preinforme No6 maquinas dc

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LABORATORIO DE MÁQUINAS I
PREINFORME 6
Por:
JUAN DIEGO ARROYAVE AGUIRRE 
Para:
FERNANDO LARGO P.
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
2018-I
ASUNTO: GENERADORES CON EXCITACIÓN INDEPEPENDIENTE Y EXCITACIÓN SHUNT
OBJETIVOS
· Observar la curva en vacío y analizar la característica de magnetización de un generador de corriente directa con excitación independiente.
· Encontrar la característica con carga de un generador de corriente directa de excitación separada.
· Encontrar la característica externa de un generador de corriente directa con excitación separada.
· Encontrar la característica de regulación de un generador de corriente directa con excitación separada.
· Conocer el funcionamiento real de la máquina de C.D. como generador auto excitado en conexión shunt.
· Obtener la curva de vacío y el punto de funcionamiento de la maquina. 
· Obtener la característica con carga de un generador DC en conexión shunt. 
· Obtener la característica de regulación para un generador DC e conexión shunt.
Generador con excitación independiente
Un generador con excitación independiente es aquel en el cual el campo es alimentado por una fuente externa de voltaje constante (puede ser una batería); es decir que el campo no está excitado por el voltaje que se da en la armadura y la corriente de armadura es igual a la corriente de la carga.
Fuerza motriz de un generador de corriente directa
Es la fuerza rotativa mecánica que se le entrega al generador para que este desarrolle un voltaje. La velocidad nominal del generador corresponde a la velocidad que la maquina motriz le entrega a este.
Característica en vacío. U0 = F (Iexc), I = 0, n = constante
Se presenta cuando el generador no tiene una carga en sus terminales de salida. Esta curva se obtiene de la siguiente manera: La máquina presenta un pequeño voltaje debido a la remanencia, al aumentar la corriente de campo el flujo aumenta, haciendo que el voltaje generado aumente también, haciendo que aumente la corriente nuevamente y así sucesivamente. Esto no se puede hacer indefinidamente ya que la maquina entra en saturación y se va a dar un punto en que se aumente la corriente pero no se aumenta el flujo, por tanto el voltaje generado se volverá constante.
Característica externa. U = F (I), Rexc = constante, n = constante
Es una gráfica de las cantidades de salida del dispositivo comparadas entre si. En un generador D.C. las cantidades de salida son voltaje en terminales y corriente de línea. En vació el voltaje interno no depende de la corriente de armadura, entonces la característica en los terminales es una línea recta. 
Característica con carga. U = F (Iexc), I = constante, n = constante
Se presenta cuando el generador tiene una carga en sus terminales de salida. Esta condición hace que la corriente de armadura aumente haciendo que aparezcan perdidas resistivas y por reacción de armadura, que es la distorsión del flujo magnético. Estas pérdidas hacen que el voltaje en terminales disminuya.
Característica de regulación. Iexc = F (I), U = constante, n = constante
Esta característica muestra el cambio de la corriente de línea con respecto a la corriente de excitación, a una velocidad y voltaje constante.
Característica de magnetización
Enseña las características magnéticas del material del que está hecho el núcleo de la máquina. Esta me dice en qué punto se satura el material, lo cual ayuda a dar las características nominales de la máquina.
MÁQUINA DE C.D. SHUNT COMO GENERADOR
Autoexcitación
La autoexcitación significa que la corriente continua que excita las bobinas inductoras procede de la misma máquina generatriz. Para obtener la autoexcitación o cebado de la máquina, es preciso que exista un pequeño flujo en el circuito magnético, flujo que es posible producir y mantener gracias al fenómeno de histéresis magnética. Gracias a este flujo remanente, al hacer girar el inducido se inducirá en él una pequeña f.e.m. que aplicada al circuito inductor, con la polaridad conveniente,  genera una  débil corriente que refuerza el magnetismo remanente y  la f.e.m. inicial debida al flujo remanente se incrementará. A mayor f.e.m., corresponderá mayor corriente, con el refuerzo consiguiente del flujo, luego se produce un nuevo aumento de la f.e.m. y así sucesivamente hasta alcanzar un equilibrio o estabilidad de la tensión en bornes que se traducirá en una constancia de la corriente de excitación y por tanto del flujo. A esta estabilidad se llega por causa de otra propiedad característica de los materiales magnéticos, la de saturación.
Característica en vacío Uo=f(Iexc); I=0; n=constante
Representa la curva de saturación en vacío, y muestra cómo cambia el voltaje generado en vacío con respecto a la corriente de campo cuando la velocidad se mantiene fija.
Esta curva se obtiene de la siguiente manera: 
La máquina presenta un pequeño voltaje debido a la remanencia, al aumentar la corriente de campo el flujo aumenta, haciendo que el voltaje generado aumente también, haciendo que aumente la corriente nuevamente y así sucesivamente. Esto no se puede hacer indefinidamente ya que la maquina entra en saturación y se va a dar un punto en que se aumente la corriente pero no se aumenta el flujo, por tanto el voltaje generado se volverá constante.
Característica con carga U=f(Iexc); I=constante; n=constante
Esta característica se da cuando el generador tiene una carga en sus terminales de salida. Esta condición hace que la corriente de armadura aumente haciendo que aparezcan pérdidas resistivas y por reacción de armadura. Es por estas que el voltaje en terminales disminuye.
Característica externa U = f(I); Iexc = constante; n = constante
Es una gráfica de las cantidades de salida del dispositivo comparadas entre sí. En un generador D.C. las cantidades de salida son voltaje en terminales y corriente de línea. 
Como EG cae, entonces cae también la corriente If y a su vez el flujo, que hace que EG caiga aún más.
Característica de regulación Iexc = f(I); U = constante; n = constante
Muestra el cambio de la corriente de línea con respecto a la corriente de excitación, a una velocidad y voltaje constante.
CURVAS CORRESPONDIENTES:
CARACTERISTICA EN VACIO CARACTERISTICA CON CARGA
CARACTERISTICA EXTERNA CARACTERISTICA DE REGULACIÓN
 
CONDICIONES PARA LA AUTOEXCITACIÓN
Se supone que el generador arranca desde cero, es decir, la velocidad del primotor o motor primario es cero. No obstante el magnetismo residual, la FEM generada EG es cero.
Cuando el primotor hace girar la armadura del generador y la velocidad se acerca a la velocidad nominal, el voltaje aumenta debido al magnetismo residual y a la velocidad.
A la velocidad nominal, el voltaje de armadura debido al magnetismo residual es pequeño, pero este voltaje también existe en el circuito de campo. Así, la corriente que pasa por el circuito del campo también es baja.
Cuando la corriente pasa por el circuito de campo del generador, se origina un aumento en la fuerza magneto motriz debido a otra corriente I Nf que ayuda al magnetismo residual aumentando el voltaje residual hasta un nuevo E como se muestra en la figura, y así sucesivamente, hasta llegar al valor máximo.
PUNTO DE FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA
Es aquel punto donde la recta de carga corta la curva de saturación en vacío. 
RESISTENCIA CRÍTICA DEL CIRCUITO INDUCTOR
Es aquella cuya recta es tangente a la parte lineal de la curva en vacío. Si la resistencia excede el valor de la resistencia crítica, entonces el voltaje de operación en estado estacionario está en el nivel residual y nunca se elevara. La solución a este problema es reducir la resistencia. Puesto que el voltaje de la curva de magnetización varía como función de la velocidad del eje, la resistencia critica varia también con la velocidad. En general, cuanto más baja sea la velocidad de eje, menor será la resistencia crítica.