maquina electric as - informe gene rad ores
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CARRERA: Ingeniería Mecatrónica.
ASIGNATURA: Máquinas Eléctricas.
NIVEL: Sexto.
PARALELO: “A”
FECHA: 2010-06-03
INFORME Nº 03
UNIDAD DIDÁCTICA: 02
INTEGRANTES:
Chancusi Susana.
Llagua José Luis.
Pacheco Yessenia.
Rivera Andrés.
ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO SEDE LATACUNGA
LABORATORIO DE
MAQUINAS ELÉCTRICAS
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A. TEMA:
Curvas de magnetización en generadores de Corriente Continua.
B. OBJETIVOS:
Objetivo General:
o Trazado de las diferentes curvas de magnetización para cada uno de los distintos
tipos de generadores de corriente continua.
Objetivos Específicos:
o Armar y conectar correctamente cada tipo de generador de corriente continua.
o Variar el valor de la carga aplicada al generador.
o Anotar los valores medidos de corriente de excitación y del voltaje generado en el
generador.
o Dibujar la curva Tensión-Carga para cada tipo de generador de corriente continua.
C. FUNDAMENTO TEÓRICO
Generador con excitación independiente
En este tipo de generador, la tensión en los bornes es casi independiente de la carga de la máquina y de su velocidad, ya que la tensión se puede regular por medio del reóstato de campo, aunque naturalmente, dentro de ciertos límites, porque la excitación del campo inductor no puede aumentar más allá de lo que permite la saturación.
En la Figura 2 se representa el esquema de conexiones completo de un generador de corriente continua con excitación independiente; se supone que el sentido de giro de la máquina es a derechas lo que, por otro lado, es el que corresponde a casi todas las máquinas motrices. Si hubiere que cambiar el sentido de giro, bastará con cambiar, las conexiones del circuito principal.
Figura 2. Esquema de conexiones de un generador con excitación independiente
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Generador con excitación en paralelo (shunt)
El generador con excitación shunt suministra energía eléctrica a una tensión aproximadamente constante, cualquiera que sea la carga, aunque no tan constante como en el caso del generador con excitación independiente. Cuando el circuito exterior está abierto, la máquina tiene excitación máxima porque toda la corriente producida se destina a la alimentación del circuito de excitación; por lo tanto, la tensión en bornes es máxima. Cuando el circuito exterior está cortocircuitado, casi toda la corriente producida pasa por el circuito del inducido y la excitación es mínima, la tensión disminuye rápidamente y la carga se anula.
Figura 3. Esquema de conexiones de un generador con excitación shunt e interruptor de mínima tensión.
Generador con excitación en serie
La excitación de un generador en serie se lleva a cabo cuando los devanados de excitación y del inducido se conectan en serie y, por lo tanto la corriente que atraviesa el inducido en este tipo de generador es la misma que la que atraviesa la excitación. Este último devanado, está constituido por pocas espiras con hilo conductor de gran sección, pues la f.e.m. necesaria para producir el campo principal se consigue con fuertes corrientes y pocas espiras.
Generador con excitación compound
El generador con excitación compound tiene la propiedad de que puede trabajar a una tensión prácticamente constante, es decir, casi independiente de la carga conectada a la red, debido a que por la acción del arrollamiento shunt la corriente de excitación tiende a disminuir al aumentar la carga, mientras que la acción del arrollamiento serie es contraria, o sea, que la corriente de excitación tiende a aumentar cuando aumente la carga. Eligiendo
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convenientemente ambos arrollamientos puede conseguirse que se equilibren sus efectos siendo la acción conjunta una tensión constante cualquiera que sea la carga. Incluso, se puede obtener dimensionando convenientemente el arrollamiento serie, que la tensión en bornes aumente si aumenta la carga, conexión que se denomina hipercompound y que permite compensar la pérdida de tensión en la red, de forma que la tensión permanezca constante en los puntos de consumo.
D. DESARROLLO EXPERIEMENTAL
Materiales:
1. Fuente de Voltaje AC y DC Fija, 120V AC, 120V DC.
2. Máquina Sincrónica.
3. Motor/Generador de corriente continúa.
4. Voltímetro DC
5. Amperímetro DC
6. Cables de conexión.
Procedimiento
Para todos los Generadores:
1. Realice las respectivas conexiones para que el Motor de Corriente Continua cumpla
con las funciones de una Máquina Motriz para un Generador. Conectando los tres
bobinados de dicho Motor con un voltaje de 120V.
2. Acople Mediante la Banda el Motor de Corriente Continua con la Máquina
Sincrónica.
3. Cumpla con estos pasos para proceder a realizar la práctica de cualquier tipo de
generador.
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Generador Shunt de Excitación Independiente
1. Realice las respectivas conexiones del circuito para el funcionamiento de un
Generador Shunt de Excitación Independiente.
2. Conecte el Voltímetro - Amperímetro de CC al sistema para medir los valores de
Voltaje Generado y de Corriente de Excitación para las curvas.
3. Verifique con su tutor que todo este correctamente conectado y proceda a Energizar
el sistema para realizar la práctica.
4. Conecte las Resistencias implementadas en el laboratorio para que cumplan la
función de Carga.
5. Incremente poco a poco las resistencias para que el voltaje generado y la corriente
de excitación vayan variando para realizar las curvas de Magnetización.
6. Anote los datos obtenidos en los distintos incrementos de resistencia, de corriente
de excitación y de voltaje generado.
7. Realice el análisis de los datos obtenidos y proceder a graficar las respectivas curvas
de Magnetización.
Generador Shunt Auto excitado
1. Realice las respectivas conexiones del circuito para el funcionamiento de un
Generador Shunt de Auto excitado.
2. Realice el mismo proceso que para un generador Shunt de Excitación Independiente.
Generador Serie
1. Realice las respectivas conexiones del circuito para el funcionamiento de un
Generador Serie.
2. Realice el mismo proceso que para un generador Shunt de Excitación Independiente.
Generador Compound Corto
1. Realice las respectivas conexiones del circuito para el funcionamiento de un
Generador Compound Corto.
2. Realice el mismo proceso que para un generador Shunt de Excitación Independiente.
Generador Compound Largo
1. Realice las respectivas conexiones del circuito para el funcionamiento de un
Generador Compound Largo.
2. Realice el mismo proceso que para un generador Shunt de Excitación Independiente.
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3. Con los datos obtenidos realice un estudio e identifique cuál de estos es un
Generador Aditivo y cuál es el generador Diferencial.
E. DIAGRAMAS
Diagramas:
Generador Shunt de Excitación Independiente
Generador Shunt de Autoexitado
Generador Serie
Generador Compound Corto
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Generador Compound Largo
F. ANEXOS
Generador shunt de excitación independiente
Generador shunt auto excitado
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Generador serie
Generador compound aditivo
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Generador Compound diferencial
G. DIAGRAMAS
1. Generador con excitación independiente
N° V(V) Vg (V) If (mA)
1 0 9,98 0
2 20 37 80
3 40 76 160
4 60 110 240
5 80 130 310
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6 100 148 390
2. Generador Shunt Autoexitado
N° R(KΩ) Vg (V) If (mA)
1 0 103 0
2 0,6 107 179
3 0,9 111 123
4 1,4 118 84
5 1,8 120 67
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3. Generador Serie
N° R(KΩ) Vt (V) Ia (mA)
1 0 79 10
2 120 82 70
3 150 81 55
4 200 79 41
5 300 75 25
4. Generador Compound Corto
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o Aditivo
N° R(KΩ) Vg (V) IL (mA)
1 0 108 0
2 120 62 610
3 150 70 600
4 200 90 400
5 300 95 310
o Diferencial
N° R(KΩ) Vg (V) IL (mA)
1 0 120 0
2 120 58 570
3 150 65 550
4 200 92 410
5 300 101 330
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H. ANALISIS DE RESULTADOS
1. Generador con excitación independiente
En este tipo de generador, la tensión en los bornes es casi independiente de la carga de la
máquina y de su velocidad, ya que la tensión se puede regular por medio del reóstato de
campo, aunque naturalmente, dentro de ciertos límites, porque la excitación del campo
inductor no puede aumentar más allá de lo que permite la saturación, por lo tanto la tensión
inducida en las bobinas depende exclusivamente de la velocidad de rotación y la intensidad del
campo magnético. Si la velocidad se duplica la tensión se duplicará también. Si la intensidad
del campo se incrementa en un 20 %, la tensión se incremente en la misma proporción según
los datos obtenidos en la práctica.
2. Generador Shunt Autoexitado
En este generador auto excitado cuando gira la armadura se induce una pequeña tensión en
sus devanados, cuando el devanado de campo se conecta en Shunt con la armadura, se tendrá
el flujo de una pequeña intensidad de corriente de campo. Si esta pequeña intensidad de
corriente de campo fluye en sentido adecuado, el magnetismo remanente se refuerza, lo cual
aumenta más todavía una tensión de armadura y por lo tanto, se produce un rápido aumento
de tensión.
Si la intensidad de corriente de campo no fluye en el sentido adecuado, el magnetismo
remanente se reduce y no se generará tensión, en este caso, la situación se corrige
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intercambiando simplemente las terminales del campo en derivación. Y por lo tanto la
intensidad del campo magnético disminuye al caer la tensión de armadura.
3. Generador Serie
En este tipo de generador la intensidad de corriente de excitación que pasa por el devanado de
campo de un generador serie, es la misma intensidad de corriente que la que el generador
proporciona a la carga. Si la carga tiene una resistencia alta, solo se podrá generar una tensión
de salida mínima debido a la intensidad de corriente de campo mínima, en un circuito abierto,
el generador tendrá solo un mínimo de tensión de salida debido a su magnetismo remanente,
si la carga toma intensidad de corriente, entonces la intensidad de corriente de excitación
aumenta, el campo magnético se hace más intenso y el generador produce una tensión de
salida mayor.
La tensión en la carga fluctuará según la intensidad de corriente de línea sea grande o
pequeña.
4. Generador Compound Corto
Los dos devanados de campo (en derivación y en serie) de los generadores compuestos, se
conectan de tal manera que sus campos magnéticos se refuerzan entre sí. Así pues, cuando
aumenta la corriente de carga, disminuye la intensidad de corriente que pasa por el devanado
de campo en derivación y por lo tanto se reduce la intensidad de campo magnético. No
obstante, si se hace pasar por el devanado del campo serie la intensidad de corriente de carga
que tenga el mismo incremento, entonces aumentará la intensidad del campo magnético.
En el generador compound aditivo se observa que en condiciones iníciales el voltaje generado
obtenido es mucho menor que en el compound diferencial, así como también a medida que la
resistencia aumenta la corriente tiende a disminuir en ambos casos.
I. CONCLUSIONES
o Para el arranque de un generador en serie se debe necesesariamente aplicar carga.
o La tensión y la carga son directamente proporcionales es decir si aumentamos la carga
el tensión también incrementa.
o En el generador compound diferencial se reduce el voltaje porque el flujo se reduce y
tenemos una corriente constante.
o Para cambiar el sentido de giro de la máquina motriz se deben intercambiar los
terminales del bobinado de la misma máquina.
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o En términos generales los generadores son maquinas eléctricas, son un grupo de
aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa,
con medios electromagnéticos.
J. RECOMENDACIONES
o Revisar siempre las conexiones realizadas antes de alimentar con corriente los
circuitos, caso contrario una mala conexión podría ocasionar graves accidentes y
prematuros daños en los equipos.
o Conectar cuidadosamente los equipos de medición porque estos muy sensibles a
malas conexiones y cambios de polaridad.
o En caso de que los generadores no funcionen, revisar las posibles cinco causas de no
generación y corregirlas para así tener voltaje generado.
o En los generados que se utilice los dos bobinados como fuente de flujo magnético
conectarlos de tal manera que se produzca un flujo aditivo.
K. BIBLIOGRAFÍA
o Fraile Mora, Jesús. Máquinas Eléctricas. España. McGrawHill. 5ta Edición.
o Generadores de CC, http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/el_arenal/practica9.html
o Curvas de Magnetización, http://es.wikipedia.org/wiki/Generadores_curvas.