Los disposit dispositivos ivos rotatorio rotatorioss de conversió conversión n de energía energía electromag electromagnétic nética, a, son conocidos conocidos como maquinas rotatorias. Una maquina rotatoria se le llama generador se convierte energía mecánica en energía eléctrica y se le llama motor si convierte energía eléctrica en energía mecánica. En principio la maquina puede ser utilizada como motor o como generador. Para que esta máquina sea rotativa debe de cumplirse mucos aspectos de construcción y materiales para el correcto !uncionamiento para nuestro caso es de interés la investigación de los tipos de arrollamientos del inducido. Núcleo del inducido.
Está !ormado por un cilindro de capas magnéticas que están construidas, generalmente, de acero laminado con un "# de silicio para me$orar las perdidas en el circuito magnético. Este cilindro se !i$a al e$e de la máquina, el cual descansa sobre unos co$inetes de apoyo. Las capas que !orman el inducido o rotor de la máquina disponen de ranuras en las cuales se alo$an los ilos de cobre del devanado inducido. Devanados del inducido.
Los devanados de inducido se clasi!ican de acuerdo con el con$unto de devanados completos e independientes. Un devanado simple (simplex) de rotor es %nico, completo y cerrado. Un devanado doble (dúplex& (dúplex& de rotor consta de dos con$untos de devanados de rotor consta de dos con$untos de devanados de rotor completos e independientes. 'i un rotor tiene un devanado d%ple(, entonces cada uno de los devanados estará asociado con todos los segmentos pares o nones de conmutación. E(isten E(isten también también devanados devanados ) tríplex& tríplex& los cuales cuales tienen tienen tres tres con$un con$untos tos de devana devanados dos de rotor rotor completo e independiente independiente y cada uno está conectado a cada tercer segmento segmento del conmutador en el rotor. *odos los inducidos con más de un con$unto de devanados se les llaman devanados m%ltiples o m%ltiple(. Por %ltimo, los devanados del inducido se clasi!ican de acuerdo con la secuencia de sus cone(iones con los segmentos del conmutador. E(isten dos secuencias básicas de cone(iones de devanados del inducido inducido++ devanados imbricados y devanados ondulados. ay un tercer tipo de devanado el cual recibe recibe el nombre nombre de devanado de pata de rana , este tipo de devanado combina los devanados imbricados y ondulados en un solo rotor. Devanados Imbricados.
Es el tipo de construcción de devanado más sencilla que se utiliza en las máquinas de corriente directa modernas. Un devanado imbricado simple de rotor consta de bobinas que contienen una o más vueltas de alambre y los dos e(tremos de cada bobina salen de segmentos del conmutador adyacentes. 'i el !inal de la bobina está conectado al segmento siguiente a aquel al que está conectado su comienzo el devanado es imbricado progresivo y - yc / si el !inal de la bobina está conectado al segmento anterior a aquel al que comienza el devanado en imbricado regresivo y yc 0/.
Una de las características más importantes del devanado imbricado simple es que tiene tantos caminos o trayectorias de corriente paralelos a través de la máquina como polos en la misma. El eco de tener caminos de corrientes también requiere que se tenga tantas escobillas en la máquina como polos para conectar todos esos caminos de corriente. El eco de tener tantos caminos de corriente en la máquina multipolar ace al devanado imbricado la opción ideal para !abricar máquinas que nos otorguen una corriente alta y un volta$e relativamente ba$o, puesto que las altas corrientes que se requieren se pueden se pueden dividir entre varios de los di!erentes caminos de corriente. Esta división de corrientes ace que el tama1o de los conductores del rotor individuales sea peque1o incluso cuando la corriente total es e(tremadamente grande. 'in embargo, el eco de que se tengan mucos caminos paralelos a través de la máquina multipolar puede causar un problema muy serio. Este problema consiste en que se inducen volta$es más altos en los caminos de corriente que sus alambres pasan por deba$o de las caras polares in!eriores en comparación con los caminos cu yos alambres pasan por deba$o de las caras superiores. Puesto que todos los caminos se encuentran conectados en paralelo, por lo que se genera una corriente circulante que !luye acia a!uera a través de algunas escobillas y regresa a través de otras. Esta situación no es buena para la máquina, puesto que la resistencia del devanado del circuito del rotor es relativamente peque1a, un peque1o desequilibrio entre los volta$es en los caminos paralelos provocará grandes corrientes circulantes a través de las escobillas y, potencialmente, serios problemas de calentamiento.
El problema descrito anteriormente no se puede eliminar por completo en las máquinas eléctricas de corriente directa ni con las tecnologías más modernas, pero se pueden reducir un poco por medio de la instalación de compensadores o devanados de compensación en las máquina. Los compensadores son barras ubicadas en el rotor de una máquina de corriente directa de devanado imbricado que acen cortocircuito en puntos con el mismo potencial en di!erentes caminos paralelos. Devanados de compensación.
Devanados de compensación en una máquina de
Disposición física de los devanados de compensación.
Vista detallada de un devanado de compensación.
Devanado Ondulado.
El devanado ondulado o en serie es otra manera de conectar las bobinas del rotor a los segmentos del conmutador. En un devanado ondulado simple hay, sólo dos caminos de corriente . ay sólo la mitad de los devanados en cada camino de corriente . Las escobillas en este tipo de máquina estarán separadas unas de otras por un paso polar completo. 2l igual que en el devanado imbricado el devanado ondulado lo podemos encontrar progresivo y regresivo. La terminal de la segunda bobina se puede conectar al segmento siguiente o anterior al segmento en el que se conectó el comienzo de la primera bobina. 'i la segunda bobina se conecta al segmento siguiente a la primera bobina, el devanado es progresivo- si se conecta al segmento anterior a la primera bobina, el devanado es regresivo.
La e(presión general para el paso de conmutación en un devanado ondulado simple es+
3ónde+ 4+ es el n%mero de bobinas en el rotor P+ es el n%mero de polos en la máquina. El signo positivo se usa en los devanados progresivos y el negativo en los signos regresivos. Los devanados ondulados son ideales para la construcción de máquinas en las que se quiere obtener un alto nivel de volta$e, debido al n%mero de bobinas en serie entre los segmentos del conmutador se permite acumular un mayor volta$e más !ácilmente que con un devanado imbricado. Un devanado ondulado m%ltiple es un devanado compuesto por varios con$untos independientes de devanados ondulados en el rotor.
Devanado de pata de rana
El devanado de pata de rana o también llamado devanado autocompensador toma este nombre por la !orma que tienen sus bobinas. Este tipo de devanado es la combinación de un devanado imbricado y un devanado ondulado. Un devanado de pata de rana combina un devanado imbricado con un devanado ondulado, de tal manera que los devanados ondulados pueden !uncionar como compensadores para el devanado imbricado. El n%mero de caminos de corriente que ay en un devanado de pata de rana viene a estar dado por la siguiente e(presión+
3onde+ P es el n%mero de polos presentes en la máquina mimb es el n%mero de devanados completos e independientes de devanados imbricados.
Devanado para de rana o auto
4ircuito equivalente de una maquina 34.
Circuito del
Circuito del estator.
rotor.
(Campo).
(Armadura).
ECUACIONES GENERAES !ARA DE AS "A#UINAS DE CORRIEN$ES CON$INUAS.
Circuito Equivalentes de un generador de corriente continúa.
ECUACIONES GENERAES DE "O$OR DC.
Circuito Equivalente Del otor DC.
CASI%ICACION DE AS "A#UINAS DC.
Cone!iones de algunas máquinas de corrientes continúa" a) E!citación independiente. #) $%unt. c) $erie. d) Compensada Acumulativa. e) Compensada Diferencial.
GENERADORES DC EN ES$ADO ES$ACIONARIO. E&citación independiente.
4ircuito Equivalente del 5enerador de E(citación independiente.
El 'enerador Autoe&citado (S)unt*.
4one(ión de un 5enerador 2uto0e(citado.
"O$ORES DC EN ES$ADO ES$ACIONARIO.
El otor $%unt
otor de E!citación &ndependiente
"O$ORES DC EN SERIE.
4ircuito 6otor en 'erie.
GENERADORES EN !ARAEO.
4one(ión en Paralelo de 3os 5eneradores de E(citación 7ndependiente.
U879E:'7323 *E48742 L2*78;26E:74282.
<24UL*23 3E 785E87E:72 6E428742.
62*E:72+ 4;89E:'7;8 3E E8E:572 ELE4*:;6258E*742 77.
42*E3:2*74;+ ;'42: 2L=E:*; 92'>UE? 5U23:;8.
*:2=2@; 3E 789E'*75247;8+ =;=7823; 3E 62>U782' 34.
2LU68;+ 5E:2:3; 2:5E37' ;';:7; 2A2L2. 'anta tecla "B 2gosto de "B/C.
78*:;3U447;8.
El desarrollo del presente tra#a'o se %ace en relación con el principio de funcionamiento de las distintas versiones de máquinas elctricas de corriente directa que e!isten dado el amplio campo para el cual son utili*adas. +a ma,or parte de los equipos elctricos requieren grandes cantidades de corriente , tensiones altas para poder funcionar. Estas grandes cantidades de corriente las suministran más máquinas elctricas
rotativas
que
reci#en
el
nom#re
de
generadores
-dinamoelctricos. +os generadores dinamoelctricos pueden suministrar corriente continua para canali*arla a la utili*ación especí/ca que requiera el usuario. $a#emos que se puede producir electricidad %aciendo que un conductor atraviese un campo magntico. Este es el principio de producción de corriente de cualquier generador. +os generadores , motores de corriente directa que e!isten en la actualidad tienen su aplicación dependiendo de sus características ,a que los primeros pueden ofrecer un nivel #a'o o alto de volta'e , la intensidad de corriente puede variar. +os motores pueden ofrecer alto par de arranque aun cuando estn sometidos a carga según la aplicación que se tenga es la máquina que se va a elegir siempre #uscando %acer la me'or elección.
