7. acoplamiento de generadores en paralelo

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U.P.T.C. Área de formación básica profesional Facultad Seccional Duitama Máquinas eléctricas I Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020705-07 PRACTICA DE LABORATORIO 7 ACOPLAMIENTO DE GENERADORES EN PARALELO INTRODUCCION Es posible conectar generadores de C.D. tanto en serie como en paralelo, sin embargo la conexión en paralelo es la más empleada. En la conexión de los generadores en paralelo se deben tener en cuenta parámetros tales como la excitación y la polaridad. Para escoger la excitación más adecuada se requiere el análisis de las características de tensión y corriente del grupo, así como el conocimiento la carga que se va a manejar. 1. OBJETIVOS Verificar el comportamiento de los generadores conectados en paralelo para dos formas diferentes de excitación. Determinar la tensión en terminales. Determinar las corrientes de armadura de cada generador. 249

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PRACTICA DE LABORATORIO 7

ACOPLAMIENTO DE GENERADORES EN PARALELO

INTRODUCCION

Es posible conectar generadores de C.D. tanto en serie como en paralelo, sin embargo la

conexión en paralelo es la más empleada. En la conexión de los generadores en paralelo se

deben tener en cuenta parámetros tales como la excitación y la polaridad. Para escoger la

excitación más adecuada se requiere el análisis de las características de tensión y corriente

del grupo, así como el conocimiento la carga que se va a manejar.

1. OBJETIVOS

Verificar el comportamiento de los generadores conectados en paralelo para dos

formas diferentes de excitación.

Determinar la tensión en terminales.

Determinar las corrientes de armadura de cada generador.

2. GENERALIDADES

El funcionamiento de los generadores depende del tipo de excitación usada, siendo

característica fundamental para cualquier configuración el hecho de que la excitación

permanezca constante con el fin de que la tensión en terminales también lo sea.

2.1 GENERADORES EN DERIVACIÓN CONECTADOS EN PARALELO

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La conexión en paralelo es especialmente adecuada para los generadores en derivación

debido a que su curva característica disminuye con la carga. Cuando uno de los

generadores aumenta su velocidad, originará un aumento de voltaje generado y también un

aumento con respecto al voltaje en terminales, haciendo entregar más corriente a la carga.

Suponiendo que la carga permanezca constante entonces el otro generador tendrá menos

carga y aumentará el voltaje en terminales, permaneciendo en equilibrio la distribución de

la carga. Esta condición de equilibrio hará que cada generador soporte proporcionalmente

parte de la carga.

Debido a que los generadores en derivación conectados en paralelo van a compartir y se

van a dividir la carga en igual proporción, es necesario que se cumplan las siguientes

condiciones:

Cada generador debe tener el mismo voltaje nominal y la misma regulación de

voltaje.

Las polaridades de todos los generadores en paralelo deben oponerse entre sí, es

decir más contra más y menos contra menos y los voltajes generados deben ser

mayores que en la barra de distribución.

2.2 GENERADORES COMPUESTOS CONECTADOS EN PARALELO

La conexión en paralelo de los generadores compuestos puede presentar cierta complejidad,

en casos como los generadores acumulados planos o hipercompound, en este caso hay que

incluir una compensación adicional. Mientras que la conexión en paralelo de generadores

compuestos diferencial e hipocompuestos es un tanto más sencilla y parecida al caso de los

generadores en derivación.

Al aumentar momentáneamente la velocidad uno de los generadores, el efecto de

funcionamiento del generador sobrecompuesto es el siguiente:

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El generador que aumenta su velocidad desarrolla una fem generada mayor, por lo cual

toma cada vez más carga, hasta que toma toda la carga.

Al contrario el segundo generador pierde toda su carga, disminuyendo su voltaje hasta

que queda funcionando como motor.

Para mantener el equilibrio entre generadores acumulados compuestos es necesario incluir

un igualador, que es un cable o barra de distribución con baja resistencia conectado al lado

de la armadura del campo serie de la misma polaridad para cada máquina.

Además de las condiciones enunciadas anteriormente para los generadores en derivación, es

necesario que se tenga presente la siguiente recomendación para los generadores

compuestos:

La resistencia de todos los campos en serie debe ser en forma aproximada,

inversamente proporcional a las potencias (en kW o H.P.) de los generadores

conectados en paralelo.

2.3 PRECAUCIONES

Se deben seguir los requisitos de seguridad expuestos en la práctica de laboratorio 1.

2.4 AUTOEXAMEN

a. Explique por qué existe una condición de equilibrio estable entre los generadores en

derivación conectados en paralelo, ¿en qué consiste la condición de equilibrio?

b. ¿Qué factores afectan la regulación de voltaje de los generadores conectados en

paralelo?

c. Explique por qué los voltajes generados deben ser mayores que el voltaje en la barra

de distribución.

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d. ¿Específicamente, el igualador como actúa sobre los generadores compuestos en

paralelo?. Describa la acción.

e. ¿A qué se refiere la última condición para la conexión de los generadores

compuestos en paralelo?

f. ¿El mismo voltaje a través de los campos en serie conectados en paralelo, produce

la acción igualadora?

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Tabla 1. Equipos.

Cantidad Elemento Observación

1 Fuente de tensión continua 0-115 V, 50 A

1 Amperímetro 0-5 A D.C.

3 Amperímetro 0-50 A D.C.

1 Voltímetro 0-150 V D.C.1 Tacómetro

Tabla 1. Materiales.

Cantidad Elemento Observación

2 Generador de CC 4 kW, 110/115 V,1800 rpm

1 Motor trifásico 3.8 kVA, 220/380 V, 10/5.8 A1800 rpm,60 Hz

1 Reóstato de excitación1 Carga resistiva variable

4. PROCEDIMIENTO

1) Monte el circuito la figura 1. El circuito excitación serie debe estar al 100%(devanado

EF)

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2) Estando desconectadas la carga y la excitación de los generadores (S y abiertos)

ponga en marcha el motor y el grupo. Por medio del reóstato (R) ajuste la corriente de

excitación a 1.1 A.

3) Tome las primeras lecturas de las corrientes de armadura ( e ) de ambos

generadores. Aumente progresivamente la carga y tome simultáneamente los valores de

, , y . Consigne los valores en la tabla 3.

4) Monte el circuito de la figura 2. Repita los pasos 1, 2 y 3. Consigne los valores en tabla

4.

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5. TOMA DE DATOS

Tabla 3.

n (rpm)

Tabla 4.

n (rpm)

6. CARACTERISTICAS A OBTENER

Dibuje las características:

1) Tensión en terminales vs corriente,

2) Corriente de armadura del generador 1 vs. corriente,

3) Corriente de armadura del generador 2 vs. corriente,

7. CUESTIONARIO

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1. Describa cada una de las características obtenidas.

2. ¿Qué sucede si el arrollamiento shunt de uno de los generadores del conjunto deja de

funcionar abriéndose?

3. Analizar que sucede si consecutivamente deja de observarse una condición por vez,

cumpliéndose las restantes.

BIBLIOGRAFIA

CHAPMAN, Stephen J. Máquinas Eléctricas. 2 ed Mexico : McGraw-Hill,1993.

HERNANDEZ, Ramón. Prácticas de electricidad. Murcia, España. Universidad de

Murcia, secretariado de publicaciones. 1990.

HIGERA, Ricardo. PUERTO, Edgar Fernando. TRISTANCHO, William. Elaboración y

normalización de guías para la realización de prácticas de Ingeniería Electromecánica.

Duitama, 1988. 4v. Trabajo de grado (Ingeniero electromecánico). Universidad pedagógica

y tecnológica de Colombia. Facultad Seccional Duitama. Escuela de Ingeniería

Electromecánica.

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Hispanoamericana, 1991. 704p.

MONTOYA V, José Lucinio. Guías de laboratorio de electricidad II. Pereira, Colombia :

Universidad tecnológica de Pereira, Facultad de Ingeniería eléctrica.1997.

SERRANO, Llamas Esteban. Prácticas de laboratorio de electricidad. Barcelona, España :

Universidad de León, 1994.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA. Medidas eléctricas básicas (Técnicas de

medición eléctrica). Bogotá, Colombia : Universidad Nacional de Colombia, Facultad de

Ingeniería, 1998.

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