Lab 2 Maquinas Def

Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad de Ingeniería Ingeniería Eléctrica- Máquinas Eléctricas

Módulo 2: Maquina C.C (Generador y Motor) López Ramírez Omar Julián (20122007118) [email protected]

Sánchez Pava Jaime Augusto (20122007020) [email protected] Rodríguez Manuel Fernando (20121007124) [email protected]

I. OBJETIVOS

A. GENERAL

Examinar los diferentes comportamientos que poseen la máquina de C.C cuando se comporta como motor y generador.

B. ESPECIFICOS

Identificar las diferentes conexiones que poseen el generador y motor, teniendo en cuenta sus respectivas implicaciones.

Analizar las respectivas ventajas y desventajas que poseen las diferentes conexiones del generador y motor

Describir los diferentes cuidados que se deben tener en cuenta a la hora de funcionar la maquina C.C en sus respectivas conexiones.

II. INTRODUCCION:

Durante el desarrollo e implementación de la energía eléctrica para la realización de diferentes actividades tanto de tipo industrial como residencial, se empezó la implementación gradual de las diferentes maquinas eléctricas que conocemos hoy en día, las cuales se encargan de hacer diferentes labores; pero en este módulo se hablara principalmente de las primeras máquinas que funcionaron debido a que estas cumplían los enunciados de la teoría electromagnética combinándose con su implementación mecánica. Las máquinas de corriente continua (C.C o D.C) tienen grandes ventajas, entre las cuales podemos observar cuando actúa esta como generador debido a 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, donde estos pueden ser 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, al igual que los motores que difieren en algunos aspectos, los cuales se mencionaran a lo largo del trabajo.

III. MATERIALES:

Para la realización de la práctica se usaron las siguientes máquinas, donde se usaron la maquina pendular y el motor DC, entre otros elementos para la realización de las diferentes prácticas.

Máquina Multifuncional DC Módulos Leybold medidores de V e I Módulos Leybold de Resistencia variable Módulo Leybold para Vatímetro Maquina Pendular Leybold Multímetro

IV. MARCO CONCEPTUAL

PRINCIPIOS GENERALES DE LOS MOTORES Y GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA.

1. Inducción Electromagnética:Un campo magnético está representado por líneas de flujo continuas que se considera emergen de un polo norte y entran en un polo sur. Si las líneas de flujo se deforman por el movimiento del conductor de la


bobina antes de romperse, la dirección del voltaje inducido se considera hacia dentro del conductor si se muestra que las flechas, por el flujo distorsionado, apuntan en el sentido del giro de las manecillas del reloj, y hacia a fuera si apuntan en sentido contrario al giro de las manecillas del reloj. Esta es la acción de generador, en donde su principio se basa en la ley de fuerzas de Lorentz.

Figura 1. Principio de generador con una sola espira.

2. Fuerza sobre conductores por los que fluye corriente en un campo magnético:Si un conductor lleva una corriente, alrededor del mismo se forman espiras de flujo. La dirección del flujo es en el sentido de giro de las manecillas del reloj si la corriente es tal que se aleja del observador y hacia el conductor, y es en sentido contrario al giro de las manecillas del reloj si la corriente del conductor sale del papel y se dirige al observador. Si este conductor está en un campo magnético, la combinación del flujo del campo y el flujo que genera el conductor puede considerarse que produce una concentración de flujo en el lado del conductor en donde los dos flujos son aditivos, y una disminución en el lado en donde se oponen. El resultado es una fuerza sobre el conductor, que tiende a moverlo hacia el lado que tiene flujo reducido. Ésta es la acción de motor, en donde su principio se basa en la ley de Faraday.

Figura 2. Principio de inducción de Faraday.

3. Fuerza contra-electromotriz inducida en un motor:Es la tensión que se crea en los conductores de un motor como consecuencia del corte de las líneas de fuerza, dada por el efecto generador. La polaridad de la tensión en los generadores es inversa a la aplicada en bornes del motor. Las fuertes puntas de corriente de un motor en el arranque son debidas a que con máquina parada no hay fuerza contra-electromotriz y el bobinado se comporta como una resistencia pura.

TIPOS DE CONEXIONES POSIBLES EN GENERADOR CD

Los generadores de cd son máquinas de cd que se utilizan como generador. Como se puntualizó con anterioridad, no hay diferencias tan puntuales entre un generador y un motor excepto en la dirección que posee en su flujo de potencia. Hay cinco tipos principales de generadores de cd, que se clasifican de acuerdo con la forma en que se produce su flujo de campo:

1. Generador de excitación separada, o también denominado generador CD en derivación, es aquel en donde El flujo de campo se deriva de una fuente de potencia separada independiente del generador en sí mismo. Un generador de cd de excitación separada es aquel cuya corriente de campo la suministra una fuente de voltaje de cd externa separada.


Figura 3. Conexión de la maquina DC separada.Control de Voltaje en las terminales: hay dos formas posibles de controlar el voltaje de un generador de excitación separada, las cuales se describirán a continuación:

Cambio de la velocidad de rotación. Si aumenta ωm, entonces aumenta el valor de EA aumenta,

debido a que depende del ϕ(constante) y de ωm: EA ↑=kϕ ωm ↑, por ende el voltaje entre

terminales V T , también aumenta: V T=EA ↑−I A RA .

Cambio de la corriente de campo. Si se disminuye el valor de la resistencia de campo RF, producirá un aumenta de la corriente de campo, debido a que: (IF=VF / RF ↓) . Por lo tanto,

se aumenta el flujo ϕ en la máquina. Dado que hay aumento en el flujo, también hay un

incremento en EA: EA ↑=kϕ ωm ↑, por ende el voltaje entre terminales V T , también aumenta:

V T=EA ↑−I A RA .

2. Generador en derivación. El flujo de campo se deriva de la conexión del circuito de campo directamente a través de las terminales del generador, en donde al generador se le suministra su propia corriente de campo conectando la maquina suministradora directamente a las terminales de la máquina.

Figura 4. Conexión de la maquina DC en derivación.

Control de Voltaje en las terminales: hay dos formas posibles de controlar el voltaje de un generador en derivación, las cuales son muy similares a la de los generadores con excitación separada, las cuales se mencionan a continuación:

Cambiar la velocidad del eje ωm del generador. Cambiar el resistor de campo del generador, lo cual modifica la corriente de campo, este método

es el que más se utiliza para controlar el voltaje en las terminales en los generadores en derivación reales. Si disminuye el resistor de campo RF, entonces se eleva la corriente de campo IF=VT / RF ↓. Cuando se incrementa IF, aumenta el flujo ϕ de la maquina lo que provoca el aumento del voltaje interno generado EA. El incremento en EA provoca que también aumente el voltaje en las terminales del generador.

3. Generador en serie. El flujo de campo se produce por la conexión del circuito de campo en serie con el inducido del generador. Este generador tiene un devanado de campo, el cual se encuentra conectado en serie con su inducido. Debido a que el inducido posee una corriente mucho mayor que el campo en derivación, el devanado de campo en serie de un generador de este tipo tendrá muy pocas vueltas de alambre y el alambre utilizado serán mucho más grueso que el alambre del campo en derivación, para que soporte la corriente producida en esta configuración. Dado que la fuerza


magnetomotriz está dada por la ecuación F=¿, se puede producir exactamente la misma fuerza magnetomotriz con unas cuantas vueltas y una corriente alta que con muchas vueltas y una corriente baja.

Los generadores en serie sólo se utilizan en ciertas aplicaciones especializadas, donde se pueda sacar provecho de la empinada característica de voltaje del dispositivo. Un ejemplo de este tipo de operaciones es la soldadura en arco.

Figura 5. Conexión de la maquina DC serie.

4. Generador compuesto acumulativo. En él están presentes tanto el campo en derivación como el campo en serie y sus efectos son aditivos. Un generador de cd compuesto acumulativo es un generador de cd tanto con un campo en serie como con un campo en derivación, conectados de tal manera que las fuerzas electromotrices de los dos se suman.

Figura 6. Conexión de la maquina DC compuesta acumulativa.

Control de voltaje entre terminales:

Las técnicas disponibles para controlar el voltaje en las terminales de un generador de cd compuesto acumulativo son exactamente las mismas que se emplean para controlar el voltaje de un generador de cd en derivación, las cuales se mencionan a continuación:

Cambio de la velocidad de rotación. Si aumenta vm, entonces aumenta EA ↑=kϕ ωm ↑, por lo

que también aumenta el voltaje en las terminales VT=EA ↑−IA (RA+RS) . Cambio de la corriente de campo. Si disminuye RF, entonces aumenta la corriente de campo

dado que (IF=VF / RF ↓), esto a su vez aumenta la fuerza magnetomotriz total del generador.

Conforme aumenta F tot, se aumenta el flujo ϕ en la máquina y aumenta EA ↑=kϕ ωm ↑.Por último, un incremento en EA eleva VT.

5. Generador compuesto diferencial. En él se encuentran tanto el campo en derivación como el campo en serie, pero sus efectos se restan. Un generador de cd compuesto diferencial es un generador tanto con un campo en derivación como con un campo en serie, pero ahora sus fuerzas magnetomotrices se restan la una de la otra. Se observa que la corriente del inducido ahora fluye hacia afuera del extremo de una bobina marcado con punto, mientras que la corriente de campo en derivación fluye hacia el extremo de una bobina marcado con punto. Estos tipos de generadores de cd difieren en sus


características en las terminales (voltaje-corriente), y por lo tanto en las aplicaciones para las cuales son adecuados.

Figura 7. Conexión de la maquina DC compuesta diferencial.

Característica de las terminales de un generador de cd compuesto diferencial

En un generador de cd compuesto diferencial se generan los mismos dos efectos que están presentes en un generador de cd compuesto acumulativo. Sin embargo, en este caso ambos efectos actúan en la misma dirección. Éstos son:

Conforme se eleva IA, también aumenta la caída de voltaje IA (RA+RS) .Este incremento tiende a provocar que disminuya el voltaje en las terminales VT=EA ↑−IA ↑(RA+RS).

Conforme se eleva IA, también aumenta la fuerza magnetomotriz de campo en serie FSE=N SE I A. Este incremento de la fuerza magnetomotriz de campo en serie reduce la

fuerza magnetomotriz neta del generador (F tot=NF I F−N SE I A ↑¿, que a su vez reduce

el flujo neto del generador. Un decremento del flujo disminuye EA, que a su vez reduce

V T .

Control de voltaje en las terminales:

Aun cuando las características de caída de voltaje de un generador de cd compuesto diferencial son bastante malas, se puede ajustar el voltaje en las terminales para cualquier carga. Las técnicas disponibles para ajustar el voltaje en las terminales son exactamente las mismas que en los casos de los generadores de cd en derivación y compuestos acumulativos:

Cambio de la velocidad de rotación ωm.

Cambio de la corriente de campo I F.

V. METODOLOGÍA

1. En esta práctica realizaremos el reconocimiento de la terminales de la maquina DC, para su respectiva conexión como generador, teniendo como turbina o fuerza mecánica la maquina pendular la cual estará acoplada al eje de nuestro generador.


Figura 8. Montaje de la maquina DC acoplada a la maquina pendular como generador.

Como podemos ver en la maquina DC los terminales son los siguientes:

Terminales de Armadura A1-A2, R= 13,17Ω.

Terminales de serie D1-D2-D3, RD1−D 2=12,55 Ω , RD1−D 3=4,1 Ω, RD2−D 3=10,47 Ω. Terminales de campo F1-F2, R= 586,4Ω.

2. Ahora según las pruebas realizadas la polaridad de las bobinas positivas como generador seria realizando la conexión A1, D1, F1, de tal forma que siempre la corriente este entrando a ellas. Se refiere a que la parte positiva de la polarización debe entrar a estas terminales.

3. Los parámetros determinante del voltaje generado dependen del flujo que logremos generar dentro de la maquina DC, claro está teniendo en cuenta que no se debe saturar el núcleo ya que la tensión generada no seguiría creciendo.

4. Para la obtención de la curva de magnetización realizamos las pruebas de la maquina DC en vacío para poder tener los resultados de tensión inducida la cual para esta conexión es la misma entre terminales versus corriente de campo. Para esta prueba la realizamos a velocidad nominal 2000 r.p.m. y también a 1800 r.p.m.

Figura 9. Conexión de la maquina DC conexión separada.

HISTERISIS A 2000 R.P.M. n (r.p.m) RA (Ω) Radj (Ω) Radj (%) If (mA) VF (V) VT (V)

2000 11,7 47 100 0 0 102000 11,7 47 100 44 30 57,52000 11,7 47 100 58 39 732000 11,7 47 100 72 48 87,52000 11,7 47 100 92 60 1042000 11,7 47 100 120 78 1282000 11,7 47 100 142 92 1422000 11,7 47 100 158 102 1502000 11,7 47 100 182 118 160


2000 11,7 47 100 205 133 1682000 11,7 47 100 226 148 1742000 11,7 47 100 250 163 1792000 11,7 47 100 269 177 1842000 11,7 47 100 245 163 1802000 11,7 47 100 225 150 1752000 11,7 47 100 202 134 1702000 11,7 47 100 174 116 1602000 11,7 47 100 152 101 1512000 11,7 47 100 124 83 1352000 11,7 47 100 112 74 1262000 11,7 47 100 90 60 107,52000 11,7 47 100 72 48 902000 11,7 47 100 57 38 762000 11,7 47 100 43 29 602000 11,7 47 100 0 0 15

Tabla 1. Datos de la curva de magnetización obtenidos en vacío a 2000 r.p.m.

0 50 100 150 200 250 3000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Histeresis a 2000 rpm

Corriente de Campo IF (mA)

Volta

je in

ducid

o EA

(V)

Grafica 1. Curva de magnetización a 2000 r.p.m.

HISTERISIS A 1800 R.P.M. n (r.p.m) RA (Ω) Radj (Ω) Radj (%) If (mA) VF (V) VT (V)

1800 11,7 47 100 0 0 51800 11,7 47 100 43 28 491800 11,7 47 100 67 43 731800 11,7 47 100 88 57 921800 11,7 47 100 105 68 1051800 11,7 47 100 114 74 1101800 11,7 47 100 137 88 1251800 11,7 47 100 154 99 132,51800 11,7 47 100 167 108 1381800 11,7 47 100 192 123 1471800 11,7 47 100 212 138 153


1800 11,7 47 100 223 146 1551800 11,7 47 100 247 162 1601800 11,7 47 100 268 176 1651800 11,7 47 100 252 167 1621800 11,7 47 100 227 152 1571800 11,7 47 100 208 139 1531800 11,7 47 100 194 122 1471800 11,7 47 100 161 107 1381800 11,7 47 100 139 92 1291800 11,7 47 100 122 80 1191800 11,7 47 100 95 63 1011800 11,7 47 100 79 53 871800 11,7 47 100 63 42 731800 11,7 47 100 0 30 13

Tabla 2. Datos de la curva de magnetización obtenidos en vacío a 1800 r.p.m.

0 50 100 150 200 250 3000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Histeresis a 1800 rpm

Corriente de campo IF(mA)

Volta

je in

ducid

o EA

(V)

Grafica 2. Curva de magnetización a 1800 r.p.m.

GENERADOR DC EN DERIVACIÓN n

(r.p.m)

ζ (N*m

)

Rf (Ω)

If (mA

)

RA (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL (mA

)

VT (V)

Pc (W)

ωo (rad/s

)

PE (W)

η (%)

EA(v)

1800 0,19570

23511,

7100,

01880,

083 160

13,28 188,50 35,8137,0

8160,9

7

1800 0,19570

23511,

790,0

1692,0

83 16013,28 188,50 35,81

37,08

160,97

1800 0,2570

23511,

780,0

1504,0

92 16014,72 188,50 37,70

39,05

161,08

1800 0,2570

23511,

770,0

1316,0

105 16016,80 188,50 37,70

44,56

161,23

1800 0,23570

23511,

760,0

1128,0

140 16022,40 188,50 43,35

51,67

161,64

1800 0,26570

23511,

750,0

940,0175 159

27,83 188,50 49,0156,7

8161,0

5

1800 0,33570

23511,

745,0

846,0187 157

29,36 188,50 62,2047,2

0159,1

91800 0,33 57 235 11, 40,0 752,0 254 157 39,88 188,50 62,20 64,1 159,9


0 7 1 7

1800 0,4570

23511,

735,0

658,0315 156

49,14 188,50 75,4065,1

7159,6

9

1800 0,45570

23511,

730,0

564,0375 155

58,13 188,50 84,8268,5

3159,3

9

1800 0,46570

23511,

725,0

470,0390 155

60,45 188,50 86,7169,7

2159,5

6

1800 0,47570

23511,

720,0

376,0408 155

63,24 188,50 88,5971,3

8159,7

7

1800 0,59570

23511,

715,0

282,0539 153

82,47 188,50111,2

174,1

5159,3

1

1800 0,83570

23511,

710,0

188,0832 149

123,97 188,50

156,45

79,24

158,73

1800 0,83570

23511,

717,5 164,5 780 150

117,00

188,50156,4

574,7

8159,1

3

1800 1,04570

23511,

712,5 117,5 1050 144

151,20

188,50196,0

477,1

3156,2

9

1800 1,18570

23511,

710,0 94,0 1202 140

168,28

188,50222,4

275,6

6154,0

6

1800 1,26570

23511,

79,0 84,6 1330 137

182,21

188,50237,5

076,7

2152,5

6

1800 1,37570

23511,

78,0 75,2 1460 135

197,10

188,50258,2

476,3

2152,0

8

1800 1,54570

23511,

76,0 56,4 1790 128

229,12

188,50290,2

878,9

3148,9

4Tabla 3. Conexión de la maquina dc separada con carga.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

20406080

100120140160180

Tension en terminales-Carga

Corriente de carga IL (mA)

Volta

je e

n te

rmna

les V

T(V)

Grafica 3. Voltaje entre terminales Vs corriente de carga maquina DC separada.


0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Eficiencia-Carga


Eficie

ncia

n (%

)

Grafica 4. Eficiencia Vs corriente de carga maquina DC separada.

Figura 10. Conexión de la maquina DC conexión en derivación.

GENERADOR DC EN DERIVACIÓN n

(r.p.m)ζ

(N*m)Rf (Ω)

If (mA)

RA (Ω)

IA (mA)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL (mA)

VT (V)

Pc (W)

ωo (rad/s)

PE (W)

η (%)

EA (V)

Regulacion

1800 0,57 570 235 12,1 467 100,0645,0

0232 154 40 188,5 107,44

37,23

159,7 11,7

1800 0,56 570 235 12,1 467 90,0580,5

0232 154 40 188,5 105,56

37,89

159,7 11,7

1800 0,62 570 230 12,1 540 70,0451,5

0310 152 51 188,5 116,87

43,64

158,5 13,2

1800 0,67 570 228 12,1 605 60,0387,0

0377 150 60 188,5 126,29

47,51

157,3 14,7

1800 0,75 570 225 12,1 700 50,0322,5

0475 149 74 188,5 141,37

52,34

157,5 15,4

1800 0,90 570 217 12,1 899 40,0258,0

0682 144 105 188,5 169,65

61,89

154,9 19,4

1800 1,05 570 205 12,1 1135 30,0193,5

0930 135 132 188,5 197,92

66,69

148,7 27,4

1800 1,08 570 200 12,1 1120 20,0129,0

0920 131 139 188,5 203,58

68,28

144,6 31,3

1800 1,16 570 180 12,1 1287 15,0 96,75 1107 120 151 188,5 218,65 69,0 135,6 43,3


6

1800 1,18 570 168 12,1 1468 12,5 80,63 1300 110 155 188,5 222,4269,6

9127,8 56,4

1800 1,14 570 147 12,1 1567 10,0 64,50 1420 96 147 188,5 214,8868,4

1115,0 79,2

1800 0,97 570 112 12,1 1602 7,0 45,15 1490 74 120 188,5 182,8465,6

393,38 132,43

1800 0,78 570 85 12,1 1485 5,0 32,25 1400 55 90 188,5 147,0361,2

172,97 212,73

Tabla 4. Conexión de la maquina dc en derivación.

150 350 550 750 950 1150 1350 15500.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

Tension Generada-Carga


Tens

ion

gene

rada

EA

(V)

Grafica 3. Voltaje entre terminales Vs corriente de carga maquina DC derivación.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16000.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

Eficiencia Vs corriente de carga

Grafica 4. Eficiencia Vs corriente de carga maquina DC en derivación.


80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 28055.0

75.0

95.0

115.0

135.0

155.0

175.0f(x) = 0.662570566607961 x − 0.812429832449212

Generador DC conexion en Derivacion

Corriente de campo IF (mA)

Volta

je e

n te

rmin

ales

e in

duci

do V

T, E

A (V

)

Grafica 5. Punto de corte entre el voltaje generado y el voltaje entre terminales conexión derivacion.

Figura 11. Conexión de la maquina DC conexión en serie entre D1-D2.

GENERADOR DC EN SERIE D1-D2 (RS)

n (r.p.m)

ζ (N*m

)

RS (Ω)

RA (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL = IF = IA (mA)VT (V)

Pc (W)

ωo (rad/s)

PE (W)

η (%)

EA (v)

2000 0,08 10,5 12,1 100645,0

09,0 5,40

0,045

209,4 16,76 0,27 5,60

2000 0,08 10,5 12,1 60387,0

014,0 5,80

0,078

209,4 16,76 0,47 6,12

2000 0,08 10,5 12,1 40258,0

024,0 6,80

0,195

209,4 16,76 1,16 7,34

2000 0,08 10,5 12,1 20129,0

083,0 11,50 0,9 209,4 16,76 5,37 13,38

2000 0,32 10,5 12,1 15 96,75 610,0 62,00 39,5 209,4 67,0258,9

475,79

2000 0,65 10,5 12,1 13 83,85 1000,0 87,00 89 209,4136,1

465,3

8109,6

0

2000 0,75 10,5 12,1 12 77,40 1100,0 90,00 107 209,4157,0

868,1

2114,8

6

2000 1,18 10,5 12,1 10 64,50 1600,0103,0

0161 209,4

247,14

65,15

139,16

2000 1,41 10,5 12,1 9 58,05 1750,0110,0

0190 209,4

295,31

64,34

149,55


2000 1,58 10,5 12,1 9 54,83 1900,0108,0

0210 209,4

330,91

63,46

150,94

2000 1,86 10,5 12,1 8 51,60 2150,0105,0

0240 209,4

389,48

61,62

153,59

Tabla 5. Conexión de la maquina dc en serie.

0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Generador DC conexion serie D1-D2

Axis Title

Volta

je e

n te

rmin

ales

e in

ducid

o VT

, EA

(V)

Grafica 6. Voltaje entre terminales Vs corriente de carga maquina DC serie D1-D2.

0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.00

10

20

30

40

50

60

70

80

Eficiencia-Carga


Efici

enci

a n

(%)

Grafica 7. Eficiencia Vs corriente de carga maquina DC serie D1-D2.




n (r.p.m)

ζ (N*m

)

RS (Ω)

RA (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL = IF = IA (mA)

VT (V)

Pc (W)

ωo (rad/s)

PE (W)

η (%)

EA (V)

2000 0,07 2,2 12,1 100,0645,0

06,0 4,6 0,025 209,4 14,66 0,17 4,69

2000 0,07 2,2 12,1 60,0387,0

010,0 4,6 0,047 209,4 14,66 0,32 4,74

2000 0,07 2,2 12,1 40,0258,0

018,0 4,5 0,081 209,4 14,66 0,55 4,76

2000 0,07 2,2 12,1 20,0129,0

034,0 4,5 0,154 209,4 14,66 1,05 4,99

0,07 0,07 2,2 12,1 15,0 96,75 44,0 4,5 0,2 209,4 14,66 1,36 5,132000 0,077 2,2 12,1 12,0 77,40 54,0 4,5 0,25 209,4 16,13 1,55 5,272000 0,07 2,2 12,1 10,0 64,50 67,0 4,6 0,3 209,4 14,66 2,05 5,562000 0,07 2,2 12,1 9,0 58,05 76,0 4,6 0,35 209,4 14,66 2,39 5,692000 0,07 2,2 12,1 5,0 32,25 110,0 4,7 0,55 209,4 14,66 3,75 6,272000 0,09 2,2 12,1 2,0 12,90 310,0 5,2 1,7 209,4 18,85 9,02 9,63

2000 0,12 2,2 12,1 1,0 6,45 560,0 5,5 3 209,4 25,1311,9

413,51

2000 0,2 2,2 12,1 0,0 0,00 1050,0 4,3 4,6 209,4 41,8910,9

819,32

Tabla 6. Conexión de la maquina dc en serie D1-D3.

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.00.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

17.5

20.0

Generador DC conexion Serie D1-D3

Corriente de campo o de carga IL (mA)

Volta

je e

n te

rmin

ales

e in

ducid

o VT

, EA

(V)



0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.00

2

4

6

8

10

12

14

Eficiencia-Carga


Eficie

ncia

n (%

)




n (r.p.m)

ζ (N*m

)

RS (Ω)

RA (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL = IF = IA (mA)

VT (V)

Pc (W)

ωo (rad/s)

PE (W)

η (%)

EA (v)

2000 0,1 8,62 12,1 100,0645,0

05,0 3,8 0,019 209,4 20,94 0,09 3,90

2000 0,1 8,62 12,1 60,0387,0

09,5 4,0 0,038 209,4 20,94 0,18 4,20

2000 0,11 8,62 12,1 40,0258,0

021,5 4,8

0,1032

209,4 23,04 0,45 5,25

2000 0,1 8,62 12,1 20,0129,0

051,0 6,7

0,3417

209,4 20,94 1,63 7,76

2000 0,12 8,62 12,1 15,0 96,75 122,0 12,0 1,464 209,4 25,13 5,83 14,53

2000 0,44 8,62 12,1 12,0 77,40 760,0 67,0 50,92 209,4 92,1555,2

682,75

2000 0,73 8,62 12,1 10,0 64,50 1150,0 80,0 92 209,4152,8

960,1

7103,8

3

2000 0,93 8,62 12,1 9,5 61,28 1360,0 85,0 115,6 209,4194,7

859,3

5113,1

8

2000 1 8,62 12,1 9,0 58,05 1500,0 89,0 133,5 209,4209,4

463,7

4120,0

8


Tabla 7. Conexión de la maquina dc en serie D2-D3.

0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.00.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

Generador DC Conexion Serie D2-D3

Corriengte de carga IL (mA)

Volta

je en

term

inales

e ind

ucido

VT,EA

(V)


0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.00.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

Eficiencia-Carga


Eficie

ncia

n(%

)


Figura 14. Conexión de la maquina DC conexión en acumulativa largo, entre las tres opciones de devanados, serie D2-D3, D1-D2 y D1-D3.


GENERADOR DC COMPUESTO ACOMULATIVO LARGO D2-D3n

(r.p.m)ζ

(N*m)Rf (Ω)

If (mA)

RA (Ω)

IA (mA)

Rs (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω) IL (mA) VT (V) Pc (W)ωo

(rad/s)PE (W)

η (%) EA (v)

2000 0,61 168 235 11,7 500 8,6 100 643,00 150,50 179,40 27,00 209,44 127,76 21,13 182,46

2000 0,63 168 235 11,7 530 8,6 80 514,40 307,61 178,80 55,00 209,44 131,95 41,68 185,052000 0,76 168 230 11,7 652 8,6 60 385,80 439,19 177,60 78,00 209,44 159,17 49,00 186,522000 1,10 168 225 11,7 950 8,6 40 257,20 802,75 174,40 140,00 209,44 230,38 60,77 190,712000 1,56 168 215 11,7 1400 8,6 20 128,60 1311,87 167,70 220,00 209,44 326,73 67,33 194,36

2000 1,92 168 205 11,7 1750 8,6 15 96,45 1601,97 162,30 260,00 209,44 402,12 64,66 194,85

2000 1,99 168 202 11,7 1800 8,6 10 64,30 1682,24 160,50 270,00 209,44 416,78 64,78 194,68


(r.p.m)ζ

(N*m)Rf (Ω)

If (mA)

RA (Ω)

IA (mA)

Rs (Ω)

Rc (%)


(rad/s)PE (W)

η (%) EA (v)

2000 0,5 67 235,0 11,7 480,0 10,8 100 643,00 150,38 166,24 25,00 209,44 113,10 22,10 169,622000 0,6 67 235,0 11,7 500,0 10,8 80 514,40 158,62 167,07 26,50 209,44 115,19 23,01 170,642000 0,6 67 227,0 11,7 610,0 10,8 60 385,80 178,26 162,68 29,00 209,44 131,95 21,98 166,692000 0,8 67 210,0 11,7 820,0 10,8 40 257,20 396,33 151,39 60,00 209,44 163,36 36,73 160,31

2000 0,8 67 170,0 11,7 1000,0 10,8 20 128,60 746,83 120,51 90,00 209,44 167,55 53,71 137,312000 0,7 67 135,0 11,7 1050,0 10,8 15 96,45 990,00 95,96 95,00 209,44 142,42 66,70 118,23

2000 0,4 67 80,0 11,7 850,0 10,8 10 64,30 289,98 56,90 16,50 209,44 83,78 19,70 63,42

2000 0 67 0,0 11,7 0,0 10,8 0 0,00 0,00 0,00 0,00 209,44 0,00 0,00 0,00


(r.p.m)ζ

(N*m)Rf (Ω)

If (mA)

RA (Ω)

IA (mA)

Rs (Ω)

Rc (%)


(rad/s)PE (W)

η (%) EA (v)

2000 0,5 0 235,0 11,7 450,0 2,2 100 643,00 236,49 148,00 35,00 209,44 96,34 36,33 151,292000 0,5 0 200,0 11,7 450,0 2,2 60 385,80 246,15 130,00 32,00 209,44 94,25 33,95 133,42

2000 0,3 0 110,0 11,7 380,0 2,2 40 257,20 309,86 71,00 22,00 209,44 52,36 42,02 75,31

2000 0,1 0 0,7 11,7 60,0 2,2 20 128,60 119,33 8,38 1,00 209,44 18,85 5,31 10,042000 0,1 0 0,0 11,7 3,0 2,2 0 0,00 0,00 8,00 0,00 209,44 16,76 0,00 8,00

Tabla 8. Conexión de la maquina DC conexión acumulativa larga, con los diferentes tipos de conexión de devanado serie D2-D3, D1-D2 y D1-D3.


0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 18000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Generador DC en conexion Compuesto Acumulativo en de-rivacion larga


Volta

je en

term

inales

VT (V

)

Grafica 12. Voltaje entre terminales Vs corriente de carga maquina DC conexión acumulativa larga, con los diferentes tipos de conexión de devanado serie D2-D3, D1-D2 y D1-D3.

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00 1800.000.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

Eficiencia-Carga


Eficie

ncia

n (%

)

Grafica 13. Eficiencia Vs corriente de carga maquina DC conexión acumulativa larga con los diferentes tipos de conexión de devanado serie D2-D3, D1-D2 y D1-D3.


Figura 15. Conexión de la maquina DC conexión en acumulativa corta devanados serie D2-D3.

GENERADOR DC COMPUESTO DIFERENCIAL CORTO D2-D3n

(r.p.m)ζ

(N*m)Rf (Ω)

If (mA)

RA (Ω)

IA (mA)

Rs (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL (mA)

VT (V)

Pc (W)

ωo (rad/s)

PE (W)η

(%)EA (v)

2000 0,56 140 235 11,7 500 8,6 100 643 264,0 168 57 209,4 117,29 48,60 173,36

2000 0,57 140 225 11,7 520 8,6 80 514 280,0 168 51 209,4 119,38 42,72 173,69

2000 0,68 140 223 11,7 640 8,6 60 386 410,0 165 72 209,4 142,42 50,56 173,33

2000 0,94 140 214 11,7 970 8,6 40 257 740,0 157 125 209,4 196,87 63,49 172,04

2000 1,21 140 200 11,7 1320 8,6 20 129 1090,0 147 160 209,4 253,42 63,14 169,15

2000 1,38 140 185 11,7 1570 8,6 15 96,5 1350,0 135 195 209,4 289,03 67,47 162,43

2000 1,43 140 179 11,7 1670 8,6 14 86,8 1460,0 130 204 209,4 299,50 68,11 159,67

2000 1,45 140 186 11,7 1740 8,6 13 80,4 1530,0 127 206 209,4 303,69 67,83 158,09

2000 1,51 140 161 11,7 1910 8,6 10 64,3 1720,0 116 211 209,4 316,25 66,72 150,95

Tabla 9. Conexión de la maquina DC conexión acumulativa corta devanados serie D2-D3.

100.0 300.0 500.0 700.0 900.0 1100.0 1300.0 1500.0 1700.0 1900.00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Generador DC en conexion Compuesta Acumulativa en de-rivacion corta


Volta

je e

nte

Term

inal

es V

T (V

)

Grafica 14. Voltaje entre terminales Vs corriente de carga de la maquina DC conexión acumulativa corta devanados serie D2-D3.


0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 1800.0 2000.00.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

Eficiencia-Carga

Corriente de Carga IL (mA)

Eficie

ncia

n (%

)

Grafica 15. Eficiencia Vs corriente de carga de la maquina DC conexión acumulativa corta devanados serie D2-D3.

Figura 16. Conexión de la maquina DC conexión diferencial larga devanados serie D2-D3.

GENERADOR DC COMPUESTO DIFERENCIAL LARGO D2-D3n

(r.p.m)

ζ (N*m

)

Rf (Ω)

If (mA)

RA (Ω)

IA (mA)

Rs (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL (mA)

VT (V)Pc

(W)ωo

(rad/s)PE (W)

η (%)

EA (v)

2000 0,49 44,8 235,0 11,7 452,0 8,6 100643,0

0217,0

0153,00

33,2

209,44102,6

332,3

5157,4

1

2000 0,49 44,8 226,0 11,7 460,0 8,6 80514,4

0234,0

0151,33

35,4

209,44102,6

334,5

1156,0

8

2000 0,51 44,8 209,0 11,7 500,0 8,6 60385,8

0291,0

0139,15

40,5

209,44106,8

137,9

1145,0

6

2000 0,32 44,8 123,0 11,7 300,0 8,6 40257,2

0177,0

081,60

14,4

209,44 67,0221,5

585,20

2000 0,1 44,8 22,0 11,7 130,0 8,6 20128,6

0108,0

014,80 1,6 209,44 20,94 7,63 16,99

2000 0,09 44,8 6,0 11,7 84,0 8,6 15 96,45 78,00 8,14 0,6 209,44 18,85 3,37 9,722000 0,09 44,8 5,5 11,7 60,0 8,6 10 64,30 54,50 4,02 0,2 209,44 18,85 1,16 5,132000 0,09 44,8 2,0 11,7 45,0 8,6 5 32,15 43,00 1,86 0,1 209,44 18,85 0,42 2,732000 0,09 44,8 0,0 11,7 35,0 8,6 0 0,00 35,00 0,16 0,0 209,44 18,85 0,03 0,87

Tabla 10. Conexión de la maquina DC conexión diferencial larga devanados serie D2-D3.


0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 -

20.00 40.00 60.00 80.00

100.00 120.00 140.00 160.00 180.00

Generador DC en conexion Compuesto Diferencial en derivacion Larga

Corriente de Carga IL (mA)

Volta

je e

n Te

rmin

ales

VT

(V)

Grafica 16. Voltaje entre terminales Vs corriente de carga de la maquina DC conexión diferencial larga devanados serie D2-D3.

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.000.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

Eficiencia-Carga


Eficie

ncia

n (%

)

Grafica 17. Eficiencia Vs corriente de carga de la maquina DC conexión diferencial larga devanados serie D2-D3.

Figura 17. Conexión de la maquina DC conexión diferencial corta devanados serie D2-D3.


GENERADOR DC COMPUESTO DIFERENCIAL CORTO D3-D2n

(r.p.m)

ζ (N*m

)

Rf (Ω)

If (mA

)

RA (Ω)

IA (mA)

Rs (Ω)

Rc (%)

Rc (Ω)

IL (mA)

VT (V)

Pc (W)

ωo (rad/s)

PE (W)

η (%)

EA (v)

2000 0,54 112 230 11,7 490,0 8,6100,0

0643,0

0257,0

0166,

045,0 209,44

113,10

39,79

171,22

2000 0,55 112 227 11,7 510,0 8,6 80,00514,4

0270,0

0165,

049,0 209,44

115,19

42,54

170,49

2000 0,64 112 220 11,7 635,0 8,6 60,00385,8

0400,0

0160,

068,0 209,44

134,04

50,73

168,13

2000 0,79 112 202 11,7 880,0 8,6 40,00257,2

0660,0

0145,

0104,

0209,44

165,46

62,86

158,41

2000 0,80 112 167 11,71050,

08,6 20,00

128,60

853,00

118,0

110,0

209,44167,5

565,6

5135,3

3

2000 0,67 112 130 11,71060,

08,6 15,00 96,45

900,00

93,0 90,0 209,44140,3

264,1

4111,2

9

2000 0,62 112 118 11,71040,

08,6 13,50 86,81

890,00

82,0 82,0 209,44129,8

563,1

5100,0

8

2000 0,57 112 107 11,71020,

08,6 12,50 80,38

860,00

74,0 74,0 209,44119,3

861,9

991,48

2000 0,40 112 76 11,7 870,0 8,6 10,00 64,30760,0

054,0 47,0 209,44 83,78

56,10

69,44

2000 0,10 112 12 11,7 250,0 8,6 5 32,15230,0

08,7 2,3 209,44 20,94

10,98

13,37

2000 0,08 112 0 11,7 115,0 8,6 0 0,00110,0

00,4 0,6 209,44 16,76 3,58 2,64

Tabla 11. Conexión de la maquina DC conexión diferencial larga devanados serie D2-D3.

0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00 900.00 1000.000.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

Generador DC conexion Compuesto Diferencial en derivacion corta


Volta

je e

n Te

rmin

ales

(V)

Grafica 18. Voltaje entre terminales Vs corriente de carga de la maquina DC conexión diferencial larga devanados serie D2-D3.


200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00 900.00 1000.000.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

Eficiencia-Carga


Efici

enci

a n

(%)

Grafica 19. Eficiencia Vs corriente de carga de la maquina DC conexión diferencial larga devanados serie D2-D3.

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Lab 2 Maquinas Def