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• Christian Castillo

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LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS III

INFORME N°4

1. OBJETIVO:  Estudio empírico de la autoexcitación del generador shunt y la determinación de sus características en estado estable. Así mismo a partir de estas máquinas se implementará un generador de tipo compuesto.

2. FUNDAMENTO TEORICO Una máquina de corriente continua puede funcionar como motor o generador. El generador transforma la potencia mecánica en eléctrica. Por lo tanto, el generador debe ser impulsado mecánicamente a fin de que produzca electricidad. Una corriente se conoce como corriente de magnetización. Esta corriente se puede suministrar de una fuente independiente o bien del propio generador. Bajo estas formas, al generador se le denomina: -

Generador con excitación independiente. Generador con auto excitación.

Si al generador shunt se excita con una corriente directa, se establece un flujo magnético en el generador. Si se aplica un esfuerzo mecánico al eje, el rotor o armadura girada y las bobinas de la armadura, corrtan al flujo magnético induciéndose en ella un voltaje, este voltaje es de C.A y para obtener D.C del generador, se deberá usar un rectificador. Con este fin se usa el conmutador y las escobillas. El diagrama de conexiones de un motor shunt se muestra en la figura 1. La armadura y el campo están conectados a la fuente de tensión DC fija. Un reóstato externo es utilizado en el circuito de campo para controlar la velocidad del motor. El motor absorbe potencia de la fuente DC y por consiguiente la corriente fluye en la máquina. El comportamiento del circuito de campo es independiente del circuito de armadura, como la velocidad depende del flujo, si este varia también lo hará la velocidad. El torque que se produce es debido a la interacción entre las corriente de armadura y el campo magnético en los polos. Las ecuaciones que gobiernan la operación en estado estacionario del motor DC son: Vt = Ia Ra + Ea It = Ia + If Er = KΦWm = Vt – I Ra

UNMSM

1

IT

IA

RF 220 V IF A

3. EQUIPO Y/O INSTRUMENTO A UTILIZAR  Motor primo – Generador síncrono D.C  Multímetro Digital

 1 voltímetro 0-30V DC

Wrm

 2 amperímetros 0-3 y 0-10 A DC

 Resistencia variable 0 – 550 ohm

 Llave Monofásica

 Llave Trifásica

 Cables de conexión

4. PROCEDIMIENTO Observar lo datos de placa de ambas máquinas y anotar que puede ser útil. Conectar el equipo de acuerdo a la fig n°1. Antes de arrancar el motor, debe verificarse la posición de los reóstatos, 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 contante durante toda la prueba. CARACTERISTICAS DE EXCITACIÓN

Con el interruptor “S1” abierto, medir con el multímetro la tensión inducida en la armadura, cerrar el interruptor, Rx en máximo valor, y observar en el multímetro el efecto producido sobre la tensión. Si la conexión no posibilita la autoexcitación, modificarla. Observar ahora la dependencia de la tensión inducida con respecto a If, reduciendo Rx completamente sin tomar valores todavía; regresar luego a la máxima resistencia. EN VACIO: Excitar nuevamente la máquina pero esta vez incrementar If, muy gradualmente y sin retroceder. Anotar la lectura del voltímetro que correponde a E en este caso y la corriente de excitación If para cada punto, hasta alcanzar la máxima tensión posible. Llevar la tensión nuevamente al mínimo.

EN CARGA: Con la tensión generada al mínimo, verificar que RL se encuentre en su máximo valor: luego conectarla, aumentar hasta alcanzar aproximadamente 0.6Vn en la tensión en bornes. Registrar la tensión en bornes y la corriente de excitación. Luego, actuar simultáneamente sobre Rx y Rl, para aumentar If, manteniendo constante IL. Anotar los nuevos valores de If y V.

S

IL

S A

Wm

+

M -

Rx f

C

Ea -

MOTOR

A

A'

D

V

RL

A

If

GENERADOR

S

5. RESULTADO 1) Relación de las lecturas tomadas en la experiencia. R1=43.8 Ώ R4=156.7 Ώ R2=44.1 Ώ R5=48 Ώ R3=44 Ώ R6=47Ώ

Vremanente=4v

Vgen=125v

resistencias R1 R1-2 R1-3 R1-4 R1-5 R1-6

IN=36A

IL 0.035A 0.065 A 0.1 A 0.11 A 0.14 A 0.17 A

V 125.4 126.1 125.6 124.9 124.6 124.3

Es datos se obtuvieron del ensayo:

CONEXIÓN SHUNT EN VACION CONEXIÓN SHUNT CON CARGA CONEXIÓN COMPOUND VACIO

R(Ω) 41 30.6

V(v) 109 120

If(A) 1.82 2.5

30

120

2.7

7.1

0.5

4

2) Trazar las características en vacío y en carga a corriente nominal. Considerando la resistencia de armadura de generador para tensiones de bornes igual a la nominal

3) Coger tres pares de valores de la característica de vacío, chequear los errores porcentuales respecto de los valores experimentales

valores Característicos Experimentales Porcentuales

𝑅𝑡 = 18.44𝜴 𝐼𝑓 = 2.05𝐴 𝐷𝐶 2.25%

𝑅𝑡 = 14.36𝜴 𝐼𝑓 = 2.08𝐴 𝐷𝐶 1.14%

𝑅𝑡 = 8.8𝜴 𝐼𝑓 = 2.06𝐴 𝐷𝐶 2.48%

4) Considerar el efecto desmagnetizante de la reacción de armadura se puede considerar y evaluar la f.e.m. inducida Sin generar tensión: 𝑅 = 310𝛺 𝐼𝑝𝑟𝑖𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 14.72 𝐴 𝐴𝐶 𝑉𝑟𝑒𝑚𝑎𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒 = 3.4𝑉 𝐷𝐶 𝐼𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 = 0𝐴 Al generar tensión: (En Vacio) 𝑅 = 34.7𝛺 𝐼𝑓 = 2.13𝐴 𝐷𝐶 𝐼𝑎 = 0.48𝐴 𝐷𝐶 𝑓𝑒𝑚 = 115𝑉 𝐷𝐶

5) Graficar las características externas

6. IMÁGENES DE LA EXPERIENCIA 1. Placa de fábrica del generador utilizado 2. Armado de las conexiones 3. Realización de pruebas 4. Toma de datos

CONCLUSIONES: -

Se produce mayor tensión cuando se realiza la conexión shunt. El motor DC en conexión compound, se utiliza para el frenado El motor compound es un motor de excitación o campo independiente con propiedades de motor serie Se recomienda realizar el ensayo sin sobrepasar la capacidad nominal de la máquina. Se debe observar si es que el sentido de giro del rotor, es el correcto para realizar la generación en la polaridad esperada.

BIBLIOGRAFIA -

http://www.monografias.com/trabajos74/motores-corrientedirecta/motores-corriente-directa2.shtml https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/. https://docs.google.com/presentation/d/