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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 2
EXPERIENCIA N° 5
LA MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA OPERANDO COMO GENERADOR Y DETERMINAR LA
EFICIENCIA DEL GRUPO MOTOR-GENERADOR
1.- OBJETIVO
Aplicar la tecnología estudiada para hacer funcionar a la corriente continua como
generador, identificando cada uno de sus terminales y aplicar una carga para calcular la
eficiencia del sistema.
2.- FUNDAMENTO TEÓRICO
Para entender correctamente sobre la curva de magnetización, previamente
desarrollaremos los gráficos de los circuitos representativos, tanto para generador como
para motor.
2.1.- CIRCUITOS EQUIVALENTES
Toda máquina autoexcitada alimenta su bobina de excitación, con su propia tensión que
genera, o también con la tensión con la que se alimenta esto en el caso de un motor.
Podemos apreciar a continuación los circuitos equivalentes, tanto para motor como para
generador.
En convenio a la configuración expuesta, las ecuaciones que correspondientes a las
máquinas son:
Como motor:
𝑉 = 𝐸 − 𝐼𝐴 ∗ 𝑅𝑖
Como Generador:
𝐸 = 𝑉 − 𝐼𝐴 ∗ 𝑅𝑖
Está claro que hay una caída de tensión en la resistencia interna y además a esta se le
deberá agregar la caída de tensión en las escobillas por su resistencia y la que ofrece por
unión, lo cual se puede estimar en 1 V por cada escobilla.
Se ha tener en cuenta que el generador, en el momento del arranque, en el cual la tensión
generada vale cero; la excitación se logra mediante el flujo magnético remanente que
tiene la máquina, el cual origina una fuerza electromotriz pequeña que alimenta el campo
de excitación, aumentando el flujo, el cual a su vez aumenta la tensión generada, la cual
hará llegar a su punto de funcionamiento. Estos efectos debemos tener en cuenta para
generar la grafica que a continuación veremos.
2.2.- CURVA DE MAGNETIZACIÓN DE UNA MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA
Todos estos efectos que influyen, lo podemos ver a continuación en la grafica en la cual
se muestra la forma en que varía la fuerza electromotriz inducida en función de la
corriente de excitación.

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CURVA DE MAGNETIZACIÓN DE UNA MÁQUINA DE
CORRIENTE CONTINUA
Puesto que la tensión de salida y la fuerza electromotriz generada es prácticamente la
misma, dicho valor se obtiene por dos procedimientos:
A través de la armadura en la cual la tensión en bornes depende de la corriente de
excitación, dada por la curva anteriormente graficada.
A través del inductor en el cual la tensión en bornes es igual a la corriente de excitación
multiplicada por la resistencia total (propia de la bobina más la resistencia adicional para
variar la corriente), teniendo como resultado la ecuación de una recta.
El punto de funcionamiento del generador es aquel en el cual se cumplen simultáneamente
ambos valores o sea en la intersección de ambas curvas. Esto podemos observar en la
siguiente figura:

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Punto de funcionamiento de un generador derivación, y forma en que se autoexcita
Es importante tener en cuenta que la excitación esté bien conectada, ya que en caso
contrario, si el flujo originado por la corriente se opone al magnetismo remanente, la
máquina se desmagnetiza y la misma no “levanta tensión”.
Entonces se puede afirmar que el generador arranca gracias al magnetismo remanente
siguiendo el proceso de autoexcitación.
3.- ELEMENTOS A UTILIZAR
Para los fines del ensayo se utilizara:
Voltimetro.
Amperimetro.
Motores DC.
Puente de resistencias.
Resistencias.
Fuentes de alimentación.
4.- PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN
CONECTAREMOS LOS DOS MOTOR DC SIENDO UNO DE ELLOS ACTUANDO COMO
GENERDOR EN EL GRAFICO QUE VEMOS SE ESTA COLOCANDO LOS TERMINALES DEL
MULTIMETROPARA PODER DETERMINAR LOS TERMINALES POSITIVO Y NEGATIVO DE
CAMPO, PARA LUEGO DETERMINAR LA POLARIDAD EN LO TERMINALES DE LA

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ARMADURA, SERA UNA GUIA AL MOMENTODE MIRAR EL VOLTIMETRO SIAUMENTA LA
TENSION O DISMINUYE ESTO ESTA LIGADO A LA TENSION REMANENTE
4.1.- RECONOCER E IDENTIFICAR TERMINALES DE LOS CONTACTORES
Reconocer e identificar los terminales de los contactores, pulsadores y de los motores.
Donde se mide la continuidad en los terminales del motor, cuyo valores son RA<<Rf.
4.2.- ELABORAR ESQUEMA
Elaborar el esquema de conexiones de los componentes el circuito aplicando las reglas
estudiadas en la práctica N°2
4.3.- MONTAJE DEL CIRCUITO
Utilizando las herramientas y materiales adecuadas realizar el montaje del circuito fuerza
de instalación del motor de corriente continua. Acción realizada en el laboratorio.

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4.4.- MONTAJE DEL CIRCUITO CON RESISTENCIA VARIABLE
Montar el circuito de control del generador siguiendo las instrucciones e insertar una
resistencia variable en el circuito de excitación, verificar la remanencia del sistema de
generación.
4.5.- ARRANQUE DEL MOTOR
Arrancar el motor de accionamiento y manteniendo su velocidad nominal constante,
accionar el sistema de excitación e incrementar la tensión de salida desde 5V hasta la
tensión nominal con incrementos de 5 en 5 voltios, con la información establecer la curva
característica de magnetización del generador.

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4.6.- MANTENIENDO LA TENSIÓN NOMINAL VARIAR SU PORCENTAJE DE CARGA
Hacer funcionar al sistema manteniendo la tensión nominal en el generador y aplicarle:
El 20% de su carga y determinar la eficiencia del sistema.
El 30% de su carga y determinar la eficiencia del sistema.
El 40% de su carga y determinar la eficiencia del sistema.
El 50% de su carga y determinar la eficiencia del sistema.
Para el circuito de carga, aplicar una resistencia de 180 o 220ohms.

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5.- CUESTIONARIO
5.1.- IMPORTANCIA DE LA REMANENCIA
Describa la importancia de la remanencia del material magnético de los generadores de
corriente continua y grafique (V-Iex) del ensayo.
Es importante ya que de este es el funcionamiento del motor, los motores de corriente
continua de imanes permanentes tienen flujo remanente lo que forman un campo que al
aplicarlo se adicionara un flujo.

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5.2.- GRÁFICA DE EFICIENCIA DEL SISTEMA
Considerando la potencia total de entrada graficar la eficiencia del sistema y estimar
cuando se consigue la mejor eficiencia del conjunto. Eje vertical eficiencia y eje
horizontal la carga.
Se obtiene la mayor eficiencia cuando se tiene una mayor carga, hasta cierto punto porque
luego la maquina entra en freno.
5.3.- DIAGRAMA
Siguiendo las normas del Código Eléctrico Nacional elabore el diagrama completo del
sistema trabajado.

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5.4.- SISTEMA DE FRENADO
Si se tendría que implementar un sistema de frenado eléctrico en el circuito del motor,
¿Cómo lo complementaria? Describir y detallar el circuito propuesto.
5.4.1.- Frenado Dinámico Del Motor Derivación
Si consideramos un motor en derivación cuyo campo está conectado directamente a una
Fuente Es y cuya armadura está conectada a la misma fuente por medio de un interruptor
de dos vías. El interruptor conecta la armadura a la línea o a un resistor externo R, como
podemos apreciar en la siguiente figura:
Cuando el motor está funcionando normalmente la dirección de la corriente I1 en la
armadura y la polaridad de la fcem E0 son las mostradas en la figura anterior
Sin tomar en cuenta la caída IR en la armadura, E0 es igual Es.
Si abrimos de repente el interruptor tal como mostramos en la siguiente figura:
Resulta que el motor continua girando, pero su velocidad se reducirá gradualmente por la
fricción en los cojinetes y la fricción del aire. Por otra parte, como el campo en derivación
aún está excitado, el voltaje inducido E0 continúa existiendo, disminuyendo igual que la
velocidad, En esencia, el motor ahora es un generador cuya armadura es un circuito
abierto.

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Si cerramos el interruptor en el segundo conjunto de contactos, la armadura se conecta
repentinamente al resistor externo, tal cual podemos apreciar en el siguiente gráfico:
El Voltaje E0 producirá de inmediato una corriente I2 en la armadura. Sin embargo, esta
corriente fluye en la dirección opuesta a la corriente original I1.
Se desprende que se desarrolla un par o momento de torsión inverso cuya magnitud
depende de I2. Este par o momento de torsión inverso provoca un rápido pero suave
frenado de la maquina.
Por lo expuesto anteriormente, resumimos en que el frenado dinámico o también llamado
reostático, es el régimen generador de la maquina en el que la energía mecánica de las
masas rotantes se transforma en energía eléctrica consumiéndose en una carga no
vinculada con la red.
𝐼 𝑎 =
𝐸
𝑅 𝑠 + 𝑟𝑓𝑑
Por la cual la formula de la resistencia de frenado dinámico será:
𝑟𝑓𝑑 =
𝐸
𝐼𝑎𝑑𝑚
− 𝑅 𝑠

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Y por la cual podemos apreciar su curva característica de este tipo de frenado:
Característica de velocidad en estado de frenado dinámico
Su aplicación del sistema de frenado dinámico lo podemos ver en mandos no reversibles
o reversibles con parada en diferentes posiciones determinadas. (Distribuidores
giratorios, Compresor cargado, plataformas elevadoras, Transportador cargado,
cabrestantes, etc.)
6.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
Se observó que la maquina tenía una resistencia de aislamiento elevado, porque esta
máquina estuvo vario tiempo sin uso.
Se debe tener cuidado con las conexiones tanto como el motor DC y el contactor, siempre
se debe observar los datos de placa o valores nominales; es preferible trabajar en el rango
indicado para no malograr los equipos.
Se aprecia que los instrumentos de medida presentan un error porcentual de 3%
aproximadamente.
Se observó que la máquina que opera como generador, ya no tiene el efecto joule, si no
la devuelve en pérdidas.
7.- BIBLIOGRAFÍA
www.schneider-electric.com.co/documents/soporte/telesquemario.pdf
http://www.monografias.com/trabajos61/motores-corriente-continua/motores-corriente-
continua.shtml
ftpmirror.your.org/pub/.../7/.../Generadores_de_corriente_continua.pdf
isa.uniovi.es/~vsuarez/Download/.../02_02_El_contactor.pdf

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