LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS II CICLO 2017–I I
FIEE
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GENERADOR SHUNT – COMPOUND INTRODUCCION
En una sola sesión de laboratorio laboratorio se experimenta experimentará rá con dos máquinas máquinas de CC, operando operando respectivamente como motor y como generador. Primeramente es importante recordar algunas particularidades de estas máquinas. En cuanto a los motor las prin princi cipa pale less vent ventaj ajas as que que prese present ntaa su uso uso en motores es de CC, las aplicaciones aplicaciones de potencia, se sustentan sustentan en la facilidad con que puede controlarse controlarse su velocidad, velocidad, la posibilidad de alcanzar grandes velocidades y las elevadas torques de arranque. s!, aun cuando los motores de CC están siendo reemplazados cada vez más por motores de inducción trifásicos con control electrónico de velocidad, todav!a se les encuentra en algunos procesos industriales y, sobre todo en tracción tracción el"ctrica el"ctrica #$etro, #$etro, ferrocarriles, ferrocarriles, trolebuses, trolebuses, tranv!as, tranv!as, etc.%. &os motores de C.C. C.C. del tipo serie, serie, operan operan con una caracter caracter!st !stica ica de ca!da ca!da fuerte fuerte de la veloci velocidad dad cuando cuando se aumenta su carga en el eje, y su velocidad es pro'ibitivamente alta si funciona en vac!o( por medio de la tensión de alimentación, puede controlarse su velocidad entre cero y la velocidad nominal. &os motores de C.C. tipo s'unt o los de excitación independiente, a corriente de campo constante, constante, operan con ligeras ligeras variaciones variaciones de velocidad velocidad para aumentos aumentos de carga( carga( por intermedio intermedio de la corriente corriente de campo, campo, de la tensión de armadura o de ambos, puede controlarse controlarse la velocidad velocidad en un amplio rango. &os motores compound acumulativo tienen caracter!sticas intermedias entre los dos anteriores y se obtienen esencialmente las ventajas de uno y de otro. &os altos torques de arranque del motor serie lo 'acen adecuado para montacargas, gr)as y cargas de tipo tracción. tracción. El motor s'unt s'unt se emplea, por su adaptabilida adaptabilidad, d, en el servicio de veloci velocidad dad controla controlable ble.. El motor compoun compound d se aproxi aproxima ma a la performan performance ce del motor motor serie, serie, excepto que el campo s'unt limita la velocidad de vac!o a valores permitidos. En cuan cuanto to a los los generadores de C.C ., los que tienen aplicación práctica son los de excita excitació ción n indepe independi ndient ente, e, los s'unt s'unt o autoex autoexcit citado adoss y los del tipo tipo compou compound nd #compu #compuesto esto%% acumulativo. *u uso es actualmente casi nulo, pues 'an sido reemplazados por rectificadores de potencia en la mayor!a de las aplicaciones. +o obstante, su experimentación es de inter"s, por cuanto son )tiles para simular cargas mecánicas en el laboratorio y por lo tanto interesa conocer sus caracter!sticas de comportamiento. El generad generador or C.C. C.C. de excita excitació ción n indepe independi ndient entee tiene tiene una caracter caracter!st !stica ica de tensió tensión n decreciente decreciente con la corriente de carga. carga. +o obstante, obstante, permite permite un amplio amplio rango de tensiones tensiones de salida controlables con la corriente de excitación yo con la velocidad. El generad generador or s'unt s'unt tambi" tambi"n n tiene tiene una caracte caracter!st r!stica ica de carga carga decrec decrecien iente, te, pero pero más acentuada que el anterior, e inestable cuando las corrientes de carga son demasiado elevadas. demás, demás, la tensión tensión no puede controlarse controlarse en un rango muy amplio ya que para resistencias muy elevadas en serie con el campo #resistencia cr!tica% la tensión generada decae prácticamente a cero. *in embargo, como como ventaja con respecto al de excitación independiente, el generador s'unt s'unt no requiere de fuente externa para alimentar el campo. El generador generador auto excitado excitado compound compound acumulativo acumulativo puede puede producir producir una caracter!stica de tensión de salida plana, o bien creciente con aumento de carga.
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En esta experiencia se ensayará un generador de C.C. de excitación independiente. En particular se verá su comportamiento en vac!o #curva de magnetización% y con carga.
-p
-
-
$otor
/enerador Fig.3.1. Grupo Motor Generador de CC.
Es decir, el generador representará la carga mecánica del motor y a su vez el motor suministrará la energ!a mecánica rotacional al generador para que "ste genere energ!a el"ctrica. Entre otras, se 'arán las pruebas necesarias para determinar los parámetros circuitales de la máquina #resistencias de los enrollados, -a y -c, y la inductancia rotacional /%. 0 se 'arán pruebas con el generador con carga el"ctrica #resistencia -%, donde "ste simula la carga mecánica del motor #la que eventualmente puede variarse modificando -%. &os resultados de las pruebas permitirán conocer los parámetros de la máquina y determinar 1teóricamente2 su comportamiento, el que se podrá comparar con el comportamiento real medido en la prueba con carga.
CUADRO DE MEDICIONES I.
CARACTERÍSTICA DE EXCITACIÓN
V = Ea = f(if); IL = 0; n = 1800 rpm = cn!"an"#; ra = $$$$$$$$$$ ;
rf = $$$$$$$$$$$$ ;
Cn S1 a'i#r"
V = VR = $$$$$$$$$$ V.
Cn S1 c#rra
Di!min%ir RX* (if ) V = (1.+ ,1.-)VN VR = $$$$$$$$$$ V.
r a%& = $$$$$$$$$$$
EN VACÍ V = Ea = f(if); iL= 0 A; n = 1800 rpm = cn!"an"# if (A) V (V)
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EN CAR/A
V = f(if); iL = iN; n = cn!"an"#; V = 0. Vn; iL = iN = cn!"an"# = $$$$$$$$$$ A n = 1800 rpm = cn!"an"#;
if (A) V (V) II. CARACTERÍSTICA EXTERNA
V = f(iL); RX*= cn!"an"#; n = cn!"an"#
V = 0. Vn; iL = #!# 0 2a!"a 1.3 I N V (V) if (A) iL(A) III. CARACTERÍSTICA DE RE/4LACIÓN
if = f(iL); V = cn!"an"#; n = cn!"an"#;
V = f(if) = 0. Vn = cn!"an"# =$$$$$$$$$ V n = 1800 rpm = cn!"an"#; V (V) if (A i !(A
IV. VARIACIÓN DE LA CARACTERÍSTICA EXTERNA DEL /ENERADR S54NT C674ND ADITIV V = f(if) = 0. Vn; i L 0,1.3 iN9; n = 1800 rpm = cn!"an"#; V (V) if (A i !(A
C674ND S4STRACTIV V = f(if) = 0. Vn; iL 0,1.3 iN9; n = 1800 rpm = cn!"an"#; V (V) if (A i!(A
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