Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

396 CAPÍTULO 8 Motores y generadores de corriente directa
E A (y V T ), V
R 0
R
R 1 2
R 3
V 0
V 1
V 2
V 3
I F , A
3. La resistencia de campo puede estar ajustada a un valor mayor
que la resistencia crítica. Para entender este problema,
véase la figura 8-51. Normalmente, el generador en derivación
incrementará el voltaje hasta el punto en que la curva de magnetización
se interseca con la línea de la resistencia de campo.
Si ésta tiene el valor que muestra R 2 en la figura, su línea es
casi paralela a la curva de magnetización. En ese punto, el voltaje
del generador puede fluctuar ampliamente ante pequeños
cambios en R F o I A . Este valor de la resistencia se llama resistencia
crítica. Si R F excede la resistencia crítica (como R 3 en
la figura), el voltaje de operación en estado estacionario está
esencialmente en el nivel residual y nunca se incrementará. La
solución para este problema es reducir R F .
FIGURA 8-51 Efecto de una resistencia de campo en derivación
en el voltaje de las terminales en vacío de un generador de cd.
Si R F > R 2 (resistencia crítica), que impide que se incremente el
voltaje del generador.
Puesto que el voltaje de la curva de magnetización varía en
función de la velocidad del eje, la resistencia crítica también varía
con la velocidad. En general, mientras menor sea la velocidad del
eje, menor será la resistencia crítica.
Característica de las terminales de un generador
de cd en derivación
V T
La característica de las terminales de un generador de cd en derivación difiere de la de un generador
de cd de excitación separada en el que la cantidad de corriente de campo de la máquina depende
de su voltaje en las terminales. Para entender la característica de las terminales de un generador en
derivación, se debe comenzar con la máquina descargada, luego añadir cargas y observar lo que
sucede.
Conforme se incrementa la carga en el generador, se incrementa I L y por lo tanto también aumenta
I A 5 I F 1 I L ↑. Un incremento de I A aumenta la caída de voltaje de la resistencia del inducido
I A R A y provoca que disminuya V T 5 E A − I A ↑ R A . Éste es precisamente el mismo comportamiento
observado en un generador de excitación separada. Sin embargo, cuando disminuye V T , la corriente
de campo en la máquina disminuye con él. Esto provoca que disminuya el flujo en la máquina,
disminuyendo E A . La disminución de E A provoca otra disminución del voltaje en las terminales
V T 5 E A ↓ − I A R A . En la figura 8-52 se muestra la característica
resultante en las terminales. Nótese que la caída de
voltaje es más pronunciada que la caída I A R A en un generador
I A R A
Efecto de
debilitamiento
del campo
de excitación separada. En otras palabras, la regulación de
voltaje de este generador es peor que la regulación de voltaje
del mismo equipo conectado en excitación separada.
Control de voltaje en un generador
de cd en derivación
FIGURA 8-52 Característica en las terminales de un generador de cd
en derivación.
I L
Como con el generador de excitación separada, hay dos maneras
de controlar el voltaje en un generador en derivación:
1. Cambiar la velocidad del eje v m del generador.
2. Cambiar el resistor de campo del generador, lo cual modifica
la corriente de campo.
Cambiar la resistencia de campo es el principal método que se utiliza para controlar el voltaje
en las terminales en los generadores en derivación reales. Si disminuye el resistor de campo R F , entonces
se eleva la corriente de campo I F 5 V T /R F ↓. Cuando se incrementa I F , aumenta el flujo f de