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PRACTICA DE LABORATORIO 5

GENERADOR COMPUESTO

INTRODUCCION

La versatilidad que tienen las máquinas de corriente continúa en cuanto a su excitación se

ve plasmada en la diversidad de formas de conexionado. En los generadores y motores DC

además de la excitación independiente, serie y shunt existe la posibilidad de conexión en

composición, tomando ésta algunas características de las conexiones serie y shunt y

dependiendo del grado de composición, ofreciendo una gran gama de aplicaciones en la

industria.

1. OBJETIVOS

Determinar la característica externa para distintos grados de composición aditiva y

diferencial.

Determinar el tipo de grado de composición para obtener la característica externa más

adecuada.

2. GENERALIDADES

2.1 GENERADOR CON EXCITACIÓN COMPUESTA.

Un generador de excitación compuesta o compound es un generador en el cual se disponen

arrollamientos de excitación serie sobre sus polos inductores. Existen varios tipos de

generadores compound, los cuales son:

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2.1.1 Generador compound de shunt corto. En este el arrollamiento shunt está conectado a

las escobillas, tal como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Conexionado del generador compound de shunt corto.

2.1.2 Generador compound de shunt largo. En este el arrollamiento shunt está conectado

entre uno de los bornes de inducido y al final del arrollamiento serie.

Figura 2. Conexionado del generador compound de shunt largo.

Aunque los dos montajes son sensiblemente equivalentes, se prefiere la máquina de shunt

largo.

2.1.3 Generador compound adicional. Conocido también como generador shunt compound

aditivo, en este tipo de máquina la fuerza magnetomotriz del arrollamiento serie actúa en el

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mismo sentido que la fuerza magnetomotriz del arrollamiento shunt, es decir las corrientes

de excitación tienen el mismo sentido en ambos arrollamientos.

2.1.4. Generador compound diferencial. Conocido también como generador compound

sustractivo. En este tipo de máquina la fuerza magnetomotriz del arrollamiento serie tiene

sentido contrario a la fuerza magnetomotriz del arrollamiento shunt, por lo tanto, las

corrientes de excitación en ambos arrollamientos tienen sentido contrario.

2.2 CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO

La acción combinada de los arrollamientos serie y paralelo, definen las características de

funcionamiento del generador compound. En una máquina serie la corriente de excitación

aumenta cuando aumenta la corriente de carga, mientras que en una máquina shunt la

corriente excitación disminuye cuando aumenta la carga. Eligiendo convenientemente el

número de espiras de ambos arrollamientos se obtienen diversas formas de funcionamiento,

las cuales son:

2.2.1 Generador hipercompound. En este caso la acción del arrollamiento serie es superior

a la acción del arrollamiento shunt para una corriente de carga cualquiera. Cuando aumenta

la carga aumenta ligeramente la tensión en bornes.

2.2.2 Generador compound, propiamente dicho. En este caso la acción de los dos

arrollamientos se compensa exactamente, obteniéndose una tensión en bornes

aproximadamente constante independientemente de la carga.

2.2.3 Generador hipocompound. Se presenta cuando la acción del arrollamiento shunt es

superior a la acción de arrollamiento serie. Cuando aumenta la corriente de carga disminuye

la tensión en bornes, pero en un grado diferente al del generador shunt.

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2.2.4 Generador anticompound. Se presenta cuando la corriente de excitación tiene sentido

contrario en ambos arrollamientos, con lo que la tensión en bornes disminuye cuando la

corriente aumenta.

2.3 CONDICIONES DE SERVICIO

El funcionamiento en vacío del generador compound es idéntico al del generador shunt ya

que por el arrollamiento serie no hay corriente de excitación al no haber carga alguna, por

tanto la característica en vacío será la misma que para el generador shunt.

La característica en vacío puede ayudar además para determinar la característica externa. Al

conectar la carga entra en funcionamiento el arrollamiento serie obteniéndose la

característica externa, esta curva está desplazada a la izquierda del origen de coordenadas

(ver figura 3) por un factor dado por los amperiovueltas y expresado por:

Factor desplazamiento

Figura 3. Característica en vacío y externa para el generador compuesto.

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Siendo, la corriente que circula por el inducido, en el número de espiras del

arrollamiento serie el número de espiras del arrollamiento shunt.

2.4 CAMPOS DE APLICACIÓN

Los generadores compound tienen gran variedad de aplicaciones en virtud de sus múltiples

grados de composición.. Los generadores hipercompound se instalan para compensar la

caída de tensión en redes de alimentación. Los generadores compound aditivo se emplean

en lugares en donde hay variaciones bruscas de carga (talleres con grúas de gran potencia,

trenes de laminación, etc.)

2.5 P RECAUCIONES

Se deben seguir los requisitos de seguridad expuestos en la práctica de laboratorio 1.

El generador compound, no puede funcionar en cortocircuito porque la acción del

arrollamiento serie puede hacerse superior al efecto del arrollamiento shunt,

alcanzando de valores muy altos de la corriente de inducido corriendo el riesgo de

dañar la máquina.

2.6 AUTOEXAMEN

a. Describa las condiciones para la puesta en marcha y parada del generador

compound.

b. Se desea invertir el sentido de giro de un generador compound, ¿cómo se debe hacer

para no suprimir el magnetismo remanente?

c. Obtenga y describa las características externas para los generadores hipercompound

e hipocompound.

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d. ¿Qué ventajas ofrece el generador compound frente al generador shunt?, cítelas y

describa cada una de ellas.

e. ¿Describa porque los generadores compound no deben usarse para cargar baterías

de acumuladores?

f. ¿Cómo se ubica el punto de trabajo para el generador compound?

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Tabla 1. Equipos.

Cantidad Elemento Observación

1 Amperímetro 0-50 A D.C.

1 Voltímetro 0-150 V D.C.1 Tacómetro

Tabla 2. Materiales.

Cantidad Elemento Observación

1 Generador de CC 4 kW, 110/115 V,1800 rpm

1 Motor trifásico 3,8 kVA, 220/380 V,1800 rpm, 60 Hz

1 Reóstato de excitación1 Carga resistiva variable

4. PROCEDIMIENTO

4.1 CARACTERISTICA EN VACIO

1) Monte el circuito de la figura 4 y revise las conexiones. Sin incluir el devanado serie,

determine la característica externa de la máquina de la misma forma que para el

generador en derivación.

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2) Halle la característica externa para los siguientes tipos de composición:

Aditivo 20% Conectando el devanado F y

Aditivo 80% Conectando el devanado y E

Aditivo 100% Conectando el devanado F y E

Consigne los resultados en las tablas 3 a 9.

3) Halle la característica externa para los mismos grados de composición de un generador

compound diferencial. Consigne los resultados en las tablas 3 a 9.

Figura 4. Circuito para la determinación de la característica en externa del generador

compound.

5. TOMA DE DATOS

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Tabla 3 Característica externa del generador compound 0% de composición.

n (rpm)=

n’ (rpm)

Tabla 4 Característica externa el generador compound, 20% aditiva.

n’ (rpm)

Tabla 5 Característica externa el generador compound,

80% aditiva.

n’ (rpm)

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Tabla 6 Característica externa el generador compound,

100% aditiva.

n’ (rpm)

Tabla 7 Característica externa el generador compound,

20% diferencial.

n’ (rpm)

Tabla 8 Característica externa el generador compound,

80% diferencial.

n’ (rpm)

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Tabla 9 Característica externa el generador compound,

100% diferencial.

n’ (rpm)

6. CARACTERISTICAS A OBTENER

1) Dibuje las características externas para cada caso.

2) Obtenga el punto de funcionamiento de la máquina.

3) Compare las características entre sí y discuta acerca del comportamiento del

generador con carga.

4) Para cada caso calcule la regulación.

7. CUESTIONARIO

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1. ¿Para qué porcentaje del devanado serie se tiene una composición normal?

2. Haga una composición que dé los mismos niveles de utilidad que pueden presentar los

generadores independientes, serie y shunt.

3. ¿Cómo se transforma una dinamo shunt en una compuesta?

BIBLIOGRAFIA

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