Características y Funcionamiento de las Máquinas de Corriente Continua
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• Las máquinas de CC son generadores (dinamos) y motores.
• Son reversibles.
• Tienen movimiento rotativo. Funcionamiento basado en los principios de la inducción y par electromagnético.
• Dinamos: hay que proporcionar un par externo (energía mecánica) y devuelven energía eléctrica.
• Motores: hay que proporcionar energía eléctrica y devuelven par giratorio (energía mecánica).
• Figura 5.1: partes de una máquina de CC.
Circuito inductor de las máquinas de CC (pág. 81, 82 y 83)
• El circuito inductor se encuentra en el estator.
A. Circuito magnético: formado por carcasa o culata, núcleos polares y piezas o expansiones polares, y entrehierro. Además, puede haber polos auxiliares (formados de núcleo y expansiones polares).
B. Circuito eléctrico: formado por los bobinados de excitación (Figura 5.6). Conexionado (Figuras 5.7 y 5.8, pág. 83). Bobinados auxiliares: conectados en serie con el circuito inducido. Función: mejorar la conmutación.
Circuito inducido de las máquinas de CC (pág. 86 y 87)
(saltamos el punto 5.3, que lo veremos después)
A. Inducido: el circuito inducido se encuentra en el rotor. El rotor está formado a base de chapas porque está sometido a campos alternos.
El eje del rotor se asienta en la carcasa de la máquina con cojinetes.
• Tres tipos de rotores: anillo, disco y tambor. El tambor dispone de k ranuras donde se alojan bobinas del inducido (Figura 5.19, pág. 86), distintos tipos de ranuras.
B. Colector: cilindro adherido al eje del inducido, formado por pletinas de cobre (delgas) aisladas entre sí (Figura 5.20, pág. 86).
En cada delga empieza una bobina y termina otra.
C. Escobillas: piezas fijas de carbono. Soportan el rozamiento con las delgas. Sirven de conexión eléctrica entre la parte fija y la parte móvil de la máquina.
Alojadas en portaescobillas. Un muelle o resorte las mantiene unidas con las delgas (Figura 5.21, pág. 87).
Excitación de máquinas de CC (pág. 84 y 85)
• Dos tipos: excitación independiente y autoexcitadas.
Las máquinas con excitación independiente se caracterizan porque la corriente de excitación y la corriente por el inducido son totalmente independientes.
Las autoexcitadas se caracterizan porque toda o parte de la corriente de excitación proviene de la corriente por el inducido.
En el caso de los generadores, el flujo magnético inicial se produce gracias a la histéresis magnética de los núcleos y piezas polares.
Hay tres tipos de máquinas autoexcitadas:
- Serie (Fig. 5.12 y 5.13)
- Derivación (shunt) (Fig. 5.14 y 5.15)
- Compuesta (compound) (Fig. 5.16 y 5.17)
Elementos relativos a los bobinados del rotor (pág. 87)
El rotor sostiene el bobinado inducido y el colector de delgas, ambos son de cobre.
• Bobina: formada por un determinado número de espiras. La parte activa de las bobinas son las secciones inducidas en el interior de las ranuras. Las cabezas de las bobinas unen los lados activos y se encuentran fuera de las ranuras.
En una misma ranura puede haber más de una bobina (o sección inducida). Cada bobina tiene su principio y su final.
Los inducidos son normalmente de dos capas. Un lado arriba y otro abajo (Fig. 5.23).
Condiciones del bobinado inducido (pág. 88 a 90)
• Paso polar: distancia en ranuras que hay entre los ejes de dos polos contiguos. YP = k/2p. Cada lado activo de una bobina debe quedar bajo dos polos contiguos.
• Ancho de bobina: si el paso polar es fraccionario, el ancho de la bobina se podrá alargar o acortar (con polos auxiliares) o solo alargar (sin polos auxiliares).
• Ancho de sección: Y1 = YK U.
Los bobinados imbricados (Fig. 5.27) se caracterizan por hacer retroceder la parte final de cada bobina. Los bobinados ondulados (Fig. 5.28) se caracterizan por hacer avanzar la parte final de cada bobina hacia el siguiente polo hasta completarse todas las ranuras del rotor.