GENERADORES DC
I.
SHUNT-COMPOUND
OBJETIVO Estudio empírico del auto excitación del generador shunt y la determinación de sus características en estado estable. Así mismo a partir de esta máquina se implementará un generador de tipo compuesto.
II.
FUNDAMENTO Una máquina de corriente continua puede funcionar como motor o como generador. El generador transforma la potencia mecánica en eléctrica. Por lo tanto, el generador deber ser impulsado mecánicamente a fin que produzca electricidad. Una corriente debe fluir por el campo para producir un campo magnético. Esta corriente se conoce como corriente de magnetización. Esta corriente se puede suministrar de una fuente independiente o bien del propio generado. Bajo estas formas, al generador se le denomina:
Generador con excitación independiente. Generador con auto excitación. Si al generador shunt se excita con una corriente directa, se establece un flujo magnético en el generador si se aplica un esfuerzo mecánico al eje, el rotor o armadura girada y las bobinas de la armadura cortan el flujo magnético induciéndose en ellas un voltaje este voltaje es de C.A. y para obtener la C.D. del generador, se deberá usar un rectificador. Con este fin se usa el conmutador y las escobillas. El diagrama de conexiones de un motor shunt se muestra en la figura (1) La armadura y el campo están conectados a la fuente de tensión DC fija. Un reóstato externo (Rx) es utilizado en el circuito de campo para controlar la velocidad del motor.
El motor absorbe potencia de la fuente DC y por consiguiente la corriente fluye en la máquina. El comportamiento del circuito de campo es independiente del circuito de armadura, como la velocidad depende del flujo, si éste varía también lo hará la velocidad. El torque que se produce es debido a la interacción entre la corriente de armadura y el campo magnético en los polos. Las ecuaciones que gobiernan la operación en estado estacionario del motor DC son: Vt = Ia R a + Ea It = Ia + If Er = KΦWm = V t – I – I R a
IT
IA
R F 220 V
IF A
Wr m
III, EQUIPO Y/0 INSTRUMENTOS A UTILIZAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
1 Generador síncrono D.C. 2 Amperímetros 0 – 3 – 3 y 0 – 0 – 10 A D.C. 1 Voltímetro Voltímet ro 0 – 300 V D.C. 1 Resistencia Resistencia (RL) 220 Ohmios, 10 A. 1 Resistencia variable (Rx) 550 Ohmios. 2 Llaves cuchillas monofásicas. Cables de conexión.
IV. PROCEDIMIENTO Observar los datos de placa de ambas máquinas y anotar que puede ser útil. Conectar el equipo de acuerdo a la Fig. Nº 1. Antes de arrancar el motor, debe verificarse verificarse la posición de los reóstatos (Ra y Rx), de tal manera que se limite la corriente de arranque y a la vez tenga un torque necesario para la aceleración. Poner en marcha el motor, manteniendo el sentido de giro que indica la flecha. Eliminar Ra y ajustar la velocidad al valor nominal, el cual debe mantenerse constante durante toda la prueba.
4.1. CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICA S DE EXCITACIÓN Con el interruptor “S1” abierto (Fig. Nº 1), medir con el multímetro la tensión inducida en la armadura, cerrar el interruptor, Rx en máximo valor, y observar en el multímetro el efecto producido sobre la tensión. Si la conexión no posibilita la autoexcitación, modificarla. modificarla. Observar ahora la dependencia de la tensión inducida con respecto a If, reduciendo Rx completamente sin tomar valores todavía; regresar luego a la máxima resistencia. ¿Debe ser distinta la tensión permanente ahora? Verificarlo.
S
IL
S A
+
Wm
M -
A
Rx
-
f
C
Ea
A'
D
V
RL
A
MOTOR If S
GENERADOR
V.-CUESTIONARIO V.-CUESTIONARIO 1.- Relación de las lecturas tomadas en la experiencia. R1=43.8 Ώ R4=156.7 Ώ R2=44.1 Ώ R5=48 Ώ R3=44 Ώ R6=47Ώ Vremanente=4v
V gen=125v
I N=36A
resistencias
IL
V
R1 R1-2 R1-3 R1-4 R1-5 R1-6
0.035A 0.065 A 0.1 A 0.11 A 0.14 A 0.17 A
125.4 126.1 125.6 124.9 124.6 124.3
VI. OBSERVACIONES OBSERVACIONES Y/O CONCLUSIONES CONCLUSIONES
Para poder generar tensión de salida se necesita dos elementos primordiales de energía: que el generador tenga una tensión remanente y que se consuma potencia mecánica.
La tensión de salida o de armadura depende de la corriente de excitación, y esta a su vez depende de la resistencia en el circuito de excitación. La resistencia puede tomar infinitos valores bajo el punto de operación, si la resistencia supera dicho punto de operación no se podrá generar más tensión.
Observamos que al aumentar las resistencias también aumenta la corriente, esto sucede porque las resistencias que se van conectando al circuito, uno tras otro, se van integrando al circuito en paralelo lo cual provoca que la resistencia resistencia equivalente disminuya.
Debido a que las resistencias de las lámparas incandescentes son relativamente pequeñas, bordeando los cuarenta ohmios, entonces la tensión no tuvo mayor variación por efecto de carga; decimos entonces que prácticamente se mantuvo constante.
Al momento de conectar el circuito mostrado no funcionaba, lo que hicimos fue cambiar los puntos de conexión de la bobina C-D.
Al poner en marcha el motor primo, sucedió que no arrancaba y a cambio emitía sonidos de rotor bloqueado; por lo que se procedió a verificar la continuidad en los cables de alimentación encontrándonos encontrándonos con una fase en circuito abierto; la solución fue cambiar inmediatamente inmediatamente dicho cable.
