República Bolivariana de VenezuelaInstituto Universitario politécnico

“Santiago Mariño”Extensión Barcelona

Maquinas Eléctricas I

El Generador de Corriente Continua

Profesora: Ing. Ranielina Rondón Mejías

Alumno :Zambrano Vicente C.I V-20.358.951

Barcelona, Junio del 2014

Proceso de formación de tensión en un generador en derivación 

Este es un tipo de generador que provee su propia corriente de campo, conectando el campo directamente a sus terminales, tal y como se observa en la figura 1.13

Este tipo de generador tiene una clara ventaja sobre al ya estudiado. Pero si no tiene alimentación externa para su excitación ¿de donde sale el flujo eléctrico inicial para arrancar cuando se energiza?

Supongamos que el generador de la gráfica circuital anterior, no se le conecta carga y que el motor primario comienza a mover su eje.

¿Cómo aparece el voltaje inicial en los terminales de la máquina?Pues ahí la importancia de la teoría ferromagnética (histéresis), el voltaje dependerá directamente de un flujo residual en los polos el cual viene dado por:

    

Este voltaje es sumamente pequeño pero existe y aparece en los terminales del generador (puede ser un volt o dos).Cuando este voltaje aparece en los terminales del generador, produce una corriente que fluye en la bobina del campo del generador

  Esta corriente produce una fuerza magnetomotriz en los polos, el cual incrementa el flujo y este a la vez incrementa y por tanto aumenta si VT↑→IF↑→Ф↑→EA

   

Para comprender más el comportamiento de este generador, analicemos la gráfica siguiente, en el cual se muestra la saturación magnética en la cara de los polos, ello es lo que limita la tensión en los bornes del generador , la constitución de IF y EA no se hace en forma rápida, mas bien se hace a través de varios pasos, según se ve en la siguiente gráfica:

Análisis gráfico de los generadores de C.C. en derivación. 

Aumento del voltaje en el arranque de un Generador en Derivación

El análisis gráfico para este tipo de generador es más complicado que el de excitación en serie.

 Ello motivado a que la corriente de campo depende directamente de su propio voltaje de salida.

 El análisis se hace sin la reacción de inducido y posteriormente se incluye este efecto en la gráfica siguiente se hace un análisis de su comportamiento, en base a la recta de carga sin reacción de inducido

En vacio VT≅EA, cuando IARA=0 de VT=EA-IARA; VT=EA=IARA

Análisis gráfico con reacción de inducidoEn vacio VT≅EA, con carga y reacción de inducido se tendrá EA=VT+IARA, se originará una fuerza magnetomotriz

Análisis gráfico de los generadores compuestos diferencial. 

Es un generador con ambos campos, en derivación y en serie. Pero en la cual las fuerzas magneto motrices se restan.

Observemos el siguiente circuito donde a circulación de la corriente IA, fluye hacia afuera, mientras que If fluye hacia adentro.

Para entender esto analizaremos las siguientes ecuaciones y representación grafica

Corriente de campo en derivación equivalente:

Corriente de campo efectiva:

La corriente equivalente representa un lado horizontal a la izquierda y/o a la derecha de la línea de la resistencia de campo

La caída resistiva , corresponde a un lado paralelo al eje de los terminales (EA,Lf) Para encontrar el voltaje de salida en una carga dada, hay que determinar el tamaño del triangulo y el punto donde encaja exactamente, entre las líneas de corriente de campo y la curva de magnetización.

Flujo de potencia y pérdidas en los generadores de Corriente Continua

Los generadores de c.c. toman potencia mecánica y entregan potencia eléctrica y los motores de c.c. toman potencia eléctrica y entregan potencia mecánica . En cualquiera de los casos no toda la potencia que entra a la maquina se convierte en potencia útil a la salida, siempre hay pérdidas asociadas en el proceso. PSal. η = ------- x 100% PEnt.

PEnt. – PPerd. η = ---------------- x 100% PEnt.

Perdidas en los generadores de corriente continua.

1.- Pérdidas eléctricas ó en el cobre ( I2 . R ) : Son todas las que se presentan en la armadura y en los devanados de campo de la máquina. Pérdidas en la armadura : PA = IA

2. RA

Pérdidas en el campo : PF = IF

2. RF

2.- Pérdidas en las escobillas: Son las que se pierden en los contactos entre las escobillas y el colector

PBD = V BD . IA

Donde:

PBD : Pérdida por contacto de las escobillas V BD : Caída de voltaje en las escobillas =~2 V.

IA : Corriente de armadura

3.- Pérdidas en el núcleo: Debido a la histéresis y corrientes parasitas.

4.- Pérdidas mecánicas :

Fricción: Se debe al rozamiento de los rodamientos del eje.

Ventilación :Se debe a la fricción de las partes en movimiento de la maquina con el aire que se encuentra dentro de la carcasa.

5.- Pérdidas adicionales.- Son pérdidas que no se pueden incluir dentro de ninguna de las anteriores =~ 1 % potencia a plena carga.

DIAGRAMA DE FLUJO DE POTENCIA DE UN GENERADORDIAGRAMA DE FLUJO DE POTENCIA DE UN GENERADOR

Pérdidas en el cobre

Pérdidas en el

Núcleo

Pérdidas Mécanica

s

Pérdidas Adicional

es

Tind.ωm = EA.IA

P convertida

Bibliografía

https://docs.google.com/document/d/1xFAdOR7ojhsLLrgu8G_UNsA4l5CXMsCUg42EOylPKuQ/edit?hl=es&pli=1

http://hgm.shibanazihuatanejo.com/ME/Notascurso/U1.pdf

http://www.ehowenespanol.com/caracteristicas-generador-derivacion-lista_265577/

http://coscomantauni.files.wordpress.com/2011/08/maquinas-de-cc.ppt

http://files.victorpmeza.webnode.es/200000022-47b7d47fd4/M%C3%A1quina%20de%20Corriente%20Continua%20Clase%203.ppt