MAQUINAS ELECTRICAS I Practica No. 7 Curvas Caractersticas de
Generadores
de Continua.
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de ingenieras Elctrica, Electrnica y de
Telecomunicaciones - E3T
Perfecta combinacin entre energa e intelecto
OBJETIVOS Determinar la caracterstica de carga en un generador
de
excitacin independiente.
Determinar la caracterstica externa de un generador de excitacin
independiente.
Determinar la caracterstica de regulacin de un generador de
excitacin independiente.
Realizar la prueba de cortocircuito de un generador de excitacin
independiente.
Evaluar la comprensin de lo realizado y observado en el
laboratorio.
ACTIVIDADES PREVIAS Leer detenidamente este documento.
Prestar atencin a la explicacin del profesor y el tcnico de
laboratorio.
EQUIPO NECESARIO Multmetro Digital.
Ampermetros.
Vltmetro y milivltmetro.
Fototacmetro.
Mquinas de corriente continua (DC).
Restatos.
INTRODUCCIN: El comportamiento de una maquina DC que opera como
generador,
se puede entender mejor analizando tres curvas caractersticas:
la
de carga, la externa y la de regulacin.
La caracterstica de carga de un generador DC nos muestra el
comportamiento de la tensin en los bornes del inducido, en
funcin de la corriente de excitacin [ = ()] ; para una corriente
de armadura constante y una velocidad constante. La
corriente de excitacin es la que circula por el devanado de
campo
y se utiliza para producir el flujo que, junto con el
movimiento, se
requiere para inducir tensin en el devanado de armadura. En
el
laboratorio, el movimiento necesario proviene de un motor DC
autoexcitado Shunt, que se acopla al eje del generador bajo
prueba.
Entonces, la velocidad del generador se controlar regulando
la
corriente de excitacin del motor Shunt. Para arrancar el motor
la
resistencia de arranque (resistencia variable), conectada en
serie
con la armadura, debe estar al mximo; mientras que la
resistencia
variable que permite regular la corriente de excitacin, debe
estar
al mnimo.
Para obtener la caracterstica de carga se lleva el generador a
la
velocidad nominal y se excita hasta alcanzar una tensin de
entre
el 30% y el 50% de la tensin nominal. Se coloca carga hasta
llegar
a la corriente de armadura para la cual se va a determinar la
curva
caracterstica. Tener en cuenta que cuando se coloca carga al
generador, este produce un par resistente que hace que la
velocidad
disminuya. Entonces, a medida que se coloca carga se va
controlando la velocidad para que se mantenga constante. Con
el
generador a la velocidad nominal y a la corriente para la cual
se va
a determinar la caracterstica de carga, se toman las lecturas
de
corriente de excitacin y tensin en los bornes del inducido.
Disminuyendo la carga, controlando la velocidad y aumentando
cuidadosamente la corriente de excitacin del generador, se
pueden
obtener otros puntos de la caracterstica. Procure no devolver
el
restato con que controla la corriente de excitacin del
generador.
La caracterstica externa de un generador DC nos muestra el
comportamiento de la tensin en los bornes del inducido en
funcin
de la corriente de armadura [ = ()]; para una corriente de
excitacin constante y una velocidad constante.
Para obtener la caracterstica externa se lleva el generador
a
velocidad nominal y se excita hasta alcanzar en vaco la
tensin
que ser el punto de partida de la caracterstica. Se toma la
lectura
de corriente de excitacin y tensin en los bornes del inducid.
La
corriente de armadura debe ser cero. A partir de ese punto
inicial,
simplemente se va aumentando la carga del generador, se
controla
la velocidad, se verifica que la corriente de excitacin del
generador permanezca constante y se toman las lecturas de
tensin
en el inducido y la corriente de armadura; para obtener otros
puntos
de la caracterstica.
La caracterstica de regulacin de un generador DC nos muestra
el
comportamiento de la corriente de excitacin en funcin de la
corriente de armadura [ = ()]; para una tensin en bornes del
inducido constante y una velocidad constante.
Para obtener la caracterstica de regulacin se lleva el generador
a
la velocidad nominal y se excita hasta alcanzar en vaco la
tensin
para la cual se va a determinar la caracterstica. Se toma la
lectura
de corriente de excitacin y tensin en bornes del inducido.
La
corriente de armadura debe ser cero. A partir de ese punto
inicial,
simplemente se va aumentando la carga del generador, se
controla
la velocidad, se aumenta cuidadosamente la corriente de
excitacin
y corriente en la armadura; para obtener otros puntos de la
caracterstica. Procure no devolver el restato que controla
la
corriente de excitacin del generador.
La figura 1 muestra la conexin de la mquina que permite
obtener
las caractersticas sealadas.
A
G
A
VDevanado
Shunt
Amprmetro
Vltmetro
Figura 1. Conexin para determinar las curvas caractersticas
de
un generador de excitacin independiente.
De otra parte, la prueba de cortocircuito permite determinar
la
corriente de excitacin necesaria para que en cortocircuito
circule
una corriente de armadura determinada. Los resultados de
estar
prueba, junto con los obtenidos en la prctica anterior para
hallar
la cada de tensin en las escobillas, sirven para determinar
el
tringulo de cadas o el tringulo de cargas de la mquina. La
figura
2 muestra la conexin del generador para realizar la prueba
de
cortocircuito.
MAQUINAS ELECTRICAS I Practica No. 7 Curvas Caractersticas de
Generadores
de Continua.
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de ingenieras Elctrica, Electrnica y de
Telecomunicaciones - E3T
Perfecta combinacin entre energa e intelecto
A A
DevanadoShunt
Amprmetro
Se aplica tensin
reducida.G
Figura 2. Conexin para realizar la prueba de cortocircuito
de
un generador de excitacin independiente.
ACTIVIDADES DE LABORATORIO: - Determine la caracterstica de
carga de un generador de
excitacin independiente, para la velocidad nominal y una
corriente de armadura de 3 . Utilice la maquina con la que
trabajo la prctica anterior.
- Determinar la caracterstica externa del generador de excitacin
independiente, para la velocidad nominal y una
corriente de excitacin tal que en vaco se obtenga la tensin
nominal en bornes de la armadura. Tenga cuidado de no
sobrecargar el motor que impulsa el generador.
- Determinar la caracterstica de regulacin del generador de
excitacin independiente, para la velocidad nominal y tensin
nominal. Tenga cuidado de no sobrecargar el motor que
impulsa el generador.
- Realice la prueba de cortocircuito del generador de excitacin
independiente, para una corriente de armadura igual a la
nominal. Si es posible realice la prueba tambin para una
corriente de armadura igual a 3 A.
INFORME Escriba en detalle el procedimiento seguido en cada una
de las
actividades realizadas en esta prctica. En donde corresponda
ilustre el procedimiento con el esquema de conexin empleado,
sealando los instrumentos de medida utilizados, as como los
valores aplicados y medidos.
Presente en tablas y en graficas los datos y resultados
obtenidos en
la realizacin de esta prctica.
Utilizando la curva de vaco y el tringulo de cadas,
determine
grficamente la caracterstica de carga de la maquina bajo
prueba
conectada como generador de excitacin independiente, para la
prueba de velocidad nominal y corriente de armadura igual a 3 .
Realice tambin esta caracterstica para la velocidad nominal y
corriente nominal.
Utilizando la curva de vaco y el tringulo de cadas,
determine
grficamente la caracterstica externa de la maquina bajo
prueba
conectada como generador de excitacin independiente, para la
velocidad nominal y corriente de excitacin tal que en vaco
se
obtenga la tensin nominal.
Calcule la corriente de armadura que se presentara si
accidentalmente el generador quedar en cortocircuito a
velocidad
nominal y con la corriente de excitacin que produce la
tensin
nominal en vaco.
Escriba en detalle el procedimiento que seguira para obtener
las
curvas caractersticas pata un generador autoexcitado Shunt.
En
donde corresponda, ilustre el procedimiento con el esquema
de
conexin que empleara, sealando los instrumentos de medida
que
utilizara. Tomando un ejemplo indique los valores aplicados
y
medidos en cada caso.
Utilizando la curva de vaco y el tringulo de cadas de la
maquina
bajo prueba, determine grficamente su caracterstica externa si
se
conecta como generador autoexcitado Shunt, cuando este toma
carga. Para ello considere la situacin en la cual la maquina
se
encuentra de plena carga.
RECOMENDACIONES - Tome los datos necesarios para la elaboracin
del informe. - Recuerde presentar sus observaciones y conclusiones.
- Conserve los resultados de esta prctica, los necesitar en
otras prcticas.
- Para la prxima prctica investigue sobre el arranque de motores
de corriente continua (clculo de resistencia de
arranque), caractersticas de velocidad y par
electromagntico en funcin de la corriente de armadura,
caracterstica de par en funcin de la velocidad, perdidas
en mquinas de corriente continua y rendimiento en
mquinas de corriente continua.
ObjetivosActividades PreviasEquipo
necesariointroduccin:Actividades de
laboratorio:informerecomendaciones
