E Excitador sin Escobillas de Generador S ncrono Operaci n del circuito El rectificador M 1 est formado de un puente rectificador trif sico de onda completa con un circuito de sobrecarga el ctrica conteniendo SCR1 SCR2 y un m dulo de control que contiene el circuito de disparo El rectificador convierte la energ a CA trif sica de la armadura para energ a CC alimentada para el campo princi
5. citaci n y debe ser investigada Tambi n debe verificarse una vibraci n excesiva Esta puede indicar un mal funcionamiento de la excitatriz como falla de las celdas o de los arrollamientos 6 Sistemas de Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA Mantenimiento Limpieza Los arrollamientos aislados proporcionan una operaci n duradera y satisfactoria si se mantienen razonablemente limpios y libres de suciedad aceite polvo met lico contaminantes etc La suciedad disminuye la capacidad de disipaci n de calor que a su vez aumenta la elevaci n de temperatura de la excitatriz reduciendo de esta forma la capacidad de Operaci n Una reducci n semejante en la capacidad de disipaci n de calor es causada por la suciedad en los disipadores En complemento a esta reducci n de capacidad la suciedad el ctricamente conductora puede provocar destellos y chispas sobre los componentes que tiene conductores pelados La limpieza se obtendr por el mantenimiento del aire de ventilaci n lo m s limpio posible y a trav s de inspecci n y limpieza peri dicas La limpieza puede consistir en soplar la m quina con aire comprimido seco cepillar y refregar con un pa o sin hilachas No utilice pasta de limpieza Si los arrollamientos se encuentran completamente sucios puede ser necesario limpiarlos con un solvente l quido adecuado preparado especialmente para este prop sito Los procedimientos
6. de la armadura Con el eje en su posici n axial correcta de tal forma que la abertura del soporte del eje sea igual y con la armadura montada al eje y con las partes superior e inferior montadas cuando sea una carcasa dividida del estator Ajuste la carcasa del estator axialmente hasta que los agujeros de los dos polos y armaduras se encuentren alineadas Con un calibrador de holgura mida la abertura de aire entre el centro de un polo y un diente de la armadura en ambos extremos del n cleo y en varios lugares alrededor del per metro Iguale esta abertura de aire utilizando calces de ajuste debajo de las patas de la carcasa del estator La diferencia m xima de las lecturas diametrales no debe exceder 10 del promedio cuando los tornillos de fijaci n hayan sido apretados Las clavijas de trabado que son suministrados debe instalarse antes de rodar la m quina con carga Consulte el manual de instrucciones TPP 7329 o el dibujo 153A7629 para los bloqueos l quidos Conecte y a sle los terminales de alimentaci n de campo CC en el interior de la caja de conexi n Para carcasas de estatores divididos conecte y a sle en la enmienda los terminales de polo de campo Armadura La armadura debe erguirse con un cable acu ado alrededor de las l minas de la armadura y por los agujeros con roscas en el extremo de la estructura de la armadura Para excitatrices internas la armadura debe atornillarse o moldearse al eje antes del montaje dentr
7. e Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA GEEP 392 E Excitatriz sin Escobillas de Generador S ncrono Piezas de Repuestos del Convertidor El convertidor fue proyectado para utilizar el m ximo de piezas pr cticas est ndar para la aplicaci n La tabla 1 relaciona los componentes de repuestos recomendados para el convertidor TABLA 1 Cantidad por Cantidad de piezas Descripci n de la Pieza C digo convertidor recomendadas 3 1 Conjunto rectificador POS 4004D1002PL G005 3 1 Conjunto rectificador NEG 4004D1002PL G004 1 1 SCR de Sobrecarga el ctrica 4004D1040BF G001 1 1 M dulo M 1 Bajo consulta 6 2 Filtro 4002B1144FR G001 2 1 Conjunto de Acabado 4001A1158HC G001 POS NEG Figura 2 Esquema del M dulo de Control Sistemas de Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA
8. le con la resina El arrollamiento de la armadura es formado por bobinas de campo arrolladas sin direcci n e impregnado al vac o con resina epoxy Las bobinas son adecuadamente ajustadas a las laterales de las ranuras y las puntas est n amarradas con una cinta maleable para soportar las fuerzas centr fugas durante la operaci n normal SCR1 M DULO DE CONTROL CARCASA DEL ARMADURA ESTATOR ROTATIVA CA CA CC ESTACIONARIO ROTATIVO CONVERTIDOR ROTOR DE LA ESTATOR DE M QUINA LA M QUINA ROTATIVA ESTACIONARIA Sistemas de Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA 3 Convertidor El convertidor est compuesto por seis subconjuntos de rectificadores con sus filtros asociados adem s de un subconjunto rectificador controlado de silicio de pico SCR1 SCR2 con sus circuitos de disparo asociados m dulo M 1 conectado como se muestra en la figura 1 para proporcionar la conversi n CA CC El subconjunto rectificador contiene una celda de presi n colocada entre dos disipadores para una doble ventilaci n Este subconjunto es precargado por medio de arandelas de presi n Belleville para proporcionar una presi n de contacto constante entre la celda y los disipadores y de esta forma obtener una correcta transferencia t rmica y el ctrica en condiciones rotativas Cada subconjunto rectificador es aislado de la masa y atornillado a un saliente en la armaz n de la armadura
9. m metro El m dulo de control circuito de disparo consiste de un circuito de disparo de varistor metal xido Consulte la figura 2 para el diagrama el ctrico Desconecte todos los terminales del m dulo antes de verificar la unidad con un ohm metro Una alta resistencia debe ser exhibida entre cualquiera de los siguientes terminales a Positivo para negativo b Positivo para SCR1 G o SCR1 C o SCR2 G o E3 c Negativo para SCR1 G o SCR1 C o E3 SCR1 G para SCR1 C y SCR2 G para SCR2 C debe exhibir una resistencia de 100 ohm Negativo para SCR2 G exhibir una baja resistencia SCR1 C para E3 y SCR2 C para negativo exhibir resistencia cero Substituci n de los semiconductores Antes de montar nuevamente todas las superficies de contacto deben estar completamente limpias Cerci rese que las superficies est n descubiertas lisas y sin salpicaduras o ranuras La utilizaci n de un SCR de presi n con un conjunto de disparo M 1 hace posible la substituci n s lo del m dulo en campo La substituci n de la celda SCR debe realizarse en f brica Para probar el SCR simplemente retire la soldadura de los terminales del m dulo de disparo Los subconjuntos del rectificador y SCR fueron montados cuidadosamente en f brica bajo condiciones estrictamente controladas Si existe la sospecha que las celdas est n defectuosas env e los subconjuntos completos para reparaci n en f brica 8 Sistemas d
10. ncronizaci n para generadores Si la m quina falla en la sincronizaci n probablemente el problema es debido a los rectificadores SCR o Zener en cortocircuitos O abiertos o equipo externo de control defectuoso Verifique todas las celdas y substituya los componentes defectuosos arregle o vuelve a calibrar el equipo de control Despu s de la sincronizaci n verifique la tensi n de la l nea corriente factor de potencia y la corriente de campo de la excitatriz contra los datos de f brica de la m quina s ncrona Debido a las diferentes temperaturas de arrollamiento y variaciones de la abertura de aire algunas discrepancias son normales sin embargo no deben ser superior del 10 Si una corriente excesiva de campo de la excitatriz es necesaria para mantener la tensi n y corriente nominales del estator la causa probable ser los rectificadores o SCR est n en cortocircuito Localice y substituya los componentes defectuosos GEEP 392 E Excitador sin Escobillas de Generador S ncrono Ajuste la corriente de campo de la excitatriz para el valor nominal estampado en la placa de identificaci n Este valor no debe ser excedido para que el aumento de temperatura de la m quina se encuentre dentro de los l mites permitidos Cualquier cambio repentino observada en la tensi n o corriente del estator sin un cambio correspondiente en la carga o corriente de campo de la excitatriz sugiere una posible falla en un componente de ex
11. o de la carcasa del estator dividido Para excitatrices externas donde el di metro interno de la carcasa del GEEP 392 E Excitatriz sin Escobillas de Generador S ncrono estator es mayor que el di metro externo del convertidor monte la armadura al eje apriete los tornillos con el torque especificado y tr belos firmemente por los m todos suministrados Para excitatrices externas donde el di metro interno de la carcasa del estator es menor que el di metro externo del convertidor la armadura debe enroscada a trav s de la carcasa del estator que ya est localizada en su base y montada al eje Convertidor Cada subconjunto rectificador es atornillado a un saliente en la estructura de la armadura Apriete los tornillos en el valor especificado y tr belos firmemente por los m todos suministrados Donde los filtros no est n integrados al subconjunto rectificador estos son atornillados a la estructura de la armadura y trabados firmemente por los m todos suministrados El subconjunto del SCR es atornillado a un saliente en la estructura de la armadura o a una estructura cil ndrica en el centro de la estructura de la armadura de este modo l gira conc ntricamente cuando se trata de unidades de alta velocidad Apriete los tornillos en el valor especificado y tr belos firmemente por los m todos suministrados Las conexiones el ctricas que incluyen los terminales de los filtros terminales CA las interconexiones en
12. pal del generador Durante la operaci n as ncrona los SCR del circuito de sobrecarga el ctrica desv an la corriente inducida del rotor durante cada medio ciclo negativo despu s de que estos son activados por el m dulo de control La tensi n de ruptura del circuito de disparo es superior a la tensi n de pico de salida CC del puente de diodos para evitar que SCR1 y SCR2 se activen por la tensi n CC durante la operaci n as ncrona 4 Sistemas de Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA Instalaci n Las piezas de la excitatriz deben ser cuidadosamente manejadas Los cables o bloques nunca deben utilizarse alrededor o en contra de los arrollados o conjunto del rectificador porque estas piezas son damnificadas con facilidad Si es necesario se debe utilizar barras de separaci n para evitar da os a estas piezas Los arrollados y el conjunto rectificador tambi n deben sellarse para evitar que estos colecten materiales extra os especialmente astillas de metal y limaduras salpicaduras de soldadura etc Carcasa del Estator La carcasa del estator puede erguirse mediante la instalaci n de un ojal de izamiento en el agujero con rosca en la parte superior Excepto para excitatrices externas donde el di metro interno da carcasa del estator es mayor que el di metro externo del convertidor la carcasa del estator debe ser ajustada en su base antes del enroscado o montaje
13. s o Hi Pot 2500 Voltios por 1 minuto GEEP 392 E Excitador sin Escobillas de Generador S ncrono Investigaci n de Defectos en el Conjunto Rectificador En muchos casos un ohm metro ser un instrumento satisfactorio para verificaci n de las condiciones de los diodos y rectificadores controlados Los diodos deben exhibir una baja resistencia en la polarizaci n directa y una alta resistencia en la polarizaci n opuesta Normalmente los diodos fallan en cortocircuito y un ohm metro indicar pr cticamente cero ohmios en ambas direcciones Algunas veces se encontraran diodos abiertos Cuando probados con un ohm metro los rectificadores controlados exhiben una alta resistencia en ambas direcciones Normalmente las celdas defectuosas indicar n cero ohmios en ambas direcciones Frecuentemente los rectificadores pueden ser probados en el circuito desde que no existan caminos de baja resistencia en paralelo Si existen caminos paralelos el rectificador debe ser desconectado del circuito para prueba aisl ndose uno de los terminales del dispositivo En el caso de rectificadores controlados de silicio el terminal de gate disparo debe ser desconectado en el m dulo de control para evitar da os a las celdas Las conexiones del conjunto del filtro para el convertidor deben retirarse cuando es verificado tanto los diodos como los SCR Tambi n debe realizarse una verificaci n de los componentes del filtro con un oh
14. tre el rectificador y los subconjuntos de los SCR y terminales CC todas son realizadas de acuerdo con el dibujo de montaje del convertidor armadura Para la conexi n de los terminales CC en unidades de alta velocidad el subconjunto del SCR debe ser retirado del centro de la estructura Los terminales positivos y negativos fueron identificados de manera permanente para diferenciaci n entre los dos grupos Cerci rese que todas las conexiones hayan sido apretadas correctamente firmemente trabadas y correctamente aisladas Verifique que todos los cables hayan sido fijados correctamente Cubierta La construcci n de la cubierta depende del sistema de ventilaci n de la excitatriz Consulte el dibujo de montaje del conjunto de la excitatriz para los detalles sobre el tipo de cubierta utilizada Gire la excitatriz para cerciorarse que la cubierta no interfiere con cualesquier partes rotativas de la armadura Sistemas de Control Industrial GE GEEP 392 E Copyright 1997 1998 The General Electric Company USA 5 amp Operaci n Antes de dar inicio a la excitatriz cerci rese que las conexiones externas hayan sido realizadas de acuerdo con el dibujo y certif quese tambi n que el distanciamiento entre las partes rotativas y estacionarias est n correctos La energ a de campo de la excitatriz debe ser aplicada solamente despu s de la aceleraci n de la m quina s ncrona en la velocidad de traccionamiento para motores y durante la si
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