practica-4-laboratorio-de-maquinas-1 - Y C

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lOMoAR cPSD|3707762 
Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; septiembre de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. 
 
 
 
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA 
INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE MÁQUINAS I 
 
PRÁCTICA 4 
DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE CARGA DEL 
GENERADOR CC COMPUESTO 
Autor 1: Erika Yuliana García Restrepo, Autor 2: Vanessa Londoño Marín, Autor 3: Juan Manuel Flórez Betancourt, 
Autor 4: Oscar Andrés Bedoya Perea 
Grupo 1 
Subgrupo 1 
Pereira, Septiembre 21 de 2016 
 
Risaralda, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia 
 
OBJETIVO 
 
• Determinar la curva característica Vout VS línea 
de un generador CC compuesto conectado de 
forma corta y larga 
 
 
Resumen— Durante el desarrollo de esta práctica y 
mediante la utilización del módulo LabVolt se 
determinan cada una de las curvas características 
de tensión en terminales vs corriente en la carga 
para las cuatro diferentes topologías de conexión del 
generador CC compuesto; tales topologías son: 
Generador CC compuesto corto adictivo y corto 
largo, generador CC compuesto largo adictivo y 
diferencial. 
 
Palabras clave— generador CC, compuesto corto, 
compuesto largo, conexión, serie, paralelo, Lavolt, 
tensión, corriente. 
 
 
Abstract— During the development of this practice 
and using the module are determined LabVolt 
each of the characteristic curves terminal voltage 
vs load current for four different connection 
topologies DC generator compound; such 
topologies are: CC generator addictive compound 
short short long, long addictive compound DC 
generator and differential. 
 
Keywords— DC generator, composed short, long 
composite connection, serial, parallel, LabVolt, 
voltage, current. 
 
 
I. INTRODUCCIÓN 
En este documento se hallará experimentalmente cada 
una de las curvas características de las diferentes 
conexiones del generador CC (topología adictiva y 
topología diferencial) compuesto largo y el generador 
compuesto corto. 
Durante el desarrollo de esta práctica se llevó a cabo 
la implementación del módulo de LabVolt, 
herramienta fundamental para hallar valores de 
tensiones y corrientes mediante la conexión del 
circuito mostrado en el texto guía. 
II. CONTENIDO 
Para el inicio de esta practica se verificó el buen 
funcionamiento del módulo de LabVolt y se procedió 
a hacer la debida conexión del circuito mostrado en la 
figura 1. 
 
Figura 1: Generador compuesto acumulativo 
acoplado al Motor de Impulsión (con una carga 
eléctrica) 
En la tabla 1 se muestra los valores de impedancia 
usados para determinar los valores de corriente y 
tensión necesarios. 
 
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Figura 3: Datos en Vacío 
 
 
 
 
 
Tabla 1: tabla de impedancias del módulo de 
LabVolt 
Seguidamente se aseguró que la perilla del módulo 
del motor de impulsión-dinamómetro se encontrara en 
la posición motor de impulsión y posteriormente se 
encendió la fuente de alimentación de los módulos de 
LabVolt. La velocidad de la máquina se ajustó a 1800 
rpm 
La primera topología en ser estudiada es la de 
generador CC compuesto corto acumulativo, con el 
cual se tomaron lecturas de tensión en terminales y 
corriente en la carga para cada valor de resistencia 
mostrado en la tabla 1; en la tabla 2 se podrá 
visualizar los datos obtenidos en el laboratorio: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 2: Tabla de datos-1 
Para la tabla 2, 3, 4, 5: 
𝑬𝟏: Voltaje en la carga 
𝑰𝟏: Corriente en la carga 
𝑰𝟑: Corriente devanado en derivación 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Datos obtenidos con resistencia de 1200 
Ω 
 
Figura 5: datos obtenidos con resistencia de 600 Ω 
 
 
Figura 6: datos obtenidos con resistencia de 300 Ω 
IMPEDANCIAS 
(Ω) 
1200 
600 
400 
300 
240 
200 
171 
150 
 
Generador compuesto Acumulativo corto 
Carga 𝑬𝟏 𝑰𝟏 𝑰𝟑 
vacío 119,9 0,267 0,003 
1200 120,3 0,269 0,102 
600 121,5 0,272 0,195 
400 123,2 0,277 0,421 
300 123,5 0,278 0,299 
240 124,0 0,280 0,525 
200 123,8 0,280 0,616 
171 123,4 0,279 0,716 
150 123,0 0,278 0,809 
 
 
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Figura 7: datos obtenidos con resistencia de 400 Ω 
 
Figura 8: datos obtenidos con resistencia de 240 Ω 
 
Figura 9: datos obtenidos con resistencia de 200 Ω 
Figura 10: datos obtenidos con resistencia de 171 
Ω 
 
Figura 11: datos obtenidos con resistencia de 150 
Ω 
Seguidamente se procedió a realizar la toma de datos 
para la topología de circuito corto diferencial, donde 
simplemente se invirtió la conexión del inductor del 
devanado de campo: 
 
 
Generador compuesto diferencial corto 
Carga E1 I1 I3 
Vacío 119,8 0,267 0,004 
1200 112,2 0,251 0,096 
600 86,61 0,194 0,141 
400 76,81 0,172 0,264 
300 92,62 0,207 0,226 
240 63,82 0,144 0,271 
200 51,40 0,115 0,257 
171 40,92 0,091 0,239 
150 34,06 0,075 0,226 
Tabla 3: Tabla de datos-2 
 
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Figura 12: Datos obtenidos en vacio 
 
Figura 13: datos obtenidos con resistencia de 1200 
Ω 
 
Figura 14: datos obtenidos con resistencia de 600 
Ω 
 
Figura 15: datos obtenidos con resistencia de 300 
Ω 
 
Figura 16: datos obtenidos con resistencia de 400 
Ω 
 
Figura 17: datos obtenidos con resistencia de 240 
Ω 
 
Figura 18: datos obtenidos con resistencia de 200 
Ω 
 
Figura 19: datos obtenidos con resistencia de 171 
Ω 
 
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CARACTERÍS T ICA GENERAD OR 
COM P U ES TO CORTO 
 
Diferencial Aditivo 
 
140 
120 
100 
80 
60 
40 
20 
0 
0 0,1 0,2 0,3 
CORRIENTE [A] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: datos obtenidos con resistencia de 150 
Ω 
La gráfica 1 describe los datos de las tablas 2 y 3. 
En ella se observa que la tensión y la corriente de la 
carga disminuyen a medida que la resistencia de la 
carga disminuye en el generador compuesto corto 
diferencial, por otro lado, para el caso acumulativo, la 
tensión en terminales y la corriente en la carga 
aumenta a medida que lo hace la resistencia de la 
carga, como es propio en el generador compuesto 
acumulativo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grafica 1: Característica del generador CC compuesto 
corto diferencial. 
A continuación se hace la conexión del circuito del 
generador compuesto acumulativo largo para el 
cual se cambió la conexión del devanado de campo a 
que estuviera en paralelo con la carga, para esta 
topología se obtuvieron los siguientes datos: 
 
 
 
 
 
Tabla 4: Tabla de datos-3 
 
Figura 21: datos obtenidos vacío 
 
Figura 22: datos obtenidos con resistencia de 1200 
Ω 
 
Figura 23: datos obtenidos con resistencia de 600 
Ω 
TE
N
SI
Ó
N
 [V
] 
generador compuesto acumulativo largo 
Carga E1 I1 I3 
Vacío 120,2 0,232 0,004 
1200 119,3 0,232 0,102 
600 119,0 0,231 0,191 
400 118,9 0,231 0,406 
300 119,4 0,232 0,290 
240 118,7 0,230 0,502 
200 118,2 0,229 0,589 
171 117,9 0,228 0,684 
150 117,7 0,228 0,779 
 
 
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Figura 24: datos obtenidos con resistencia de 300 
Ω 
 
Figura 25: datos obtenidos con resistencia de 400 
Ω 
 
 
Figura 26: datos obtenidos con resistencia de 240 
Ω 
 
Figura 27: datos obtenidos con resistencia de 200Ω 
Figura 28: datos obtenidos con resistencia de 171 
Ω 
 
Figura 29: datos obtenidos con resistencia de 150 
Ω 
 
 
Posteriormente se invierte la conexión del devanado 
de campo, para obtener un generador compuesto 
diferencial largo, para esta topología se obtuvieron 
los siguientes datos: 
 
 
Generador compuesto diferencial largo 
Carga E1 I1 I3 
Vacío 120,0 0,292 0,004 
1200 111,2 0,277 0,095 
600 102,6 0,250 0,166 
400 68,57 0,168 0,234 
300 86,64 0,211 0,212 
240 60,63 0,149 0,257 
200 41,87 0,101 0,210 
171 37,84 0,091 0,221 
150 30,97 0,073 0,207 
Tabla 5: Tabla de datos-4 
 
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Figura 30: datos obtenidos en vacio 
 
 
Figura 31: datos obtenidos con resistencia de 1200 
Ω 
 
Figura 32: datos obtenidos con resistencia de 600 
Ω 
 
Figura 33: datos obtenidos con resistencia de 300 
Ω 
Figura 34: datos obtenidos con resistencia de 400 
Ω 
 
Figura 35: datos obtenidos con resistencia de 240 
Ω 
 
Figura 36: datos obtenidos con resistencia de 200 
Ω 
 
Figura 37: datos obtenidos con resistencia de 171 
Ω 
 
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Figura 38: datos obtenidos con resistencia de 150 
Ω 
La gráfica 2 describe los datos de las tablas 4 y 5. 
Para el caso diferencial se observa una variación 
semejante al generador compuesto corto, aunque 
alcanza unas corrientes de magnitud ligeramente 
mayor, el generador compuesto largo acumulativo 
genera una tensión en terminales más constante e 
independiente de la carga incluso que la topología 
corta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grafica 2: Característica del generador CC 
compuesto largo diferencial (azul) y adictivo 
(naranja). 
A continuación se dará respuesta a las preguntas 
planteadas en el texto guía: 
Figura 39: circuito de generador cc (conexión 
corta) 
 
¿Cómo es la regulación de tensión de un generador 
compuesto acumulativo conexión corta y larga? 
 
 
Figura 40: circuito de generador cc (conexión 
larga) 
 
El generador compuesto posee regulaciones de 
tensiones diferentes para cuando se encuentra con 
topología aditiva o diferencial, en la primera, la 
regulación es bastante buena, la tensión no varía casi 
con la carga, incluso si es compuesto largo o corto, 
son similares, en el caso diferencial, la tensión en 
terminales cae considerablemente a medida que la 
carga aumenta (resistencias disminuyen) por lo que se 
observa una regulación de tensión mala que se debe 
solucionar para casos prácticos. 
b- ¿Cuál es la explicación teórica del 
comportamiento de estas curvas? Si es necesario 
muestre y explique las ecuaciones que determinan 
este comportamiento. 
En el caso diferencial, los flujos de los bobinados 
serie y paralelo están contrarios, por ello, cuando la 
carga aumenta y exige mas corriente, la corriente de 
campo disminuye, por lo tanto la tensión en 
terminales también lo hace como resultado del 
cambio de la carga. 
En el caso aditivo, los flujos de los bobinados tienen 
un mismo sentido, lo que genera una suma de flujos 
que a diferencia del caso anterior, hace que las 
corrientes aumenten a medida que la carga lo hace, 
abasteciendo la potencia requerida sin disminuir la 
tensión en terminales. 
CARACTERÍSTICA GENERADOR 
COMPUESTO LARGO 
 
Diferencial Aditivo 
 
140 
120 
100 
80 
60 
40 
20 
0 
0 0 , 1 0 , 2 
CORRIENTE [A] 
0 , 3 0 , 4 
TE
N
SI
Ó
N
 [V
] 
 
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Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; septiembre de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. 
 
 
 
c- Investigue posibles usos de este generador en 
el sector residencial, comercial o industrial 
Los generadores compuestos tienen aplicaciones en 
las centrales para tracción eléctrica que precisan de 
una tensión constante y variaciones bruscas de carga, 
(grúas de gran potencia, laminadores, etc.). 
Pequeñas instalaciones que precisen de tensión 
constante, sustituyendo al generador shunt, para evitar 
una vigilancia continua a causa de las variaciones de 
carga. Generación de energía eléctrica de C.C en 
aviones, poli motores. Para atender a toda la energía 
eléctrica necesaria. 
 
 
III. CONCLUSIONES 
 
1- El generador compuesto acumulativa, tiene una 
buena regulación de tensión, lo que se refleja en 
una tensión en terminales considerablemente 
constante respecto a las variaciones de la carga 
independientemente si es topología corta o larga 
2- El generador compuesto diferencial posee una 
mala regulación, lo que la hace útil si la carga es 
contante o prácticamente sin variación 
3- Es importante destacar el funcionamiento de una 
maquina compuesta y todas sus aplicaciones en 
donde se puede utilizar. 
4- Se concluye que el cambio de voltaje con el 
cambio de carga debe ser de la misma naturaleza 
o forma. 
5- Por medio de las gráficas se comprueba que para 
el caso diferencial, al estar los flujos de los 
bobinados serie y paralelo contrarios; cuando la 
carga aumenta y exige más corriente, la tensión 
en terminales también lo hace como resultado del 
cambio de la carga. Mientras que para el caso 
aditivo, al estar los flujos de los bobinados en un 
mismo sentido, la tensión en terminales no 
disminuye, con lo cual se abastece la potencia 
requerida. 
 
 
IV. RECOMENDACIONES 
 
• Comprobar el correcto funcionamiento del 
módulo de Lavolt 
• Renovar las guías con valores que realmente 
pueda alcanzar el generador 
• Verificar el estado de los equipos y los elementos 
al inicio de cada clase para que no se presente 
ningún inconveniente durante la realización de la 
práctica. 
V. REFERENCIAS 
 
• Guías del laboratorio de Máquinas I. 
• Cuaderno de Máquinas I. 
• S.J Chapman, Maquinas Eléctricas, 4ta ed, Mc 
GrawHill, 2005. 
• D.V. Richardson, Maquinas Eléctricas Rotativas y 
Transformadores, 4ta ed, Prentice- Hall 
Hispanoamericana.