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PRACTICA #10 EL GENERADOR EN DERIVACIÓN DE CD CON EXCITACIÓN INDEPENDIENTE José Roberto Toledo Illescas
[email protected] [email protected] Universidad Politécnica Salesiana Laboratorio de máquinas eléctricas
Abstract—In the present there will be detailed basic concepts of the engine of direct current and its different configurations. Index Terms—DC
generator, compound connection.
OBJETIVOS 1. Estudiar Estudiar las propiedade propiedadess del generador generador de C-D en deriderivación con excitación independiente, en condiciones de vacío y en plena carga. 2. Obtener Obtener la curva curva de saturación saturación del generador generador. 3. Obtener Obtener la curva del voltaje voltaje de armadura armadura en función de la corriente de armadura del generador. I. MARCO MARCO TEÓRICO TEÓRICO I-A.
Generador De Excitación Independiente
I-B.
Principio de Funcionamiento
Cuando se alimenta el inductor, se crea un campo magnético en el entre hierro en la dirección de los radios del inducido. El campo magnético entra en el inducido por la parte norte y sale por el polo sur. Cuando se alimenta el inducido, dos corrientes de mismo sentid sentidoo recorr recorren en sus conduc conductor tores es situad situados os bajo bajo un mismo mismo polo inductor. Los conductores quedan a una fuerza de igual intensidad y de sentido opuesto, ambas fuerzas crean un par que giran el inducido del motor. El moto motorr de CC. CC. Es una una maqu maquin inaa reve revers rsib ible le,, es deci decirr que si le damos movimiento al rotor se obtiene una f.e.m. Si por el contrario el inducido es sometido a una tensión se obtiene movimiento con una capacidad para producir un trabajo mecánico convirtiéndose la maquina en un electromotor.
Son aquellos que obtienen la alimentación del rotor y del estator de dos fuentes de tensión independientes. Con ello, el campo del estator es constante al no depender de la carga del motor, y el par de fuerza es entonces prácticamente I-C. Parte Principales de un Motor de Corriente Continua constante. I-C1. Estator: Es el que crea el campo magnético fijo, Las variaciones de velocidad al aumentar la carga se deberán al que le llamamos Excitación. En los motores pequeños se sólo a la disminución de la fuerza electromotriz por aumentar la caída de tensión en el rotor. Este sistema de excitación no consigue con imanes permanentes. Cada vez se construyen se suele utilizar debido al inconveniente que presenta el tener imanes más potentes, y como consecuencia aparecen en el mercado motores de excitación permanente, mayores. que utilizar una fuente exterior de corriente.
Figura Figura 1. Generador Generador DC DC
Una máquina de corriente continua puede trabajar como motor o como generador. Un motor convierte potencia eléctrica a potencia mecánica mientras que un generador debe, por tanto, se movido mecánicamente para que se pueda producir electricidad. Puesto que el devanado de campo es un electro imán, la corriente debe fluir a través de el para producir un campo magnético. Esta corriente es llamada la corriente de excitación.
Figura Figura 2. Estator Estator
llamado armadura. Lleva las bobinas cuyo campo crea, junto al del estator, el par de fuerzas que le hace girar. I-C2.
Rotor : También
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II-B.
Figura 3. Rotor
son dos tacos de grafito que hacen contacto con las bobinas del rotor. A medida que éste gira, la conexión se conmuta entre unas y otras bobinas, y debido a ello se producen chispas que generan calor. I-C3.
Escobillas: Normalmente
Procedimiento
1. Puesto que se requiere una velocidad constante de funcionamiento, se usara el motor síncrono para impulsar mecánicamente el generador de CD. 2. Conecte el modulo motor / generador y medición de CD. 3. Conecte el campo de derivación del generador. 4. Conecte el motor síncrono y el generador por medio de una banda. 5. Conecte la fuente de alimentación. 6. Haga variar la corriente de campo en derivación, haciendo girar la perilla de control de voltaje de la fuente de alimentación. 7. Invierta la polaridad del campo en derivación. 8. Invierta la rotación del motor propulsor intercambiando dos de las conexiones del estator.
II-C.
Mediciones
A continuación se presentara los valores obtenidos de las diferentes mediciones con y sin carga. Cuadro I C ARACTERÍSTICAS E N VACIÓ Figura 4. Escobillas
contactos entre escobillas y bobinas del rotor se llevan a cabo intercalando una corona de cobre partida en sectores. I-C4.
Colector de delgas: Los
I F [mA]
E A [V]
0 50 100 150 200 250 300 350 400
5.1 20.5 43.2 68 82.8 108.5 126.1 139.9 150.5
Cuadro II C ARACTERÍSTICAS CON CARGA RL [Ω ]
Figura 5. Colector
II. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA II-A.
Lista de materiales
∞
600 300 200 150 120 100 80 75
I F [mA]
E A [V]
0 0.2 0.45 0.6 0.8 1 1.25 1.3 1.48
137 134 131 128 125 120 119 116 112
P [W] 0 26.8 58.95 76.8 100 120 148.75 150.8 165.76
Módulo de fuente de alimentación (120V ca, 0-120V CD) EMS 8821 Módulo de medición de CD (220V, 5 A) EMS 8412 Módulo de medición de CA (200V, 500mA, 2.5A) EMS 8425 Módulo motor / generador de CD EMS 8211 Módulo motor / generador sincrónico EMS 8241 II-D. Figuras Módulo de resistencia EMS 8311 Tacómetro manual EMS 8920 Cables de Conexión EMS 8941 A continuación se ilustran una serie de gráficas del desaBanda EMS 8941 rrollo de la practica.
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II-E.
Figura 6. Conexión de motor síncrono
Figura 7. Conexión de generador en derivación de CD con autoexitación
Prueba de conocimientos
CARACTERÍSTICAS EN VACIÓ Explique por qué se tiene un voltaje de armadura a pesar de que la corriente de campo es cero Esto es producido debido a que las zapatas polares son fabricadas con un materia de alta retentividad magnética. Tiene el mismo valor de voltaje de armadura que se obtuvo a una I F de 300 mA, excepto que sus polaridades son inversa En ambos casos el valor de tensión es similar. CARACTERÍSTICAS CON CARGA ¿Nota que el motor propulsor funciona con mayor dificultad cuando el generador entrega potencia a la carga? Sí Indique dos formas en que se puede cambiar la polaridad se salida de un generador en derivación. • Invertir el giro del movimiento alimentador del generador eléctrico. • Invertir la polaridad del campo de derivación del generador CD. Si el generador de cd suministra 180W a una caga ¿cuál es el valor mínimo en hp necesario para impulsar un generador suponiendo que la eficiencia es 100 %? 180 W en la entrada de la máquina. 5. Calcule la regulación de voltaje, de vacío a plena carga (1.0A c-d) % de regulacio´n de voltaje
=
(voltaje en vacio) − (voltaje a plena carga) x100 (voltaje a plena carga) =
137 − 120 x100 120 = 14,166%
Figura 8. Generador sin carga
Figura 9. Generador conn carga
III. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De todo lo realizado en la práctica, la conclusión es que se consiguió realizar la prueba del generador en derivación de CD con auto excitación, mediante los datos medidos de voltaje y corriente, y de esta manera conocer el funcionamiento respectivo de este generador. Se debe tener presente que con un cortocircuito en la armadura, la corriente en este aumenta mucho lo cual produce un efecto de frenado tan fuerte que se parara el motor. Las bobinas tanto de excitación como de armadura poseen una resistencia que puede ser medido, además estas dos resistencias cumplen siempre con condición de que la de excitación es mayor que la de armadura. El generador debe ser impulsado mecánicamente a fin de que produzca electricidad. Puesto que el campo es un electro imán, una corriente debe fluir a través de el, para producir un campo magnético
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R EFERENCIAS [1] Máquinas Eléctricas 5ta Edición Jesús Fraile Mora [2] Máquinas Eléctricas 5ta Edición Stephen J. Chapman [3] Experimento de laboratorio N° 27: El generador en derivación de cd con excitación independiente
