Resumen de Modelado y Simulación Numérica en GNU/Linux de un Generador Eléctrico con Campo Permanente Utilizando Ecuaciones en Diferencias Finitas

Diego Akeen Calva Cifuentes, Pedro Guevara López, Guillermo Jarquin, Leobardo Hernández González, Diana Lizet González Baldovinos

• español

  Los generadores eléctricos son máquinas rotatorias que convierten energía mecánica en energía eléctrica, su estudio es importante ya que todos los aparatos electrónicos y eléctricos funcionan con electricidad y ésta debe ser generada de alguna manera; a pesar de que existen diversas formas de generación, la más común es con el uso de generadores eléctricos. Esto sirvió de motivación para el presente estudio, donde se presenta el modelado básico de un generador eléctrico de corriente continúa con campo permanente, considerando como entrada la velocidad angular y como salidas: voltaje, corriente y torque; se analiza un modelo lineal, de primer orden y estable. Para el desarrollo del modelo se consideró una ecuación diferencial donde la caída de tensión en la inductancia interna de la máquina contiene una derivada respecto al tiempo; esto sirvió para hacer aproximaciones por unas ecuaciones en diferencias finitas y obtener funciones recursivas que fue programadas en ANSI C para GNU/Linux. Para validar los resultados, los parámetros y variables de construcción fueron obtenidos de generador real, basándose en sus datos de placa; finalmente los resultados fueron guardados en archivos de formato texto para su graficación fuera de línea que se presentan en la sección correspondiente en este documento.

• English

  Electrical generators are rotating machines that convert mechanical energy into electrical energy, their study is important because all electronic and electrical devices work with electricity and this must be generated in some way; although there are several ways of generation, the most common is with the use of electrical generators. This served as motivation for the present study, where the basic modeling of a DC electric generator with permanent field is presented, considering as input the angular velocity and as outputs: voltage, current and torque; a linear, first order and stable model is analyzed. For the development of the model a differential equation was considered where the voltage drop in the internal inductance of the machine contains a derivative with respect to time; this served to make approximations by a finite difference equation and to obtain recursive functions that were programmed in ANSI C for GNU/Linux. To validate the results, the parameters and construction variables were obtained from the real generator, based on its board data; finally the results were saved in text format files for offline graphing, which are presented in the corresponding section of this document.