Punto de funcionamiento de una dinamo

Nº1 CARACTERÍSTICA DE VACÍO. PUNTO
DE FUNCIONAMIENTO DE UNA DINAMO
Conceptos previos.
Son máquinas reversibles, es decir pueden funcionar como motor y como
generador.
Están basadas en las leyes de Laplace y de Faraday.
Energía eléctrica------Motor------Energía mecánica
Energía mecánica------dinamo-----Energía eléctrica
La dinamo:
Es una máquina eléctrica rotativa que genera energía eléctrica.
Están basadas en la ley de faraday:
e= B l v
e:tensión generada
B: campo magnético
l: longitud
v: velocidad
Fleming le dió carácter vectorial a esta fórmula mediante la regla de la mano
derecha: “El dedo índice nos marca la dirección del campo magnético, el pulgar
la dirección del movimiento y el corazón la de la fuerza electromotriz
inducida(f.e.m.).
Característica de vacío:
Será la curva que relacione la fuerza electromotriz (f.e.m.) con la
intensidad de excitación de las bobinas inductoras. Esta curva se realizará con
velocidad constante y con excitación independiente.
E= f(Ie)
n= cte.
I= o
En una dinamo la f.e.m. será:
E=Kon
En la constante K influirán otros factores como el número de bobinas,etc.
Como estamos en vacío se cumplirá que E=U.
Como n va a ser constante:
E=K1 O
O=BS
O: flujo magnético.
Como la superficie de los polos es constante S= Cte.
E=K1 B S= K2 B
Entonces obtendremos una relación lineal que relacionará “E” con “B”
Por otro lado tenemos que la intensidad de campo tiene una relación lineal
con la intensidad de excitación Ie.
H= Ie N/l
N: nº de espiras de la bobina (es cte.).
l: longitud de la bobina
por lo que deducimos que Ie es proporcional a H
Por último como sabemos que B y H están relacionados linealmente, entonces
Ie y E también lo estarán entre ellos. Entonces:
E= f(Ie)
Y su curva tendrá la misma forma que la relación B= f(H).
Objeto:
El objeto de esta práctica es un primer aproximamiento a las máquinas
de corriente continua, y en especial a las dinamos.
En esta práctica aprenderemos a realizar la característica de vacío de
una dinamo y a hallar el punto de funcionamiento de la misma.
Realización de la práctica:
Conectaremos el motor a una fuente de alimentación de tensión
regulable para alcanzar una velocidad de 1400 rpm. Con otra fuente de tensión
continua alimentaremos los bobinados inductores de la dinamo, en la que
variaremos su Iex de 0 a 280 mA y después al revés de 280 a 0 mA.
La curva de la gráfica nos da la relación entre E e Iex . Con esta gráfica
podemos obtener el punto de saturación del núcleo magnético.
El punto de saturación se identificará la gráfica como el codo que se
forma en la curva antes de que se convierta en una recta de pendiente
constante. A partir de este punto para conseguir un aumento de f.e.m. se
necesitará un fuerte incremento de lex.
Circuito de motaje:
El primer montaje será con excitación independiente, y hallaremos su
característica de vacío.
Datos obtenidos:
Iex
Vs
Vb
Vm
0
40
80
120
160
200
220
240
260
280
8.2
45
110
150
195
235
245
250
260
270
8.5
48
120
160
200
237
250
258
264
270
8.35
46.5
115
155
197.5
236
247.5
254
262
270
Punto de funcionamiento de una dinamo autoexcitada:
Para realizar esta parte de la práctica utilizaremos los mismos elementos
que en el apartado anterior, pero en este caso, la tensión para alimentar las
bobinas inductoras del generador nos lo va a proporcionar el mismo
generador. Para que el inducido produzca una f.e.m. es necesario que exista
en el núcleo magnético una imanación remanente, ya que si no la f.e.m.
inducida sería cero.
Al existir la imanación remanente se produce una f.e.m., esta a su vez
aumenta el flujo magnético y por tanto aumentará la fuerza electromotriz hasta
que se llegue al punto de funcionamiento.
El punto de funcionamiento será aquel en el que la tension y la Iex se
estabilicen . El punto de funcionamiento será la intesección de la recta
U=Rex*Iex con la curva de vacío. Variando la resistencia conseguiremos hallar
varios puntos de funcionamiento.
Circuito de montaje y gráfica:
Datos obenidos:
p
Re
Iex
p(0)
o
490
P(1)
¼
350
P(2)
2/4
280
P(3)
¾
220
P(4)
4/4
165
E
332
303
282
255
215