Motores y Generadores Con Excitacin IndependienteFauner Arenas Jos Luis MolinaAntonio OsorioHctor Martnez

MOTORES DC CON EXCITACION INDEPENDIENTELa figura 9-5 muestra el circuito equivalente de un motor dc con excitacin separada:Un motor con excitacin separada es un motor cuyo circuito de campo es alimentado por una fuente de potencia separada de voltaje constante.

GENERADORESDE EXITACIN SEPARADAUn generador dc de excitacin separada es aquel cuya corriente de campo es suministrada por una fuente externa separada del voltaje dc. El circuito equivalente de tal mquina se muestra en la figura 9-44. Este circuito, representa el voltaje actual medido en los terminales del generador e representa la corriente que fluye en las lneas conectadas a los terminales.

Caractersticas en terminalesDe un generador dc de excitacin separada La caracterstica en terminales de un generador con excitacin separada es una grafica de contra Las caractersticas en terminales de un dispositivo es una grafica de las cantidades de salida del dispositivo comparadas entre s. En un generador dc, las cantidades de salida son su voltaje en terminales y su corriente de lnea.

La caracterstica en terminales de un generador con excitacin separada es una grafica de contra a una velocidad constante . Por la kirchhff, el voltaje en los terminales es:

Puesto que el voltaje interno generado es independiente de , la caracterstica en los terminales de un generador de expiacin separada es una lnea recta, como se muestra en la figura 9-45a. Que ocurre en un generador de esta clase cuando aumenta la carga? Cuando se incrementa la carga suministrada por el generador, IL (y por tanto IA) aumenta. Como la corriente en el inducido aumenta, la cada y cae el voltaje en los terminales del generador.

Esta caracterstica en los generadores no es siempre del todo exacta. En generadores sin devanados de compensacin, un aumento en IA origina un incremento en la reaccin del inducido est causa un debilitamiento del flujo, que a su turno ocasiona una disminucin en , la cual disminuye an ms el voltaje en los terminales de un generador. La caracterstica resultante en los terminales de un generador en la figura 9-45b. En los dibujos posteriores, se supondr que los generadores tienen devanados de compensacin a menos que se indique lo contrario. Sin embargo, es importante recordar que la reaccin del inducido puede modificar las caractersticas si no existen los devanados de compensacin.

Control del voltaje en los terminalesEl voltaje en los terminales de un generador dc de excitacin separada pueden controlarse cambiando el voltaje interno generado de la maquina. Segn la ley de voltajes de kirchhoff , de modo que, si se aumenta, aumentar y si disminuye, disminuir. Puesto que el voltaje interno generado esta dado por la ecuacin , hay dos formas posibles de controlar el voltaje de este generador:

Control del voltaje en los terminalesCambio en la velocidad de rotacin. Si aumenta, entonces incrementa; por tanto tambin aumenta.Cambio en la corriente de campo. Si disminuye, entonces aumenta la corriente de campo En consecuencia, el flujo en la maquina aumenta. Como el flujo aumenta, debe elevarse tambin, de modo que se incrementa.

En muchas aplicaciones, el rango de velocidad del es muy limitado; por tal razn el voltaje en los terminales se controla, cambiando la corriente de campo.En la figura 9-46a se muestra un generador de excitacin separada que opera sobre una carga resistiva. 9-46b muestra el efecto de una disminucin en la resistencia de campo sobre el voltaje en los terminales del generador cuando esta opera bajo carga.

Anlisis no lineal de un generador dc De excitacin separada

Debido a que el voltaje interno generado es una funcin no lineal de la fuerza magnetomotriz de un generador, no es sencillo calcular sencillamente el valor de esperado para un valor de corriente de campo dada. La curva de magnetizacin del generador debe utilizarse para calcular aproximadamente el voltaje de salida correspondiente a un voltaje de entrada dado. Adems, si una maquina tiene reaccin en el inducido, su flujo se reducir con cada aumento de carga y har que disminuya. La nica forma para determinar aproximadamente el voltaje de salida en la maquina con reaccin del inducido es utilizar el anlisis grafico. La fuerza magnetomotriz total en un generador de excitacin separada es la fuerza magnetomotriz del circuito de campo menos la fuerza magnetomotriz debido a la reaccin del inducido (AR):

Como los motores dc, es acostumbrado a definir una corriente equivalente de campo que producira el mismo voltaje de salida que la combinacin de todas las fuerzas magnetomotrices en la mquina. El voltaje resultante puede ser determinado localizando esta corriente equivalente sobre la curva de magnetizado. La corriente equivalente de campo de un generador dc de excitacin separada esta dada por:

As mismo, la diferencia entre la velocidad de la curva de magnetizacin y la velocidad real del generador debe ser tomada en cuenta utilizando la ecuacin: