Características del Generador de Corriente Continua con Enrollamiento en Serie

Definición de Generador en Serie

Un generador DC con bobinado en serie se define como un generador donde los bobinados de campo, los bobinados de armadura y el circuito de carga externa están conectados en serie, lo que hace que la misma corriente fluya a través de cada parte.

 En estos tipos de generadores, los bobinados de campo, los bobinados de armadura y el circuito de carga externa están todos conectados en serie, como se muestra en la figura siguiente.

Por lo tanto, la misma corriente fluye a través del bobinado de armadura, el bobinado de campo y la carga.

Sea, I = Ia = Isc = IL

Aquí, Ia = corriente de armadura

Isc = corriente de campo en serie

IL = corriente de carga

Generalmente, hay tres características más importantes de un generador DC con bobinado en serie que muestran la relación entre diversas cantidades como la corriente de campo en serie o corriente de excitación, voltaje generado, voltaje terminal y corriente de carga.

Curva Característica Magnética

La curva que muestra la relación entre el voltaje sin carga y la corriente de excitación de campo se llama curva característica magnética o de circuito abierto. Durante la ausencia de carga, los terminales de carga están en circuito abierto, por lo que no habrá corriente de campo en el bobinado de campo, ya que la armadura, el campo y la carga están conectados en serie y forman un circuito cerrado. Por lo tanto, esta curva se puede obtener prácticamente separando el bobinado de campo y excitando el generador DC con una fuente externa.

En el diagrama, la curva AB muestra la característica magnética de un generador DC con bobinado en serie. La curva es lineal hasta que los polos alcanzan la saturación. Después de este punto, el voltaje terminal no aumenta significativamente con la corriente de campo adicional. Debido al magnetismo residual, hay un voltaje inicial a través de la armadura, por lo que la curva comienza ligeramente por encima del origen en el punto A.

Curva Característica Interna

La curva característica interna muestra la relación entre el voltaje generado en la armadura y la corriente de carga. Esta curva tiene en cuenta la caída causada por el efecto desmagnetizador de la reacción de la armadura, lo que hace que el voltaje generado real (Eg) sea menor que el voltaje sin carga (E0). Por lo tanto, la curva disminuye ligeramente desde la curva característica de circuito abierto. En el diagrama, la curva OC representa esta característica interna.

Curva Característica Externa

La curva característica externa muestra la variación del voltaje terminal (V) con la corriente de carga (IL). El voltaje terminal de este tipo de generador se obtiene restando la caída ohmica debido a la resistencia de la armadura (Ra) y la resistencia del campo en serie (Rsc) del voltaje generado real (Eg).

Voltaje terminal V = Eg – I(Ra + Rsc)

La curva característica externa está por debajo de la curva característica interna porque el valor del voltaje terminal es menor que el voltaje generado. Aquí, en la figura, la curva OD muestra la característica externa del generador DC con bobinado en serie.

A partir de las características de un generador DC con bobinado en serie, podemos ver que a medida que aumenta la carga (y, por lo tanto, la corriente de carga), el voltaje terminal aumenta inicialmente. Sin embargo, después de alcanzar un pico, comienza a disminuir debido al efecto desmagnetizador de la reacción de la armadura. La línea punteada en la figura muestra este fenómeno, indicando que la corriente permanece aproximadamente constante a pesar de los cambios en la resistencia de carga. Cuando la carga aumenta, también lo hace la corriente de campo, ya que el campo está conectado en serie con la carga. De manera similar, la corriente de armadura aumenta ya que también está conectada en serie. Sin embargo, debido a la saturación, la intensidad del campo magnético y el voltaje inducido no aumentan significativamente. La corriente de armadura mayor lleva a una mayor reacción de la armadura, lo que causa una caída en el voltaje de carga. Si el voltaje de carga disminuye, la corriente de carga también disminuye, ya que la corriente es proporcional al voltaje (ley de Ohm). Estos efectos simultáneos significan que no hay un cambio significativo en la corriente de carga en la parte punteada de la curva característica externa. Este comportamiento hace que el generador DC en serie sea un generador de corriente constante.

Generador de Corriente Constante

Un generador DC con bobinado en serie se conoce como un generador de corriente constante porque la corriente de carga permanece casi constante a pesar de las variaciones en la resistencia de carga.