MAQUINAS DC

MAQUINAS DC

Fabián Eduardo Pesantez Pesantez

fpesantez@est.ups.edu.ec

Luis Alberto León Morales

lleonm@est.ups.edu.ec

Ingeniería Electrónica

Universidad Politécnica Salesiana

Cuenca, Ecuador

RESUMEN: a lo largo del documento se realizara un análisis de las maquinas de corriente continua.

Se realizara un estudio de principio de funcionamiento el cual se basa en la variación de campo magnético al momento de realizar el giro del rotor, una de las partes mas importantes de este tipo de maquinas es el colector de delgas el cual es el encargado de realizar una rectificación mecánica con el fin de obtener corriente continua en los bornes de la maquina (en el caso de un generador).

Las características principales de este tipo de maquinas es que es totalmente reversible es decir que puede funcionar como motor o como generador.

Se mencionaran las partes constitutivas de este tipo de maquinas así también el funcionamiento de cada una de ellas.

Para finalizar se ara un análisis dela eficiencia y las perdidas en este tipo de maquinas.

1 INTRODUCCIÓN

En la actualidad la industria se esta desarrollando de una manera muy acelerada, es ella se utilizan actuadores en la gran mayoría motores tanto de CA como de CD.

El desarrollo tecnológico actual muestra innovaciones tecnológicas tanto de pequeña como de gran escala las cuales son impulsadas por actuadores como son los motores de corriente continua.

Debido a las causas antes mocionadas se a echo evidente el estudio de las maquinas de corriente continua tanto desde su principio de funcionamiento como lograr identificar con éxito sus parte. Con el fin de conocer las potencialidades y las limitaciones de este tipo de maquinas.

Las maquinas de corriente continua presentan serias ventajas competitivas frente a maquinas tanto eléctricas como a otro tipo de energía ya sea mecánica, térmica, o en base a hidrocarburos, etc. Gracias a ello se encuentran como grandes competidores en el mercado y se hace necesario un estudio concerniente a ellas.

2 DESARROLLO

Figura 1 motor DC

2.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

2.1.1. LEY DE FARADAY

La inducción electromagnética es origina la producción de una fuerza electromotriz en un conductor expuesto a un campo magnético variable, o bien en un conductor móvil respecto a un campo magnético estático.

En el conductor se produce una corriente inducida. En la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).

f.e.m.=-dΦ/dx

2.1.2. LEY DE BIOT-SAVART

Es la relación entre una corriente y el campo magnético que esta produce.

La ley de Biot-Savart para el campo creado por un elemento dl de un conductor que transporta una corriente I en un punto P es:

2.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

En las máquinas de corriente continua, el inductor produce el campo magnético necesario para que se produzcan corrientes inducidas.

En el inducido se desarrollan las corrientes inducidas por medio campo magnético producido en el inductor. Finalmente, el colector es el órgano que recoge las corrientes producidas por el inducido, obteniéndose corriente continua; esto, en el caso de un generador. O, por el contrario, sirve para recoger la corriente de la línea de alimentación para que, por reacción sobre el campo magnético inductor se produzca un movimiento rotatorio, en el caso de un motor.

Figura 2 diagrama básico del principio de funcionamiento

2.2.1. FUNCIONAMIENTO DEL INDUCTOR

El sistema inductor produce el campo magnético necesario para crear las corrientes inducidas. Este campo magnético puede ser producido por imanes permanentes o por electroimanes.

Generalmente, el campo magnético inductor está producido por electroimanes montados sobre la carcasa de la máquina; estos se llaman polos inductores y están constituidos por un núcleo magnético de hierro o de acero y un arrollamiento conductor que lo rodea.

Las bobinas que constituyen los arrollamientos de excitación de los diferentes polos, están conectadas entre sí de manera que formen, alternativamente, un polo Norte y un polo Sur.

2.2.2. FUNCIONAMIENTO DEL INDUCIDO

El inducido de una máquina de corriente continua, 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 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.

2.2.3. COLECTOR DE DELGAS

Es un conjunto de láminas conductoras o delgas, generalmente de bronce, dispuestas en forma cilíndrica y aislada entre sí, que giran al mismo tiempo que el inducido. Se colocan unas escobillas, a los que se unen los conductores exteriores generales. Cualquiera que sea la posición del inducido, los conductores de la izquierda producen fuerzas electromotrices hacia atrás y los conductores de la derecha producen fuerzas electromotrices dirigidas hacia delante; por lo tanto, cada una de las escobillas recogerá siempre corriente de un solo sentido.

2.3. ESTRUCTURA

2.3.1. ESTATOR

Esta formado por una corona de material ferromagnético en cuyo interior, regularmente distribuidos y en número par, van dispuestos unos salientes radiales con una expansión en su extremo, denominados polos, sujetos por tornillos a la culata.

Alrededor de los polos, se encuentran unas bobinas de hilo, o pletina de cobre aislado, cuya misión es, al ser alimentadas por corriente continua, crear el campo magnético inductor

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