Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

390 CAPÍTULO 8 Motores y generadores de corriente directa
I
F A
1
R ajus
R
A 1
V A
R escob
F
+
E
– A
L F
A 2
F 2
FIGURA 8-42 Circuito equivalente del generador de cd.
móviles se utilizan generadores de ca con rectificadores para
producir una potencia de cd. No obstante, han mostrado
un renacimiento limitado en los últimos años como fuentes
de potencia en las torres independientes para teléfonos celulares.
En la figura 8-42 se puede ver el circuito equivalente de un
generador de cd y en la figura 8-43 se muestra la versión simplificada
del circuito equivalente. Son parecidos a los circuitos
equivalentes de los motores de cd, excepto en que la dirección
del flujo de corriente y las pérdidas en las escobillas son contrarias.
V F
F 1
+
R F
L F
+
–
+
A 1
A 2
–
–
F 2
FIGURA 8-43 Circuito equivalente simplificado de un
generador de cd, cuando R F combina las resistencias de las
bobinas de campo y el resistor de control variable.
I A
E A
R A
V T
8.12 GENERADOR DE EXCITACIÓN SEPARADA
Un generador de cd de excitación separada es aquel cuya corriente de
campo la suministra una fuente de voltaje de cd externa separada. En
la figura 8-44 se muestra el circuito equivalente de una máquina como
ésta. En este circuito, el voltaje V T representa el voltaje real medido
en las terminales del generador y la corriente I L representa la corriente
que fluye en las líneas conectadas a las terminales. El voltaje interno
generado es E A y la corriente del inducido es I A . Es claro que en un
generador de excitación separada la corriente del inducido es igual a
la corriente de línea:
I A 5 I L (8-40)
V F
+
–
I F
R F
L F
FIGURA 8-44 Generador de cd de excitación separada.
I A
R A
+
E
– A
I L = I A
V T = E A – I A R A
V
I F = F
R F
I L
+
V T
–
Característica de las terminales de un
generador de cd de excitación separada
La característica de las terminales de un dispositivo es
la gráfica de las cantidades de salida del dispositivo una
respecto a la otra. Para un generador de cd, las cantidades
de salida son el voltaje en las terminales y la corriente de
línea. La característica de las terminales de un generador
de excitación separada es entonces una gráfica de V T con
respecto a I L a una velocidad constante v. Por la ley de
voltaje de Kirchhoff, el voltaje en las terminales es
V T E A I A R A (8-41)
Puesto que el voltaje interno generado es independiente
de I A , la característica en las terminales de un generador
de excitación separada es una línea recta, tal como se aprecia en la figura 8-45a).
¿Qué sucede en un generador de este tipo cuando se incrementa la carga? Cuando se incrementa
la carga suministrada al generador, I L (y por lo tanto I A ) aumenta. Conforme se eleva la corriente del
inducido, se incrementa la caída I A R A , por lo que cae el voltaje en las terminales del generador.
Esta característica en las terminales no siempre es completamente exacta. En los generadores
sin devanados de compensación, un incremento de I A provoca un incremento de la reacción del inducido
y una reacción del inducido provoca un debilitamiento del flujo. Este debilitamiento del flujo
provoca una disminución de E A 5 Kf↓v m que origina una mayor disminución del voltaje en las
terminales del generador. En la figura 8-45b) se muestra la característica resultante de las terminales.
En todas las gráficas siguientes se supondrá que los generadores tienen devanados de compensación,
a menos que se diga lo contrario. Sin embargo, es importante hacer notar que la reacción del inducido
puede modificar las características si no se tienen devanados de compensación.