Generador Sincrono Bajo Carga

Facultad de Ingeniería Electrónica E.A.P: Ingeniería Eléctrica Nombres y Códigos: Centeno de la cruz,

Gustavo

Gómez Ñaupas, Anthony Flavio Huayascachi, Alex Curso: Laboratorio de Maquinas Eléctricas 3 Tema: Generador Síncrono Bajo Carga Profesor: Ing. Rojas Picoy Arturo

2016

GENERADOR SINCRONO DC (BAJO CARGA) I) OBJETIVO: Generar tensión continua, observando el estado transitorio de como es que se logra obtener tensión en bornes del generador dc, cuando se conecta un circuito de excitación. Posteriormente se analizara el generador bajo carga observando el efecto de ésta. II) FUNDAMENTO: Generador en derivación (shunt): Siendo el generador shunt una maquina auto excitado, 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 él número de líneas de fuerza y desarrollando voltaje hasta su valor normal. Voltaje del generador shunt: 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. 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 con siguiente, el voltaje del generador. Si se aumenta bruscamente la carga aplicada a una dinamo shunt la caída de voltaje puede ser bastante apreciable; mientras que si se suprime casi por entero la carga, la regulación

de voltaje de una dinamo shunt es muy defectuosa debido a que su regulación no es inherente ni mantiene su voltaje constante. Adaptan bien a trabajos fuertes, pero pueden emplearse para el alumbrado por medio de lámparas incandescentes o para alimentar otros aparatos de potencia constante en los que las

variaciones

de

carga

no

sean

demasiado

pronunciadas.

El generador shunt funciona con dificultad en paralelo por que no se reparte por igual la carga entre ellas. CARACTERISTICA DE CARGA DE UN GENERADOR AUTOEXCITADO:

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. Respecto a los generadores de excitación independiente, los generadores shunt presentan el inconveniente de que no pueden excitarse si no están en movimiento, ya que la excitación procede de la misma máquina. El circuito de excitación no lleva fusibles por las razones ya indicadas en el caso del generador de excitación independiente; en este circuito no es necesario un interruptor porque para excitar la máquina simplemente hay que ponerla en marcha y para des excitarla no hay más que pararla. El amperímetro en el circuito de excitación puede también suprimirse, aunque resulta conveniente su instalación para comprobar si, por alguna avería, el generador absorbe una corriente de excitación distinta de la normal. Cuando se dispone permanentemente de tensión en las barras especiales generales, muchas veces se prefiere tomar la corriente de excitación de éstas barras y no de las escobillas del generador, es decir, si al poner en marcha el generador hay tensión en las barras generales, la máquina se comporta como generador de excitación independiente; si no hay tensión, como generador shunt. AUENTO DE LA TENSION EN EL GENERADOR AUTOEXCITADO:

Para la puesta debe cuidarse de interruptor

en marcha, que el 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. Si en la red no existen baterías de acumuladores, se acopla a ella el generador a una tensión algo inferior a la nominal; para conseguir esta tensión, se maniobra el reóstato de campo paulatinamente, quitando resistencias. No resulta conveniente acoplar el generador a la red antes de excitarlo o a una tensión muy baja, porque si la resistencia exterior fuese muy baja (es decir, que la red estuviese en condiciones próximas al cortocircuito), la corriente de excitación sería muy pequeña e insuficiente para excitar la máquina. De la misma forma que para el caso del generador con excitación independiente, si en la red hubiese baterías de acumuladores, se cerrará el interruptor general, solamente cuando la tensión en los bornes de la máquina sea igual a la tensión de la red. Cuando se necesite detener el generador, se descargará, disminuyendo la excitación por medio del reóstato de campo teniendo cuidado de que las baterías no se descarguen sobre el generador y, por lo tanto, manteniendo siempre la tensión nominal. Si no hay baterías acopladas a la red, puede disminuirse la velocidad de la máquina motriz. En cuanto el amperímetro indique una intensidad de corriente nula o casi nula, se abre el interruptor principal, y se detiene la máquina motriz. Por efecto de la inercia, el gobernador seguirá girando durante algún tiempo y se des excitará gradualmente; si hubiera necesidad de des excitarlo rápidamente, se abrirá el circuito de excitación con las debidas precauciones y se frenará el volante de la máquina motriz. Los generadores shunt se recomiendan cuando no haya cambios frecuentes y considerables de carga o bien cuando haya elementos compensadores, tales como generadores auxiliares, baterías de acumuladores, entre otros.

EFECTO DE LA RESISTENCIA DE CAMPO:

III) EQUIPOS E INSTUMENTOS A UTILIZAR:         

Motor AC (Primotor). Generador DC (Conexión Shunt). Voltimetro analogico Multímetro . Reóstato (0-300ohm). Llave termo magnética monofásica Amperímetro analógico. Cables de conexión. Carga resistiva(reóstato 500 ohm)

IV) PROCEDIMIENTO: 

El reóstato a utilizar lo calibramos en su máximo valor (300ohm).



Montamos el circuito dado en la guía, luego arrancamos el primotor, previamente las



conexiones fueron revisadas por el profesor. Cerramos la llave termo magnética, para poner en operación el circuito de campo



(autoexcitación). Medimos la tensión remanente (ciclo de histéresis) existente en las bobinas de la



maquina DC. Bajando el valor del reóstato muy suavemente se empezó a obtener tensión en 

bornes del generador DC. Tomamos valores de tensión, resistencia.

V) CUESTIONARIO:

corriente,

1. Presentar los datos en la experiencia en forma tabulada. Sin generar tensión:

R=310 Ω

Iprimotor=14.72 A AC Vremanente=3.4 V DC

Icampo=0 A Al generar tensión: (En Vacio)

R=34.7 Ω

If =2.13 A DC Ia=0.48 A DC

Vgenerada=125 V DC

Al generar tensión: (Con carga resistiva pura) 1

2

3

4

5

RL=288 Ω

RL=219 Ω

RL=184.8 Ω

RL=85 Ω

RL=21 Ω

IL=0.5 A DC

IL=0.7 A DC

IL=0.8 A DC

IL=1.8 A DC

IL=8 A DC

V =124

V =129.2

V =124

V =130.4

V =130

VI) CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES:



Todo generador necesita de potencia mecánica, la cual se la da un motor, pero si nos encontramos en una central hidroeléctrica la que se encarga de este papel son las turbinas.



Se debe respetar el sentido de giro del eje del generador, para así producir tensión generada, caso contrario no se generara tensión.



La maquina eléctrica de continua puede funcionar tanto como motor y como generador, es decir es reversible.



Para que se genere la tensión deseada, se debe de vencer primero la tensión remanente.



Al ponerse en operación con una carga se observó una pequeña caída de tensión en bornes del generador.



La corriente de armadura varía directamente proporcional con la carga.



La corriente de campo permanece casi constante.