Determinación de las características de un Generador de CC conectado en serie.

Determining the characteristic of a DC generator connected in series.

Cristian Alfonso Jiménez Castaño, Yuly Viviana García García, Luis Carlos Cubides Rivera, Sebastián Arbeláez López

Programa de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingenierías, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Risaralda, Colombia

Correo-e: craljimenez@utp.edu.co yuvigar_852@hotmail.com lccubides@utp.edu.co sebas844@gmail.com

Resumen— En esta práctica de laboratorio de Máquinas Eléctricas I, tiene como objetivo determinar las características de un Generador de Corriente Continúa (CC), mediante el aumento de la corriente de armadura.

Palabras clave— Armadura, corriente, diversor, excitación, estator, generador cc, rotor y voltaje

Abstract— In this lab Electrical Machines I, aims to determine the characteristics of a current generator continues (CC), by increasing the armature current.

Key Word — Armature, current, diverter, excitement, stator, generator dc, voltage and rotor.

I. INTRODUCCIÓN

Un motor de CC en serie, es aquel cuyos devanados de campo constan de relativamente pocas vueltas y de mayor calibre conectadas en serie con el circuito del inducido. En un motor de este tipo la corriente del inducido, la corriente de campo y la corriente de línea son iguales.

Conforme se incrementa la Carga en este generador, aumenta la corriente de campo, por lo que Ea, también lo hace con rapidez. La caída Ia (Ra+Rs) también aumenta, pero al principio el incremento de Ea es mucho más rápido que el aumento de la caída Ia (Ra+Rs), por lo que se incrementa el VT después de cierto tiempo la máquina se acerca al punto de saturación y Ea se vuelve casi constante. En este punto, la caída resistiva es el efecto ´redominante y VT comienza a disminuir. Lo anterior es la razón del comportamiento de la característica de la Figura 1.

Figura 1. Característica del Generador CC en serie

II. PROCEDIMIENTO

Inicialmente se procedió a ensamblar la configuración propuesta en el numeral 1 del procedimiento de la guía del laboratorio, dicha configuración se muestra en la Figura 2.

Figura 2.Montaje propuesto en la guía de laboratorio.

Se utilizó como carga (RL) tres bancos de bombillas, conformado cada uno por 12 bombillas incandescentes con valores nominales de voltaje y potencia, de 120Vrms y 60W respectivamente. Se conectaron todas las bombillas en

Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira.

paralelo, además para el inicio de la práctica sólo se usó como carga uno de estos bancos y se fueron conectando las bombillas de forma gradual. Obteniendo los datos de la Tabla 1.

Sin Diversor (Rd)Iac [A] Is [A] VT [v]

5,0 2,5 19,00

5,0 2,5 21,185,0 3,5 24,75

6,0 4,5 29,556,0 5,0 31,856,0 6,0 36,396,5 7,2 42,408,0 8,5 50,509,0 10,0 56,8011,0 11,0 61,00

12,0 11,5 63,30

Tabla 1. Datos sin el Diversor (Rd)

Seguidamente se continuó implementándole a la configuración de la Figura 2 una resistencia en paralelo a la bobina y resistencia de excitación (Ls y Rs, respectivamente), con un valor de 10Ω, para esta parte se realizaron medidas similares a las del punto anterior, obteniendo como resultado los datos tabulados en la Tabla 2.

Rd=10ΩIac [A] Is [A] VT [v]

5,00 2,00 20,305,00 2,50 23,245,50 3,50 28,256,00 4,60 35,406,00 5,50 38,886,50 6,50 43,507,40 7,60 48,808,00 9,00 54,109,00 10,00 58,0010,50 10,50 60,8012,00 11,50 63,30

Tabla 2. Datos con un diversor Rd=10Ω

Posteriormente se varió la resistencia del diversor (Rd) hasta alcanzar su valor máximo 100Ω buscando alcanzar una tensión en terminales (VT) de 70V, para este punto al igual que en los anteriores se inició con poca carga (bombillas) y se fue aumentando parcialmente de a dos bombillas y se tomaron medidas de corriente y tensión como se muestra en la Tabla 3.

Rd=100Ω

Iac [A] Is [A] VT [v]5,00 2,50 23,24

5,00 4,00 26,40

5,50 4,70 32,00

6,00 5,50 39,30

6,00 6,00 43,60

7,00 7,00 48,90

7,50 8,00 54,00

9,00 9,50 59,1010,50 10,50 63,6012,00 11,50 67,10Tabla 3. Datos con diversor Rd=100Ω

III. INFORME

En la figura 3 se puede apreciar las características del generador de corriente continua en serie sin una resistencia de diversor (datos de la Tabla 1) y con un diversor de Rd=100Ω (datos de la tabla 3).

1 3 5 7 9 11 130

10

20

30

40

50

60

70

Curvas Características Del Generador de CC

Sin Diversor (Rd)

Diversor Rd=100[Ohm]

Corriente de excitación Is [A]

Tens

ión

en te

rmin

ales

VT

[V]

Figura 3. Característica del Generador de CC con (anaranjado) y sin (azul) diversor.

Como se puede apreciar en las características de la figura 3, la regulación de estas no son muy buenas, dado que en vacio al no haber corriente por la armadura del generador, no habrá corriente de excitación razón por la cual la tensión en el inducido será el resultado del campo remanente (residual) del entrehierro del generador, el cual es muy pequeño.

Conforme se incrementa la Carga en este generador, aumenta la corriente de campo, por lo que Ea, también lo hace con rapidez. La caída Ia (Ra+Rs) también aumenta, pero al principio el incremento de Ea es mucho más rápido que el aumento de la caída Ia (Ra+Rs), por lo que se incrementa el VT después de cierto tiempo la máquina se acerca al punto de saturación y Ea se vuelve casi constante. Es por lo anterior que

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la característica del generador tienen el comportamiento descrito.

Como se puede observar en la figura 3, la característica del generador con el divisor (Rd=100Ω) posee una regulación mejor que la característica sin el diversor. La función del diversor es aumentar la corriente de armadura y a la vez dividir la misma para que no circule una corriente tan grande por la bobina de excitación, lo cual reduce las perdidas por efecto Joule en dicha bobina, lo anterior hace que la tensión en terminales sea mayor, que si estuviera sin el diversor.

Conforme se incrementa la Carga en este generador, aumenta la corriente de campo, por lo que Ea, también lo hace con rapidez. La caída Ia (Ra+Rs) también aumenta, pero al principio el incremento de Ea es mucho más rápido que el aumento de la caída Ia (Ra+Rs), por lo que se incrementa el VT después de cierto tiempo la máquina se acerca al punto de saturación y Ea se vuelve casi constante. En este punto, la caída resistiva es el efecto predominante y VT comienza a disminuir. Lo anterior es la razón del comportamiento de la característica de la Figura 1.

IV. CONCLUSIONES

Mediante la realización de la practica y la construcción de la característica del generador de corriente continua en serie se pudo comprobar que la regulación de tensión en esta máquina es n numero negativo muy grande, por lo que se concluye que la máquina es una mala fuente de tensión constante.

La resistencia del diversor es de gran utilidad a la hora de mejorar la regulación de tensión y aumentar la tensión en terminales del generador de CC.

Se observo que a medida que se aumentaba la carga del generador, su tensión en terminales aumentada, debido al aumento de la corriente de armadura y a su vez a la de excitación.

REFERENCIAS

Stephen J. Chapman; “Máquinas Eléctricas”; Quinta Edición, 2012.

____________________________1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos

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