Generadores de Excitación: Tipos, Arranque y Características

Generador de Excitación Independiente

El generador de excitación independiente se caracteriza por tener la alimentación del circuito inductor completamente independiente de los circuitos del inducido. Su principal característica es la de producir una tensión muy estable, independientemente de la carga. Se suele emplear para instalaciones de emergencia y como excitatrices en el accionamiento de grandes motores.

Puesta en Funcionamiento o Arranque del Generador de Excitación Independiente

El arranque se hará de forma secuencial de acuerdo con el siguiente orden:

1. Acoplamiento mecánico de una máquina de excitación independiente y un motor trifásico asíncrono de corriente alterna.
2. Conexionado de las máquinas y elementos auxiliares.
3. Puesta en marcha del motor de arrastre, que provoca el movimiento del rotor del generador.
4. Cierre del interruptor Q1, que alimenta el circuito inductor.
5. El voltímetro V1 indica un valor progresivo de la f.e.m. en bornes de la máquina, valor que será igual a la f.e.m. inducida.
6. Regular con R1 la tensión en bornes, hasta obtener el valor nominal.

Característica de Vacío del Generador de Excitación Independiente

La característica de vacío es la relación que existe entre la f.e.m. E0 generada en el bobinado inducido y la corriente de excitación Iex cuando la máquina funciona con el circuito del inducido abierto, a velocidad n constante. Por tanto, hemos de medir: tensión en bornes e intensidad de excitación. En el ensayo en vacío se determinará: curva de vacío, valor de E con Iex=0, y valor de la corriente de excitación en la saturación magnética.

Característica de Carga del Generador de Excitación Independiente

Cuando el generador funciona en carga, existen diversas pérdidas:

1. El circuito inducido está formado por bobinas cuyos conductores presentan resistencia y pérdidas por efecto Joule.
2. Pérdidas por contacto de escobillas, que se disipan en forma de calor y son proporcionales a I.
3. Pérdidas en el circuito exterior o de la carga.
4. Reacción del inducido: la corriente que circula por el inducido crea un flujo perpendicular al flujo del inductor principal.
5. Polos de conmutación: reducen notablemente la reacción del inducido.

Ensayo en carga: trazado de la curva de carga y determinación del comportamiento del generador en carga.

Generador de Excitación Serie

En este tipo de máquina autoexcitada, el devanado inductor está conectado en serie con el devanado inducido y con la carga. Por lo tanto, el devanado inductor es recorrido por la corriente de carga. Con el fin de reducir las pérdidas en los diferentes circuitos (inductor principal y auxiliar de conmutación), su sección será grande y llevará pocas espiras.

Puesta en Funcionamiento o Arranque del Generador de Excitación Serie

Para la puesta en marcha, aparte de montar sus esquemas, hay que poner en cortocircuito sus bornes mediante un reóstato, con objeto de reducir al mínimo la resistencia, para que la pequeña corriente inicial de excitación sea lo mayor posible y refuerce rápidamente el flujo remanente de los polos. Después, poco a poco, se va metiendo carga con R1 hasta obtener valores nominales. Este tipo de máquinas apenas son empleadas debido a su poca estabilidad.

Características de Carga del Generador de Excitación Serie

La f.e.m. generada en su devanado inducido ha de cubrir los valores de caída de tensión en: devanado inducido, inductor principal, polos auxiliares, circuito exterior, contacto de escobillas y reacción del inducido.