Clase 011 --- Modelo Analitico de Un Generador Dc

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 3) MODELO ANALÍTICO DE UN GENERADOR DC 48 GENERADOR DE CORRIENTE CONTÍNUA ELEMENTAL CIRCUITO ELÉCTRICO EQUIVALENTE C.E. Estator C.E. Rotor  f  V   f  S  f   f   L  R ,  f  n externa  f   R externa exitación de Fuente :  f  V  f   I (Campo) estator del Corriente :  f   I [H] Campo de a Inductanci :  f   L ) ( inherente a Resistenci :    f   R ) ( externa a Resistenci :   externa  f   R campo el en espira # :  f  n Rf externa  controla a   f   I Ra Vt Ea Ia

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CLASE DE MAQUINAS

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  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    48

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    CIRCUITO ELCTRICO EQUIVALENTE

    C.E. Estator C.E. Rotor

    fV

    fS

    ff LR ,fn

    externafR

    externaexitacin de Fuente :fV

    fI

    (Campo)estator del Corriente :fI

    [H] Campo de aInductanci :fL

    )( inherente aResistenci : fR

    )( externa aResistenci : externaf

    R

    campo elen espira # :fn

    Rfexterna controla a fI

    Ra

    Vt Ea

    Ia

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    49

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    CIRCUITO ELCTRICO EQUIVALENTE

    aE

    aI

    Primotor

    C.E.

    Estator

    C.E. Rotor

    tV

    Ea = f.e.m promedio de C.C

    Ra

    fV

    fS

    ff LR ,

    externafR

    fI

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    50

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    CIRCUITO ELCTRICO EQUIVALENTE

    )promedio aRectificad izElectomotr Fuerza f Completa (Ondaem aE

    paralelo.- serie caminos enrotor del bobinas de aInductanci aL

    cn

    i

    ibobinaa LL1

    .

    paralelo.-serie caminosen rotor del bobinas de eequivalent aResistenci aR

    cn

    i

    ibobinaa RR1

    .

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    51

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    CIRCUITO ELCTRICO EQUIVALENTE CON CARGA

    aE

    aI

    Primotor

    C.E. Estator C.E. Rotor

    LR

    Ra

    fV

    fS

    ff LR ,

    externafR

    fI

    tV+

    -

    )promedio aRectificad izElectomotr Fuerza f Completa (Ondaem aEelctrica carga la o s, terminalelosen conectada aResistenci LR

    paralelo.-serie caminosen rotor del eequivalent aResistenci aR

    Vt = Voltaje terminal de c.c.

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    52

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    ECUACIONES DEL ESTATOR

    Las ecuaciones de estado estable del estator

    Vf = (Rf + Rf-ext) If = RF If

    Potencia de la fuente de campo , Vf

    Pf = Vf If = (Rf + Rf-ext) If2 = Rf If

    2 +Rf-ext If2

    La potencia de la fuente de campo se convierte en prdidas del tipo Joule, calor

    Mejor expresado, el costo de crear el campo magntico del estator

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    53

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    PRDIDAS MECNICAS DE LA MQUINA

    mecnicas PrdidasFANP

    Friccin(Mecnica)

    Aireacin+Ventilacin

    (Mecnicas)

    Ncleo

    (Elctricas)

    Histresis

    Parsitas

    (Foucoult)

    Potencia del Estator

    Estator

    Potencia elctrica

    ff IVEntrada

    Pot. Salida Elctrica= CERO

    alor)Prdidas(C

    )( 22 fFffff IRIRRP ext

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    54

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    ECUACIONES DEL ROTOR

    Las ecuaciones de estado estable del rotor

    Ea = (Ra+ RL) Ia = Ra Ia+ RL Ia Ia = IL Vt = RLIa= Voltaje terminal

    La potencia desarrollada por el rotor, Pd , tambin llamada potencia convertida, o de la armadura

    Pd = Ea Ia = (Ra+ RL) Ia2 = Ra Ia

    2 +RL Ia2

    La primera parte de la potencia de la fuente se convierte en prdidas del tipo Joule, calor , Ra Ia

    2

    La segunda parte en potencia de salida, en los terminales o til, RL Ia

    2

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    55

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    ECUACIONES DEL ROTOR

    La potencia desarrollada por el rotor, Pd , tambin llamada potencia convertida, o de la armadura Pd = Ea Ia = (Ra+ RL) Ia

    2 = Ra Ia

    2 +RL Ia2

    La potencia desarrollada es: La parte de la potencia mecnica de entrada al rotor que se

    convierte en energa elctrica en el generador

    Pinput = Pmec. = PF+V+ Ph+f+ Pdesarrollada PFAN. = PF+V+ Ph+f

    Las prdidas FAN son consideradas mecnicas La potencia desarrollada, Pdes, es potencia elctrica

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    56

    GENERADOR DE CORRIENTE CONTNUA ELEMENTAL

    POTENCIA DEL ROTOR

    PF+V Ph+f

    Pmecnica

    PEntrada Pdesarrolla

    Pelctrica

    PRa,Joule

    Psalida

    Pelctrica

    Pelctrica

    Pmecnica

    PFAN

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    57

    POTENCIA EN EL ROTOR CIRCUITO DE EXITACION SEPARADA

    aE

    aI

    C.E.

    Estator

    C.E. Rotor

    tVfV

    fSff LR ,

    fn

    extfR

    fI

    Primotor

    adaPdesarrollPFAN ,

    LR

    Rotor entradademecnicaP ..

    Primotor

    Pot. Elctrica de salida

    )]( [ CalorrotordelElctricasPrdidasPFAN

    Carga elctrica

  • 3) MODELO ANALTICO DE UN GENERADOR DC

    58

    FUERZA MAGNETOMOTRIZ DE CAMPO PARALELO F.M.M.f

    f

    gapfe

    ff

    T

    f In

    fmm aReluctanci :

    )( Campo de Flujo : Weberf

    t

    tiLIRRV

    f

    fffff externa

    )()(

    estable estadoy ..)(

    CCVff

    f

    f

    fext

    RR

    VI

    Variable