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PRACTICA DE LABORATORIO 3GENERADOR CON EXCITACION EN DERIVACION
INTRODUCCION
La excitación en derivación o shunt es otra de las formas de excitación de las dinamos. La
dínamo conectada como generador en derivación es capaz de suministrar energía eléctrica a
tensión aproximadamente constante independientemente de la magnitud de la carga, pero
no tan constante como en el caso del generador con excitación independiente. Las
características en vacío y externa son las que revisten mayor interés para el generador con
excitación en derivación ya que el análisis de estas suministrará la información necesaria
para describir el funcionamiento de la máquina.
1. OBJETIVOS
Determinar la característica en vacío para el generador con excitación en derivación.
Determinar la característica externa para el generador con excitación en derivación.
2. GENERALIDADES
2.1 GENERADOR CON EXCITACIÓN EN DERIVACION O SHUNT
En el generador en derivación el devanado de campo está conectado a la línea de
alimentación de potencia en paralelo con el devanado de armadura, existiendo por tanto una
trayectoria independiente para el flujo de corriente a través de cada devanado.
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U.P.T.C. Área de formación básica profesional Facultad Seccional Duitama Máquinas eléctricas I Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020705-03 Figura 1. Generador con excitación en derivación.
Para el cebado de la máquina se debe tener presente que la resistencia de excitación sea
menor que la resistencia crítica del circuito de excitación. , examinando la característica
en vacío, es importante que la recta corte la curva.
Figura 2. Característica en vacío, condiciones de cebado.
De la curva se tiene:
(Ec. 1)
(Ec. 2)
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U.P.T.C. Área de formación básica profesional Facultad Seccional Duitama Máquinas eléctricas I Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020705-03 Luego si es menor que , las curvas de cebado resultarían imposibles, en el caso de un
cortocircuito la corriente fluirá por el circuito exterior mientras que por el circuito de
excitación pasará sólo una corriente muy pequeña y la recta no cortará la
característica en vacío. Lo anterior sugiere que el cebado se realiza perfectamente en
circuito abierto, siempre y cuando las conexiones y el sentido de rotación sean los
convenientes.
Para la puesta en marcha el interruptor general debe estar abierto y el regulador de tensión
debe tener intercaladas todas las resistencias. En estas condiciones se pone en marcha la
máquina motriz hasta que alcance su velocidad nominal, aumentando paulatinamente la
corriente excitación, reforzando el magnetismo remanente y cebando la máquina.
2.2 CAMPOS DE APLICACIÓN
Los generadores con excitación en derivación se recomiendan en casos los cuales no hay
cambios frecuentes y considerables de carga. Son particularmente adecuados para carga de
baterías de acumuladores a tensión constante.
Debido a su configuración los cortocircuitos no comprometen la máquina ya que se
desexcita automáticamente dejando de suministrar corriente.
2.3 PRECAUCIONES
Se deben seguir los requisitos de seguridad expuestos en la práctica de laboratorio 1.
Aunque el amperímetro del circuito de excitación puede suprimirse, resulta
conveniente instalarlo para comprobar si por alguna avería el generador absorbe una
corriente excitación distinta de la nominal.
2.4 AUTOEXAMEN
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a. Deduzca la ecuación para el cálculo de la resistencia del reóstato de campo y calcule
el valor de la resistencia.
b. ¿Qué ventajas y desventajas presenta generador con excitación en derivación frente
al generador con excitación independiente?
c. ¿Qué le sucede al generador con excitación en derivación cuando su devanado de
campo se abre?
d. ¿Es importante que el generador con excitación en derivación esté en marcha para
ser excitado?
e. Enumere las causas por las cuales la tensión en los bornes disminuye cuando
aumenta la corriente suministrada por la máquina.
3. MATERIALES Y EQUIPOS
Tabla 1. Equipos.
Cantidad Elemento Observación1 Amperímetro 0-50 A D.C.1 Voltímetro 0-150 V D.C.1 Amperímetro 0-5 A D.C.1 Tacómetro
Tabla 2. Materiales.Cantidad Elemento Observación
1 Generador de CC 4 kW, 110/115 V,1800 rpm1 Motor trifásico 3 8 kVA, 220/380 V,1800 rpm, 60 Hz1 Reóstato de excitación1 Carga resistiva variable
4. PROCEDIMIENTO
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4.1 CARACTERISTICA EN VACIO
1) Monte el circuito de la figura 3. Revise las conexiones.
2) Con el circuito de excitación abierto, ponga en marcha el conjunto y consigne el valor
de la fem generada en la tabla 3. Cierre del circuito excitación y aumente gradualmente
la corriente por medio del reóstato hasta que la fem generada supere en un 20 o 25% de
la tensión nominal.
3) Disminuya la corriente excitación y consigne para los mismos valores de del paso
anterior en la tabla 3.
4) Abra el circuito de excitación y consigne el valor de .
Figura 3. Circuito para la determinación de la característica en vacío.
4.2 CARACTERISTICA EXTERNA
1) Monte el circuito de la figura 4. Revise las conexiones.
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U.P.T.C. Área de formación básica profesional Facultad Seccional Duitama Máquinas eléctricas I Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020705-03 2) Con la carga desconectada ponga en marcha el motor. A aumente la corriente excitación
hasta que la tensión en terminales sea igual a 110 voltios.
3) Mantenga la excitación en ese valor fijo por medio del reóstato. Aumente
progresivamente la carga y consigne los valores de , , y n’en la tabla 4.
Figura 4. Circuito para la determinación de la característica externa.
5. TOMA DE DATOS
Tabla 3 Característica en vacíon (rpm)=
Creciente Decreciente
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U.P.T.C. Área de formación básica profesional Facultad Seccional Duitama Máquinas eléctricas I Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020705-03 Tabla 4 Característica externa
Velocidad nominal n (rpm)=n’ (rpm)
6. CARACTERISTICAS A OBTENER
1) Con los datos de las tablas 3 y 4 construya las características en vacío y externa.
2) Para la característica externa dibuje la curva de caída de tensión.
3) Halle el punto de funcionamiento.
4) Calcule la resistencia crítica .
7. CUESTIONARIO
1. A partir de la ubicación del punto de funcionamiento, diga si la máquina posee una
buena regulación.
2. El generador con excitación en derivación no trabaja nunca en vacío pues siempre
consume la corriente necesaria para la autoexcitación ¿para construir la característica
en vacío como se corrige el error? Corrija el error y construya correctamente la
característica en vacío
3. Compare la resistencia de excitación con la resistencia crítica .
4. ¿Cuándo se alcanza el valor máximo de la fem?
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5. Con ayuda de sus resultados, diga si los generadores en derivación son o no
apropiados para regular bajas tensiones.
BIBLIOGRAFIA
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