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CARACTERISTICA DE REGULACION If (A) V ( volt ) 0.88 85.5 0.87 85.5 0.85 85.5 0.86 85.5 0.89 85.5 0.96 85.5
IL (A) 0.24 0.85 1.26 1.54 2.5 4.04
2.-Trazar las características en vacío y en carga a corriente nominal en un mismo papel milimetrado. Conociendo la resistencia de armadura incluyendo interpolos, trazar el llamado “triángulo característico” del generador para una tensión en bornes igual a la nominal. Experimentalmente:
EN VACIO 140 120 100 80 Ef
60 40 20 0 100
200
300
400
500
600
700
if
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EN CARGA 120 100 80 V
60 40 20 0 150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
if
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120 100 80 Ef
60 40 20 0 150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
if
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Curvas Teóricas
Aproximación de los puntos a una recta:
Ra = 0.56 Ω 6
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3.-Coger tres pares de valores (Ef , if) de la característica en vacío, de tal manera que se cumpla: If3 = if2 + i; if2 = if1 + i y aproximar una parábola de la forma: Ef = a0 + a1.if + a2.if2 Chequear los errores porcentuales respecto de los valores experimentales. De la prueba de vacío: Tomando los siguientes valores n 3 2 1
ifn 800mA 710mA 290mA
Efn 103.5V 97.2V 46.8V
Ef = a0 + a1.if + a2.if2
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Resolviendo: a0 = -124.8 a1 = 1.04167 a2 = -0.00131
Finalmente la ecuación queda así: Ef = -124.8 + 1.04167 if - 0.00131 if2
Gráfica 140 120 100 80 Ef
60 40 20 0 100
200
300
400
500
600
700
if
4.-Del triángulo característico “trazado en 4.2, anotar el cateto que cuantifica la reacción de armadura. Puede asumirse (no estrictamente correcto) que este valor expresado en amperios es proporcional a la corriente de armadura (C.i a). Calcular “C”.
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Del triángulo de Potier: C.ia = 253 Como: ia = 496 C = 0.51 5.-Para considerar el efecto desmagnetizante de la reacción de armadura se puede considerar que: i’f = if – C.ia siendo: if = V/Rf Rf = (Z - ZZ) + R’x : resistencia Evaluar la f.e.m. inducida E(if) encontrar una ecuación que relacione la tensión en bornes (V), los coeficientes a0, a1 y a2, la resistencia total del circuito de campo (Rf), la corriente en la carga (IL) y la constante “C” de 4.4. Ef considerando el efecto desmagnetizante: Ef = a0 + a1.i’f + a2.i’f2 De los datos: i’f = V/Rf – C.ia ia = iL – i’f Juntando las 3 ecuaciones obtenemos:
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1 V E f a 0 a1 . C.i L 1 C Rf
a . 1 V C.i 2 L 1 C Rf
2
donde: a0, a1, a2 y C fueron calculados anteriormente 6.-Trazar la característica externa experimental del generador shunt. En el mismo papel milimetrado graficar la característica externa teórica. Esta debe obtenerse utilizando la ecuación obtenida en 4.5 dando valores para i L. Discutir y sustentar las divergencias. Característica Experimental Experimental 112 111 110 109 Ef
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Característica Externa 140 120 100 80 Ef
Experimental
60
Teórico
40 20 0 3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
IL
Divergencias:
Ef (experimental) 111.2 107.5 110 110 109.2 110
Ef (teórico) 127.96 128.85 128.85 130.71 128.41 130.47
%Error 13.10% 16.57% 14.63% 15.85% 14.96% 15.69%
La diferencia de resultados fue debido a que el valor calculado de C, fue calculado gráficamente, en donde pudo haber un ligero error el cual al ser aplicada a la ecuación obtenida en el punto 5 originó el error mostrado en la tabla.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA 7. -Trazar la característica experimental de regulación para una tensión en bornes V igual a. Contrastarlo con la teórica, ésta se obtiene reemplazando en la ecuación obtenida en 4.5 (pero expresada en función de la corriente de armadura i a y la corriente de campo if) el valor de la tensión en bornes V y dando valores para i f y calculando ia. Explicar las divergencias. Característica Experimental
Característica de Regulación 500 450 400 350 300 250 if 200 150 100 50 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
IL
Característica de Regulación 120 100 80 V
60 40 20 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
IL
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Característica de Regulación 120 100 80 60
V
40 20 0 320
340
360
380
400
420
440
460
if
Se tiene:
V a 0 a1 . i f C.i a a 2 . i f C.i a
2
Característica de Regulación 160 140 120 100 Ef
80
Experim ental
60
Teórico
40 20 0 0.3
0.32
0.34
0.36
0.38
0.4
0.42
0.44
0.46
0.48
0.5
if
Divergencias: Ef (experimental) 96.2 90.7 87 84.3 81.5 77.6 14
Ef (teórico) 125.49 127.44 129.40 130.51 131.64 132.78
%Error 23.34% 28.83% 32.76% 35.41% 38.09% 41.56%
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133.91
44.52%
8.-Graficar en un mismo papel milimetrado la característica externa obtenida en 3.2.
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A corriente de campo constante es casi un motor de velocidad constante. Además la velocidad se puede controlar con facilidad en amplios rangos. Salvo a bajas velocidades el motor shunt compite con desventaja frente al motor de inducción tipo Jaula de Ardilla.
CONCLUSIONES
La aproximación mediante una parábola para la característica en vacío, es un método en el cual hay que tener mucho cuidado, debido a que si elegimos mal los puntos obtendríamos errores grandes.
Para la aproximación de segundo orden era más recomendable hacerlo mediante el método de los mínimos cuadrados, empleando así todos los puntos y no solo tres, como lo recomienda la guía.
Al considerar el efecto de desmagnetización se observó que para la mitad de los casos, la aproximación considerada era relativamente buena.
Se pudo estudiar de forma experimentar la autoexcitación del generador shunt.
Debido a la correcta toma de datos de pudo determinar las características en estado estable del generador shunt.
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