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  • 9-15 GENERADORDCCOMPUESTOACUMULATIVOUn generador dc compuesto acumulativo es un generador dc con campo serie ycampoen derivación conectados de tal manera que las fuerzas magnetomotrices de los doscampos se suman. La figura 9-59 muestra el circuito equivalente de un generador dccompuesto acumulativo en conexión de “derivación larga”. Los puntos que aparecen enlas dos bobinas de campo tienen el mismo significado que los puntos sobre untransformador: la corriente que fluye hacia dentro de las bobinas por el extremo marcadocon punto produce una fuerza magnetomotriz positiva.Nótese que la corriente delinducido fluye hacia adentro por el extremo de la bobina de campo serie marcado conpunto y que la corriente del campo en derivación IF fluye hacia dentro por el extremo dela bobina de campo en derivación marcado con punto. Entonces, la fuerzamagnetomotriz total de esta máquina está dada por (9-48)FIGURA 9-57 Deducción de las características de los terminales para un generador dcserie
  • FIGURA 9-58 Característica de los terminales de un generador serie con grandesefectos de reacción del inducido, adecuado para soldadores eléctricos FIGURA 9-59
  • Circuito equivalente de un generador dc compuesto acumulativo con conexión enderivación larga donde es la fuerza magnetomotriz del campo en derivación, es lafuerza magnetomotriz del campo serie y la fuerza magnetomotriz de la reacción delinducido. La corriente equivalente efectiva del campo en derivación de esta máquinaestá dada por (9-49)Las otras relaciones de voltaje y comente para este generador son (9-50) (9-51) (9-52)Característica de los terminales de un generador dc compuesto acumulativo Para entender la característica de los terminales de un generador dc compuestoacumulativo, es necesario comprender los efectos que actúan dentro de la máquina.
  • Si aumenta la carga sobre el generador, entonces la corriente de carga aumenta.Puesto que , la comente del inducido IÁ también aumenta. En este punto,ocurren dos efectos en el generador:1. Como se eleva ,la caída de voltaje aumenta. Esto tiende a causar una disminución en el voltaje en los terminales .2. Cuando aumenta la fuerza magnetomotriz del campo serie aumenta. Estoincrementa la fuerza magnetomotriz total la cual aumenta el flujo en el generador. El incremento del flujo en el generador eleva EA, que a su vez tiende a hacer que aumente.Figura 9-60 Circuito equivalente de un generador dc compuesto acumulativo conectadoen derivación corta. Estos dos efectos se oponen entre sí pues el uno tiende a aumentar VT y el otro, adisminuirlo. ¿Cuál efecto predomina en una máquina dada? Todo depende de cuántasvueltas en serie tengan los polos de la máquina. La pregunta puede ser respondidatomando varios casos individuales:1. Pocas espiras en serie (NSE pequeño). Si hay sólo unas pocas espiras en serie, prima el efecto de la caída resistiva de voltaje. El voltaje cae como en un generador
  • en derivación, pero no en forma tan abrupta (figura 9-61). Este tipo de construcción, donde el voltaje en los terminales a plena carga es menor que el de vacío, se llama hipocompuesto (o compuesto parcial).2. Más espiras en serie (NSE mayor). Si hay mayor cantidad de espiras de alambre en serie sobre los polos, al comienzo prima el efecto de fortalecimiento del flujo y el voltaje en los terminales aumenta con la carga. Sin embargo, cuando la carga continúa aumentando, se crea saturación magnética y la caída resistiva es más fuerte que el efecto de aumento del flujo. En tal máquina, el voltaje en los terminales aumenta primero y luego cae, cuando la carga aumenta. Si VT en vacío es igual a VT a plena carga, el generador se denomina generador compuesto plano.3. Se añaden aún más espiras en serie (NSE grande). Si se añaden aún más espiras en serie al generador, el efecto del fortalecimiento del flujo predomina un tiempo más prolongado antes de que prime la caída resistiva. El resultado es una característica cuyo voltaje en los terminales a plena carga supera el correspondiente en vacío. Si VT a plena carga excede a VTen vacío, el generador se denomina generador hipercompuesto.Todas estas posibilidades se ilustran en la figura 9-61.Control de voltajes en generadores DC compuesto acumulativo. Las técnicas disponibles para controlar un generador dc compuesto acumulativoson las mismas que se utilizan para controlar el voltaje de los generadores dc enderivación:1. Cambio de la velocidad de rotación. Un aumento en  causa que  aumente, incrementándose el voltaje en los terminales2. Cambio en la corriente de campo. Una disminución en RF causa que aumente, lo que incrementa la fuerza magnetomotriz total en el generador. Como aumenta, el flujo en la máquina aumenta y  se eleva. Finalmente, un aumento en eleva VT
  • Figura 9-61Características en terminales de generadores dc compuestos acumulativos.Análisis de los generadores de compuestos acumulativos Las ecuaciones (9-53) y (9-54) son la clave para describir las características enterminales de un generador dc compuesto acumulativo. La corriente equivalente delcampo en derivación debida a los efectos del campo serie y de la reacción delinducido, está dada por (9-53) La corriente efectiva de campo en derivación de la máquina es: (9-54)Esta corriente equivalente representa una distancia horizontal a la izquierda o a laderecha de la línea de resistencia de campo a lo largo de los ejes de lacurva de magnetización.
  • La caída resistiva en el generador está dada por , la cual representauna distancia a lo largo del eje vertical sobre la curva de magnetización. La corrienteequivalente y la caída resistiva de voltaje IA(RA + Rs) dependen de la potencia de lacorriente del inducido IA. En consecuencia, son los dos lados de un triángulo cuyotamaño es función de IA. Para encontrar el voltaje de salida para una carga dada, sedetermina el tamaño del triángulo y se halla un punto donde el triángulo encajaexactamente entre la línea de comente de campo y la curva de magnetización. Esta idea se ilustra en la figura 9-63. El voltaje en los terminales, en condiciones devacío, será el punto en el cual se intersecan la línea de resistencia y la curva demagnetización, como se explicó antes. Cuando se adiciona carga al generador,aumenta la fuerza magnetomotriz del campo serie y se elevan la corriente equivalentedel campo en derivación y la caída resistiva de voltaje Ia(Ra + Rs) en la máquina.Para encontrar el valor del nuevo voltaje de salida en el generador, es preciso deslizar elborde extremo izquierdo del triángulo resultante a lo largo de la línea de corriente decampo en derivación hasta que el vértice superior del triángulo toque la curva demagnetización. El vértice superior del triángulo representa el voltaje interno generado dela máquina, mientras que la línea inferior representa el voltaje en terminales de lamáquina. La figura 9-64 muestra el proceso, repetido varias veces, para construir unacaracterística de los terminales completa para el generador.
  • Figura 9-63 Análisis gráfico de un generador dc compuesto acumulativo.Figura 9-64 Deducción gráfica de la característica en los terminales de un generador dccompuesto acumulativo.
  • 9-16 Generador DC compuesto diferencialUn generador dc compuesto diferencial es un generador con dos campos, el campo enderivación y el campo serie, pero sus fuerzas magnetomotrices se restan entre sí En lafigura 9-65 se muestra el circuito equivalente de un generador dc compuesto diferencial.Nótese que la corriente del inducido está fluyendo hacia fuera de una bobina por elextremo marcado con punto, mientras que la corriente del campo en derivación estáfluyendo hacia dentro por el extremo de la bobina marcado con punto. En esta máquina,la fuerza magnetomotriz neta es: (9-55) (9-56)Y la corriente equivalente de campo en derivación debida al campo serie y la reaccióndel inducido está dada por (9.57)Figura 9-65 Circuito equivalente de un generador dc compuesto diferencial conconexión en derivación larga.
  • La corriente efectiva en derivación esta máquina está dada por: (9-58a) (9-58b) Como el generador compuesto acumulativo, el generador compuesto diferencialpuede ser conectado en derivación larga o en derivación corta.Característica de los terminales de un generador dc compuesto diferencialEn el generador dc compuesto diferencial ocurren los mismos dos efectos que sepresentaron en el generador dc compuesto acumulativo. Esta vez, sin embargo, ambosefectos actúan en la misma dirección. Ellos son:1. Cuando aumenta aumenta también la caída de voltaje IA(RA + Rs). Este aumento tiende a causar una disminución en el voltaje en los terminales2. Cuando se incrementa la fuerza magnetomotriz del campo serie también aumenta. Este aumento en la fuerza magnetomotriz del campo serie reduce la fuerza magnetomotriz neta del generador que, a su vez, reduce el flujo neto en el generador. Una disminución de flujo disminuye a EÁ lo que a su vez disminuye Puesto que ambos efectos tienden a disminuir el voltaje cae drásticamentecuando se aumenta la carga en el generador. En la figura 9-66 se muestra unacaracterística de los terminales típica para un generador dc compuesto diferencial.
  • Control de voltaje de generadores dc compuestos diferenciales Aunque las características de caída de voltaje en un generador dc compuesto diferencial son bastante malas, es posible ajustar el voltaje en los terminales para una carga dada. Las técnicas disponibles para ajustar el voltaje en los terminales son las mismas empleadas en los generadores dc en derivación y compuestos acumulativos:1. Cambio de la velocidad de rotación2. Cambio de la comente de campoAnálisis gráfico de un generador dc compuesto diferencialEl voltaje característico de un generador dc compuesto diferencial es determinadográficamente de la misma forma utilizada para el generador dc compuesto acumulativo.Para encontrar la característica de los terminales de la máquina, remítase a la figura 9-67.La porción de la corriente efectiva del campo en derivación, debida al campo enderivación real, es siempre igual a puesto que hay mucha corriente en el campo enderivación. La corriente efectiva de campo remanente está dada por y es la suma delos efectos del campo serie y de la reacción del inducido. Esta corriente equivalenterepresenta una distancia negativa horizontal a lo largo del eje de la curva demagnetización puesto que ambos, el campo serie y la reacción del inducido, sonsustractivos. FIGURA 9-66Característica de los terminales de un generador dc compuesto diferencial.
  • FIGURA 9-67Análisis gráfico de un generador dc compuesto diferencialLa caída resistiva en el generador está dada por la cual representa unadistancia a lo largo del eje vertical de la curva de magnetización. Para encontrar elvoltaje de salida para una carga dada, se determina el tamaño del triángulo formado porla caída de voltaje resistiva e y se halla un punto en donde el triángulo encajaexactamente entre la línea de corriente de campo y la curva de magnetización.La figura 9-68 muestra el proceso, repetido varias veces, para construir unacaracterística completa de los terminales para el generador.
  • Figura 9-68Deducción gráfica de la característica de los terminales de un generadordc compuesto diferencial.