El Generador de Corriente Continua

1. República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Cátedra: Máquinas Eléctricas
Escuela: Eléctrica
Facilitadora:
Ranielina Rondón
Alumna:
Desireé Rodríguez
C.I: 17.971.638.
GENERADOR DE CORRIENTE
CONTINUA

2. PROCESO DE FORMACION DE TENSIÓN
EN UN GENERADOR EN DERIVACIÓN
GENERADOR DE CORRIENTE CONTÍNUA 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 Circuito equivalente de un generador
dc en derivación

3. Según la ley de Kirchhoff:
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?
Formación del voltaje en un generador en derivación:
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)

4. 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

5. 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:
Aumento del voltaje en el arranque de
un generador dc en derivación
Existen algunos problemas cuando un generador
en derivación se pone en marcha y no se forma el
voltaje residual
1.-Posibilidad de que no haya flujo magnético
residual entonces en este caso la
solución es desconectar el campo del circuito del
inducido y conectarlo directamente a una fuente de
corriente continúa. Este proceso se denomina como
“Centello del Campo”
2.- La dirección de rotación del generador pudo
haber sido invertida y/o las conexiones del campo
pueden haber sido invertidas. La solución: corregir
la polaridad correspondiente y si no se logra,
proceder con el Centello del Campo
3.- La resistencia del campo se puede ajustar a un
valor mayor que la resistencia crítica

6. Para entender este paso analicemos la siguiente gráfica:
Efecto de la resistencia del campo en
derivación sobre el voltaje en los
terminales de un generador en vacío
( resistencia critica), entonces el volteje del
generador nuca se elevara
R2, se denomina resistencia crítica donde la
línea es aproximadamente paralela a la curva
de magnetización. Si Rf excede a R2 como es el
caso de R3, no habrá formación de voltaje, la
solución es reducir Rf
Cuanto más baja sea la velocidad del eje,
mas baja será la resistencia crítica, puesto que
el voltaje de la curva de magnetización varía
como función de la velocidad.
Característica terminal de un generador de
corriente continua en derivación
Si observamos el circuito de la figura
anterior se tendrá que:
Si la carga aumenta →IL↑→IA↑=IL↑+If
Si IA↑→RAIA↑→VT↓=EA-RAIA↑
Si VT↓→If↓→Ф↓→EA↓ lo que indica que
VT↓=EA↓-RAIA↑
Esto lo veremos mejor en la siguiente
gráfica:

7. En conclusión la caída de voltaje es menor en
éste generador que en el de excitación en
serie. Aparentemente podíamos decir que la
tensión de salida tendería a disminuir en forma
progresiva hasta un valor mínimo
Control de voltaje del generador de corriente
continua en derivación
Existen dos formas para controlar el voltaje
de un generador en derivación
1.- Cambio de la velocidad ωm del eje del
generador
2.- Cambio de resistencia de campo Rf del
generador para así modificar la corriente de
campo If
El más aceptable es el cambio de la
resistencia de campo
Características de los
terminales de un generador
dc en derivación

8. ANÁLISIS GRÁFICO DE LOS GENERADORES
DE CORRIENTE CONTINUA 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

9. Análisis gráfico de un generador dc en
derivación, con devanados de
compensación
En vacío VT≅EA, cuando IARA=0 de VT=EA-
IARA; VT=EA=IARA

10. Análisis gráfico de un generador dc en
derivación del inducido
En vacío VT≅EA, con carga y
reacción de inducido se
tendrá EA=VT+IARA, se
originará una fuerza
magnetomotriz, ver la
grafica:

11. ANÁLISIS GRÁFICO DE LOS GENERADORES
COMPUESTOS DIFERENCIAL
GENERADOR DE CORRIENTE CONTÍNUA COMPUESTO DIFERENCIAL
En un generador con ambos campos, en derivación y en serie. Pero
en la cual las fuerzas magnetomotrices se restan. Observemos el
siguiente circuito:
Circuito equivalente de un generador de compuesto
diferencial con conexión en derivación larga

12. La circulación de la corriente IA, fluye hacia afuera, mientras que If
fluye hacia adentro.
Características terminales de un generador
de corriente continúa compuesto diferencial
El efecto es el mismo que el generador
compuesto acumulativo.
1.- Cuando IA↑→IARA+RS↑→VT↓→VT↓=EA-
IARA+RS↑
2.- Cuando IA↑, la fuerza magnetomotriz del
campo en serie se aumenta (NSEIA)↑ ello
produce una disminución en el flujo total del
generador, lo que implica que
EA↓=KФ↓ω→VT↓
Los dos efector hacen que VT↓→RL↑→IL↑

13. Características de los terminales de un generador de
compuesto diferencial

14. Análisis gráfico de un generador de corriente continúa compuesto
diferencial
Las características de este generador se pueden determinar de la
misma forma que se realiza para el compuesto acumulativo.
Análisis gráfico de un generador dc compuesto

15. GENERADOR DE CORRIENTE CONTÍNUA COMPUESTO
ACUMULATIVO
Es un generador con ambos campos, tanto en serie como en
derivación. Conectados de tal forma que la fuerza magnetomotriz
de los dos campos se suman. Esto lo podemos observar en el
siguiente circuito:
Circuito con derivación larga
Circuito equivalente de un generador de compuesto
acumulativo con conexión en derivación larga
Donde es la fuerza magnetomotriz del campo en
derivación
Es la fuerza magnetomotriz del campo en serie
Es la fuerza magnetomotriz de reacción del
inducido
Las fuerzas magnetomotrices generadas son
positivas
La corriente equivalente del campo se puede
expresar por la siguiente formula:

16. Circuito con derivación corta
Circuito equivalente de un generador de
compuesto acumulativo conectado en
derivación corta
Características terminales de un
generador de corriente continúa
compuesto acumulativo
Para entender su comportamiento
lo analizaremos, con carga VT
efectiva
Si IL↑→IA↑=IF+IL↑, en este
momento ocurre lo siguiente en el
generador.
1. Si IA↑→IARA+RS↑→VT↓=EA-IARA+RS↑
2. Si IA↑→la fuerza magnetomotriz del campo en
serie ↑ = ↑, entonces ↑
↑ y
EA↑→VT↑=EA↑-IARA+RS se eleva. En conclusión
estos dos fenómenos se oponen entre sí,
mientras en uno VT↑, el otro lo disminuye VT↓
La duda se despeja en el siguiente análisis:
1.- Pocas espiras en serie ( pequeño). Si hay
pocas espiras en serie, el efecto de la caída de
voltaje se dificulta. El voltaje disminuye, tal
como el generador en derivación. Este tipo de
comportamiento se denomina “parcialmente
compuesto”
2.-Más espiras en serie ( mayor), sucede que al
comienzo el efecto de fortalecimiento predomina
y la tensión en los bornes sube con la carga. En
este generador, la tensión de los bornes se eleva
primero y luego disminuye, en tanto que la
carga aumenta. Si VT en vacío es igual a plana
carga, el generador se denomina “normalmente
compuesto”

17. 3.Más espiras en serie ( grande). Si todavía se agregan más espiras en serie al generador, el efecto
es mayor antes que el efecto resistivo se imponga. El resultado es una característica con la tensión
en los bornes a plena carga realmente más alta que la misma tensión en vacío, y el generador se
denomina “hipercompuesto”
Características en terminales de
generadores de compuestos acumulativos
Control de voltaje de los generadores de corriente
continúa compuesto acumulativo
Son los mismos que el generador en derivación
1.- Cambio de velocidad de rotación. Si
ω↑→EA↑=KФω↑→VT↑=EA↑-IARA+RS
2.- Variación de la corriente de campo (IF). Si
Rf↓→If↑, con If↑=VTRf↓→ ↑
→Ф↑→EA↑=KФ↑ω→VT↑

18. Análisis gráficos del generador de corriente continúa compuesto
acumulativo
Para entender esto analizaremos las siguientes ecuaciones y
posteriormente las gráficas.
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

19. 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.
Análisis gráfico de un generador dc compuesto
acumulativo

20. FLUJO DE POTENCIA Y PÉRDIDAS EN LOS
GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA
Los generadores de corriente continúa toman potencia mecánica y
producen potencia eléctrica. Los motores de corriente continúa
toman potencia eléctrica y producen potencia mecánica.
En cualquiera de los dos casos no toda la potencia que entra a la
máquina aparece en forma útil en el otro extremo. Generalmente
existen una serie de pérdidas por el proceso. El rendimiento
máximo de una máquina de corriente continúa se define como:
η=PsalidaPentradax100=Pentrada-PsalidaPentradax100
Psalida=Pentrada-Pérdidas

21. Pérdidas en la máquina de corriente continúa:
1. Pérdidas eléctricas o del cobre I2R
2. Pérdidas en las escobillas
3. Pérdidas en el núcleo
4. Pérdidas mecánicas
5. Pérdidas diversas
Las pérdidas eléctricas o del cobre. Son las pérdidas que ocurren en
el inducido y en los embobinados del campo.
Pérdidas en el inducido PA=IA2RA
Pérdidas en el campo Pf=If2Rf
Pérdidas en las escobillas. Son las causadas por el contacto
potencial en las escobillas de la máquina.

22. PBD=VBDIA
VBD= caída de voltaje en las escobillas
IA= corriente de armadura
El valor está considerado entre (2volts)
Pérdidas en el núcleo. ≅B2 Son las ocasionadas por histéresis y
corrientes parásitas que ocurren en el metal del motor.
Pérdidas diversas. Son las asociadas a los efectos mecánicos. Hay
dos tipos de éstas pérdidas. Por fricción y por fricción con el aire
Pérdidas diversas o Pérdidas misceláneas. Son aquellas que no
corresponden a ninguna de las anteriores. Se toman con 1% de
plena carga
Diagrama de flujo de potencia
Las pérdidas son una de las técnicas para explicar el diagrama de
flujo de potencia

23. DIAGRAMA DE FLUJO DE POTENCIA DE
UN GENERADOR

24. DIAGRAMA DE FLUJO DE POTENCIA DE
UN MOTOR

25. BIBLIOGRAFIA
https://docs.google.com/document/d/1xFAdOR7ojhsLLrgu8G_UN
sA4l5CXMsCUg42EOylPKuQ/edit?hl=es&pli=1