Investigación sobre máquinas de corriente continua

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Tecnologico Nacional de México

Instituto Tecnologico de Ciudad Guzman

Ing. Electronica

Maquinas Electricas

Unidad 2

Investigación sobre máquinas de corriente continua.

Jose Miguel Magaña Gutierrez

N/C: 18290365

Ing. Rogelio Guerro Magaña

12 de Noviembre de 2020

Introducción.

La corriente continua presenta grandes ventajas, entre las cuales está su capacidad para ser almacenada de una forma relativamente sencilla.  Pero ¿Por qué hablamos de la corriente continua? Porque dentro de este documento vamos a hablar de las máquinas de corriente continua las cuales dentro de los distintos tipos de máquinas eléctricas que actualmente se emplean en aplicaciones de potencia La razón de ello fue que, en un principio, no se pensó que la corriente alterna tuviera las ventajas que hoy se le conocen, especialmente en la transmisión de energía eléctrica a grandes distancias.

Este tipo de maquinas se procuraba producir un tipo de corriente similar  a la de las pilas galvánicas. Este tipo de maquinas tienen diferentes tipos de ventajas fundamentales de los motores de corriente continua en comparación de los motores de corriente alterna a tal grado de la flexibilidad para el control de la velocidad y par.

Pero mas sin embargo con el avance de la electrónica de potencia, la aplicación de los motores de corriente continua (en los cuales estos mantenían una supremacía) se fueron reduciendo en favor de los motores de corriente alterna cuyo costo de fabricación y mantenimiento es mucho menor a comparación de uno de corriente continua.

Desarrollo.

Las máquinas de corriente continua tienen una constitución tan característica donde en las maquinas de corriente continua el inductor esta en el estator, que es de polos salientes, y el inductor esta en el rotor. A su vez parte de esta metodología nos indican varios puntos del porque este tipo de máquinas tienen:

• Amplio rango de velocidades, ajustables de modo continuo y controlables con alta precisión.
• Característica de torque-velocidad variable, constante o bien, una combinación ideada por tramos.
• Rápida aceleración, desaceleración y cambio de sentido de giro.
• Posibilidad de frenado regenerativo.
• Tiene dos devanados los cuales ambos se conectan a tensiones continuas, pero el devanado inducido recibe su tensión a través de un colector de delgas, por lo que la corriente que circula por el es alterna (aunque no sinusoidal).
• En estas máquinas el núcleo es magnético del rotor se construye apilando chapas magnéticas; pues al girar se ve sometido a un campo magnético variable y, en consecuencia, tiene perdidas magnéticas.
• Cuando actúa como generador, en el inducido se generan corrientes alternas que son rectificadas por el colector de delgas, por lo que se suministra tensión continua al exterior.
• Cuando actúa como motor la interacción del campo magnético inductor con las corrientes alternas que circulan por el devanado del rotor produce el giro de este. [pic 3]

Una máquina de corriente continua conlleva diferentes aspectos básicos los cuales podemos ver a continuación:

1. Inductor: Es de los polos salientes y está en el

Figura 1.1, Parte de una

máquina de corriente         estator. continua. 

1. Inducido: Está en el rotor y su devanado se aloja en ranuras.
2. El inducido se alimenta a través de un colector de delgas que no aparece en la figura adjunta
3. Una línea neutra (L.N.) es una recta que une los puntos donde el campo magnético se anula. Hay tantas líneas neutras como pares de polos. 

Este tipo de máquinas tienen un funcionamiento, el cual se basan en la Ley de inducción electromagnética de Faraday que indica que “en cualquier conductor que se, mueve en el seno del campo magnético se generara una diferencia de potencial entre sus extremos proporcional a la velocidad de desplazamiento”. Esto en otras palabras es el uso de la mano derecha la cual podemos ver en la figura 1.2. el cual es el principio de funcionamiento de un generador.

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Figura 1.2, Representación de la regla de la mano derecha (principio de funcionamiento de un generador). La tensión inducida 𝑒 en un conductor que se desplaza a una velocidad 𝑢 dentro de un campo magnético 𝐵 es la siguiente:

𝑒 = 𝐵𝑙𝑢 

Los electrones son empujados hacia abajo por la fuerza magnética 𝐹𝐵 hasta que se establece el equilibrio. Si en lugar de un conductor rectilíneo se introduce una espira con los extremos conectados a una determinada resistencia y se le hace girar en el interior del campo, de forma que varía el flujo magnético abrazado por la misma, se detectara la aparición de una corriente eléctrica alterna que circula por la resistencia y que cesara en el momento en que se detenga el movimiento, como se muestra en la figura 1.3.

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Figura 1.3, Principio de funcionamiento de un generador.

Ahora hablando del funcionamiento de un generador de corriente continua (o dinamo) nos dice que:

Considérese una espira plana, rotando a velocidad 𝑤, alrededor de su eje (movida por una maquina motriz externa), ubicada en un campo magnético 𝐵⃗  uniforme proporcionado por un imán permanente o un electroimán como se muestra la figura

1.4.

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         Figura 1.4, Generador elemental. 

El voltaje inducido en la espira esta dado por 𝑒 = −(𝑑𝜙), donde:

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