generador autoexitado

8/13/2019 generador autoexitado

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE MINATILAN

Nombre: Rodrguez Cruz Carlos Alberto

Maestro: Ing. Hernndez Aguilar Eliseo

Materia: Maquina Elctricas

Tema: Generadores Autoexitados Compuestos

Grupo: Cw6

Semestre: 6

Fecha: 11 de Febrero del 2014

Lugar: Minatitln, Ver


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ndiceIntroduccin ............................................................................................................. 3

El fenmeno de la autoexcitacin ............................................................................ 4

Generadores Auto-Excitado ................................................................................... 4

Partes principales de generadores autoexitados ..................................................... 5

Funcionamiento de los generadores ....................................................................... 8

Circuitos Equivalentes .......................................................................................... 14

Conclusion............................................................................................................. 16

Bibliografa ............................................................................................................ 18


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Introduccin

Los generadores DC son mquinas de corriente continua utilizadas comogeneradores en los cuales transforman una energa mecnica en energa elctricay en los cuales no hay diferencia real entre un generador y un motor excepto por

la direccin del flujo de la potencia entre los cuales existen cinco importantes tiposde generadores los cuales son generadores por excitacin separada, o porautoexcitacin en serie, paralelo y compuesto.Estos tipos de generadores difieren en su caractersticas en las terminales(voltaje-corriente) y por tanto, en las aplicaciones para las cuales son adecuados.En esta investigacin se hablara ms acerca de los generadores compuestos asde su funcionamiento al igual su circuito equivalente.


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El fenmeno de la autoexcitacin

La transformacin de la energa en un generador elctrico se expresa, en funcinde las ecuaciones de Kirchoff, aplicando el principio de conservacin. Lascondiciones para que exista transformacin unidireccional de la energa en los

generadores elctricos con un nico devanado se resumen en las dos condicionessiguientes: el coeficiente de autoinduccin debe ser una funcin peridica delngulo de giro del rotor, de tal forma que el valor medio del Par Interno, en unperodo, sea distinto de cero, y el rotor debe ser dentado.

Cuando existe un magnetismo remanente en la mquina y se crean lascondiciones necesarias para la autoexcitacin, mediante la conexin decondensadores, se genera una corriente de frecuencia f = Zr / 4, ( = velocidadde giro y Zr = nmero de dientes del rotor). El proceso de autoexcitacin en elgenerador sncrono de reluctancia es similar al del generador de induccin. Elpunto de operacin, en ambos casos, viene definido por la carga, la curva de

magnetizacin de la mquina, la capacidad de los condensadores conectados y lavelocidad del rotor.

Generadores Autoexcitado Compuesto:

El generador con excitacin compound tiene la propiedad de que puede trabajar auna tensin prcticamente constante, es decir, casi independiente de la cargaconectada a la red, debido a que por la accin del arrollamiento shunt la corrientede excitacin tiende a disminuir al aumentar la carga, mientras que la accin del

arrollamiento serie es contraria, o sea, que la corriente de excitacin tiende aaumentar cuando aumente la carga. Eligiendo convenientemente ambosarrollamientos puede conseguirse que se equilibren sus efectos siendo la accinconjunta una tensin constante cualquiera que sea la carga. Incluso, se puedeobtener dimensionando convenientemente el arrollamiento serie, que la tensin enbornes aumente si aumenta la carga, conexin que se denomina hipercompound yque permite compensar la prdida de tensin en la red, de forma que la tensinpermanezca constante en los puntos de consumo.

El generador compound tiene la ventaja, respecto al generador shunt, de que nodisminuye su tensin con la carga, y, adems, que puede excitarse aunque no

est acoplado al circuito exterior, tal como vimos que suceda en el generadorshunt. Durante la puesta en marcha, funciona como un generador shunt una vezconectado a la red, la tensin en bornes del generador shunt, tendera a disminuirsi no fuera por la accin del arrollamiento serie, que compensa esta tendencia. Esdecir, que el arrollamiento serie sirve para regular la tensin del generador, en elcaso de que la resistencia exterior descienda ms all de cierto lmite


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Partes principales de generadores autoexitados

La constitucin de todo generador (tanto de c.c como de c.a.) es muy similar. Acontinuacin se describirn las partes ms relevantes de todo generador lo cualnos permitir conocer tanto sus limitaciones como sus aplicaciones ms

adecuadas.

Todo generador consta de los siguientes elementos bsicos, representados en elsiguiente esquema:

*Inductor*Inducido*Escobillas*Culata o Carcasa*Entrehierro*Cojinetes


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*EscobillasGeneralmente, se fabrican de carbn o de grafito, se hallan alojadas en un portaescobillas desde donde se deslizan sobre las delgas del colector y, mediante unconductor flexible, se unen a los bornes del inducido

*CulataLa culata es la envoltura del generador y est hecha del material ferromagntico.Su misin es conducir el flujo creado por el devanado inductor. Tambin se unen aella los polos del generador.

*EntrehierroSe denomina entrehierro al espacio existente entre la parte fija y la parte mvil dela mquina, es decir, entre el rotor y las expansiones polares, evitndose de estamanera el rozamiento entre ambos.

*CojinetesSirven de apoyo al eje del rotor del generador.


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Funcionamiento de los generadores

Los dos principios fundamentales en los que se basa cualquier generador quetransforma la energa mecnica en energa elctrica (generador electromagntico)Son los siguientes:

*Cuando un conductor que se encuentra situado en el interior de un campomagntico se mueve de tal forma que corta lneas de flujo magntico, se generaen l una fuerza electromotriz (fem).

*Al circular una corriente elctrica a travs de un conductor situado dentro de uncampo magntico, se produce una fuerza mecnica que tiende a mover alconductor en direccin perpendicular a la corriente y al campo magntico.

En los generadores rotativos, los conductores se montan paralelos al eje derotacin y sobre el inducido, como se representa en la siguiente figura:


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Cuando gira el inducido, los conductores (C) cortan las lneas de campomagntico, de este modo se genera en ellos una fem. Los puntos y las crucesrepresentados en las secciones de los conductores (C) de la figura anteriorindican el sentido de la fem generada cuando el inducido gira en sentido contrario

a alas agujas del reloj.

Para poder extraer la corriente generada, hay que conectar los conductores delinducido a un circuito de carga exterior por medio de las escobillas A+ y A-,segnla siguiente figura representa el primitivo arrollamiento del anillo de gramme.

Si durante la funcin del generador podemos observar que las fuerzaselectromotrices generadas tienden a enviar corrientes ascendentes por amboslados, desde el punto a al b, pero no circulara corriente, puesto que la tensinentre a y b tiende a que circulen corrientes opuestas por ambos lados delarrollamiento (izquierdo y derecho).

Debido a que entre a y b existe una diferencia de potencial, si las escobillas A+ yA- se conectaran a un circuito exterior, representado por la resistencia R, circularauna corriente por este y por ambas partes del arrollamiento.

Si la tensin que se crea en cada conductor es E0 y representamos por X elnmero total de conductores que en un momento dado estn frente a una carapolar por Z, la tensin que se genera entre los terminales a y b de la maquinaser:

Y aplicando la ley de Ohm al crculo exterior, tendremos que la intensidad decorriente de la lnea es:


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La fuerza electromotriz E inducida en la espira en un instante t se obtienederivando el flujo con respecto al tiempo.

Considerando E0= w * 0:

De la expresin anterior se deduce que la fem inducida en la espira es una funcinsinusoidal.

Por tanto, si se coloca una espira dentro de un campo magntico, como serepresenta en la siguiente figura esta cortara en su giro las lneas de fuerza delcampo magntico creado por los polos norte y sur, conectando de este modo susextremos a sendos anillos sobre los cuales se apoyan las escobillas que estnconectadas al circuito exterior a travs de una resistencia. El aparato de medidaregistrara el paso de corriente elctrica.


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La forma de esta corriente elctrica es una onda sinusoidal como lo es tambin lafem inducida.

Por tanto, Durante el giro de la espira de 0 a 360, que se representa en lasiguiente figura a travs de las posiciones A (0), B(0 a 90), C(90 a 180) y

D(180 a 270), para pasar de nuevo a la posicin A inicial, se produce la ondasinusoidal que como se puede observar, se corresponde con la representacin deuna corriente o tensin alternas.


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Para obtener una corriente continua, bastara con sustituir los anillos por dossemicilindros que giren al unsono con la espira, como se ve en la siguiente figurade tal forma que cuando cambie el sentido de la fem inducida en la espira, tambincambien los semicilindros de la escobilla, dando como resultado una corrienteelctrica que siempre ira dirigida en el mismo sentido.

Esta situacin se consigue por medio del colector, sobre el cual se montan lossemicilindros llamados delgas.La corriente as tiene carcter unidimensional, su intensidad varia con el tiempo yse puede considerar como el resultado de superponer dos tipos de corrientes : unaconstante y otra fluctuante alterna.

En caso de que se precise una corriente que tenga mayor componente constante,hay que aumentar el nmero de espiras


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Circuitos Equivalentes del generador autoexitado compuesto

Un generador DC compuesto es un generador dc con campo serie y campo enderivacin conectados de tal manera que las fuerzas magnetomotrices de los doscampos se suman. En la siguiente figura se muestra el circuito equivalente de un

generador dc compuesto en conexin de derivacin larga. Los puntos queaparecen en las dos bobinas de campo tienen el mismo significado que los puntossobre un transformador: la corriente que fluye hacia adentro de las bobinas por elextremo marcado con punto produce una fuerza magnetomotriz positiva. Nteseque la corriente del inducido fluye hacia adentro por el extremo de la bobina decampo serie marcado con punto y que la corriente del campo en derivacin I ffluyehacia dentro por el extremo de la bobina de campo en derivacin marcado conpunto. Entonces, la fuerza magnetomotriz total de esta mquina esta dad por


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Donde es la fuerza magnetomotriz del campo en derivacin, es la fuerzamagnetomotriz del campo serie y es la fuerza magnetomotriz de la reaccindel inducido. La corriente equivalente efectiva del campo en derivacin de estamquina est dada por:

Las otras relaciones de voltaje y corriente para este generador son:


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Conclusin

Los generadores dc son mquinas dc utilizadas como generadores existen variostipos de generadores dc, que difieren en los mtodos para obtener sus flujos decampo. Estos mtodos afectan las caractersticas de salida de los diferentes tipos

de generadores. Los tipos de generadores dc comunes son excitacin separada,en serie, compuestos.Los generadores compuestos dependen de la no linealidad de sus curvas demagnetizacin para lograr voltajes estables de salida. Si la curva demagnetizacin de una maquina dc fuera una lnea recta, entonces nunca seintersecaran la curva de magnetizacin y la lnea de voltaje en los terminales delgenerador y habra voltaje estable en condiciones de vaco.Puesto que los efectos no lineales estn en el centro de la operacin de losgeneradores, los voltajes de salida de los generadores dc solo puedendeterminarse grficamente o numricamente utilizando un computador


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Bibliografa

http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448127641.pdfhttp://www.tuveras.com/maquinascc/dinamo/excitaciondinamo.htmhttp://html.rincondelvago.com/generadores-y-motores-de-corriente-continua.htmlhttp://mtoelectrico23128.blogspot.mx/2008/10/generador-con-excitacin-compound-el.htmlhttp://www.slideshare.net/JoseSaenz5/capitulo-7-mauinas-de-corriente-directaMaquinas elctricas Stephen J Chapman tercera edicin
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