Máquinas eléctricas

Corriente continua. Generadores. Amperímetro. Voltímetro. Procedimiento. Características externas, de regulación. Resistencia. Motores

  • Enviado por: Gustavo
  • Idioma: castellano
  • País: Perú Perú
  • 5 páginas
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  • OBJETIVO:

    • Estudio empírico del auto excitación del generador shunt y la determinación de sus características en estado estable. Asimismo a partir de esta maquina se implementará un generador de tipo compuesto.

  • PROCEDIMIENTO:

    • Observar los datos de placa de ambas máquinas y anotar que puede ser útil.

    • Conectar el equipo de acuerdo ala figura N0 5 RL solo se usa para arrancar el motor, debe verificarse la posición de los reóstatos (Ra y Rx), de tal manera que se limite la corriente de arranque y a la vez tenga un torque necesario para la aceleración.

    • Poner en marcha el motor, manteniendo el sentido de giro que indica la flecha. Eliminar Ra y ajustar la velocidad al valor nominal, el cual debe mantenerse constante durante toda la prueba.

  • EQUIPOS A UTILIZAR:

    • 01 Generador Síncrono D.C.

    • 02 Amperímetros 0 - 3 y 0 - 10 A D.C.

    • 01 Voltímetro 0 - 300 V D.C.

    • 01 Resistencia (RL) 220 ohmios, 10 A

    • 01 resistencia variable (Rx) 550 ohmios

    • Cables de conexión

    Se observa la dependencia de la tensión inducida con respecto a If, reduciendo Rx, completamente sin tomar valores.

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    EN VACIO:

    Excitar nuevamente la máquina pero esta vez incrementar If, muy gradualmente y sin retroceder. Anotar la lectura (V) del voltímetro que corresponde a E en este caso y la corriente de excitación If para cada punto, hasta alcanzar la máxima tensión posible.

    EN CARGA:

    Con la tensión generada al mínimo, verificar que RL se encuentra en su máximo valor, Luego conectarla aumentar hasta alcanzar aproximadamente 0.6 Vn en la tensión en bornes (V).

    CARACTERISTICAS EXTERNA:

    Con RL en máxima resistencia, llevar la tensión hasta 0.89 Vn (aprox) y medir la corriente de excitación (If) corresponde, A partir de este punto tomar los valores de tensión en bornes (V), la corriente de excitación (If) y la corriente de carga (IL), reduciendo RL punto a punto hasta alcanzar la corriente máxima tolerada por esta resistencia. Tratar de completar la característica hasta el punto de cortocircuito, pero teniendo en cuenta que la sobrecarga de la máquina debe ser breve.

    CARACTERISTICA DE REGULACIÓN:

    Con RL en máxima resistencia, llevar a la tensión hasta 0.9 Vn (aprox) ymedir la corriente de excitación (If).

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    VARIACION DE LA CARACTERISTICA EXTERNA DEL GENERADOR SHUNT:

    Conectar, tal como se muestra la figura 2, la bobina de tipo serie, invertir la polaridad de la bobina serie y repetir lo anterior.

    MOTOR SHUNT

    En un motor shunt, el flujo es constante si la fuente de poder del campo es fija. Asuma que el voltaje de armadura Et es constante. A medida que la corriente de la carga disminuye desde plena carga a sin carga, la velocidad debe aumentar proporcionalmente de manera que la fuerza contra electromotriz Ec aumentará para mantener la ecuación en balance. A voltaje nominal y campo completo, la velocidad del motor shunt aumentará 5% a medida que la corriente de carga disminuya de plena carga a sin carga. La reacción de armadura evita que el flujo de campo permanezca absolutamente constante con los cambios en la corriente de la carga. La reacción de armadura, por lo tanto causa un ligero debilitamiento del flujo a medida que la corriente aumenta. Esto tiende a aumentar la velocidad del motor. Esto se llama “inestabilidad” y el motor se dice que está inestable.

    MOTOR SERIE

    En un motor serie, el flujo del campo es una función de la corriente de la carga y de la curva de saturación del motor. A medida que la corriente de la carga disminuye desde plena carga, el flujo disminuye y la velocidad aumenta. La rata de incremento de velocidad es pequeña al principio pero aumenta a medida que la corriente se reduce. Para cada motor serie, hay una mínima carga segura determinada por la máxima velocidad de operación segura.

    MOTOR COMPUESTO (COMPOUND)

    Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt como se ve en la figura. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.

    El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente de armadura varia, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulativo.

    Esto provee una característica de velocidad la cual no es tan “dura” o plana como la del motor shunt, no tan “suave” como un motor serie. Un motor compound tiene un limitado rango de debilitamiento de campo, la debilitación del campo puede resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga. Los motores D.C compound son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta estable de torque constante a través de un amplio rango de velocidad.

    MOTOR SHUNT ESTABILIZADO

    Para vencer la potencial inestabilidad de un motor recto shunt y reducir la “caída” de velocidad de un motor compound, un ligero devanado serie es arrollado sobre el devanado shunt. El flujo del devanado serie aumenta con la corriente de carga y produce un motor estable con una característica de caída de velocidad para todas las cargas.

    El devanado serie es llamado un campo estabilizador o “stab” y el motor un motor shunt estabilizado. La regulación de velocidad de un motor shunt estabilizado es típicamente menor al 15%.

    La mayoría de los motores Reliance Super RPM y RPM III son shunt estabilizados. Cuando el campo shunt del motor es debilitado para aumentar la velocidad a un nivel de operación mas alto, el flujo del devanado serie llega a ser un porcentaje mayor del flujo total, de manera que a medida que la corriente aumenta, la caída de velocidad es un porcentaje mayor que antes.

    En aplicaciones donde la instabilidad resultante pudiera afectar seriamente el funcionamiento de la maquina (movida por el motor), el campo serie puede desconectarse. En aplicaciones donde los efectos de estabilidad nos son críticos, como en un frenado regenerativo, el campo serie puede utilizarse para mejorar el rendimiento que el provee.

    Cuando el campo serie no se conecta, el fabricante del control debe asegurar que la máxima velocidad segura del motor no es excedida y debe reconocer la perdida de torque que resulta de la operación del motor shunt estabilizado sin el devanado serie.

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    GENERADOR DE CORRIENTE CONTINUA

    En los generadores de corriente continua, en lugar de utilizar los citados anillos metálicos, para recoger la f.e.m. inducida se emplean dos medios anillos aislados ambos entre si y dispuesto en forma circular, tal cual puede apreciarse en la figura izquierda  , en la que para mayor ilustración se representa también la espira o inducido del generador, cuyos extremos son conectados a cada una de estas mitades del anillo, que aclaramos ahora se denominan delgas. Sobre estas delgas se disponen las escobillas que nos permitirán recoger la f.e.m. y llevarla a un circuito exterior.

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    Principio básico de un generador de corriente continua

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    Los generadores de corriente continua que se utilizan en las usinas productoras de energía eléctrica poseen inducidos que además de constar de bobinas de más de una espira, poseen varias de estas bobinas, por motivos que ya explicaremos, por lo tanto, por cada bobina que posean, corresponderá disponer de un par de delgas, según la figura izquierda.