El documento describe el funcionamiento de un generador eléctrico compuesto. Explica que este tipo de generador tiene arrollamientos de excitación tanto serie como shunt, lo que le permite ofrecer una amplia gama de aplicaciones. Se detallan los diferentes tipos de conexión compuesta y sus características de funcionamiento, como la tensión constante, tensión que aumenta o disminuye con la carga. Finalmente, se presenta el procedimiento de un laboratorio para determinar las características externas de un generador compuesto.

1. Resumen—basados en los principios de máquinas eléctricas, se
procede a realizar el laboratorio correspondiente para afianzar los
conceptos teóricos con los prácticos. Por eso nos dedicamos a hacer
las mediciones pertinentes para el análisis del funcionamiento de este
generador o máquina eléctrica que transforma la energía mecánica en
eléctrica. La acción se desarrolla por el movimiento de una bobina en
un campo magnético, resultando una f.e.m. inducida que al aplicarla a
un circuito externo, produce una corriente que interacciona con el
campo. desarrolla una fuerza mecánica que se opone al movimiento.
En consecuencia el generador necesita una energía mecánica de
entrada, para producir la energía eléctrica correspondiente.
Palabras claves: generador de cc, compuesto, continuidad,
aislamiento, devanados.
Abstract- It based on the principles of electrical machines, it
proceeds to perform the laboratory concerned to strengthen the
theoretical concepts with practical. We devote ourselves to making
appropriate measurements for the analysis of the functioning of
this generator or electric machine that converts mechanical energy
into electricity. The action takes place by moving a coil in a
magnetic field, resulting in fem induced that when applied to an
external circuit, producing a current which interacts with the field.
Develops a mechanical force that opposes the motion.
Consequently the generator needs a mechanical input power to
produce the corresponding power.
Keywords: dc generator, composite, continuity, insulation
windings.
I. INTRODUCCIÓN
La versatilidad que tienen las máquinas de corriente continúa
en cuanto a su excitación se ve plasmada en la diversidad de
formas de conexionado. En los generadores y motores DC
además de la excitación independiente, serie y shunt existe la
posibilidad de conexión en composición, tomando ésta
algunas características de las conexiones serie y shunt y
dependiendo del grado de composición, ofreciendo una gran
gama de aplicaciones en la industria.
TEORIA:
GENERADOR CON EXCITACIÓN COMPUESTA.
Un generador de excitación compuesta o compound es un generador
en el cual se disponen arrollamientos de excitación serie sobre sus
polos inductores. Existen varios tipos de generadores compound, los
cuales son:

Generador compound de shunt cortó: En este el arrollamiento shunt
está conectado a las escobillas, tal como se muestra en la figura 1
Figura 1. Conexionado del generador compound de shunt cortó
Generador compound de shunt largo. En este el arrollamiento shunt
está conectado entre uno de los bornes de inducido y al final del
arrollamiento serie.
Figura 2. Conexionado del generador compound de shunt largo
Generador compound adicional. Conocido también como generador
shunt compound aditivo, en este tipo de máquina la fuerza
magnetomotriz del arrollamiento serie actúa en el mismo sentido que
la fuerza magnetomotriz del arrollamiento shunt, es decir las
corrientes de excitación tienen el mismo sentido en ambos
arrollamientos.
Generador compound diferencial. Conocido también como
generador compound sustractivo. En este tipo de máquina la fuerza
magnetomotriz del arrollamiento serie tiene sentido contrario a la
fuerza magnetomotriz del arrollamiento shunt, por lo tanto, las
corrientes de excitación en ambos arrollamientos tienen sentido
contrario.
CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO
PRACTICA DE LABORATORIO 5
GENERADOR COMPUESTO
Diego Bayona, Jorge walteros, Pedro Alvarado, Yolman Suarez
Licenciatura en tecnología, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Duitama-Colombia
alejo.94@hotmail.com
1
Maquinas eléctricas, licenciatura en tecnología
Universidad pedagógica y tecnológica de Colombia

2. La acción combinada de los arrollamientos serie y paralelo, definen
las características de funcionamiento del generador compound. En
una máquina serie la corriente de excitación aumenta cuando
aumenta la corriente de carga, mientras que en una máquina shunt la
corriente excitación disminuye cuando aumenta la carga. Eligiendo
convenientemente el número de espiras de ambos arrollamientos se
obtienen diversas formas de funcionamiento, las cuales son:
Generador hipercompound. En este caso la acción del arrollamiento
serie es superior a la acción del arrollamiento shunt para una
corriente de carga cualquiera. Cuando aumenta la carga aumenta
ligeramente la tensión en bornes.
Generador compound, propiamente dicho. En este caso la acción de
los dos arrollamientos se compensa exactamente, obteniéndose una
tensión en bornes aproximadamente constante independientemente de
la carga.
Generador hipocompound. Se presenta cuando la acción del
arrollamiento shunt es superior a la acción de arrollamiento serie.
Cuando aumenta la corriente de carga disminuye la tensión en bornes,
pero en un grado diferente al del generador shunt.
Generador anticompound. Se presenta cuando la corriente de
excitación tiene sentido contrario en ambos arrollamientos, con lo
que la tensión en bornes disminuye cuando la corriente aumenta.
Características en vacío:
La característica en vacío puede ayudar además para determinar la
característica externa. Al conectar la carga entra en funcionamiento el
arrollamiento serie obteniéndose la característica externa, esta curva
está desplazada a la izquierda del origen de coordenadas (ver figura
3) por un factor dado por los amperiovueltas y expresado por:
Factor desplazamiento i
d
s
I
N
N
=
Figura 3. Característica en vacío y externa para el generador
compuesto.
Siendo, iI la corriente que circula por el inducido, sN en el
número de espiras del arrollamiento serie dN el número de espiras
del arrollamiento shunt.
AUTOEXAMEN
a. Describa las condiciones para la puesta en marcha y parada
del generador compound.
Rta: las condiciones son determinar que La bobina
inductora shunt esté conectada en paralelo. La bobina
inductora en serie, estando en serie con el inducido y la
carga tendrá su intensidad variable según la carga. Por
consiguiente estas máquinas tendrán algunas de las
características de los dínamos Shunt y de los Serie.
Además de suministrar una excitación y conectar
algunas cargas para observar su funcionamiento.
b. Se desea invertir el sentido de giro de un generador
compound, ¿cómo se debe hacer para no suprimir el
magnetismo remanente?
Rta: Para invertir el sentido de giro, sin suprimir el
magnetismo remanente, es necesario invertir las
conexiones de los dos circuitos de excitación; de esta
forma, queda invertida solamente la polaridad de las
escobillas.
c. Obtenga y describa las características externas para los
generadores hipercompound e hipocompound.
Rta: La característica de un generador hipercompound
es que dimensionando convenientemente el
arrollamiento serie, que la tensión en bornes aumente si
aumenta la carga, conexión que se denomina
hipercompound y que permite compensar la pérdida de
tensión en la red, de forma que la tensión permanezca
constante en los puntos de consumo.
2
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3. d. ¿Qué ventajas ofrece el generador compound frente al
generador shunt?, cítelas y describa cada una de ellas.
Rta: El generador compound tiene la ventaja, respecto al
generador shunt, de que no disminuye su tensión con la
carga, y, además, que puede excitarse aunque no esté
acoplado al circuito exterior, tal como vimos que sucedía
en el generador shunt. Durante la puesta en marcha,
funciona como un generador shunt una vez conectado a la
red, la tensión en bornes del generador shunt, tendería a
disminuir si no fuera por la acción del arrollamiento serie,
que compensa esta tendencia. Es decir, que el arrollamiento
serie sirve para regular la tensión del generador, en el caso
de que la resistencia exterior descienda más allá de cierto
límite.
e. ¿Describa porque los generadores compound no deben
usarse para cargar baterías de acumuladores?
Rta: se observa que si la contra tensión de la
batería es mayor que la tensión en bornes del
generador, la corriente en el circuito tiene el
sentido indicado por la flecha de puntos, y por lo
tanto, pasa en sentido contrario por la excitación
en serie; si esta corriente es mayor que la
correspondiente al arrollamiento shunt, estando
también invertida la polaridad del inducido,
mientras que el sentido de rotación permanece
invariable, el generador está en serie con la
batería lo que facilita la descarga peligrosa.
f. ¿Cómo se ubica el punto de trabajo para el generador
compound?
MATERIALES Y EQUIPOS
Tabla 1. Equipos
Cantidad Elemento Observación
1 Amperímetro 0-50 A D.C.
1 Voltímetro 0-150 V D.C.
1 Tacómetro
Tabla 2. Equipos
Cantida
d
Elemento Observación
1 Generador de CC 4 kW, 110/115 V,1800 rpm
1 Motor trifásico
3,8 kVA, 220/380 V,1800 rpm,
60 Hz
1
Reóstato de
excitación
1
Carga resistiva
variable
PROCEDIMIENTO
CARACTERISTICA EN VACIO
1) Monte el circuito de la figura 4 y revise las conexiones. Sin
incluir el devanado serie, determine la característica externa de
la máquina de la misma forma que para el generador en
derivación.
2) Halle la característica externa para los siguientes tipos de
composición:
• Aditivo 20% Conectando el devanado F y 1E
• Aditivo 80% Conectando el devanado 1E y E
• Aditivo 100% Conectando el devanado F y E
Consigne los resultados en las tablas 3 a 9.
3) Halle la característica externa para los mismos grados de
composición de un generador compound diferencial. Consigne
los resultados en las tablas 3 a 9.
4) Figura 4. Circuito para la determinación de la característica en
externa del generador compound.
3
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4. TOMA DE DATOS
Tabla 3 Característica externa del generador compound 0% de
composición (F-E)
F-E )(AIe n (rpm)=1800
I e )(AIc )(' VE t
n’
(rpm)
'nnk = )(' VkEE tt =
2,44 0 120,6 1788 1.006 121,3
2 0 104,2 1788 1,006 104.82
1,54 83.9 1783 1.009 84.65
1 4.4 50.8 1790 1.005 51.05
0.48 2.8 24.6 1792 1.004 24.69
Tabla 4 Característica externa el generador compound, 20%
aditiva. (E-F)
Ic )(AIe )(' VE t
n’
(rpm
)
'nnk = )(' VkEE tt =
0 2.27 120 1788 1.006 120.8
3.6 2.5 129.5 1776 1.013 131.25
7.6 2.57 135.3 1766 1.019 137.9
11.
6
2.80 139.4 1752 1.027 143.2
Tabla 5 Característica externa el generador compound, 80%
aditiva. (E-E’)
Ic
)(AIe
)(' VE t
n’
(rpm
)
'nnk = )(' VkEE tt =
0 2.15 120.2 1788 1.006 121
3.4 2,25 124,3 1780 1.011 125.7
7 2.30 128.2 1768 1.018 130.5
10,8 2,40 131,9 1757 1.024 135.1
Tabla 6 Característica externa el generador compound, 100%
aditiva. (E’-E)
Ic )(AIe )(' VE t
n’
(rpm
)
'nnk = )(' VkEE tt =
0 2,15 120 1788 1.006 120.8
2.
8
1.9 106.3 1783 1.009 107.3
5 1.6 89.6 1782 1.010 90.5
5.
4
1.2 65.2 1786 1.007 65.7
4 0.6 36.6 1791 1.005 36.8
Tabla 7 Característica externa el generador compound, 20%
diferencial. (E’-F)
Ic )(AIe )(' VE t
n’
(rpm)
'nnk = )(' VkEE tt =
0 2.25 120 1788 1.006 120.8
3.4 2.25 119.8 1780 1.011 121.1
6.8 2.25 120 1772 1.015 121.9
10 2.25 119.7 1764 1.020 122.1
Tabla 8 Característica externa el generador compound, 80%
diferencial. (F-E’)
Ic
)(AIe )(' VE t
n’
(rpm
)
'nnk = )(' VkEE tt =
0 2.25 120 1787 1.007 120.87
3.2 2.1 115.7 1781 1.010 117
6.2 2.05 111.6 1776 1.013 113.1
9 2 107.2 1769 1.017 109.07
11.4 1.9 102.8 1765 1.019 104.83
CARACTERISTICAS A OBTENER
1) Dibuje las características externas para cada caso.
2) Obtenga el punto de funcionamiento de la máquina.
3) Compare las características entre sí y discuta acerca del
comportamiento del generador con carga.
4) Para cada caso calcule la regulación.
7. CUESTIONARIO
1. ¿Para qué porcentaje del devanado serie se tiene una
composición normal?
4
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5. Haga una composición que dé los mismos niveles de utilidad
que pueden presentar los generadores independientes, serie y
shunt.
2. ¿Cómo se transforma una dinamo shunt en una
compuesta?
CONCLUSIONES.
1. El generador compound (igual que sucedía con el
generador de excitación independiente), no puede
funcionar en cortocircuito porque entonces, la
acción del arrollamiento serie puede llegar a ser
superior al efecto del arrollamiento shunt, y como
consecuencia la corriente en el inducido puede
alcanzar un valor de dos a tres veces mayor del
normal, con el consiguiente peligro para los
arrollamientos de la máquina.
2. Los generadores compound, tienen aplicación en
las centrales para tracción eléctrica que precisan de
una tensión constante y en todos aquellos casos en
que se haya de contar con variaciones bruscas de
carga, como sucede en los talleres con grúas de
gran potencia, laminadores, etcétera
3. El generador con excitación compound tiene la
propiedad de que puede trabajar a una tensión
prácticamente constante, es decir, casi
independiente de la carga conectada a la red,
debido a que por la acción del arrollamiento shunt
la corriente de excitación tiende a disminuir al
aumentar la carga, mientras que la acción del
arrollamiento serie es contraria, o sea, que la
corriente de excitación tiende a aumentar cuando
aumente la carga.
4. Las maniobras relativas a la puesta en marcha,
parada y regulación de un generador compound,
son idénticas a las estudiadas para un generador
shunt
BIBLIOGRAFIA
CHAPMAN, Stephen J. Máquinas Eléctricas. 2 ed Mexico :
McGraw-Hill,1993.
HERNANDEZ, Ramón. Prácticas de electricidad. Murcia,
España. Universidad de Murcia, secretariado de publicaciones.
1990.
5
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6. Haga una composición que dé los mismos niveles de utilidad
que pueden presentar los generadores independientes, serie y
shunt.
2. ¿Cómo se transforma una dinamo shunt en una
compuesta?
CONCLUSIONES.
1. El generador compound (igual que sucedía con el
generador de excitación independiente), no puede
funcionar en cortocircuito porque entonces, la
acción del arrollamiento serie puede llegar a ser
superior al efecto del arrollamiento shunt, y como
consecuencia la corriente en el inducido puede
alcanzar un valor de dos a tres veces mayor del
normal, con el consiguiente peligro para los
arrollamientos de la máquina.
2. Los generadores compound, tienen aplicación en
las centrales para tracción eléctrica que precisan de
una tensión constante y en todos aquellos casos en
que se haya de contar con variaciones bruscas de
carga, como sucede en los talleres con grúas de
gran potencia, laminadores, etcétera
3. El generador con excitación compound tiene la
propiedad de que puede trabajar a una tensión
prácticamente constante, es decir, casi
independiente de la carga conectada a la red,
debido a que por la acción del arrollamiento shunt
la corriente de excitación tiende a disminuir al
aumentar la carga, mientras que la acción del
arrollamiento serie es contraria, o sea, que la
corriente de excitación tiende a aumentar cuando
aumente la carga.
4. Las maniobras relativas a la puesta en marcha,
parada y regulación de un generador compound,
son idénticas a las estudiadas para un generador
shunt
BIBLIOGRAFIA
CHAPMAN, Stephen J. Máquinas Eléctricas. 2 ed Mexico :
McGraw-Hill,1993.
HERNANDEZ, Ramón. Prácticas de electricidad. Murcia,
España. Universidad de Murcia, secretariado de publicaciones.
1990.
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