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• Oswaldo Berrocal

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Informe Previo N° 4: “La máquina Shunt como generador C.C” Diego Maldonado Córdova Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Laboratorio de Máquinas Eléctricas (EE240-N)/2016-I [email protected] ABSTRACT- “Siendo el generador shunt una maquina autoexitada, empezará a desarrollar su voltaje partiendo del magnetismo residual tan pronto como el inducido empiece a girar. Después a medida que el inducido va desarrollando voltaje este envía corriente a través del inductor aumentando el número de líneas de fuerza y desarrollando voltaje hasta su valor normal.”.

I.  

Estudio empírico de la autoexcitación del generador Shunt. Determinación de las características en estado estable para un generador Shunt. II.

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OBJETIVO:

EQUIPOS A UTILIZAR:

2 Amperímetros 0-1 y 0-10 amperios C.C. 1 Multímetro digital Fluke modelo 10. 1 Voltímetro 0-150 voltios C.C. 1 Resistencia variable de 220 ohm, 10 A (RL). 1 Resistencia variable de 900 ohm (R’ ex). 1 Tacómetro fotoeléctrico o digital. 1 Interruptor unipolar. 1 Resistencia de arranque para el motor: 12 ohm, 10 A (Ra). 1 Resistencia variable de 550 ohm (Rx). 4 Conductores de 2 metros.

Para trabajar con el equipo WESTINGHOUSE    

1 Generador y voltímetro tacométrico. 1 Multímetro digital Fluke modelo 10. 1 Resistencia variable MELE 107 (Rex). 1 Extensión bipolar. III.

FUNDAMENTO TEÓRICO: EL MOTOR SHUNT

El motor Shunt o motor de excitación en paralelo es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar. Las características de este motor son:

1. 2.

3.

En el arranque, par motor es menor que en el motor serie. Si la Intensidad de corriente absorbida disminuye y el motor está en vacío. La velocidad de giro nominal apenas varía. Es más estable que el motor en serie. Cuando el par motor aumenta, la velocidad de giro apenas disminuye.

Las bobinas principales están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande. En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie, (también uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenas sufre variación. A voltaje nominal y campo completo, la velocidad del motor shunt aumentará 5% a medida que la corriente de carga disminuya de plena carga a sin carga. La reacción de armadura evita que el flujo de campo permanezca absolutamente constante con los cambios en la corriente de la carga. La reacción de armadura, por lo tanto causa un ligero debilitamiento del flujo a medida que la corriente aumenta. Esto tiende a aumentar la velocidad del motor. Esto se llama “inestabilidad” y el motor se dice que está inestable. Las bobinas inductoras van conectadas en paralelo (derivación) con las inducidas. De este modo, de toda la corriente absorbida por el motor, una parte circula por las bobinas inducidas y la otra por las inductoras. El circuito de excitación (inductor) está a la misma tensión que el inductor. En un motor Shunt, el flujo es constante si la fuente de poder del campo es fija. Asuma que el voltaje de armadura Et es constante. A medida que la corriente de la carga disminuye desde plena carga a sin carga, la velocidad debe aumentar proporcionalmente de manera que la fuerza contra electromotriz Ec aumentará para mantener la ecuación en balance.

GENERADORES SHUNT El generador de C.C de excitación independiente tiene una característica de tensión decreciente con la corriente de carga. No obstante, permite un amplio rango de tensiones de salida controlables con la corriente de excitación y/o con la velocidad. También tiene una característica de carga decreciente, pero más acentuada que el anterior, es inestable cuando las corrientes de carga son demasiado elevadas. Características del voltaje del generador Shunt. El voltaje de un generador Shunt variara en razón inversa de la carga, por la razón mencionada en el párrafo anterior. El aumento de la carga hace que aumente la caída de voltaje en el circuito de inducción, reduciendo así el voltaje aplicado al inductor, esto reduce la intensidad del campo magnético y por consiguiente, el voltaje del generador. Puesto que circuito inductor y el circuito de la carga están ambos conectados a través de los terminales de la dinamo, cualquier corriente engendrada en el inducido tiene que dividiese entre esas dos trayectorias en proporción inversa a sus resistencias y, puesto que la parte de la corriente pasa por el circuito inductor es relativamente elevada, la mayor parte de la corriente pasa por el circuito de la carga, impidiendo así el aumento de la intensidad del campo magnético esencial para producir el voltaje normal entre los terminales. El generador con excitación Shunt suministra energía eléctrica a una tensión aproximadamente constante, cualquiera que sea la carga, aunque no tan constante como en el caso del generador con excitación independiente. Cuando el circuito exterior está abierto, la máquina tiene excitación máxima porque toda la corriente producida se destina a la alimentación del circuito de excitación; por lo tanto, la tensión en bornes es máxima. Cuando el circuito exterior está cortocircuitado, casi toda la corriente producida pasa por el circuito del inducido y la excitación es mínima, la tensión disminuye rápidamente y la carga se anula. Para la puesta en marcha, debe cuidarse de que el interruptor general esté abierto y que el reóstato de campo tiene todas las resistencias intercaladas en el circuito. En estas condiciones, se pone en marcha la máquina motriz, aumentando paulatinamente su velocidad hasta que éste alcance su valor nominal, al mismo tiempo, aumenta la corriente de excitación y, por lo tanto, la tensión en los bornes del generador lo que indicará el voltímetro.

ESQUEMA GENERADOR SHUNT: El generador Shunt también tiene una característica de carga decreciente, pero más acentuada que el anterior, es inestable cuando las corrientes de carga son demasiado elevadas. Además, la tensión no puede controlarse en un rango muy amplio ya que para resistencias muy elevadas en serie con el campo (resistencia crítica) la tensión generada decae prácticamente a cero. Sin embargo, como ventaja con respecto al de excitación independiente, el generador Shunt no requiere de fuente externa para alimentar el campo.

IV.

CIRCUITOS A UTILIZAR EN EL LABORATORIO:

En el presente laboratorio se empleara el siguiente circuito: