Máquinas de Corriente Continua (Parte 1)

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA Máquinas Eléctricas (342) Curso: Ingeniería Mecánica Máquinas de Corriente Continua (Parte 1) Prof. Justo José Roberts

2 Máquinas Corriente Continua (CC) Introducción Transformador MÁQUINAS ESTÁTICAS Autotransformador Rectificadores Onduladores ME MÁQUINAS ROTATIVAS CA CC Síncronas Asíncronas Generador (alternador) Motor Generador (dínamo) Generador Motor (de inducción) Motor Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 2

3 Introducción Parte 1 Aspectos constructivos de las máquinas de corriente continua. Principio de funcionamiento como motor y generador. Excitación. Ecuación general del motor y generador. Reacción de inducido, consecuencias. Conmutación. Parte 2 Generadores de corriente continua. Curvas características de los generadores de excitación independiente, derivación, serie y compuesta. Característica magnética, en vacío, en carga, externa y de regulación. Parte 3 Motores de corriente continua. Corriente de arranque. Momento resistente y de rotación. Curvas características de motores de excitación independiente, derivación, serie y compuesta. Variación de velocidad. Sistema Ward-Leonard. Inversión de marcha. Frenado. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 3

4 Introducción Las Máquinas de Corriente Continua (CC) una gran importancia histórica debido a su empleo como generadores o dinamos primer procedimiento para producir energía eléctrica a gran escala. El empleo de la máquina de CC como generador esta obsoleto debido a que la corriente alterna presenta ventajas para generación, transporte y distribución de energía eléctrica cuando se necesita CC rectificación electrónica. Las máquinas de CC empleadas mayormente como motor. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 4

5 Introducción VENTAJA de motores CC mayor grado de flexibilidad para el control de la velocidad y par. DESVENTAJA de motores CC mantenimiento de algunas piezas (escobillas y colector), y el tamaño para potencias elevadas. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 5

6 Introducción Recordando nuestra maquina elemental... Red C.A. ω 1, f 1 i 1 i Inducido ω m Inductor Eje del rotor (inducido) θ = pα Eje del estator (inductor) f f 2 1 n p 60 Ecuación muy importante que relaciona las frecuencias de los circuitos inductor f 1 e inducido f 2 con la velocidad de rotación del rotor n y el número de pares de polos p. Inducido MÓVIL - Flujo CONSTANTE f1 0 n 0 f 1 : frecuencia del devanado primario f 2 : frecuencia del devanado secundario f L : frecuencia del circuito exterior f 2 n p fl f2 60 Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 6

7 Introducción f f 2 1 n p 60 f 1 : frecuencia del devanado primario f 2 : frecuencia del devanado secundario f L : frecuencia del circuito exterior Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 7

8 Introducción La Máquina de Corriente Continua (CC) funcionando como generador de corriente continua recibe el nombre de dínamo transforma energía mecánica en eléctrica. Todos los generadores de corriente continua son, en su esencia, sistemas que generan una fem alterna mediante mecanismos adecuados la convierten en continua. Sistema Eléctrico CC Máquina Eléctrica ROTATIVA Sistema Mecánico P eléctrica CC Motor de CC P mecánica Sistema Eléctrico CC Máquina Eléctrica ROTATIVA Sistema Mecánico Generador de CC P eléctrica CC P mecánica Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 8

9 Aspectos Constructivos La máquina de CC consta de dos devanados alimentados con CC: El inductor que está en el estator de la máquina y El inducido que está en el rotor. En el caso de funcionamiento como generador se alimenta con CC el inductor y se obtiene la FEM en el inducido (también continua). En el caso de funcionamiento como motor ambos devanados están alimentados con CC. Su funcionamiento se basa en la existencia colector mecanismo que convierte las magnitudes variables generadas o aplicadas a la máquina en magnitudes constantes (rectificador mecánico). Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 9

10 Aspectos Constructivos Partes esenciales de una máquina de corriente continua, en forma independiente de su funcionamiento como motor o generador. Culata o yugo Núcleo polar (polo ppal.) Expansión polar (polo ppal.) Núcleo polar (polo auxiliar) Expansión polar (polo auxiliar) Entrehierro Arrollamiento de excitación Núcleo del inducido Arrollamiento del inducido Arrollamiento de conmutación Conmutador o colector Escobillas Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 10

11 Aspectos Constructivos Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 11

12 Aspectos Constructivos Elementos móviles: Rotor o inducido Colector Delgas Arrollamiento del inducido Elementos fijos: Culata Polos inductores (núcleo polar y expansiones polares) Polos de conmutación Devanados de excitación y conmutación Escobillas Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 12

13 Aspectos Constructivos Escobillas Culata o yugo Rotor Entrehierro Colector Núcleos polares Árbol motor (eje) Bobina inducido Bobina inductor Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 13

14 Aspectos Constructivos Estator (inductor) de máquina tetrapolar: Culata o yugo Núcleo polar (polo ppal.) Expansión polar (polo ppal.) Núcleo polar (polo auxiliar) Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 14

15 Aspectos Constructivos Rotor (inducido) de máquina anterior: Núcleo del inducido Arrollamiento del inducido Conmutador o colector Árbol motor (eje) Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 15

16 Aspectos Constructivos Estator (inductor) Rotor (inducido) Colector Núcleo del inducido Arrollamiento del inducido Núcleo polar Expansión polar Eje Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 16

17 Aspectos Constructivos Estator (inductor) Imanes permanentes Corrección de equilibrio dinámico Conmutador Rotor (inducido) Escobillas Rodamientos anterior y posterior Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 17

18 Aspectos Constructivos Rotor (inducido) detalle: Bobinado inducido Núcleo inducido Bobinado interconexión con colector Aislamiento entre delgas Rodamiento Aislamiento entre delgas Aislamiento de bobinas Colector de delgas Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 18

19 Aspectos Constructivos Colector de delgas: 1. Superficie de contacto con las escobillas. 2. Talón para la conexión a las bobinas. 3. Cola de milano. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 19

20 Aspectos Constructivos Colector de delgas y escobillas: Tapa posterior Tapa anterior y porta escobillas Estator Rotor Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 20

21 Aspectos Constructivos Colector de delgas y escobillas: Escobillas Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 21

22 Principio de Funcionamiento Esquema simplificado máquina de 2 polos y 2 delgas: Bobina de inducido Conmutador o colector Escobillas Corriente de excitación Arrollamiento de excitación Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 22

23 Principio de Funcionamiento Análisis como Generador: Del análisis del alternador elemental, sabemos que una espira girando a una velocidad angular ω en el interior de un campo magnético uniforme genera una fem alternada sinusoidal: sen e t E t m Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 23

24 Principio de Funcionamiento Análisis como Generador: Para obtener una corriente con sentido unidireccional es necesario incorporar el conmutador, compuesto por el colector y las escobillas, cuyo objetivo es el de rectificar la corriente alterna. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 24

25 Principio de Funcionamiento Análisis como Generador: e B v A 2 + z n - B Regla de la mano DERECHA (acción generadora) Los polos principales produce un flujo magnético conforme el sentido indicado las líneas de campo van de arriba hacia abajo. Conductor superior se mueve de derecha a izquierda corriente saliente polaridad positiva a delga 1 terminal A positivo Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 25

26 Principio de Funcionamiento Análisis como Generador: e B v A 2 + z n - B Regla de la mano DERECHA (acción generadora) Conductor inferior se mueve de izquierda a derecha corriente entrante polaridad negativa a delga 2 terminal B negativo Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 26

27 Principio de Funcionamiento Análisis como Generador: A A z + n z n B B Los dos lados de bobina pasan por línea neutra z-n no cortan líneas de campo fem = 0 escobillas tocan simultáneamente las 2 delgas consecutivas conmutación Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 27

28 Principio de Funcionamiento Análisis como Generador: + A z A + n z - B 1 2 A + n z - B n - B Conductor que estaba arriba pasa a abajo delga 1 toca escobilla derecha la fem inducida es alterna por acción del conmutador (colector + escobillas) polaridad exterior de terminales A y B es constante, contínua Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 28

29 Principio de Funcionamiento Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 29 Análisis como Generador: 1 2 B z n 2 1 n z B B A A I I La polaridad exterior de terminales A y B es constante la corriente es unidireccional o contínua A z n I = 0

30 Principio de Funcionamiento Análisis como MOTOR: + A z n - B Los polos principales produce un flujo magnético conforme el sentido indicado las líneas de campo van de arriba hacia abajo. Terminal A es positivo ingresa corriente pasa a escobilla izquierda por la delga 1 lado de bobina en la parte superior izquierda sale por lado de bobina inferior derecha. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 30

31 Principio de Funcionamiento Análisis como MOTOR: df I d B + A z n - B Regla de la mano IZQUIERDA (acción motora) La circulación de una corriente en un conductor dentro de un campo magnético genera una fuerzas electromagnética las componentes diametrales se anulan quedan las tangenciales generan una Cupla. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 31

32 Principio de Funcionamiento Análisis como MOTOR: A A z + n z n B B Al llegar a la línea neutra z-n escobillas tocan simultáneamente las 2 delgas consecutivas la corriente sufre un breve cortocircuito fuerza electromotriz = 0 conmutación Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 32

33 Principio de Funcionamiento Análisis como MOTOR: A A A z + n z n z B B n - B Luego de la conmutación el fenómeno se repite se permuta la posición de los conductores el sentido de la Cupla de mantiene. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 33

34 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Como fue mencionado, el conmutador permite generar una tensión unidireccional la polaridad de las escobillas permanece invariable. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 34

35 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Para mejorar la forma de onda aumenta el número de espiras y delgas. 1 espira + 2 delgas 2 espiras + 4 delgas Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 35

36 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Se deduce que al aumentar el número de bobinas la fem inducida es cada vez más parecida a una recta, es decir a una corriente contínua lo mismo se aplica a la fuerza electromagnética en el caso de un motor. 1 espira + 2 delgas 2 espiras + 4 delgas Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 36

37 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Se busca que la forma de onda en el entrehierro se plana en buena parte del trayecto esto se logra con expansión polar adecuada (entrehierro constante) mejorar la fem rectificada más parecida a CC. de 1 a 2: crece el B y la fem es generada por: d e B v dt de 2 a 3: la bobina recorre el entrehierro, donde el B = cte. de 3 a 4: decrece el B y decrece la fem inducida zonas 1 y 4: bobina paralela a líneas de campo, no genera fem. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 37

38 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Se muestran los valores de inducción (B), correspondiente a cada punto del perímetro del inducido, a lo largo del paso polar. Campo magnético del inductor fem corriente Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 38

39 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Para lograr una forma de onda de corriente continua, mejorar disipación térmica, disminuir el número de espiras por bobina y mejorar conmutación las bobinas del inducido se reparten entre varias delgas. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 39

40 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: El efecto en la fem resultante se ve en la figura se suman las fems componentes de cada bobina. Rama superior Rama inferior Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 40

41 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Onda del campo magnético del inductor y fem inducida a lo largo de circunferencia de inducido Ondas de fem inducidas en las diversas espiras de una rama. fem inducida en el conjunto del inducido, recogido por las escobillas. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 41

42 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada: Devanado imbricado Devanado ondulado Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 42

43 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada (analíticamente): La fem inducida en una espira es: E B v L B: inducción originada por la corriente de las bobinas de excitación [T]. L: longitud del conductor bajo la influencia del campo magnético, que es la longitud del rotor [m] v: velocidad tangencial del rotor [m/s]. El valor de la inducción magnética es: B B S S: sección de la máquina asociada con cada polo magnético, si la máquina cuenta con P polos, la sección es la del cilindro que forma el rotor, dividida por la cantidad de polos magnéticos. P D L D L P área de un polo Arotor D L S N º P Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 43 polos D: diámetro del rotor

44 Principio de Funcionamiento Fuerza Electromotriz (FEM) generada (analíticamente): La velocidad tangencial en función de la velocidad angular es: v D n D v 2 n revoluciones por minuto Reemplazando: E B v L E P 60 Si la máquina tiene Z conductores y la corriente se divide en a ramas en paralelo: E Z P n 1 a 60 Cte. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 44 n E K n E f, n

45 Principio de Funcionamiento Par Electromagnético (CUPLA interna) generado: La cupla por cada conductor es: i i T B I L D 2 La inducción magnética B es: P D L La corriente por cada conductor esta dada por la corriente total dividida el número de ramas en paralelo a : I i T I a P Z 2 a T i P I D L D L a 2 Si la máquina tiene Z conductores, la cupla total resulta: Cte. I T K I 2 Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 45 B I corriente del inducido (rotor) T f, I

46 Principio de Funcionamiento Máquina funcionando como GENERADOR: Par electromagnético (resistente) Máquina movida por motor primario (sentido anti horario) se producen fem en los conductores del inducido (rotor). Al conectar una carga aparecen corrientes en el inducido reaccionan con campo magnético del inductor (estator) provocando un par electromagnético que se opone a la rotación carácter de resistente. El par motor debe ser suficiente para equilibrar el par resistente. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 46

47 Principio de Funcionamiento Máquina funcionando como GENERADOR: La tensión en bornes de la máquina funcionado como generador es: U E R I i donde E es la fem generada y R i es la resistencia interior, suma de: R di : R e : R a : R c : R s : Par resistente resistencia del devanado inducido. resistencia de contacto escobillas-colector. resistencia de polos auxiliares (si los hay). resistencia del devanado compensador (si lo hay). resistencia del devanado serie (si lo hay). Luego, la ecuación general del generador es: U K n R I 1 i Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 47

48 Principio de Funcionamiento Máquina funcionando como MOTOR: Par electromagnético (motor) Se debe aplicar una tensión CC de alimentación provoca una corriente de circulación por los conductores del inducido (rotor). La interacción de las corrientes y el flujo inductor par de rotación en sentido anti horario la máquina gira aparecen fem en el inducido. La fem se opone a causa que la genera fuerza contraelectromotriz (fcem). Habrá movimiento si par electromagnético > par resistente. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 48

49 Principio de Funcionamiento Máquina funcionando como MOTOR: La tensión aplicada a la máquina funcionado como motor es: Par motor U E R I c i Donde Ec es la fuerzas contraelectromotriz y R i es la resistencia interior, suma de: R i = R di + R e + R a + R c + R s Luego, la ecuación general del motor es: U K n R I 1 i Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 49

50 Principio de Funcionamiento Máquina funcionando como GENERADO y MOTOR: Par resistente Par motor Luego, la ecuación general de las maquinas de CC es: U E R I c U K n R I 1 i (+) para MOTOR y (-) para GENERADOR Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 50 i

51 Reacción del Inducido Fenómeno que se manifiesta en el funcionamiento como motor y generador. Recorrido de las líneas de campo magnético generadas por las bobinas del inductor (estator) en vacío, sin carga. Este campo función de corriente de excitación. Líneas del campo principal Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 51

52 Reacción del Inducido Fenómeno que se manifiesta en el funcionamiento como motor y generador. Recorrido de las líneas de campo magnético generadas por la circulación de corrientes en el inducido (rotor) Este campo función de corriente de carga. Se denomina reacción del inducido. Líneas del campo principal Líneas del campo del inducido Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 52

53 Reacción del Inducido Fenómeno que se manifiesta en el funcionamiento como motor y generador. + = Líneas del campo principal Líneas del campo del inducido Líneas del resultantes Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 53

54 Reacción del Inducido Fenómeno que se manifiesta en el funcionamiento como motor y generador. + = Líneas del campo principal Líneas del campo del inducido Líneas del resultantes Las líneas de campo se deforman es función de la carga. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 54

55 Reacción del Inducido Resumiendo: Se conoce como reacción del inducido al efecto que ejerce la fmm del inducido sobre la fmm del inductor, y que hace variar la forma y magnitud del flujo en el entrehierro respecto a los valores que la máquina presenta en vacío. En la máquina en vacío solamente actúa Φe. Línea neutra en vacío Φra N Línea neutra en carga Φe Φres En la máquina en carga actúa Φe y Φra. Φe = flujo del inductor (polos principales) Φra = flujo del inducido (reacción de armadura) Φres = flujo resultante Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 55 Z

56 Reacción del Inducido Si llamamos Z-N a la línea normal a las líneas de flujo principal. Z -N a la línea normal a las líneas de campo deformado. Línea neutra en vacío N Línea neutra en carga N Se observa claramente el desplazamiento de la línea neutra debido a la reacción del inducido. En vacío, la línea neutra magnética coincide con la línea neutra geométrica. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 56 Z Φra Z Φe Φres Φe = flujo del inductor (polos principales) Φra = flujo del inducido (reacción de armadura) Φres = flujo resultante

57 Reacción del Inducido Línea neutra en vacío N Línea neutra en carga N Línea neutra en vacío N Línea neutra en carga N B Φe Φra Φres Z Z Z Z Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 57

58 Reacción del Inducido Para un correcto funcionamiento de la máquina, la conmutación debe darse en el momento que la fem = 0 en la línea neutra. Para que la máquina siga funcionando correctamente, deben decalarse (moverse) las escobillas un ángulo α, de forma tal que vuelvan a ubicarse en la zona neutra real Z -N. Línea neutra en vacío Φra N Línea neutra en carga N Φe Φres Se deben adelantar las escobillas cuando la máquina trabaja como generador y retrasar cuando trabaja como motor. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 58 Z Z Φe = flujo del inductor (polos principales) Φra = flujo del inducido (reacción de armadura) Φres = flujo resultante

59 Reacción del Inducido Al decalarse las escobillas aparece una componente antagónica al flujo principal de carácter desmagnetizante. N N N α Φe Φa Φe Φra Φres Φra Φn Φres Z Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 59 Z Φe = flujo del inductor (polos principales) Φra = flujo del inducido (reacción de armadura) Φres = flujo resultante Φa = flujo antagónico (desmagnetizante) Φn = flujo normal Z

60 Reacción del Inducido Resumiendo: a) Si las escobillas están situadas en la línea neutra geométrica Z-N la reacción del inducido es transversal genera un desplazamiento de la línea neutra magnética Z -N la conmutación se produce cuando la fem 0 chispeo en colector. b) Si se decalan las escobillas a la línea neutra magnética Z -N se evita el chispeo del colector pero aparece una reacción antagónica que se opone al flujo inductor debe ser compensada. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 60

61 Reacción del Inducido Inconvenientes: a) Aumentan las pérdidas en el hierro de los dientes rotor y en las caras polares concentración de líneas de flujo en los lados de cada polo. b) La distorsión del campo debida a la reacción del inducido da lugar a un aumento de tensión entre delgas contiguas del colector favorece la producción de chispas. c) El flujo antagónico provoca una caída de tensión, ya que disminuye el flujo principal disminuye la tensión E d) Las zonas neutras quedan desplazadas en el perímetro del inducido función de la magnitud de la corriente de carga produce una caída de tensión adicional. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 61

62 Conmutación La conmutación es el fenómeno transitorio de inversión de la corriente en las bobinas cortocircuitadas por las escobillas, cuando pasa de una rama a la otra. Una buena conmutación debe realizarse sin la formación de chispas en el colector, caso contrario, el trabajo prolongado de la máquina es estas condiciones lleva a su deterioro prematuro. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 62

63 Conmutación Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 63

64 Conmutación Conmutación Lineal: Considerando: No se inducen fems sobre la bobina que conmuta. Se desprecian las resistencias de las bobinas y de los conductores. Solo existe la resistencia de contacto entre delga y escobilla. La escobilla está situada sobre la línea neutra. La máquina gira a una velocidad constante. El ancho de una escobilla es igual al de una delga. No hay escobillas en paralelo. Luego, la corriente que circula por una escobilla es la corriente total del inducido. t 1 2 T Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 64 i Ii 2 I i : corriente del inducido

65 Conmutación Conmutación Real: En la práctica, la conmutación lineal no se da nunca aparecen fems de autoinducción e inducción mutua en la sección conmutada por variación de la corriente fem reactiva: d e N dt Efectos de la f.e.m. reactiva: 1: Conmutación retrasada. 2: Conmutación lineal. 3: Conmutación adelantada. r Variación de corriente intensa sobre el final de la conmutación. Derivada de la corriente es nula sobre el final de la conmutación. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 65

66 Mejora de la Conmutación Polos Auxiliares o de Conmutación: Para eliminar el desplazamiento de la línea neutra geométrica con las variaciones de carga y asegurar una mejor conmutación, se emplean los llamados polos auxiliares (o de conmutación). Se colocan en la línea neutra teórica, provistos de un devanado en serie con el inducido. El devanado de conmutación produce un campo magnético opuesto al de la reacción transversal del inducido. Se compensa el campo transversal no es necesario decalar las escobillas Polo auxiliar Polo principal Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 66

67 Mejora de la Conmutación Polos Auxiliares o de Conmutación: Como el efecto que los polos auxiliares deben remediar depende de la corriente de carga estos deben estar en serie con el circuito del inducido. Estos polos anula la fuerza normal en la línea neutra geométrica. 00 Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 67

68 Mejora de la Conmutación Arrollamiento de Compensación: Los polos auxiliares eliminan las chispas en el colector no obstante, no evitan la distorsión del campo. Se recurre a los devanados de compensación, que anulan completamente la reacción del inducido. Van alojados en la expansiones polares corriente opuesta a los conductores del inducido enfrentados. Conectados en serie con el inducido y con el arrollamiento de los polos auxiliares o de conmutación. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 68 N Polo principal S Devanado compensador 00

69 Mejora de la Conmutación Configuración general de la máquina, con los arrollamientos de conmutación y de compensación: Arrollamiento auxiliar Arrollamiento campo 00 principal Arrollamiento de compensación Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 69

70 Excitación del Campo Inductor Imanes Permanentes Campos débiles Potencia reducida No regulables Electroimanes Uso general Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 70

71 Tipos de Excitación del Campo Excitación 1. Independiente 2. Propia 3. Autoexcitado Serie Derivación (shunt) Compuesta (compound) 1. Excitación independiente: la corriente de excitación está provista por una fuente de CC ajena a la máquina (por ejemplo una batería de acumuladores o un rectificador). 2. Excitación propia: se reemplaza la fuente externa por una máquina de CC, acoplada al eje de la máquina principal. Se la denomina excitatriz. 3. Autoexcitación: en este caso se toma una parte de la corriente del inducido y se lo hace circular por el arrollamiento excitador. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 71

72 Tipos de Excitación del Campo Excitación independiente Excitación serie Excitación derivación (shunt) Excitación compuesta (compound) Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 72

73 Identificación de Bornes Campos excitadores: encargados de generar el flujo principal en el entrehierro. C-D gran número de vueltas de alambre fino, baja corriente E-F pocas vueltas de alambre grueso, corriente de carga Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 73

74 Identificación de Bornes Campo del rotor: A-B este arrollamiento está sostenido por la armadura o rotor. En él se genera la fem de la máquina, que por la interacción con el flujo principal crea la cupla resistente (generador) o motora (motor). Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 74

75 Identificación de Bornes Campos correctores: G-H auxiliar o conmuntación, es el más común, anula la reacción del inducido en la zona de conmutación. G -H compensador, reduce la reacción del inducido debajo de las caras polares (máquinas de gran potencia sometidas a bruscos cambios de carga) Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 75

76 Identificación de Bornes Bornera normalizada: Generalmente, los campos auxiliares G-H se hallan conectados internamente junto con la armadura A-B. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 76

77 Referencias 1. Marcelo A. Sobrevila. Ingeniería de la Energía Eléctrica - Libro II. Buenos Aires: Marymar, Jesús Fraile Mora. Máquinas Eléctricas. España: Mc Graw Hill, Miguel Ángel Rodríguez Pozueta. Máquinas Eléctricas I G862. UNICAN, Macri Mario G. Apuntes de cátedra Máquinas Eléctricas, FI-UNMdP. 6. Selección y Aplicación de Motores Eléctricos, WEG. Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 77

78 Consultas Prof. Justo José Roberts Justo José Roberts FI-UNMdP (2017) 78