Determinación De Las Curvas Características Del Generador DC Con Excitación Independiente

Determinación De Las Curvas Características Del Generador DC Con Excitación Independiente

(Abril De 2017)

Garcés Rodríguez Jhon Sebastian.

jhon.garces@uptc.edu.co

Pedraza Rivera Jonathan Alexis.

jonathan.pedraza@uptc.edu.co

Rodríguez Pérez, Yohan Sebastian.

yohan.rodriguez@uptc.edu.co

Velandia Muñoz Edwin Ferney.

edwin.velandia@uptc.edu.co

RESUMEN—En el presente informe se dará a conocer el procedimiento con el cual se llevó la segunda práctica de laboratorio de la materia correspondiente a Maquinas Eléctricas I, la cual consistió en determinar las curvas características interna, externa y de regulación de la dinamo con excitación independiente. En donde para la construcción de las dos últimas, se requirió de la conexión de carga a la dinamo, utilizando el banco de cargas dispuesto en el laboratorio de la Universidad. En base a los datos recopilados, y los datos nominales de la dinamo se construyeron las curvas mencionadas y también se determinó un estimado de la resistencia del inducido.    

PALABRAS CLAVE—Dinamo, inducido, remanente, variac, excitación, shunt, devanado, bobina, conmutación,retentividad.

ABSTRACT-This report will present the procedure with which the second laboratory practice of the subject corresponding to Electric Machines I was carried out, which consisted in determining the internal, external and regulating characteristic curves of the dynamo with excitation Independent. Where for the construction of the last two, it was required the load connection to the dynamo, using the bank of charges arranged in the laboratory of the University. Based on the data collected, and the nominal data of the dynamo, the mentioned curves were constructed and an estimate of the resistance of the armature was also determined.

KEY WORDS- Dynamo, induced, remnant, variac, excitation, shunt, winding, coil, commutation, Retentivity

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1. OBJETIVOS

• Determinar la característica interna: Et=f(Ie), n=Constante, Ia=0.
• Determinar la característica externa: Et=f(Ic), Rc=Constante, n=Constante.
• Determinar la característica de regulación: Ic=f(Ie), Et=Constante, n=Constante.

1. MARCO TEÓRICO

Una forma de clasificar los generadores de c.c se basa en la manera en que el devanado de excitación se alimenta a fin de producir los amperios-vuelta y la fmm necesaria por polo que se requiere para generar una tensión. Por lo tanto, podría parecer posible para cualquier generador de c.c. producir una tensión e intensidad de c.c. de magnitud suficiente para producir su propia excitación, y esta excitación se denomina autoexcitación. Sin embargo, cuando uno o más devanados de excitación se conectan a una alimentación de tensión de c.c. separada que sea independiente de la tensión del inducido del generador, el generador se denomina generador de excitación independiente [1].

1. Excitación

Excepto los casos de generadores pequeños (magnetos), todos los demás generadores están provistos de electroimanes (bobinas excitadoras) que se encargan de la excitación, brindado la posibilidad de regular la intensidad del campo variando la corriente que circula por las bobinas.  

Cuando el mismo generador es quien suministrará la corriente de excitación se dice que es auto-excitado, mientras que si la corriente excitación es suministrada por un generado externo se dice que la máquina tiene excitación independiente.

1. Característica interna Et=f(Ie)

Conocida también como curva de saturación en vacío, representa la relación existente entre la fem de la máquina y la corriente de excitación cuando la carga está en circuito abierto (Ic=0) y manteniendo constante la velocidad. Indica el estado de saturación del circuito magnético para una corriente de excitación conocida y además permite comprobar si la máquina está o no bien proyectada.

[pic 3]

Fig. 1.  Característica En Vacío.

1. Característica externa Et=f(Ic)

Representa el valor entre la tensión de las terminales y la corriente de carga para una velocidad y una corriente excitación constantes.

[pic 4]

Fig. 2.  Característica Externa.

1. Característica de Regulación Ic=f(Ie)

Representa la relación entre la corriente de carga y la corriente excitación. Manteniendo constante la velocidad y la tensión entre los terminales.

[pic 5]

Fig. 3.  Característica De Regulación.

1. Resistencia del inducido

Con los datos obtenidos de la tabla de característica externa (mostrada más adelante) y el dato de la tensión generada al vacío, se obtiene la resistencia mediante la relación.

[pic 6]

Donde E`t es la tensión en los terminales una vez corregida por la velocidad.

1. AUTOEXAMEN

1. ¿A qué se debe el magnetismo remanente?

Se debe a la retentividad magnética, siendo esta una cualidad de los materiales ferromagnéticos donde retienen las propiedades magnéticas (magnetismo) adquiridas por la influencia de un campo magnético, después de que dicho campo ha desaparecido [2].

1. ¿En qué consiste el efecto desmagnetizante?

El efecto desmagnetizante se debe a varios factores, los cuales algunos pueden ser:

*Al someter la maquina a temperaturas elevadas de trabajo, haciendo que los materiales ferromagnéticos pierdan sus propiedades magnéticas [3].

*Exponer la maquina a golpes muy fuertes o vibraciones muy altas [3].

*La diferencia de funcionamiento en vacío al de carga es que existe una composición de flujos, debido a las corrientes que circulan en el inducido (Ia,) éstas alteran el valor y forma de la tensión inducida.

Con una carga inductiva pura los flujos aparecen en sentido contrario. Produciendo un efecto desmagnetizante, es decir que los flujos se restan; y además produciendo que los polos inducidos de igual nombre estén enfrentados [4].

[pic 7]

Fig. 4.  Esquema De Resta De Flujos [4].

1. Describa los tipos de devanados y la aplicabilidad en las máquinas.

En una máquina hay dos devanados principales: los devanados inducidos (armadura) y los devanados de campo. Los devanados de campo están definidos como aquellos que producen el flujo magnético principal en la máquina. En una máquina de CC, los devanados del inducido están localizados en el rotor y los devanados de campo están localizados en el estator.

*Devanados de inducido: están tanto en el rotor como en el estator, son del tipo liso y están distribuidos uniformemente en ranuras situadas en la periferia del inducido adyacentes al entrehierro. En esencia hay dos tipos, según el tipo de cierre o reentrada del devanado: devanados de circuito cerrado, utilizados en las máquinas de c.c. y devanados de circuito abierto utilizados generalmente en las máquinas de c.a. 

*Devanado imbricado: siempre existen tantos caminos en paralelo como indica el producto de la multiplicidad y el número de polos. La corriente que circula por cada bobina de inducido es la corriente total del inducido dividida por el número de ramas. Existen tantas escobillas como polos.

*Devanado ondulado: la corriente que circula por cada bobina del inducido es la corriente total del inducido dividida por el número de ramas. El devanado ondulado solo requiere dos escobillas, independientemente del número de polos.

Sin importar si el devanado es ondulado o imbricado, un lado activo de la bobina se enfrenta a un polo norte y el otro a un polo sur. La diferencia entre los devanados ondulados y los imbricados radica en la forma en que se conectan entre si las escobillas [1].

1. ¿Para qué tipo de devanado sólo existen dos de trayectorias paralelas a lo largo de un devanado completo, independientemente del número de escobillas o polos que se usen?

El devanado de ondulado ya que el devanado no necesita igualadores porque todos los conductores pasan bajo todos los polos [6]. 

1. ¿Existe alguna relación entre el número de segmentos del conmutador y los devanados de la armadura?, si existe, ¿cuál es y en qué consiste?

Si. En las máquinas de gran potencia se usan también bobinas múltiples, cuando se tiene un elevado número de ranuras y se debe mantener entre segmentos adyacentes del conmutador un valor de voltaje bajo. Este problema se presenta también cuando se tienen menos ranuras que segmentos del conmutador, así, una armadura que tiene el doble de ranuras que el número de segmentos del conmutador, puede tener un lado de bobina por ranura, pero para una armadura que tenga el mismo número de ranuras y segmentos en el conmutador, debe tener dos lados de bobina por ranura y así sucesivamente, el número de lados de la bobina por ranura, conserva la relación con respecto al número de ranuras y segmentos del conmutador, en general el número de lados de bobina se puede calcular de la siguiente ecuación [7].

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