Funcionamiento y Características de Generadores Eléctricos Shunt y Compound

Generador de Excitación Derivación (Shunt)

Sus características principales son muy similares a las máquinas de excitación independiente y se caracterizan por presentar una estabilidad de funcionamiento muy aceptable, además de presentar una característica única de autoprotección ante los cortocircuitos. Cuando aparece un cortocircuito en su línea de salida, la corriente aumenta muy rápidamente, mientras la tensión en bornes tiende a cero. Por tanto, en uno o dos segundos, la corriente de excitación Iex se anula ante la falta de tensión, quedando solamente la excitación debida al magnetismo remanente, con lo cual la tensión en bornes desaparece prácticamente y, consecuentemente, la corriente producida también. Para conseguir un buen rendimiento de la máquina, es necesario que las pérdidas en el circuito de excitación sean lo más pequeñas posible y, como ya sabemos, esto se consigue poniendo una resistencia elevada.

Puesta en Funcionamiento o Arranque del Generador Shunt

El procedimiento para la puesta en funcionamiento es el siguiente:

1. Abrir el circuito exterior por la acción del interruptor Q3.
2. Una vez alcanzado el valor nominal de la tensión en bornes, regular ésta con el reóstato de campo R2 al valor deseado.
3. Cerrar el interruptor Q3, conectando con la carga.

Característica de Vacío del Generador Shunt

Es la relación que existe entre la f.e.m. (fuerza electromotriz) E0 generada en el devanado inducido y la corriente de excitación Iex cuando la máquina funciona con el circuito exterior abierto, a velocidad n constante.

Característica de Carga del Generador Shunt

En este tipo de máquina, la f.e.m. E generada en su devanado inducido ha de cubrir los valores de caída de tensión provocados por las distintas resistencias que intervienen en el circuito, como son: devanado inducido, inductor principal, polos auxiliares, circuito exterior, caídas de tensión por contacto de escobillas con el colector y reacción del inducido.

Generadores Compuestos (Compound)

Resulta muy diferente la manera de responder de un generador serie y un generador shunt a la variación de corriente de carga, ya que el primero, al crecer el valor de esta corriente, aumenta el valor de la tensión, mientras que en el generador shunt, la tensión en bornes disminuye al crecer la corriente de carga. Se pueden combinar adecuadamente las propiedades de estas dos clases de generadores, serie y shunt, y conseguir una tensión en bornes bastante constante. Así se obtienen los generadores compuestos o compound.

La excitación de un generador compound se divide en dos partes: una se conecta como el generador serie, mientras que la otra se conecta como el generador shunt. Lo más importante es que el devanado inductor serie influya sobre el otro (derivación o shunt) de tal modo que la tensión en bornes permanezca constante a cualquier carga.

Tipos de Conexión en Generadores Compound

De dos modos distintos podemos conectar los devanados inductores serie y derivación (shunt) que constituyen este tipo de máquinas:

Generador Compuesto Conexión Corta

En la conexión corta, el devanado inductor derivación (shunt) está conectado a los bornes del inducido, antes del devanado serie.

Generador Compuesto Conexión Larga

En el caso de que el devanado inductor derivación (shunt) esté conectado después del devanado serie, tendremos la máquina compuesta conexión larga.

La diferencia entre estos dos montajes tiene muy poca importancia práctica, por causa de la pequeña caída de tensión en el devanado serie (de conductor grueso y pocas espiras) y apenas influye en las características funcionales de la máquina. La conexión más frecuentemente utilizada es la larga por la mayor facilidad de conexión del devanado derivación.