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PREINFORME 8
MÁQUINA DE D.C. COMO GENERADOR EN SERIE
PROFESOR:
FERNANDO LARGO PENILLA
POR
JOHN FERNANDO ARENAS BETANCUR
C.C. 1036395285
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
2018
OBJETIVOS:
 Conocer el funcionamiento real de la máquina de corriente directa como
generador en serie.
 Hallar las características en vacío de un generador en serie. Esta
característica se obtiene operando el generador como uno de excitación
independiente.
 Hallar la característica externa de la máquina serie.
Elementos por usar:
 Motor trifásico
 Generador de corriente directa
 Fuente de tensión AC y DC
 Reóstato de arranque
 Resistencias de 14.4Ω
 Amperímetro
 Voltímetro
 Tacómetro
 Cables
GENERADOR CON EXCITACIÓN EN SERIE
En esta conexión el devanado inductor se conecta en serie con el devanado
inducido haciendo que la corriente que genera la maquina fluya igual por los dos
devanados.
Como la corriente que atraviesa el devanado inductor es grande, este se puede
construir con un poco número de espiras de gran sección.
Esta conexión tiene la desventaja de no excitarse al trabajar en vacío. También
suele ser inestable por aumentar el voltaje en los bornes al hacerlo la carga por
lo que no es muy apetecido su uso para generar y suministrar energía eléctrica.
Para poner en funcionamiento el generador DC en esta configuración es
necesario que el circuito externo este cerrado.
La excitación de un generador en serie se hace cuando los devanados de
excitación y del inducido se conectan en serie, y por lo tanto la corriente que fluye
por la bobina inducida de este generador es la misma que la corriente que
atraviesa la excitación.
Generalmente la bobina de excitación está formada con pocas espiras, pero con
un hilo o alambre de una sección recta grande ya que la fuerza electromotriz
(FEM) necesaria para producir el flujo de campo magnético principal se consigue
con fuertes corrientes y pocas espiras.
El esquema de conexión se muestra a continuación:
Entre los nodos A y B esta la bobina inducida o bobina de armadura, y entre los
nodos F y E esta la bobina de excitación o la bobina de campo. Se aprecia que la
corriente que recorre todo el sistema es la misma.
Para las pruebas del laboratorio se acoplará el generador DC a un motor AC el
cual proporcionará el movimiento del eje del generador DC. El esquema se
muestra a continuación:
Con el montaje anterior se espera obtener las curvas características del
sistema.
 CARACTERISTICAS DE VACIO:
E VS Iexc, n=> constante
 CARACTERISTICAS EN CARGA:
V VS Iexc, n=> constante, Ii => constante
 CARACTERISTICAS EXTERNAS:
V VS Ic
 CURVA DE REGULACION:
I exc VS Ii
Característica en carga o externa:
U = f (Is) = f (I) Al aumentar la carga, aumenta la excitación y por lo tanto, la
tensión (tramo A-B) Para grandes cargas, son importantes la reacción de
inducido y las caídas de tensión que crecen considerablemente, reduciendo la
tensión de bornes (tramo C-D). En cortocircuito, (carga máxima) la tensión es
cero y la corriente máxima Icc.
CONSTRUCCIÓN DEL DINAMO O GENERADOR
RESISTENCIA CRITICA
La resistencia del campo se puede ajustar a un valor mayor que la resistencia crítica.
Para entender este paso analicemos la siguiente gráfica:
R2, se denomina resistencia crítica donde la línea es aproximadamente paralela a
la curva de magnetización. Si Rf excede a R2 como es el caso de R3, no habrá
formación de voltaje, la solución es reducir Rf. Cuanto más baja sea la velocidad del
eje, más baja será la resistencia crítica, puesto que el voltaje de la curva de
magnetización varía como función de la velocidad.
PRECAUCIONES CON LA EXCITACIÓN DE UN DINAMO EN SERIE
Los generadores representan el equipo más caro en un sistema eléctrico de
potencia y se encuentran sometidos, más que ningún otro equipo del sistema, a los
más diversos tipos de condiciones anormales. Las razones que se exponen a favor
de minimizar la cantidad de equipos de protección automática son:
 A razón de más equipo automático, mayor es el mantenimiento, y si el
mantenimiento es defectuoso el equipo se torna menos confiable.
 El equipo automático puede actuar incorrectamente y desconectar el
generador de forma innecesaria.
 En algunas ocasiones, el operador puede evitar que un generador salga fuera
de servicio en el caso de que su salida implique un trastorno significativo para
el sistema eléctrico al que se encuentra conectado. Las protecciones se
deben tener en cuenta en las siguientes partes del generador:
 Protección del estator
 Sobrecalentamiento
 Sobrecalentamiento del rotor
 Contra pérdida de excitación
El inconveniente fundamental de este tipo de generador es que cuando trabaja en
vacío (sin conectar ningún receptor exterior), al ser la corriente nula, no se excita.
Además, cuando aumenta mucho la corriente de carga, también lo hace el flujo
inductor por lo que la tensión en bornes de la dinamo también se eleva, tal como se
muestra en la curva característica de carga. Esto hace que este generador sea muy
inestable en su funcionamiento y, por lo tanto, poco útil para la generación de
energía eléctrica.
ZONA DE TRABAJO DEL GENERADOR
Para que un generador trabaje de manera segura, se debe tene en cuenta que la
corriente no sobrepase el limite de los elementos, en este caso del cableado, pues
podria generarse un recalentamiento dando como resultado un cortocircuito o un
daño en el aislamiento de los conductores. La zona de trabajo es el espacio en la
curva I vs n en la cual la máquna puede funcionar de manera segura, donde la
probabilidad de un accidente electrico o mecanico es minima.
La curva de operación del generador DC con su zona de trabajo se muestra a
continuación:
BIBLIOGRAFÍA
 Irving L. Kosow, Máquinas eléctricas y transformadores. Edición 2, 1993.
 http://www.iae.org.ar/archivos/educ7.pdf
 http://fing.uncu.edu.ar/catedras/electrotecnia/archivos/Apuntes/maquinas_corr
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 http://electridad23128.blogspot.com.co/2008/09/generador-serie-y-shunt.html
 Pable Alcalde San Miguel, Electrotecnia, Ed Paraninfo, 2014
 http://platea.pntic.mec.es/~lmarti2/robotinfra/motoresdecorrientecontinua3.htm
 http://e-
ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3000/3017/html/334_c
onexin_de_los_motores_de_cc_aplicaciones.html
 http://blog.utp.edu.co/maquinaselectricas/files/2012/09/PRACTICA-2-CICLO-
1.pdf