Resumen. En esta práctica se trabajó con un generador de C.D. autoexcitado en derivación. Variamos el voltaje de dos maneras distintas. Se realizó primero una variación en la corriente, corriente, utilizando utilizando una resistencia variable y posteriormen posteriormente te una variación en la velocidad angular, utilizando un motor acoplado al generador.
Introducción. enerador de C.D. en derivación. Este tipo de generador suministra su propia corriente de campo conectando !ste directamente a trav!s de las terminales de la má"uina. En la #igura $ se muestra el circuito e"uivalente de un generador de C.D. en derivación. En este circuito la corriente del inducido de la má"uina alimenta tanto al circuito de campo como a la carga conectada a la má"uina%
Figura 1 [2]
En este circuito, el voltaje V T T representa el voltaje real medido en las terminales del del gener generado adorr y la corr corrie ient nte e I L representa la corriente "ue #luye en las l&neas conectadas conectadas a las terminales. terminales. El voltaje interno interno generado es E A y la corriente del inducido es I A. Cuando se incrementa la carga suministrada suministrada al generador, generador, I L 'y por lo tant tanto o I A( aumenta. Con#orme se eleva la corriente del inducido, se incrementa la ca&da I A R A , por lo "ue cae el voltaje en las terminales del generador. Esta caracter&stica en las terminales no siempre es completamente exacta. En los generadores generadores sin devanados de compensación, compensación, un incremento incremento de IA provoca un incremento de la reacción del inducido y una reacción del inducido provoca un
debilitamiento del #lujo. Este debilitamiento del #lujo provoca una disminución de E A "ue origina una mayor disminución del voltaje en las terminales del generador. Se puede controlar el voltaje en las terminales de un generador de C.D. de excitación separada por medio del cambio del voltaje interno generado EA por la má"uina. )or la ley de voltaje de *irc++o##% V T E A – I A R A =
)or lo cual si aumenta V T
E A
, aumentará
V T
y si disminuye
E A
, disminuirá
. )uesto "ue el voltaje interno generado está dado por la ecuación%
E A Kfvm =
ay dos #ormas posibles de controlar el voltaje de un generador de este tipo% 1.
Cambio de la velocidad de rotación . Si aumenta
E A Kfvm =
2.
, por lo "ue tambi!n aumenta%
campo
, entonces aumenta
V T E A – I A R A =
Cambio de la corriente de campo . Si disminuye I F =
vm
R F
, aumenta la corriente de
V F R F
.
)or lo tanto, aumenta el #lujo # en la má"uina. Con#orme aumenta el #lujo, tambi!n E A Kfvm V T E A – I A R A . -$ debe aumentar , por lo "ue aumenta =
=
Desarrollo. El enerador utilizado en la práctica #ue el generador de C.D. autoexcitado en derivación como el mostrado en la #igura $. /na vez conectado de esta manera se procedió a obtener los datos necesarios para la realización de la práctica. 0epasando las #ormulas resultantes del circuito obtuvimos o concluimos "ue la variación del voltaje, al igual "ue el generador excitado por separado, estaba dado por la #órmula% E A K ∅ ω =
1as maneras de variar entonces el voltaje, entonces pod&an ser, ya sea variando el #lujo magn!tico, o variando la velocidad angular. En este caso, no ten&amos tanto control de la corriente, como en la conexión anterior, debido a "ue en este caso al variar la velocidad angular y2o el #lujo, tato el voltaje como la corriente tender&an a variar proporcionalmente, lo cual nos deja un manejo más limitado de la variación de corriente. 3ambi!n descubrimos la 4nica condición necesaria para obtener un voltaje a partir de este tipo de generador, la cual re"uiere de contar con al menos #lujo residual para poder obtener una tensión. De no ser as&, no importar&a "ue tanto variáremos la velocidad angular o el #lujo, la tensión seguir&a resultando nula. /na vez cumpliendo con la condición anteriormente mencionada, procedimos a realizar la toma de lecturas. Sabemos "ue para variar el #lujo magn!tico, +ay "ue variar primero la corriente, y a su vez, para variar la corriente, +ab&a "ue variar la resistencia, utilizando para ello una resistencia variable la cual estaba conectada al generador. Estos principios están expresados en las #ormula siguiente% N I F
∅=
R
5+ora, si se desea variar el voltaje variando la velocidad angular, entonces simplemente se ten&a "ue variar las revoluciones obtenidas, a partir del motor "ue se encontraba conectado al generador. En este caso la corriente resultaba tener cierta variación sin tener control de ello. Se realizaron, entonces, dos tablas, las cuales se ten&an "ue llenar con los datos obtenidos del circuito, primero manteniendo constante la velocidad angular, dejando constante las rpm. /na segunda tabla realizándose de la misma manera pero a+ora intentando mantener una corriente constante, la cual sin embargo variaba un poco debido a la expresión antes analizada. Se tabularon los datos obtenidos en cada experimentación y se elaboraron grá#icas para observar el comportamiento del Voltaje dependiendo del cambio "ue se realizara en alguno de sus #actores.
Resultados. •
Cálculos.
Conservando la velocidad angular constante. N [Rpm]
If [A]
Vt [Volts]
$$66 6.7 $8.9 $$66 6.: $9.9; $$66 6.8 <6 $$66 6.= :< $$66 $.$ $=; $$66 $.< $>6 $$66 $.; <67.: Conservando el #lujo constante y, por lo tanto, la corriente constante. If [Amp] 6.: 6.: 6.8 6.9 $.6 $.$ $.<
•
N [Rpm] >;: >>9 $67; $69: $$76 $<$= $<::
Vt [Volts] <<.; ;6 7: $$6 $=6 <<7 <78
En este caso, debido a las condiciones de este tipo de conexión, tenemos menos control en cuanto a la variación de la corriente, la cual, en su de#ecto, no se mantiene constante.
Gráfcas.
Gráfca V vs I (Velocidad angular constante) 250 200 150 V [Volts]
100 50 0 0.3
0.5
0.7
0.9 I [A]
1.1
1.3
1.5
Gráfca V vs N (orriente constante) 300 250 200 V [Volts]
150 100 50 0 900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
N [RPM]
Conclusiones. En base a los resultados obtenidos, podemos comprobar "ue al variar, ya sea, la corriente y2o el #lujo, variamos a su vez el voltaje #inal obtenido y gracias al análisis de las #órmulas antes mencionadas, nos damos cuenta "ue al variar la resistencia, variamos la corriente y al variar la corriente variamos el #lujo, lo cual nos da como resultado la variación de voltaje deseada. 1o mismo ocurre con la velocidad angular variando simplemente las rpm del motor. En este caso en particular, la corriente no se mantiene constante debido a las condiciones de la conexión, y a su vez se incluye la restricción de #uncionamiento, "ue obliga a tener al menos #lujo residual para generar tensión.
Bibliogra!a. !1" #tt$%&&'uintans.es.uvigo.es&recursos&*e+electro,agnetis,o&inde-.#t, !2" anual de /aoratorio (a'uinas lctricas I). !3" #a$,an . 4. (2012). Máquinas eléctricas (5a. ed.). -ico .6.% cGra 8ill. a$itulos% 1. 1.7 : 1.;.
