No. 5 I. OBJETIVOS II. INTRODUCCIÓN

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1 Nivel: Facultad de Estudios Tecnológicos. Departamento: Eléctrica. Materia: Maquinas Eléctricas II. Docente de Laboratorio: Ing. Wilfredo Monroy. Lugar de Ejecución: Laboratorio de Maquinas Eléctricas, Edificio 4 (CITT). Tiempo de Ejecución: 2 horas. G u í a d e L a b o r a t o r i o N o. 5 T I T U L O : E l G e n e r a d o r D C S h u n t. I. OBJETIVOS - Implementar un sistema de generación de C.C. con generadores de excitación separada para un arreglo shunt. - Determinar las características de operación en vacío del generador autoexcitado y excitación independiente. - Determinar la dependencia de Ea=Vt con respecto a If del circuito de campo. - Determine la dependencia de Ea=VT con respecto de la velocidad, en rpm, de la máquina. - Determine la dependencia del voltaje VT con respecto a la velocidad del generador, en rpm. II. INTRODUCCIÓN Un generador en conexión shunt es aquel el cual su bobinado de campo esta conectado en paralelo con la armadura. El generador en derivación de c.c. es un generador que suministra su propia corriente de excitación mediante la conexión directa sobre los terminales de la máquina. Al comparar con el generador de excitación independiente, el generador shunt no requiere fuente adicional para alimentar su excitación.

2 La formación de voltaje en un generador de c.c. depende de la presencia de un flujo residual de los polos. De esta forma la máquina al comenzar a girar por primera vez, inducirá en la armadura el voltaje de generación dado por: Ea =kφω El voltaje que aparece en los terminales del generador al inicio es de unos pocos voltios, pero cuando observamos el voltaje terminal se produce una corriente que fluye en la bobina de campo del generador (If = Vt/Rf). Esta corriente origina una fuerza magnetomotriz que incrementa el flujo en los polos. Un aumento de flujo origina un aumento de Ea según Ea = kφω, lo que a su vez origina un aumento en el voltaje terminal. De esta manera, el voltaje terminal del generador se irá incrementando hasta llegar a un punto en el cual el nivel del voltaje se mantendrá casi constante. Este es el llamado punto de saturación del generador, por más que se incrementen las condiciones de generación, el nivel se mantendrá estable según las características nominales de la máquina. III. MATERIALES Y EQUIPO CANTIDAD DESCRIPCION 1 Motor compuesto 1 Motor C.C. shunt (primotor) 1 Acople 2 Cubierta de eje 2 Cubierta de fin de eje 1 Carga resistiva 1 Starter SO3213-6B como carga resistiva 1 Tacogenerador 2 Medidores RMS X Cables X Clavijas de tipo H PARTE I. Generador Autoexcitado. IV. PROCEDIMIENTO 1. Implemente el sistema primotor generador que se muestra en la figura 1.

3 Figura 1. Sistema de Generación Autoexcitado. 2. La conexión eléctrica del generador se muestra en la figura 2. Figura 2. Conexión generador autoexcitado (generador shunt). 3. Ajuste el Starter regulador de campo como carga resistiva aproximadamente al 10% de su valor de resistivo. 4. Cierre el interruptor para energizar el sistema. 5. Aplique voltaje Vdc al primotor ajustando su velocidad hasta 2000 Rpm. 6. Anote los valores de voltaje generado, según el valor resistivo sugerido para cada caso, completando la tabla 1, y teniendo cuidado de no llegar al 0% ni al 100% del valor de la carga resistiva. Esto con el fin de evitar dejar un cortocircuito como carga eléctrica (0 ohmios). 7. Deberá medir el voltaje en la carga (Vc), y además, la corriente total en la carga. 8. Nota: Nótese que el voltaje es proporcional a la velocidad del primotor; además, observe que a mayor resistencia de carga habrá una mayor caída de voltaje a la salida del generador. R % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Vc (V) Itotal (Amp) Tabla 1. PARTE II. Generador Excitación Separada. 1. Sin desconectar el promotor, y sólo haciendo cambios en la parte de la generación, proceda a conectar el generador excitación separada, tal y como se muestra en la figura 3.

4 Figura 3. Conexión generador excitación separada. 2. En este caso no se conectará carga eléctrica a la salida del generador. Las mediciones se harán en vacío. 3. Para un valor de If igual a la mitad del valor nominal, constante, determine la dependencia de Ea=Vt con respecto de la velocidad, en rpm, de la máquina. Complete la tabla 2. Velocidad (Rpm) If (Amp) If= 1/2 Inominal Vt (V) Tabla Para un valor constante de velocidad de 2000 rpm, determine la dependencia de Ea=Vt con respecto a la If de la máquina. Complete la tabla 2, esto para diez valores de corriente de campo If, de tal manera de no sobrepasar la corriente nominal de la máquina. If (Amp) Velocidad (Rpm) 2000 rpm Vt (V) Tabla Determine el efecto de operar la máquina en sentido de rotación horario como el antihorario sin cambiar ninguna conexión del generador. 6. Conecte una carga a la salida del generador, para aproximadamente 100 Vdc en vacío. Puede utilizar una carga de aproximadamente 200 ohmios. 7. Utilizando un osciloscopio, verifique la señal a la salida del generador. Dibuje la señal observada.

5 V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1. Explique cómo se comporta el voltaje a la salida del generador, a medida aumenta el valor de la resistencia de carga (tabla 1). 2. Dibuje en un mismo plano las gráficas de Vc e Itotal en función de la resistencia de carga (tabla 1). 3. Dibuje la gráfica de Vt en función de la velocidad (tabla 2). Explique la tendencia de la gráfica. 4. Dibuje la gráfica de Vt en función de la corriente de campo (tabla 2). Explique la tendencia de la gráfica. 5. Explique las diferencias entre los dos tipos de generadores estudiados durante la práctica. 6. Presente las gráficas de las señales de generación observadas con el osciloscopio. VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA Investigue porqué un generador autoexcitado no se conecta a la fuente de alimentación. Investigue las causas posibles de una ausencia de generación a la salida de las terminales del generador. Investigue si el voltaje de salida de un generador Vdc es completamente DC puro o si tiene rizado. Explique. VII. BIBLIOGRAFÍA Stephen J. Chapman,"Fundamentos de Máquinas Eléctricas" Editorial McGraw Hill. Michael Liwschitz Garik / Clyde C. Whipple "Máquinas de Corriente Alterna." Editoriales CECSA. Vincent del Toro "Dispositivos Electromecánicos de Conversión de Energía". VIII. ANEXOS