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Principios de Funcionamiento de Máquinas de Corriente Continua: Partes y Características, Resúmenes de Máquinas Eléctricas

Las partes de una máquina de corriente continua, incluyendo el estator, inductor, escobillas y principios de funcionamiento. Además, se analizan las curvas características de generadores de corriente continua y se comparan diferentes tipos de conexiones. Este texto es útil para estudiantes de ingeniería eléctrica.

Qué aprenderás

  • ¿Qué son las partes principales de una máquina de corriente continua?
  • ¿Cómo se conectan los generadores de corriente continua en serie y paralelo?
  • ¿Cómo se genera la fuerza electromotriz en una máquina de corriente continua?
  • ¿Cómo funciona una máquina de corriente continua?
  • ¿Qué son las curvas características de una máquina de corriente continua?

Tipo: Resúmenes

2019/2020

Subido el 17/12/2020

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA
Carrera
INGENIERÍA MECATRÓNICA
Materia
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
TAREA
UNIDAD 2
Alumnos
SCARLETTH ISABEL RODRÍGUEZ MARTÍNEZ 18131057
EDMUNDO SÁNCHEZ ALEJANDRO - 18131062
ROSARIO GUADALUPE RODRÍGUEZ CASTILLO - 18130392
JOSÉ LUIS DE LOS SANTOS AVIÑA - 18130992
Maestro
ING. JULIO CESAR RAMOS PEDROZA
12 Octubre 2020
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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA

Carrera

INGENIERÍA MECATRÓNICA

Materia

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

TAREA

UNIDAD 2

Alumnos

SCARLETTH ISABEL RODRÍGUEZ MARTÍNEZ – 18131057

EDMUNDO SÁNCHEZ ALEJANDRO - 18131062

ROSARIO GUADALUPE RODRÍGUEZ CASTILLO - 18130392

JOSÉ LUIS DE LOS SANTOS AVIÑA - 18130992

Maestro

ING. JULIO CESAR RAMOS PEDROZA

12 Octubre 2020

a) Investigar e identificar las partes que conforman una máquina de corriente directa y describir su principio de funcionamiento. MÁQUINAS DE CORRIENTE DIRECTA

  • Estator: Parte fija formada por polos salientes y culata.
  • Inductor: Devanado formado por bobinas situadas alrededor del núcleo de los polos principales. que al ser recorridos por la corriente de excitación crea el campo magnético inductor.
  • Rotor: Parte móvil que gira alrededor del eje.
  • Entrehierro: Distancia entre los polos principales y el rotor.
  • Inducido: Devanado situado en las ranuras del rotor y que por la influencia del campo eléctrico, es objeto de fuerzas electromotrices inducidas y de fuerzas mecánicas.
  • Zonas neutras: Puntos del inducido en los que el campo es nulo.
  • Colector: Cilindro formado por delgas de cobre endurecido separadas por aislante, conectadas al inducido y giran conjuntamente con él.
  • Escobillas: Piezas conductoras metalográficas resistentes al rozamiento que estando fijas frotan con el colector móvil conectando el inducido con el exterior, al tiempo que provoca la conmutación para que trabaje con corriente continua.
  • Polos auxiliares: Polos salientes situados entre los polos principales. cuyo arrollamiento está conectado en serie con el inducido de forma que al crear un campo contrario al de reacción del inducido evita sus problemas y provoca una buena conmutación sin chispas.

MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

FUNCIONAMIENTO

La máquina de corriente continua puede funcionar tanto como generador como motor. Para comprender el principio de generación de la fem en las espiras del rotor, se va a considerar el inducido en forma de anillo como se observa en la figura 10. En este devanado, al girar el rotor, se induce un fem en los conductores dispuestos en la cara exterior del núcleo al ser cortados por el flujo del estator. En los conductores interiores no aparece ninguna fem ye que no les atraviesa el flujo de los polos, al estar sus líneas de fuerza limitadas al circuito de baja reluctancia del anillo.

1. Culata 2. Núcleo Polar 3. Zapata polar 4. Polo auxiliar 5. Polo auxiliar 6. Inducido 7. Devanado del inducido 8. Devanado de excitación 9. Devanado de los polos auxiliares 10. Colector de delgas 11. Escobilla 12. Escobilla 13. Pies de la máquina

Analizando la figura 10 se observa que el sentido de la fem de los conductores situados debajo del polo norte son de signo contrario a la de los conductores situados debajo del polo sur. Como quiera que la estructura de la máquina es simétrica, las fem correspondientes a la parte izquierda del inducido serán opuestas a las de la parte derecha, y en consecuencia no circulará ninguna corriente por el arrollamiento. Para utilizar la fem del inducido y llevarla a un circuito exterior se han de conectar unas escobillas de salida Ay B situadas en el eje transversal de los polos para que puedan aprovechar la máxima fem del devanado. Estas escobillas dividen el arrollamiento en dos ramas en paralelo con una misma fem. En cada una de estas ramas, las fem deben tener el mismo sentido, pues de lo contrario no se utilizarán totalmente las fem generadas en el arrollamiento. El eje que forma la alineación de las escobillas se denomina línea neutra. Esta línea tiene gran importancia, pues indica las posiciones en las que se produce la inversión de fem en las bobinas del inducido pasando las espiras correspondientes de una rama paralelo a otra. La posición exacta de la línea neutra se determina experimentalmente moviendo el collar de las escobillas hasta encontrar el punto en el que se producen las mínimas chispas en el colector de delgas.

CARACTERISTICA DE CARGA

Ensayo similar al anterior, pero realizado con una carga “Iex” que se controlará con un amperímetro montado al efecto y se logrará con una resistencia Rc variable regulada convenientemente.

CARACTERÍSTICA DE REGULACIÓN

Se adopta igual montaje de elementos que en el ensayo anterior. Hay que operar convenientemente las cargas Rc y la resistencia de excitación Rexc para lograr mantener constante Ub. c) Investigar y analizar los parámetros utilizados en una máquina de corriente directa ó corriente continua para su operación como generador y como motor.

MÁQUINA DE CORRIENTE DIRECTA

Las máquinas de corriente directa (c.d.), especialmente las de excitación separada, se caracterizan por estar desacopladas, es decir, que se tiene un control independiente del flujo principal y del par electromagnético. Debido a la facilidad de control de estas máquinas se emplean en donde se requieren aplicaciones de velocidad variable, tomando en cuenta los problemas que tienen en operación: una menor eficiencia con respecto a las máquinas de corriente alterna (c.a.) debido a las escobillas que conectan la parte fija y la móvil de la máquina. Una máquina de c.d. puede funcionar ya sea como motor o como generador. El motor convierte la potencia eléctrica en potencia mecánica, en tanto que el generador transforma la potencia

MOTOR SERIE

Este motor se caracteriza por su par de arranque elevado, ya que el par de esta máquina es directamente proporcional a la corriente de armadura al cuadrado. El problema que tiene esta máquina es que, si se deja en vacío en condiciones nominales, presenta el peligro de embalarse debido al reducido valor del flujo de campo que depende de la corriente de campo. MOTOR PARALELO El motor de c.d. en paralelo es diferente del motor de serie ya que el devanado inductor está conectado en paralelo con la armadura. Puesto que el devanado inductor se conecta en paralelo al devanado del inducido, a este tipo de máquinas se le conoce como motor con excitación en paralelo, o simplemente motor paralelo. Un motor en paralelo o en derivación tiene características diferentes en construcción al motor serie, ya que la bobina de campo en derivación está devanada con alambre de calibre delgado y muchas vueltas para generar un campo lo suficientemente fuerte para mantener la velocidad de esta máquina prácticamente constante. Esto significa que el motor tiene un par de arranque menor que el motor serie, pero es más estable con respecto a su velocidad de operación.

MOTOR COMPUESTO

Un motor compuesto combina las características de los motores serie y paralelo, ya que esta máquina tiene un devanado de campo serie y un devanado de campo paralelo. Dependiendo de la conexión de estos devanados, estas máquinas pueden clasificarse como: motor compuesto largo o motor compuesto corto, y éstas a su vez pueden ser aditivas o sustractivas. Cuando el devanado de campo serie se conecta en serie con la armadura se conoce como motor compuesto largo, cuando el devanado de campo serie se conecta en serie con la línea se le conoce como motor compuesto corto. Dependiendo de las marcas de la polaridad de las bobinas de excitación serie y paralelo, se clasifican como aditivas y sustractivas. PARÁMETROS UTILIZADOS PARA SU OPERACIÓN

    • Realizar inspección del equipo
  1. Anotar los datos del equipo (V,I,N…)
  2. Seleccionar el equipo de medición apropiado de acuerdo a los datos de placa
  3. Efectuar conexiones de acuerdo a un diagrama y verificar que se hayan realizado en forma correcta
  4. Verificar que la resistencia de circuito de excitación este totalmente incluida, es decir, a su valor máximo.
  5. Con apoyo del primotor impulsar al generador a su velocidad nominal.

GENERADOR COMPUESTO

El generador compuesto tiene las mismas características que un motor de c.d. compuesto. Tiene una bobina de campo en paralelo con la armadura del generador y una bobina en serie con la armadura. Dependiendo de la forma de conexión que se comentó, al motor compuesto se le da el nombre de generador compuesto largo o generador compuesto corto, y éstos a su vez pueden ser aditivos o sustractivos.

BILIOGRÁFIA

Cruz, P. P. (s.f.). Máquinas de corriente directa. Obtenido de http://libroweb.alfaomega.com.mx/book/806/free/data/LecturasComplementarias/Capitulo_2_ Formado.pdf Motores y generadores eléctricos. (s.f.). Obtenido de http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas21.htm Peñafiel, A. F. (s.f.). Máquinas corriente continua. Obtenido de https://www.monografias.com/trabajos91/maquinas-de-corriente-continua/maquinas-de- corriente-continua.shtml Pozueta, M. A. (s.f.). Constitución de las máquias eléctricas. Obtenido de UNIVERSIDAD DE CANTABRIA: https://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/constitucion%20maq%20elec%20caminos.pdf Rodríguez, Y. (s.f.). Generadores de Corriente directa. Obtenido de https://es.slideshare.net/zealotJ117/unidad- 2 - generadores-de-cd-y-ca UTN. (s.f.). Generadores de corriente continua. Obtenido de http://www1.frm.utn.edu.ar/electromecanica/materias%20pagina%20nuevas/maquinas%20ele ctricas/apuntes/practicos%20de%20laboratorio/TPL_12_Gen%20CC.pdf