Motores de Corriente Continua

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    06-Mar-2016
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Trabajo de Investigación orientado a la funcionalidad y clasificación de Motores de Corriente Continua

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TEMA: MOTOR EN CORRIENTE CONTINUAEstudiantes: ALIAGA ROJAS, YOLANDA JIMENEZ INFANTES, JORDY MORAN GUILLERMO, ALEX NAMAY JULCA, NATALIA PANTA RIVERA, PAUL VALLE ANTICONA, ALICIADocente:LIC. PAULINO SANCHEZ Asignatura:ELECTRICIDAD APLICADA

2015

1. PRESENTACIN:

El desarrollo del presente trabajo se hace en relacin con el principio de funcionamiento de las distintas versiones de mquinas elctricas de corriente continua que existe. El entendimiento de las mquinas de corriente continua, permiten no solo a los ingenieros si no a las personas en general una eficaz eleccin adems de la posibilidad de evitar situaciones en las que se produzcan accidentes a causa del uso u operacin inadecuada de los equipos que trabajan con este tipo de energa. En nuestra vida ha tomado gran importancia le energa elctrica utilizada en la iluminacin que sera casi imposible vivir sin ella. La mayor parte de los equipos elctricos requieren grandes cantidades de corriente y tensiones altas para poder funcionar, estas grandes cantidades de corriente las suministran ms mquinas elctricas rotativas que reciben el nombre de generadores dinamoelctricos. Los generadores dinamoelctricos pueden suministrar corriente continua para canalizarla a la utilizacin especfica que requiera el usuario. Los dispositivos elctricos que necesitan de la corriente continua son tan importantes en nuestra vida como los que usan la corriente alterna. La corriente continua presenta una gran ventaja sobre la corriente alterna, esta es que se puede almacenar. La desventaja que presenta es que no es posible su transporte a grandes distancia debido a la prdida que se presenta en los conductores al menos que esta se transporte a muy elevados niveles de voltaje el cual representa un costo muy elevado y casi imposible en su produccinLa corriente continua es de gran importancia ya que en la industria existen gran cantidad de procesos en los cuales es fundamental tener una gran precisin en la velocidad. En lo cual los motores de corriente directa tienen una gran aplicacin debido a la facilidad con la cual es posible regular su velocidad.Los generadores y motores de corriente directa que existen en la actualidad tienen su aplicacin dependiendo de sus caractersticas ya que los primeros pueden ofrecer un nivel bajo o alto de voltaje y la intensidad de corriente puede variar. Los motores pueden ofrecer alto par de arranque aun cuando estn sometidos a carga, segn la aplicacin que se tenga es la mquina que se va a elegir siempre buscando hacer la mejor eleccin.

2. EVOLUCIN HISTRICA:

Con el descubrimiento de la ley de la induccin electromagntica por Faraday, empieza la historia de las mquinas elctricas y hasta mediados de la octava dcada del siglo pasado, representa en esencia la historia del desarrollo de la mquina de corriente continua. La mquina pas cuatro periodos de desarrollo, a saber:1) Mquinas tipo magnetoelctrico con imanes permanentes,2) Mquinas tipo electromagntico con excitacin independiente,3) Mquinas del mismo tipo con autoexcitacin y tipo elemental del inducido.4) Mquinas del tipo de polos mltiples con inducido perfeccionado.

El primer periodo de desarrollo de la mquina de corriente continua, que abarca el tiempo desde 1831 hasta 1851, est enlazado ininterrumpidamente con los nombres de los cientficos rusos E. J. Lenz y B. S. Jacobi.

El segundo y tercero periodo de desarrollo de la mquina de corriente continua, se caracterizan por el paso a las mquinas del tipo electromagntico, al principio, con excitacin independiente, y luego, con autoexcitacin.

En el cuarto perodo de su desarrollo (de 1871 a 1886) la mquina de corriente continua adquiri los rasgos fundamentales de la construccin moderna. Para el desarrollo posterior de las mquinas de corriente continua tuvo gran importancia la creacin del convertidor con un inducido de corriente alterna a continua y el convertidor inverso de corriente continua a alterna; instalaciones con convertidores a vapor de mercurio para la alimentacin de las mquinas de corriente continua de los dispositivos industriales y los, ferrocarriles electrificados tanto en las subestaciones de traccin, como en las locomotoras elctricas.

En la tercera dcada de nuestro siglo se comienza la elaboracin de tipos especiales de mquinas elctricas con campo transversal segn el sistema de Rosenberg para la iluminacin de los trenes y la soldadura elctrica.

Las mquinas de corriente continua obtuvieron amplio empleo al principio como turbogeneradores de alta velocidad y de potencia limitada, y a continuacin como excitadores de los turbogeneradores sincrnicos de alta velocidad y alta potencia.Las mquinas de corriente continua hallaron sobre todo amplio empleo en los mecanismos auxiliares de los mandos elctricos de barco, as como para la propulsin elctrica de los barcos.

3. PLANO / ESQUEMA

4. PARTES Y CARACTERISTICAS:

4.1. Estator:Es el que crea el campo magntico fijo, al que llamamos excitacin; est constituido por una corona de material ferromagntico denominada culata o yugo en cuyo interior, van dispuestos unos salientes radiales con una expansin en su extremo, denominados polos. Estos se encuentran regularmente distribuidos y en nmero par. Los cuales se encuentran sujetados por tornillos a la culata.

Fig. 1 Estator de una mquina de corriente continua.

4.2. Yugo o carcasa: Llamada tambin envolvente que sirve para proteger a la mquina y sostener lar partes fijas de que consta el circuito magntico formado por partes del mismo.

Fig. 2 Vista de una carcasa con sus componentes.

4.3. Piezas polares tambin llamados polos: Es la parte del circuito magntico situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el ncleo y la expansin polar.4.4. Ncleo. Es la parte del circuito magntico rodeado por el devanado inductor.4.5. Devanado inductor. Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magntico, al ser recorrido por la corriente elctrica.4.6. Expansin polar. Es la parte de la pieza polar prxima al inducido y que bordea al entrehierro.4.7. Polo auxiliar o de conmutacin.Es un polo magntico suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutacin. Este suele usarse en las mquinas de mediana y gran potencia.

Fig.3 Vista del polo de conmutacin

4.8. Culata.Es una pieza de material ferromagntico, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la mquina.4.9. Base.La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecnica de operacin de la mquina, puede ser de dos tipos: a) Base frontal. b) Base lateral. 4.10. Tapa.Las tapas del generador son colocadas y aseguradas al estator por medio de pernos colocados a ambos extremos del mismo y contienen el alojamiento para los cojinetes del eje al rotor o armadura. Las tapas pueden ser del tipo conocido con el nombre de araa y pueden ser cerradas o abiertas segn el generador se construya para uso general o para prueba de polvo o de explosin. 4.11. Rotor.El rotor se construye con chapas finas de 0.3 a 0.5 mm de espesor, aisladas unas de otras por una capa de barniz o de xido. Con ranuras en las que se introduce el devanado inducido de la mquina. Este devanado est constituido por bobinas de hilo o de pletina de cobre convenientemente aislados, cerrado sobre s mismo al conectar el final de la ltima bobina con el principio de la primera.

Fig. 4 rotor de corriente continua

Partes de rotor:4.11.1. Eje del rotor. Se fabrica de acero, debidamente maquinado y construido a tratamiento trmico cuando se necesita ensamblar con el ncleo magntico de la armadura

Fig.5 Rotor completo de una mquina de corriente directa de gran potencia.

4.11.2. Armadura. Est formada por un ncleo magntico de laminacin de acero al silicio de buena calidad magntica y la laminacin tiene un espesor que puede variar desde los 15 milsimas hasta los 30 milsimas de pulgada.4.11.3. Devanado inducido. Es el devanado conectado al circuito exterior de la mquina y en el que tiene lugar la conversin principal de la energa. En la mayora de los casos se utilizan devanados de varillas o hilos.

Fig. 6 Tipos de devanados usados en las mquinas de corriente directa. A la izquierda un devanado de varilla y a la derecha un devanado con devanado matricial.

4.12. Conmutador. Es el conjunto de las lminas conductoras construidas con segmentos de cobre electroltico que reciben el nombre de delgas, aisladas al eje y unas de otras, pero conectadas a las secciones de corriente continua del devanado y sobre las cuales frotan las escobillas.

Fig.7 Conmutador de una mquina de corriente directa usado en una pequea esmeriladora

4.13. Escobillas. La funcin de la escobillas es conducir las corrientes desde el conmutador hacia el circuito externo generalmente se fabrican de carbono y para generadores que operan con muy bajo voltaje se fabrican de cobre en algunos casos de aleaciones de carbono y cobre

Fig. 8Escobillas utilizadas en las mquinas de corriente continua.

4.14. Entrehierro. Es el espacio comprendido entre las expansiones polares y el inducido, suelen ser normalmente de 1 a 3 mm, lo imprescindible para evitar el rozamiento entre la parte fija y la mvil.4.15. Cojinetes. Tambin conocidos como rodamientos, contribuyen a la ptima operacin de las partes giratorias de la mquina. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecnicos, y para reducir la friccin, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia.Los cojinetes se pueden dividir en dos clases:a) Cojinetes de deslizamiento. Operan en base al principio de la pelcula de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del e