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lOMoAR cPSD|3707762 lOMoAR cPSD|3707762 Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE MÁQUINAS I PRÁCTICA 2 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE UN GENERADOR DE CC CONECTADO EN DERIVACIÓN Autor 1: Oscar Andrés Bedoya Perea, Autor 2: Vanessa Londoño Marín, Autor 3: Juan Manuel Flórez Betancourt, Autor 4: Erika Yuliana García Restrepo Grupo 1 Subgrupo 1 Pereira, Agosto 31 de 2016 Risaralda, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia OBJETIVOS • Determinar la curva de magnetización de una máquina DC. • Determinar la curva característica Vout vs Vlínea de un generador CC conectado en derivación. Resumen— En esta práctica se conoce el funcionamiento de la maquina DC conectada en derivación y funcionando como generador, en la que se diferencian dos conexiones: en delta y en estrella, cada una con una velocidad específica. En ellas se tomaron los datos correspondientes para obtener la curva de magnetización y la relación de la tensión de línea y la tensión de salida usando bancos de bombillos como carga variable. Palabras clave— Carga, curva de magnetización, generador, maquina DC, tensión, velocidad, resistencia, bombillas. Abstract— In this practice we knew the DC machine functioning connected in derivation and working like a generator, we differentiate two connections in delta and in star, each one with a specific speed. We check the corresponding data to get the magnetization curve and the link between line voltage and out voltage using light bulbs like a variable load. Keywords— DC machine, generator, load, magnetization curve, speed, voltage. I. INTRODUCCIÓN En el siguiente documento se presenta el informe de la práctica del generador DC conectado en derivación, para ello se tomaron datos de velocidad de la máquina y tensiones nominales en vacío. Para cada una de las conexiones (en estrella y en delta) se tomaron 10 valores de tensión de salida y corriente de campo variando los reóstatos del circuito en paralelo, acto seguido se conectó un banco de bombillos como carga que se variaba conectando pares de bombillos mientras se registraban los datos de tensión y corriente en la carga y además, la corriente de campo que controla la salida del sistema. Con los datos mencionados, se realiza el respectivo análisis y se determinan las curvas que son de interés para finalmente presentar las conclusiones acerca de ellas y de toda la práctica, igualmente se anexan las recomendaciones y la bibliografía necesarias para la realización de la práctica y del documento en mención. II. CONTENIDO Para empezar en esta práctica se montó el circuito de la imagen 1 y se arrancó la máquina de la forma adecuada, ya en funcionamiento, se comprobó que estuviera girando en el sentido correcto, sin embargo no era así, por ello se intercambiaron dos fases que alimentaban el arrancador. Cuando la maquina se estabilizó, se tomó la velocidad de la misma con el tacómetro, el valor arrojado para la conexión en delta fue de 1794 rpm. lOMoAR cPSD|3707762 Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. 140 120 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 IL [A] Imagen 1. Diseño del circuito para la práctica. Ya con el respectivo circuito montado y conectado a los terminales 11, 12 y 13, con el breaker de la carga abierto, se procedió a tomar los datos necesarios para graficar la curva de magnetización del generador variando el reóstato de 100 Ω desde su valor mínimo hasta el máximo, el cual controlaba la corriente de campo, de esta manera se obtuvo la tabla 1 que se analiza a continuación. IF [A] Vout [V] 0,1 22,02 0,2 45,17 0,3 62,9 0,35 73,1 0,4 80 0,5 94,2 0,6 106,6 0,7 115,9 0,75 119,5 0,83 125 Tabla1. Corriente de campo y tensión en terminales en vacío. Con los datos de la tabla, se determinó la curva de magnetización del generador que se muestra en la gráfica 1. Gráfico 1. Curva de magnetización del generador DC conectado en derivación. En este grafico podemos observar la tensión en terminales que depende de la corriente de campo, que a su vez es dependiente de la resistencia (en este caso el reóstato variable); en principio, posee una región lineal, pero después, la curva tiende a tener un comportamiento logarítmico. El segundo paso fue llevar la tensión de terminales a valor nominal de 125 V e inmediatamente se comenzó a aumentar la resistencia de la carga conectando los bombillos en pares y de ahí se tomaron ocho valores de tensión en terminales y corrientes de campo y de la carga que se adjuntan en la tabla 2. BOMBILLOS Vout [V] IF [A] IL [A] 2 121,1 0,82 1 4 117,4 0,8 1,3 6 115,4 0,79 1,6 8 113,4 0,77 2 10 111,2 0,75 2,3 12 103,6 0,7 3,4 14 97,5 0,65 4,1 16 91,7 0,61 4,8 Tabla 2. Corriente de campo, tensión y corrientes en la carga. Con lo mostrado en la tabla se pasó a graficar la curva característica de tensión contra la corriente en la carga como se muestra en la gráfica 2. Gráfico 2. Corriente en la carga vs tensión en terminales La grafica parece tener un comportamiento lineal, esto puede deberse a que con la conexión en delta la maquina es capaz de entregar la potencia requerida sin afectar demasiado a la tensión de salida. 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 IF [A] V o u t [V ] V o u t [V ] lOMoAR cPSD|3707762 Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. A continuación, se desconectó la máquina de los terminales 11, 12 y 13 y se conectó a los terminales 1, 2 y 3 de conexión en estrella. Con ello, varió la velocidad de la máquina que en ese instante registró un valor de 1196 rpm. Para esta conexión, se debía llevar la maquina a tensión de 80 V en terminales, pero el desgaste del generador no lo permitía, debido a ello, el máximo valor medido fue de 60 V, variando la carga de igual manera que con la conexión en delta con la diferencia que el número máximo de bombillos que se pudieron conectar en paralelos fue de 14, cuando se conectaba el último par, la potencia entregada por la maquina no era suficiente para alimentar el banco completo, así se registraron los datos en la tabla 3. BOMBILLOS Vout [V] IF [A] IL [A] 2 57,77 0,5 0,4 4 53,51 0,46 1 6 51,41 0,44 1,2 8 49,1 0,43 1,5 10 46,66 0,4 1,6 12 34,76 0,3 2,1 14 15,46 0,17 2,6 Tabla 3. Corriente de campo, tensión y corrientes en la carga. Su correspondiente curva se presenta en el grafico 3. Para la última prueba de esta práctica de laboratorio, se usaron los terminales 11, 12 y 13 y se llevó la tensión de salida a 90 V, seguidamente se iba variando la carga conectando los bombillos por pares mientras la tensión en terminales se mantenía constante por la acción de control de la corriente de campo. Los datos recogidos se muestran en la tabla 4. BOMBILLOS IF [A] IL [A] 2 0.5 0,7 4 0,53 1,4 6 0,56 2,5 8 0,6 3,3 10 0,61 3,7 12 0,64 4,7 14 0,68 5,6 16 0,72 6,2 Tabla 4. Corriente de campo y corriente de carga a tensión constante. Esta tabulación se representa en el grafico 4 de corriente de campo contra corriente en la carga. Gráfico 3. Corriente en la carga terminales vs tensión en Grafico 4. Corriente de campo vs corriente en la carga Al analizar lacurva, se puede observar que la regulación de la corriente en la carga tiene una tendencia casi lineal mientras se tiene la tensión constante, de esto se puede inferir que la tensión en terminales es directamente proporcional a la corriente de campo, la cual es controlada por la resistencia Esta vez, la gráfica tiene un comportamiento menos lineal, la regulación de la tensión cae drásticamente a medida que la corriente aumenta, lo que es propio del generador con excitación en derivación o paralelo. variable, lo que facilita en gran medida la regulación de la tensión de salida como es propio del generador DC conectado en derivación. En la curva de magnetización del grafico 1 se observa que la tensión aumenta rápidamente en los primeros 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 IL [A] 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0,2 0,4 IF [A] 0,6 0,8 V o u t [V ] I L [ A ] lOMoAR cPSD|3707762 Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. valores de corriente, pero su tendencia es a limitarse debido a que el flujo en la maquina también se limita y la tensión inducida se estabiliza; de los gráficos 2 y 3, también se puede decir que tiene un comportamiento inicialmente lineal pero cuando la potencia requerida supera la que la maquina puede entregar, la tensión cae notablemente debido a las características físicas y eléctricas del generador; finalmente la el grafico 4 se observa el comportamiento lineal que se traduce en una regulación directa de la tensión cuando la carga varía, ya que la corriente del circuito de campo al estar conectado en paralelo manipula la tensión en terminales siguiendo la ley de Ohm. El principal desempeño de los generadores de corriente continua es alimentar el motor de corriente continua debido a que la tensión entregada es muy precisa y la forma es libre de rizos, lo que permite una mejor conmutación posible en el motor, estos generadores tienen excelente respuesta de control. Particularmente, el generador de corriente continua conectado en derivación (paralelo) se adapta a trabajos fuertes, pero se pueden emplear 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. III. CONCLUSIONES • El generador DC en derivación posee una regulación de tensión controlada directamente por una resistencia variable, lo que facilita la obtención de valores precisos de salida y su correcto funcionamiento. • Dependiendo de las características físicas y eléctricas de la máquina, esta posee ciertas limitaciones a la hora de entregar potencia a una carga variable • La velocidad del generador es dependiente de la conexión en la entrada, ya sea en estrella o en delta. • El uso prolongado y el desgaste propio del generador impide alcanzar algunos de los datos nominales necesarios para la práctica. • Se comprueba que para el generador con excitación en derivación o paralelo, la regulación de la tensión cae drásticamente a medida que la corriente aumenta. IV. RECOMENDACIONES • Comprobar las conexiones del circuito antes de energizar la máquina • Renovar las guías con valores que realmente pueda alcanzar el generador • Verificar el estado de los equipos 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. • https://prezi.com/vnaiurzd2z2j/motores-y- generadores-shunt/ • https://es.scribd.com/doc/30478463/Motores-y- Generadorees-de-Corriente-Continua
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