15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 11

Generadores de Generadores de C.CC.C..08

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 22

Principios de Principios de funcionamientofuncionamiento

8.1

Un generador de c.c. o dinamo es una máquina que transforma energía mecánica en energía eléctrica.

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 33

Potencial generadoPotencial generado

Potencia mecPotencia mecáánica:nica:Potencia elPotencia elééctrica:ctrica:

Igualando las Igualando las expresiones: expresiones:

TambiTambiéén es igual a n es igual a ley de Faraday:ley de Faraday:

vFPm .=

A

IP .ε=

vlBlIBFvFI

....;.. max

===

εε

tΔΔ

−=φε

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 44

CaracterCaracteríísticas de sticas de εε

El El ΦΦ que corta la espira:que corta la espira:

La tensiLa tensióón generada es n generada es una seuna seññal al senoidalsenoidal::

ϕφ cos..BS=

B

ϕ

ϕφε

senBSt

SBt

..

)cos(

=

=Δ

Δ−=

ΔΔ

−=

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 55

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 66

RelaciRelacióón entre n entre εε y vy v

En motor En motor cccc::

Lo mismo en los generadores Lo mismo en los generadores de de cccc::

Si gira a v=Si gira a v=ctecte, el , el ΦΦ es la es la úúnica nica variable. Si el generador variable. Si el generador trabaja con trabaja con IIee==ctecte, el , el ΦΦ==ctecte y:y:

φεKn =

C

nK ..φε =

2

1

2

1

2

1

nn

==φφ

εε

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 77

La conmutaciLa conmutacióón en los n en los generadores de generadores de C.CC.C..

Es la operaciEs la operacióón de n de convertir la CA en CC convertir la CA en CC (rectificaci(rectificacióón). n). Se realiza en el colector o Se realiza en el colector o conmutador.conmutador.

8.2

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 88

Problemas conmutaciProblemas conmutacióónn

Al conectar una carga, y circular Al conectar una carga, y circular IIii por el por el inducido produce:inducido produce:CaCaíída de tensida de tensióón interna.n interna.ReacciReaccióón en el inducido.n en el inducido.

A

Φ inductor Φ inducido

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 99

El El ΦΦ real es la suma de ambos real es la suma de ambos campos magncampos magnééticos.ticos.Plano neutro magnPlano neutro magnéético, donde tico, donde la v de los conductores del la v de los conductores del rotores paralela a la direccirotores paralela a la direccióón n ΦΦy y εε=0.=0.El plano se desplaza y varEl plano se desplaza y varíía, al a, al variar la carga.variar la carga.

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1010

Soluciones en la Soluciones en la conmutaciconmutacióónn

Desplazamiento escobillas Desplazamiento escobillas (peque(pequeñña P).a P).Polos de conmutaciPolos de conmutacióón n auxiliares (compensan las auxiliares (compensan las cargas).cargas).Bobinas de compensaciBobinas de compensacióón n (elevada P).(elevada P).

B

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1111

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1212

ClasificaciClasificacióónn

Igual que en los motores de Igual que en los motores de cccc por la por la IIee de la mde la mááquina.quina.

Tipos:Tipos:ExcitaciExcitacióón independiente (caros).n independiente (caros).AutoexcitadosAutoexcitados::–– Serie.Serie.–– DerivaciDerivacióón (n (shuntshunt).).–– Compuesta (Compuesta (compoundcompound).).

8.3

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1313

ExcitaciExcitacióón independienten independienteA

ii

iind

iiiiiind

i

IRVIP

IRVIIRPPIVP

II

+==

+=+=

==

εε .

.22

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1414

ExcitaciExcitacióón serien serieB

IRRVIVP

IPIRRV

III

ie

ind

ie

ie

)(.

.)(

++===

+−=

==

ε

εε

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1515

ExcitaciExcitacióón paralelon paraleloC

ii

iind

ii

ei

ee

IRVIVP

IPIRV

IIIRVI

+===−=+=

=

ε

εε

..

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1616

ExcitaciExcitacióón compuestan compuesta

IVPIPIRIRV

III

RIRVIII

iind

esesii

esepi

ep

esesepes

.;.

;

==−−=

+=

+==

εε

D

IVPIPRRIIRIRV

IIIIRVI

i

esiiesesii

epesiep

ep

.;.)(

;

==+−=−−=

+===

εεε

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1717

AA-- regulaciregulacióón de voltajen de voltaje

Es una medida aproximada de la Es una medida aproximada de la caractercaracteríística Vstica V--I.I.–– Si RV>0 al aumentar I la V baja.Si RV>0 al aumentar I la V baja.–– Si RV<0 al aumentar I, aumenta V.Si RV<0 al aumentar I, aumenta V.

8.4

100.pc

pco

VVV

RV−

=

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1818

Balance energBalance energééticoticoB

mecáneléctmagPIVP

vFP

PPP

PP

perdida

salida

a

perdidasalida

salida

a

salida

++===

+==

..lim

lim

η

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 1919

Generadores CC Generadores CC trabajando en paralelotrabajando en paralelo

C

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 2020

Curvas caracterCurvas caracteríísticassticas

Voltaje generadoVoltaje generado--corriente excitacicorriente excitacióón n εε--IIee: (caracter: (caracteríística el vacstica el vacíío), se varo), se varíía a IIee sin carga y a velocidad sin carga y a velocidad ctecte..Voltaje salidaVoltaje salida--corriente carga Vcorriente carga V--I: I: (caracter(caracteríística externa), se varstica externa), se varíía la a la carga a velocidad carga a velocidad ctecte..Voltaje generadoVoltaje generado--corriente inducido corriente inducido εε--IIii: (caracter: (caracteríística interna o total).stica interna o total).

8.5

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 2121

CaracterCaracteríística externa stica externa excitaciexcitacióón independienten independienteV=V=εε--RRii.I.Iii

La V salida no es La V salida no es ctecte..Se puede controlar V si Se puede controlar V si controlamos controlamos εε..

((εε=K=KΦΦn)n)–– Variar n.Variar n.–– Variar Variar IIee, variando R, variando Ree. .

A

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 2222

CaracterCaracteríística externa stica externa excitaciexcitacióón serien serie

V=V=εε--(R(Ree++RRii).).IIii

Al aumentar V tambiAl aumentar V tambiéén n aumenta I hasta un aumenta I hasta un mmááximo y despuximo y despuéés s disminuye.disminuye.Son muy especSon muy especííficas ficas (soldadura por arco).(soldadura por arco).

B

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 2323

CaracterCaracteríística externa stica externa excitaciexcitacióón derivacin derivacióónn

V=V=εε--RRiiIIii..Son malos generadores de Son malos generadores de V V ctecte..Al aumentar la carga, Al aumentar la carga, aumenta aumenta IIii, produce V<., produce V<.–– Aumentan Aumentan RRiiIIii

22

–– El El ØØ < y < y εε <<Controlamos la V salida:Controlamos la V salida:–– Variando n.Variando n.–– Variando Variando IIee, modificando R, modificando Ree..

C

15/03/201115/03/2011 FFéélix A. Gonzlix A. Gonzáálezlez 2424

CaracterCaracteríística externa stica externa excitaciexcitacióón compuestan compuesta

Combinan las Combinan las caractercaracteríísticas de los serie sticas de los serie y derivaciy derivacióón.n.En funciEn funcióón de cn de cóómo se mo se conectan sus devanados conectan sus devanados serie serie –– derivaciderivacióón con el n con el inducido tenemos la inducido tenemos la grgrááfica.fica.

D