MÁQUINAS ELÉCTRICAS Práctica de Laboratorio N°6 GENERADOR DC INFORME
Integrantes: Grupo: C14-03-B
Profesor: Carlos Cuba Semana 12
Fecha de realización: 28 de mayo Fecha de entrega: 11 de junio
2013 - I
INTRODUCCIÓN
En el Laboratorio N°6, se desarrolló y obtuvimos la autoexcitación del generador y así mismo avaluamos su desempeño. En esta experiencia se realizaron la inversión de la polaridad de la tensión generada para calcular la regulación que nos ayudan a obtener y ver el comportamiento de los gráficos del generador ya sea shunt serie o compuesto.
OBJETIVOS
Obtener la autoexcitación de un generador DC. Evaluar el desempeño de un generador DC con carga. Invertir la polaridad de la tensión generada. Calcular la regulación generada.
FUNDAMENTO TEÓRICO Dependiendo de cómo sea la excitación del devanado en los generadores de corriente continua tendremos una serie de características a tener en cuenta para poder elegir el
generador que más nos convenga. Los más utilizados son los generadores de excitación son: Shunt, Serie y compound. Generación con excitación shunt: La tensión que proporciona el generador se reduce drásticamente con los aumentos de la intensidad de carga. Esto se debe a que al aumentar la tensión en el inducido con la carga se produce una disminución de la Vb, que provoca a su vez, una reducción de la Iex. Esto hace que la f.e.m. inducida se vea reducida, pudiéndose llegar a perder la excitación de la dinamo para cargar muy elevadas. Por consiguiente se emplea cuando no hay cambios frecuentes y considerables de carga.
Generador de excitación en serie: Toda la intensidad que el generador suministra a la carga fluye por ambos devanados. El inconveniente es que cuando trabaja en vacío (sin carga conectada), al ser la intensidad nula, ya que el circuito está abierto, no se excita. Cuando aumenta mucho la intensidad de carga, también lo hace el flujo inductor por lo que a la Vb de la dinamo también se eleva, por consiguiente es muy inestable y apenas se usa industrialmente.
Generador con excitación Compound: Gracias a la combinación de los efectos serie y derivación en la excitación de la dinamo, se consigue que la Tensión que suministra el generador a la carga sea más estable para cualquier régimen de carga. Esta gran estabilidad hace que ésta sea en la práctica la más utilizada para la generación de energía.
PROCEDIMIENTO 1. GENERADOR DC SHUNT
1.1 ACOPLAMIENTO MOTOR GENERADOR Acoplar el motor impulsor con la máquina síncrona con una faja según se muestra en la figura.
1.2 AUTO EXCITAR EL GENERADOR DC SHUNT Colocar la resistencia shunt al máximo y verificar que la tensión en E 1 aumenta, cuando la resistencia shunt se reduce, de ocurrir lo contrario intercambie los terminales del devanado shunt. Ea =K.N(φR ₊ φSH) Φ= Flujo remanente o residual
1.3 ENSAYO EN LA CARGA Variar la carga en los terminales del generador DC, según se muestra en la tabla y anotar los resultados encontrados.
RL
E1
I1
I2
I3
P1
∞
4400 2200 4400//2200 1100 4400//2200//1100 4400//2200//1100//4400 4400//2200//1100//4400//2200
226,19 220,17 213,63 206,21 198,2 165,6 152,13 130,38
0 0,05 0,1 0,14 0,18 0,27 0,28 0,3
0,16 0,16 0,15 0,15 0,14 0,12 0,11 0,05
0,16 0,21 0,25 0,29 0,32 0,38 0,39 0,39
0,52 11,51 21,18 29,4 36,04 44,11 42,37 38,82
Comentar resultados. Al conectar cargas aparecerá una corriente, la cual ocasionará una caída de tensión en el inducido. Este es uno de los motivos por el cual la gráfica tiene esa forma. La reacción del inducido también afecta. Hallar la regulación de tensión. EREG
EREG
EREG %
1.4 INVERSIÓN DE POLARIDAD DE TENSIÓN GENERADA Invertir la polaridad de la tensión generada. Explique
Para invertir la polaridad de la tensión generada sólo basta con invertir los terminales del inducido y del devanado shunt.
2. GENERADOR DC SERIE Se designa así al motor de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en serie con el bobinado inducido. Al igual que en las dínamos serie, las bobinas polares principales son construidas de pocas espiras y con conductor de gran sección. Acoplar el motor impulsor con la máquina DC con la faja según se muestra en la figura. 2.1 AUTOEXCITAR EL GENERADOR DC SERIE Ea =K.N(φR ₊ φSH)
RL Grupo 1 Grupo 1// grupo 2 Grupo 1// grupo2// grupo 3 Grupo 1// grupo2// grupo3// grupo4
E1 24,62 25,73 27,29 29,22
I1 0,04 0,08 0,13 0,18
P1 0,91 2,05 3,5 5,36
Grupo 1// grupo2// grupo3// grupo4// grupo 5 Grupo 1// grupo2// grupo3// grupo4// grupo 5// grupo 6
31,28
0,25
7,72
33,86
0,32
10,88
Comentar resultados. Se registró una tensión al inicio de la gráfica debido a la existencia de un flujo remanente en el inducido. Hallar la regulación de tensión. EREG
EREG
EREG 27.1%
2.2 INVERTIR LA POLARIDAD DE LA TENSIÓN GENERADA. EXPLIQUE
La inversión de la polaridad de la tensión generada se da al invertir los terminales del inducido y del bobinado serie.
3. GENERAFOR DC COMPUESTO El motor compuesto o mixto, es una combinación del motor serie y el motor paralelo. Este tipo de motor tiene dos devanados diferentes para el campo: uno formado de un gran número de vueltas de alambre delgado conectado en paralelo con la armadura, el otro formado de pocas espiras de alambre grueso conectadas en serie con la armadura.
3.1 AUTOEXCITACIÓN DEL GENERADOR DC COMPUESTO ACUMULATIVO Conecte el circuito de la figura. Compruebe si la conexión es un compuesto acumulativo o compuesto diferencial. Ea =K.N(φR ₊ φSH ₊ φS)
3.2 ENSAYO CON LA CARGA RL ∞
4400 2200 4400//2200 1100 4400//2200//1100 4400//2200//1100//4400 4400//2200//1100//4400//2200
E1 24,02 24,23 24,52 24,73 24,98 26,1 26,57 27,61
I1 0 0,01 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
I2 0 0 0 0 0 0 0 0
I3 0 0,01 0,01 0,02 0,02 0,04 0,05 0,06
P1 0,01 0,15 0,28 0,43 0,58 1,1 1,3 1,74
Hallar la regulación de tensión. EREG
EREG
EREG 3,3 INVERTIR LA POLARIDAD DE LA TENSIÓN GENERADA. EXPLIQUE
Para invertir la polaridad de la tensión generada se debe de cambiar la conexión de los terminales del inducido, del bobinado serie y del bobinado shunt.
CUESTIONARIO: 1. ¿Por qué se dice siempre que los generadores DC shunt, serie y compuesto, son denominados generadores auto excitados? Es porque la corriente continua que suministra el generador, una parte es tomada para excitar el campo los generadores.
2. Explique cómo invertir la polaridad de la tensión generada en el generador DC compuesto. Se debe invertir la polaridad de arrollamiento del inducido y también es necesario invertir el arrollamiento de los polos de conmutación. Es por eso que los polos de conmutación y el inducido deben estar siempre unidos en la máquina. 3. ¿Cuál de los generadores DC shunt o excitación independiente tiene mejor regulación de tensión? Los generadores DC shunt tiene mejor regulación de tensión. 4. ¿Cuál de las condiciones para conseguir la autoexcitación, es imprescindible? Cuando una máquina de inducción es impulsada por medio de un motor externo a una velocidad mayor que la velocidad síncrona (deslizamiento negativo), la dirección del
torque electromagnético se invierte, la potencia electromagnética sale por sus bornes y la máquina trabaja como generador de inducción
5. ¿Cuál de los generadores DC tiene regulación de tensión negativa? El generador DC Serie. 6. En un generador DC shunt ¿Cuándo se tiene la resistencia crítica? Cuando la tensión generada decae prácticamente a cero. 7. En un generador DC shunt. La resistencia del circuito Shunt debe de ser mayor o menor valor que la resistencia crítica. La resistencia Shunt debe ser menor a la resistencia crítica. 8. Entre un generador DC shunt y un generador DC compuesto acumulativo. ¿Cuál de ellos posee mejor regulación de tensión? El que posee una mejor regulación de tensión es el generador compuesto acumulativo .
OBERVACIONES
La conexión shunt muestra más estabilidad En la conexión en serie el par desarrollado es proporcional al cuadrado de la corriente por la armadura. La conexión forma un circuito en serie en el que la intensidad absorbida por el motor al conectarlo a la red (también llamada corriente de carga) es la misma, tanto para la bobina conductora (del estator) como para la bobina inducida (del rotor).
CONCLUSIONES
Se logró autoexcitar un generador, observándose que puede ser de 3 tipos: serie, shunt y compound.
Al conectar cargas se genera una corriente que circula por el inducido. Ésta provoca una caída de tensión en la salida.
Al mantener constante la corriente de campo y la armadura gira la velocidad constante, la fem inducida en un generador ideal es independiente de la corriente de armadura.
La caída de tensión en los terminales origina una caída en la corriente del campo y a su vez reduce el flujo. APLICACIONES
Aunque la mayoría de los generadores de energía utilizados en la actualidad son los tipos de corriente alterna, los generadores de corriente continua tienen ventajas en ciertas aplicaciones. Las fábricas con grandes demandas de energía de corriente continua son lugares ideales para estos, especialmente aquellos que hacen galvanoplastia o producción de materiales industriales y compuestos como el aluminio y el cloro. Los generadores de Diesel de corriente continua conducen a la mayoría de barcos comerciales y también son comunes en trenes de alta velocidad.
BIBLIOGRAFÍA:
Máquinas Eléctricas – Stephen J. Chapman (Capitulo 1: Inducción a las máquinas) Texto PDF – Campus Tecsup 2013
