República Bolivariana de VenezuelaInstituto Universitario Politécnico 

“Santiago Mariño” Extensión-Barcelona Maquinas Eléctricas I

      

 GENERADOR DE CORRIENTE CONTINUA   

  Profesora:                       Integrante: 

Ranielina  Rondón  Freivis La Rosa

C.I:20.419.286

Fecha, 27 de Junio de 2014

PROCESO DE FORMACIÓN DE TENSIÓN EN UN GENERADOR

EN DERIVACIÓN.

Supongamos que el generador de la gráfica circuital anterior, no se le conecta carga y que el motor primario comienza a mover su eje.

¿Cómo aparece el voltaje inicial en los terminales de la máquina?

Pues ahí la importancia de la teoría ferromagnética (histéresis).

El voltaje dependerá directamente de un flujo residual en los polos el cual viene dado por:

Este voltaje es sumamente pequeño pero existe y aparece en los terminales del generador (puede ser un volt o dos).

Cuando este voltaje aparece en los terminales del generador, produce una corriente que fluye en la bobina del campo del generador

Esta corriente produce una fuerza magnetomotriz en los polos, el cual incrementa el flujo y este a la vez incrementa y por tanto aumenta si VT↑→IF↑→Ф↑→EA. Para comprender más el comportamiento de este generador, analicemos la gráfica siguiente, en el cual se muestra la saturación magnética en la cara de los polos, ello es lo que limita la tensión en los bornes del generador.

La constitución de IF y EA no se hace en forma rápida, mas bien se hace a través de varios pasos, según se ve en la siguiente gráfica:

Existen algunos problemas cuando un generador en derivación se pone en marcha y no se forma el voltaje residual .

• Posibilidad de que no haya flujo magnético residual entonces en este caso la solución es desconectar el campo del circuito del inducido y conectarlo directamente a una fuente de corriente continua. Este proceso se denomina como “Centello del Campo”.

• La dirección de rotación del generador pudo haber sido invertida y/o las conexiones del campo pueden haber sido invertidas. La solución: corregir la polaridad correspondiente y si no se logra, proceder con el Centello del Campo.

• La resistencia del campo se puede ajustar a un valor mayor que la resistencia crítica. Para entender este paso analicemos la siguiente gráfica:

R2, se denomina resistencia crítica donde la línea es aproximadamente paralela a la curva de magnetización. Si Rf excede a R2 como es el caso de R3, no habrá formación de voltaje, la solución es reducir Rf.

Cuanto más baja sea la velocidad del eje, más baja será la resistencia crítica, puesto que el voltaje de la curva de magnetización varía como función de la velocidad.

El análisis gráfico para este tipo de generador es más complicado que el de excitación en serie.

Ello motivado a que la corriente de campo depende directamente de su propio voltaje de salida.

El análisis se hace sin la reacción de inducido y posteriormente se incluye este efecto. En la gráfica siguiente se hace un análisis de su comportamiento, en base a la recta de carga.

Sin reacción de inducido.

ANÁLISIS GRÁFICO DE LOS GENERADORES DE C.C. EN

DERIVACIÓN.

En vacio VT EA, cuando IARA=0 de VT=EA-IARA; VT=EA=IARA≅

En vacío VT EA, con carga y reacción de inducido se tendrá ≅EA=VT+IARA, se originará una fuerza magnetomotriz, ver la grafica:

Con reacción de inducido.

Sin reacción de inducido.

ANÁLISIS GRÁFICO DE LOS GENERADORES COMPUESTOS

DIFERENCIAL.

Las características de este generador se pueden determinar de la misma forma que se hace para el compuesto acumulativo.

Para entender su comportamiento lo analizaremos, con carga VT efectiva Si IL↑→IA↑=IF+IL↑, en este momento ocurre lo siguiente en el generador.

• Si IA↑→IARA+RS↑→VT↓=EA-IARA+RS↑

• Si IA↑→la fuerza magnetomotriz del campo en serie ↑ = ↑, entonces ↑ ↑ y EA↑→VT↑=EA↑-IARA+RS se eleva. En conclusión estos dos fenómenos se oponen entre sí, mientras en uno VT↑, el otro lo disminuye VT↓.

 

La duda se despeja en el siguiente análisis: • Pocas espiras en serie ( pequeño). Si hay pocas espiras en serie, el

efecto de la caída de voltaje se dificulta. El voltaje disminuye, tal como el generador en derivación. Este tipo de comportamiento se denomina “parcialmente compuesto”.

• Más espiras en serie ( mayor), sucede que al comienzo el efecto de fortalecimiento predomina y la tensión en los bornes sube con la carga. En este generador, la tensión de los bornes se eleva primero y luego disminuye, en tanto que la carga aumenta. Si VT en vacío es igual a plana carga, el generador se denomina “normalmente compuesto”.

• Más espiras en serie ( grande). Si todavía se agregan más espiras en serie al generador, el efecto es mayor antes que el efecto resistivo se imponga. El resultado es una característica con la tensión en los bornes a plena carga realmente más alta que la misma tensión en vacío, y el generador se denomina “hipercompuesto” .

Los generadores de corriente continua toman potencia mecánica y producen potencia eléctrica. Los motores de corriente continua toman potencia eléctrica y producen potencia mecánica.

En cualquiera de los dos casos no toda la potencia que entra a la máquina aparece en forma útil en el otro extremo. Generalmente existen una serie de pérdidas por el proceso. El rendimiento máximo de una máquina de corriente continua se define como:

η=PsalidaPentradax100=Pentrada-PsalidaPentradax100. 

Psalida=Pentrada-Pérdidas

Pérdidas en la máquina de corriente continua:

• Pérdidas eléctricas o del cobre I2R• Pérdidas en las escobillas• Pérdidas en el núcleo • Pérdidas mecánicas• Pérdidas diversas

FLUJO DE POTENCIA Y PÉRDIDAS EN LOS GENERADORES DE C.C.

Las pérdidas eléctricas o del cobre. Son las pérdidas que ocurren en el inducido y en los embobinados del campo.

Pérdidas en el inducido PA=IA2R.

Pérdidas en el campo Pf=If2Rf.

Pérdidas en las escobillas. Son las causadas por el contacto potencial en las escobillas de la máquina.

PBD=VBDIA.VBD= caída de voltaje en las escobillas.IA= corriente de armadura

El valor está considerado entre (2volts).

• Pérdidas en el núcleo. B2 Son las ocasionadas por histéresis y ≅corrientes parásitas que ocurren en el metal del motor.

• Pérdidas diversas. Son las asociadas a los efectos mecánicos. Hay dos tipos de éstas pérdidas. Por fricción y por fricción con el aire.

• Pérdidas diversas o Pérdidas misceláneas. Son aquellas que no corresponden a ninguna de las anteriores. Se toman con 1% de plena carga.

Las pérdidas son una de las técnicas para explicar el diagrama de flujo de potencia. Diagrama para Generador.

DIAGRAMA DE FLUJO DE POTENCIA

Diagrama para Motor.

DIAGRAMA DE FLUJO DE POTENCIA

En motor con reversión de inducido la velocidad es mayor, que sin reversión de inducido ello se debe al debilitamiento del flujo.

 https://docs.google.com/document/d/1xFAdOR7ojhsLLrgu8G_UNsA4l5CXMsCUg42EOylPKuQ/edit?hl=es

BIBLIOGRAFIA