Máquina de corriente directa

Resumen: en este trabajo se hablara acerca de la máquina de corriente directa así como la excitación independiente, cuando esta autoexitado y acerca de lo imanes permanentes y su circuito equivalente de cada uno de los ya mencionados

Introducción:

La corriente continua presenta grandes ventajas, entre las cuales está su capacidad para ser almacenada de una forma relativamente sencilla. Esto, junto a una serie de características peculiares de los motores de corriente continua, y de aplicaciones de procesos electrolíticos, tracción eléctrica, entre otros, hacen que existen diversas instalaciones que trabajan basándose en la corriente continua. Los generadores de corriente continua son las mismas máquinas que transforman la energía mecánica en eléctrica. No existe diferencia real entre un generador y un motor, a excepción del sentido de flujo de potencia. Los generadores se clasifican de acuerdo con la forma en que se provee el flujo de campo, y éstos son de excitación independiente, derivación, serie, excitación compuesta acumulativa y compuesta diferencial, y además difieren de sus características terminales (voltaje, corriente) y por lo tanto en el tipo de utilización. La máquina de corriente directa está formada por :

Rotor: Parte móvil que gira alrededor del eje.

Estator : Parte fija formada por polos salientes

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.

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.

Entre otras piezas como se puede observar en la ilustración 1

Desarrollo:

En el salón de clase vimos una teoría acerca de la fuerza producida en un conductor

Ilustración 1

Ilustración 3

como podemos obcerbar en la ilustacion 3 en esta imagen por medio de la mano derecha podemos estableser los siguientes puntos en esta imagen por ejemplo

El dedo indice nos indica l El medio es B El pulgar es la F donde F=i(l*B) o F=i l B cos0

Despues en un voltaje inducido en un conductor dentro de un B (ilistracion 3.1)

ilustracion 3. 1

Aplicando la regla de la mano derecha

Índice = V

Medio = B

Pulgar = V*B

Einducido= (v*B)l Eind=vBsen0(lcos0) e indo=VBl

Generador:

Si una armadura gira entre dos polos de campo fijos, la corriente en la armadura se mueve en una dirección durante la mitad de cada revolución, y en la otra dirección durante la otra mitad. Para producir un flujo

Ilustración 3.2

constante de corriente en una dirección. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 V. de estos sistemas la parte teórica está representada por la ilustración 3

Motor:

En general, los motores de corriente continua son similares en su construcción a los generadores. De hecho podrían describirse como generadores que funcionan al revés. Cuando la corriente pasa a través de la armadura de un motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas por la reacción magnética, y la armadura gira. La acción del conmutador y de las conexiones de las bobinas del campo de los motores son exactamente las mismas que usan los generadores. La revolución de la armadura induce un voltaje en las bobinas de ésta. Este voltaje es opuesto en la dirección al voltaje exterior que se aplica a la armadura, y de ahí que se conozca como voltaje inducido.

La explicación se puede observar en la ilustración 2

De esta teoría parten las siguietes formulas mostradas en la figura 2.1

Ilistracion 2.1

Motor: Excitación independiente( ilustración 2.2)

consta de un núcleo formado por chapas magnéticas de hierro, de la calidad denominada chapa de dinamo o chapa de inducido, aisladas entre sí por medio de papel o barniz; esto se hace así para disminuir las corrientes de Foucault que se producen en el núcleo magnético, hasta límites admisibles. El núcleo lleva en su parte periférica unas ranuras, para alojar los conductores que constituyen el arrollamiento del inducido ó devanados del

Ilustración 2

inducido; en este arrollamiento se produce la fuerza electromotriz inducida a causa del flujo magnético que lo atraviesa y que procede del sistema inductor. Los conductores que forman el arrollamiento del inducido van conectados entre sí, de forma que las fuerzas electromotrices que se producen en cada uno de ellos, se suman para producir la fuerza electromotriz total.

ilustración 2.2

Motor en derivación.(ilustración 2.3)

Motor de excitación en paralelo es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducidos e inductor auxiliar. Al igual que en las dinamos, las bobinas principales están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande. En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que en el motor serie (también uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenas sufre variación.

ilustración 2.3

Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye más que ligeramente cuando el par aumenta. Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste

del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo). El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los generadores de corriente continua

Motor de excitación en serie. (ilustración 2.4)

Es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el inducido y el devanado inductor o de excitación van conectados en serie. El voltaje aplicado es constante, mientras que el campo de excitación aumenta con la carga, puesto que la corriente es la misma corriente de excitación. El flujo aumenta en proporción a la corriente en la armadura, como el flujo crece con la carga, la velocidad cae a medida que aumenta esa

carga.

ilustración 2.4

Las principales características de este motor son:

1. Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido.

2. El par motor es casi constante a cualquier velocidad.3. Este motor tiene un par de arranque muy elevado por lo que se utiliza en ascensores,

carretillas elevadoras o motores de arranque de coches.4. La velocidad apenas disminuye cuando aumenta la carga.5. Le afectan poco la variaciones bruscas de la tensión de alimentación, ya que un

aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contraelectromotriz, estabilizándose la intensidad absorbida.

Motor de excitación compuesta (ilustración 2.5)

Es un Motor eléctrico de corriente continua cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar. Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.

Compuesto acumulativo (ilustracion 2.6)

Ilustración 2.5

El flujo del campo serie varía directamente a medida que la corriente de armadura varía, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compuestos se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compuestos acumulativo.

ilustración 2.6

Compuesto diferencial

Un motor de este tipo hace que las fuerzas magnetomotrices se eten una de otra esto significa que cuando aumenta la carga en el motor el flujo en el motor disminuye y como el flujo disminulle la velocidad del motor aumenta el cual caua un incremento en la carga por lo tanto es inestable

Motores de corriente continua de imán permanente.

En otra entrada ya tratamos los motores de corriente continua, me dejé el motor de corriente continua de imanes permanentes. Es como cualquier motor de corriente continua con la diferencia que el bobinado inductor está compuesto por imanes permanentes. Existen muchos modelos de este tipo de motores de potencias de fracciones de vatio hasta el centenar de vatios o más dependiendo de la aplicación, no suelen ser potencias altas, su utilización es enorme en maquinaria industrial, maquinaria de embalaje, accionamiento de disyuntores, aplicaciones domóticas, en servomotores, maquinaría de laboratorio, etc. Las tensiones nominales de estos motores dependiendo de la aplicación pueden ser desde 12 a 110 voltios de cc, aunque existen de tensiones menores o mayores. Se puede observar su composición en la ilustración 2.7

ilustración 2.7

Conclusión:

En este trabajo se pudo observar y comprender que en un motor de corriente directa existen distintos usos y aplicaciones los cuales necesita de un tipo en específico para realizar una tarea por lo tanto el conocimiento de cada uno de ellos es útil para la tarea a realizar , esto por el lado laboral además es bueno conocer el comportamiento de cada uno para tener la bases solidas del funcionamiento de un motor