Maquinas Electricas

Resumen

Para esta sesión de laboratorio realizaremos un estudio del vacío de un generador de corriente directa siendo este excitado por separado y también siendo autoexcitado. Dicho estudio se basa en la obtención de datos como la corriente, voltaje y velocidad angular, los cuales serán obtenidos mediante dos distintas pruebas, una donde la ώ se mantendrá contante mientras se manipulan los otros dos valores, y en la segunda prueba el valor constante será para Ir. Posteriormente se analizará de manera gráfica el comportamiento de estas dos mediciones.

Introducción

La corriente continua presenta grandes ventajas, entre las cuales está su capacidad para ser almacenada de una forma relativamente sencilla. Esto, junto a una serie de características peculiares de los motores de corriente continua, y de aplicaciones de procesos electrolíticos, tracción eléctrica, entre otros, hacen que existen diversas instalaciones que trabajan basándose en la corriente continua.

Los generadores de corriente continua son las mismas máquinas que transforman la energía mecánica en eléctrica. No existe diferencia real entre un generador y un motor, a excepción del sentido de flujo de potencia. Los generadores se clasifican de acuerdo con la forma en que se provee el flujo de campo, y éstos son de excitación independiente, derivación, serie, excitación compuesta acumulativa y compuesta diferencial, y además difieren de sus características terminales (voltaje, corriente) y por lo tanto en el tipo de utilización.

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Marco Teórico

Ecuaciones fundamentales de la máquina de corriente continúa.

En la siguiente imagen aparecen esquemáticamente las características esenciales de una máquina de CC. El estator tiene polos salientes y se excita mediante uno o más devanados de campo. La distribución de flujo en el entrehierro que crean los devanados de campo es simétrica respecto a la línea de centro de los polos de campo. El rotor sustenta un conjunto de bobinas que giran con él que se encargan de generar el campo magnético en cuadratura, y por ende, generar el torque de giro. El colector, que corresponde a una especie de rectificador mecánico, se encarga de alimentar a cada bobina en el momento adecuado, con el fin de conservar la cuadratura de los campos.

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Modelo eléctrico del motor de CC. De este modelo se pueden sacar las ecuaciones base que describen el comportamiento de la máquina, pudiéndose obtener distintas curvas características.

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Las ecuaciones de campo se rigen por un sistema de primer orden, al igual que en el rotor. Las ecuaciones magnéticas mecánicas relacionan el enlace entre el campo y la armadura y la transferencia de energía hacia la carga.

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En donde:

Vf: Voltaje de excitación de campo.

Rf: Resistencia del devanado de campo.

If: Corriente de campo.

Lf: Inductancia de campo.

Va: Voltaje de armadura.

Ra: Resistencia del devanado de armadura

Ia: Corriente de armadura. La: Inductancia de armadura.

Vrot: Voltaje de reacción de armadura

Gfq: Constante de relación de enlace magnético entre el estator y el rotor.

 ω: Velocidad angular de rotación [rad/seg].

Tel: Torque eléctrico.

 Tcarga: Torque de carga

Desarrollo

En la sesión de laboratorio logramos apreciar el comportamiento de la máquina de corriente directa, en su forma de generador eléctrico, con en la forma de motor eléctrico.  En la siguiente imagen podemos observar que tenemos un motor acoplado a un generador  en donde se realizaron dos mediciones en las cuales al menos un valor era constante mientras se manipularon los otros.

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