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Universidad Mayor de San Simón Facultad de Ciencias y Tecnología

INFORME Nº 4

MATERIA:

Laboratorio de máquinas DC.

ESTUDIANTES: Castro Mayta Aarón Benjamín DOCENTE:

Ing. Jaime Orellana Jimenez

CARRERA:

Ing. Electromecánica

HORARIO:

Martes 12:00-14:15

GESTION: 01/2020

DINAMOS EN SERIE Objetivos:   

Observar el comportamiento de un dinamo en serie. Registrar el comportamiento de la tensión en función de la corriente de carga bajo las condiciones de 𝑛 = 𝐶𝑡𝑡𝑒. Determinar las tenciones y potencias de régimen, máximas y mínimas, permitidas en el rango de regulación del +/- 10 %

Marco Teórico: Para su excitación, el devanado inductor se conecta en serie con los bornes del inducido, La corriente que suministra el inducido, es la misma que absorbe la carga y la misma que recorre el devanado de excitación. La dinamo debe arrancar con una carga muy pequeña o con el circuito en corte. Podemos estudiar el circuito en tres situaciones de conexión. Circuito en vacío: 𝑅𝑖𝑛𝑑 Del circuito equivalente tenemos que:

𝑅 𝑅𝑒𝑥𝑡 𝑒𝑥𝑡

𝑈 − 𝐸𝑖𝑛 + 𝐼𝑖𝑛 ∗ 𝑅𝑖𝑛 + 𝐼𝑒𝑥𝑡 ∗ 𝑅𝑒𝑥𝑡 = 0

Como la condición del ejercicio es una conexión en serie, entonces: 𝐼𝑖𝑛 = 𝐼𝑒𝑥𝑡 = 𝐼

;

𝑅𝑖𝑛 + 𝑅𝑒𝑥𝑡 = 𝑅𝑎

La ecuación equivalente para el circuito en serie será: 𝑈 = 𝐸𝑖𝑛 − 𝐼 ∗ 𝑅𝑎 Al estar el circuito abierto y sin una conexión a carga, la corriente que pasa por el circuito es nula. 𝐼=0 Entonces, según la ecuación encontrada, la tensión de salida será: 𝑈 = (𝑘 ∗ 𝑛 ∗ 𝐼) − (𝐼 ∗ 𝑅𝑎 ) 𝑈=0 Circuito en corto: En el circuito de dinamo en serie en corto, se puede observar que:

𝑅𝑖𝑛𝑑 𝑅𝑒𝑥𝑡

Al estar en corto, la tensión 𝑈 = 0 Así mismo también se puede observar que: 𝐼𝑖𝑛 = 𝐼𝑒𝑥𝑡 = 𝐼

Entonces: 𝑈 = 𝐸𝑖𝑛 − 𝐼 ∗ 𝑅𝑎

En este caso de dinamo en serie en corto, podemos claramente observar el fenómeno de autoexcitación, ya que la corriente que se induce por el dinamo retorna al circuito de excitación, este a su vez induce una tensión en el rotor, este se convierte en corriente inducida y repite el ciclo hasta alcanzar un equilibrio en función a la velocidad que consideremos constante. Dinamo en serie con carga: En el circuito del dinamo en serie con carga, la ecuación representativa será:

𝑅𝑖𝑛𝑑 𝑅𝑒𝑥𝑡

𝑅𝑐𝑎

𝑈𝑐𝑎 − 𝐸𝑖𝑛 + 𝐼𝑖𝑛 ∗ 𝑅𝑖𝑛 + 𝐼𝑒𝑥𝑡 ∗ 𝑅𝑒𝑥𝑡 = 0

Al tener el circuito en serie la consecuencia será: 𝐼𝑖𝑛 = 𝐼𝑒𝑥𝑡 = 𝐼𝑐𝑎 = 𝐼 La ecuación resultante será: 𝑈𝑐𝑎 = 𝐸𝑖𝑛 − 𝐼 ∗ (𝑅𝑎 )

Equipos e instrumentos: Se requiere, los siguientes equipos y dispositivos        

Un dinamo en serie Un reóstato de campo Un motor de accionamiento Un tacómetro Un voltímetro Dos amperímetros Un simulador de carga eléctrica Conectores

Procedimiento: Para realizar la prueba, se deben seguir los siguientes pasos:         

Leer el esquema del circuito Seleccionar y registrar las características de la placa de los equipos e instrumentos. Armar el circuito. Recibir la autorización del profesor. Con S1 y S2 abiertos, arrancar el motor, ajustando a la velocidad nominal. Leer la tensión y la corriente en esa condición. Cerrar S1 y S2, colocando la carga a su máxima resistencia. Regular la carga en forma escalonada. Registrar todas las variables obtenidas en un cuadro de comparación.

Datos y resultados: De las pruebas se sacaron los datos siguientes y se calculó: N°

𝑰𝒆𝒙𝒕 [𝑨]

𝒏 [𝒓𝒑𝒎]

𝑰𝒊𝒏 [𝑨]

𝑼[𝒗]

𝑷 [𝒘]

1

0

1450

0

5

0

2

0.31

1450

0.31

7

2.17

3

3.06

1450

3.06

35

107.1

4

6.04

1450

6.04

65

392.6

5

6.2

1450

6.2

67

415.4

6

7.57

1450

7.57

79

598.03

7

8.3

1450

8.3

85

705.5

8

8.42

1450

8.42

87

732.54

9

9.16

1450

9.16

92

842.72

10

9.27

1450

9.27

93

862.11

Curvas y graficas: a) U vs I:

U vs I 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -2

0

2

4

6

8

10

b) P vs I

P vs I 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -2

-100

0

2

4

6

8

10

Conclusiones: 

la U crece con el aumento de carga I y como es su curva. Como se comporta la magnetización

Debido a la autoexcitación, la corriente generada va en aumento y como consecuencia la tensión. 

Calcular las tensiones de régimen y mínima y máxima y las potencias de régimen, mínima y máxima, para la regulación de tensión Reg U= + - 10%.

REG U%=(U-Ureg/Ureg) *100 Según norma: REG U%=±10% Significa: a) La tensión de régimen Ureg: Es la tensión nominal o régimen a la que debe trabajar b) la tensión máxima permitida es 10% más de la Ureg. c) la tensión mínima permitida es 10% menos de la Ureg 

Esta Dinamo es mejor que las Dínamos independiente y paralelo. ¿Porque?

No, porque en el dinamo en serie, los cambios de tensión y corriente son muy bruscos y casi nada precisos.