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U.P.T.C. Área de formación básica profesional Facultad Seccional Duitama Máquinas eléctricas I Escuela de Ingeniería Electromecánica 54020705-05
PRACTICA DE LABORATORIO 5
GENERADOR COMPUESTO
INTRODUCCION
La versatilidad que tienen las máquinas de corriente continúa en cuanto a su excitación se
ve plasmada en la diversidad de formas de conexionado. En los generadores y motores DC
además de la excitación independiente, serie y shunt existe la posibilidad de conexión en
composición, tomando ésta algunas características de las conexiones serie y shunt y
dependiendo del grado de composición, ofreciendo una gran gama de aplicaciones en la
industria.
1. OBJETIVOS
Determinar la característica externa para distintos grados de composición aditiva y
diferencial.
Determinar el tipo de grado de composición para obtener la característica externa más
adecuada.
2. GENERALIDADES
2.1 GENERADOR CON EXCITACIÓN COMPUESTA.
Un generador de excitación compuesta o compound es un generador en el cual se disponen
arrollamientos de excitación serie sobre sus polos inductores. Existen varios tipos de
generadores compound, los cuales son:
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2.1.1 Generador compound de shunt corto. En este el arrollamiento shunt está conectado a
las escobillas, tal como se muestra en la figura 1.
Figura 1. Conexionado del generador compound de shunt corto.
2.1.2 Generador compound de shunt largo. En este el arrollamiento shunt está conectado
entre uno de los bornes de inducido y al final del arrollamiento serie.
Figura 2. Conexionado del generador compound de shunt largo.
Aunque los dos montajes son sensiblemente equivalentes, se prefiere la máquina de shunt
largo.
2.1.3 Generador compound adicional. Conocido también como generador shunt compound
aditivo, en este tipo de máquina la fuerza magnetomotriz del arrollamiento serie actúa en el
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mismo sentido que la fuerza magnetomotriz del arrollamiento shunt, es decir las corrientes
de excitación tienen el mismo sentido en ambos arrollamientos.
2.1.4. Generador compound diferencial. Conocido también como generador compound
sustractivo. En este tipo de máquina la fuerza magnetomotriz del arrollamiento serie tiene
sentido contrario a la fuerza magnetomotriz del arrollamiento shunt, por lo tanto, las
corrientes de excitación en ambos arrollamientos tienen sentido contrario.
2.2 CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO
La acción combinada de los arrollamientos serie y paralelo, definen las características de
funcionamiento del generador compound. En una máquina serie la corriente de excitación
aumenta cuando aumenta la corriente de carga, mientras que en una máquina shunt la
corriente excitación disminuye cuando aumenta la carga. Eligiendo convenientemente el
número de espiras de ambos arrollamientos se obtienen diversas formas de funcionamiento,
las cuales son:
2.2.1 Generador hipercompound. En este caso la acción del arrollamiento serie es superior
a la acción del arrollamiento shunt para una corriente de carga cualquiera. Cuando aumenta
la carga aumenta ligeramente la tensión en bornes.
2.2.2 Generador compound, propiamente dicho. En este caso la acción de los dos
arrollamientos se compensa exactamente, obteniéndose una tensión en bornes
aproximadamente constante independientemente de la carga.
2.2.3 Generador hipocompound. Se presenta cuando la acción del arrollamiento shunt es
superior a la acción de arrollamiento serie. Cuando aumenta la corriente de carga disminuye
la tensión en bornes, pero en un grado diferente al del generador shunt.
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2.2.4 Generador anticompound. Se presenta cuando la corriente de excitación tiene sentido
contrario en ambos arrollamientos, con lo que la tensión en bornes disminuye cuando la
corriente aumenta.
2.3 CONDICIONES DE SERVICIO
El funcionamiento en vacío del generador compound es idéntico al del generador shunt ya
que por el arrollamiento serie no hay corriente de excitación al no haber carga alguna, por
tanto la característica en vacío será la misma que para el generador shunt.
La característica en vacío puede ayudar además para determinar la característica externa. Al
conectar la carga entra en funcionamiento el arrollamiento serie obteniéndose la
característica externa, esta curva está desplazada a la izquierda del origen de coordenadas
(ver figura 3) por un factor dado por los amperiovueltas y expresado por:
Factor desplazamiento
Figura 3. Característica en vacío y externa para el generador compuesto.
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Siendo, la corriente que circula por el inducido, en el número de espiras del
arrollamiento serie el número de espiras del arrollamiento shunt.
2.4 CAMPOS DE APLICACIÓN
Los generadores compound tienen gran variedad de aplicaciones en virtud de sus múltiples
grados de composición.. Los generadores hipercompound se instalan para compensar la
caída de tensión en redes de alimentación. Los generadores compound aditivo se emplean
en lugares en donde hay variaciones bruscas de carga (talleres con grúas de gran potencia,
trenes de laminación, etc.)
2.5 P RECAUCIONES
Se deben seguir los requisitos de seguridad expuestos en la práctica de laboratorio 1.
El generador compound, no puede funcionar en cortocircuito porque la acción del
arrollamiento serie puede hacerse superior al efecto del arrollamiento shunt,
alcanzando de valores muy altos de la corriente de inducido corriendo el riesgo de
dañar la máquina.
2.6 AUTOEXAMEN
a. Describa las condiciones para la puesta en marcha y parada del generador
compound.
b. Se desea invertir el sentido de giro de un generador compound, ¿cómo se debe hacer
para no suprimir el magnetismo remanente?
c. Obtenga y describa las características externas para los generadores hipercompound
e hipocompound.
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d. ¿Qué ventajas ofrece el generador compound frente al generador shunt?, cítelas y
describa cada una de ellas.
e. ¿Describa porque los generadores compound no deben usarse para cargar baterías
de acumuladores?
f. ¿Cómo se ubica el punto de trabajo para el generador compound?
3. MATERIALES Y EQUIPOS
Tabla 1. Equipos.
Cantidad Elemento Observación
1 Amperímetro 0-50 A D.C.
1 Voltímetro 0-150 V D.C.1 Tacómetro
Tabla 2. Materiales.
Cantidad Elemento Observación
1 Generador de CC 4 kW, 110/115 V,1800 rpm
1 Motor trifásico 3,8 kVA, 220/380 V,1800 rpm, 60 Hz
1 Reóstato de excitación1 Carga resistiva variable
4. PROCEDIMIENTO
4.1 CARACTERISTICA EN VACIO
1) Monte el circuito de la figura 4 y revise las conexiones. Sin incluir el devanado serie,
determine la característica externa de la máquina de la misma forma que para el
generador en derivación.
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2) Halle la característica externa para los siguientes tipos de composición:
Aditivo 20% Conectando el devanado F y
Aditivo 80% Conectando el devanado y E
Aditivo 100% Conectando el devanado F y E
Consigne los resultados en las tablas 3 a 9.
3) Halle la característica externa para los mismos grados de composición de un generador
compound diferencial. Consigne los resultados en las tablas 3 a 9.
Figura 4. Circuito para la determinación de la característica en externa del generador
compound.
5. TOMA DE DATOS
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Tabla 3 Característica externa del generador compound 0% de composición.
n (rpm)=
n’ (rpm)
Tabla 4 Característica externa el generador compound, 20% aditiva.
n’ (rpm)
Tabla 5 Característica externa el generador compound,
80% aditiva.
n’ (rpm)
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Tabla 6 Característica externa el generador compound,
100% aditiva.
n’ (rpm)
Tabla 7 Característica externa el generador compound,
20% diferencial.
n’ (rpm)
Tabla 8 Característica externa el generador compound,
80% diferencial.
n’ (rpm)
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Tabla 9 Característica externa el generador compound,
100% diferencial.
n’ (rpm)
6. CARACTERISTICAS A OBTENER
1) Dibuje las características externas para cada caso.
2) Obtenga el punto de funcionamiento de la máquina.
3) Compare las características entre sí y discuta acerca del comportamiento del
generador con carga.
4) Para cada caso calcule la regulación.
7. CUESTIONARIO
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1. ¿Para qué porcentaje del devanado serie se tiene una composición normal?
2. Haga una composición que dé los mismos niveles de utilidad que pueden presentar los
generadores independientes, serie y shunt.
3. ¿Cómo se transforma una dinamo shunt en una compuesta?
BIBLIOGRAFIA
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medición eléctrica). Bogotá, Colombia : Universidad Nacional de Colombia, Facultad de
Ingeniería, 1998.
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