Principios de Generación, Funcionamiento Del Colector de Delgas, Reacción del Inducido y Conmutación María Augusta Flores Rivera Silvia Yunga
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Universidad Politécnica Salesiana Facultad de Ingenierías Sede Cuenca, Calle Vieja
RESUMEN: En el presente ensayo analizaremos la reacción del inducido, los problemas que presentan los mismos en la maquina, los problemas de conmutación el funcionamiento del colector Delgas. La reacción de inducido se da con mayor frecuencia cuando se aplica carga al motor o generador, haciéndoles desplazar a la línea neutra y la conmutación
I.
INTRODUCCION:
La reacción del inducido y la conmutación estos fenómenos se dan por lo general cuando la maquina sea esta motor o generador se presentan con cargas la cual aparece el desplazamiento de la línea neutra ya sea que la carga sea capacitiva o inductiva, en cuanto a la conmutación se basa en el funcionamiento de las escobillas por lo que genera dos fuerzas electromotrices la una de autoinducción y la otra de inducción. De similar manera el colector de delga es el que se encargara de transformar la corriente alterna en corriente continua en los terminales de una maquina de corriente continua.
II.
REACCION DEL IND UCIDO
Cuando el alternador trabaja en vacío el único flujo existente es el producido por la corriente continua de excitación del rotor Cuando suministra corriente a una carga, dicha corriente produce un campo magnético giratorio al circular por los devanados del estátor.
Este campo produce un par opuesto al de giro de la máquina, que es necesario contrarrestar mediante la aportación exterior de potencia mecánica El flujo total de la máquina se verá disminuido o aumentado dependiendo que la carga sea inductiva o capacitiva A este efecto creado por el campo del estator se le conoce con el nombre de ¨reacción del inducido¨ Cuando las maquinas síncronas están en carga el flujo del inductor se distorsiona debido al flujo magnético creado por la corriente del inducido, el cual es perpendicular al flujo magnético principal creado por l os polos inductores p. Aunque aparente mente el flujo principal no varía, pues se reducen en los cuernos de entrada pero aumenta en los cuernos de salida, en realidad el flujo principal disminuye pues la distorsión del mismo aumenta si recorrido, es decir su reluctancia magnética, se crea saturación de los cuernos polares y además aumentan las fugas magnéticas, todo ello en la disminución del flujo magnético principal y disminuyendo por lo tanto f.e.m encarga Ec respeto a la de f.e.m en vacio EV. Este fenómeno se conoce con el nombre de reacción magnética del inducir.
IV.
COMO DISMINUIR REACCION DEL IND UCIDO.
LA
Reducir la deformación de la curva de inducción en el entrehierro. Combatir la reacción transversal mediante flujos opuestos (arrollamiento de compensación). Que se emplean arrollamiento de compensación dispuestos en ranuras colocadas en las piezas polares, y conectados en serie con el arrollamiento del inducido. V.
CONMUTACION
La conmutación es el conjunto de fenómenos que acompañan a la inversión del sentido de la corriente en la sección cortocircuitada por una escobilla.
Fig 1. Campos magnéticos del inductor e inducido
A consecuencia de la reacción del inducido la línea neutra (línea que une los conductores conductores que no producen f.e.m) encarga, adelante respecto del sentido de giro de un ángulo , tomando como referencia la línea neutro en vacio.
Durante el tiempo t en que la sección esta cortocircuitada, es decir, mientras sus conductores activos franquean la línea neutra, dicha sección se crean dos f.e.m: Una f.e.m de autoinducción
Variando la corriente i en el tiempo t. Una f.e.m de inducción
Fig 2 Desplazamiento de la línea neutra. III.
INCONVENIENTES DE LA REACCION DEL IND UCIDO.
Disminuye de la f.e.m en carga Ec. Disminuye indirectamente el rendimiento en lo que se ha de aumentar la corriente de excitación para compensar el efecto anterior en el cual aumenta las Pj del estator haciéndole que disminuya el rendimiento. Crea peligro de chispas en el colector. Aumenta las dificultades para realizar una buena conmutación.
Donde a es el flujo transversal del inducido cortado por lazos conductores activos en el tiempo t. Esta f.e.m se suma a la anterior pues el sentido del flujo transversal es el mismo que el del polo que procede el conductor que fue descrito anteriormente. Estas dos f.e.m tienen un efecto desfavorable. Sin ellas, el reparto de las corrientes Ia e Ib que circulan entre las delgas correspondientes a las escobillas, se realizarían según las conductancias de las derivaciones, de forma lineal, pero debido a estos dos f.e.m, el reparto no es lineal generando chispas.
teórica y a demás producen en la sección de conmutación una f.e.m opuesta a . De estos dos métodos, excepto para la tensión y potencias muy bajas menores o iguales a 3kw se emplea exclusiva, entre los polos de conmutación.
Fig 3. Procesos de conmutación
VI.
Si se calcula bien los polos auxiliares se puede llegar a alcanzar una conmutación correcta en todo el campo de funcionamiento normal de la maquina. En algunos casos es obligado recurrir a de más de los polos auxiliares a los devanados de compensación.
CONMUTACION.
Momento en el que las escobillas hacen contacto simultáneamente sobre dos delgas consecutivas espiras cortocircuitadas. Cambio de corriente en hilos situados en la línea neutra. Efectos: y
y
Arco eléctrico proporcional a la corriente de inducido. Deterioro de las delgas y escobillas.
Fig 5. Esquema de una maquina de cc.
Solución: y
y
polos de conmutación o polos intermedios.
Las leyes tanto de Faraday, como la de Lentz se relacionan entre sí lo único que se diferencia entre las 2 es el sentido o la dirección del si gno. Con las reglas de Fleming nos ayudan a ver las direcciones tanto del flujo como corriente y velocidad en el caso de la mano derecha y en cuanto a la de la mano izquierda nos ayuda a ver la direcciones del flujo, corriente y fuerza y son muy útiles para motores como transformadores. Con los conocimientos de estas leyes y reglas podemos introducirnos al estudio de maquinas eléctricas existente en el medio.
Producen un campo que reduce a cero el campo del entrehierro en la línea neutra corriente en la espira cortocircuitada nula no hay arco.
VII.
Fig 4. Desplazamiento de las escobillas con la line neutra.
Los polos de conmutación o auxiliares que anulan el flujo transversal sobre la línea neutra
PRINCIPIO DE FUNCIONA MIENTO
Según la Ley de Lorentz, cuando un conductor por el que pasa una corriente eléctrica se sumerge en un campo magnético, el conductor sufre una fuerza perpendicular al plano formado por el campo magnético y la corriente, siguiendo la regla de la mano izquierda, c on módulo
F: Fuerza en newtons
I: Intensidad que recorre el conductor en amperios
l: Longitud del conductor en metros de campo B: Densidad densidad de flujo tesla
magnético
o
El rotor tiene varios repartidos por la periferia. A medida que gira, la corriente se activa en el conductor apropiado. Normalmente se aplica una corriente con sentido contrario en el extremo opuesto del rotor, para compensar la fuerza neta y aumentar el momento. VIII.
PRINCIPIOS DE GENERACION.
Los dos principios de generación generación en que se basa el funcionamiento de cualquier máquina eléctrica rotativa son los siguientes: Cuando un conductor se mueve en el interior de un campo magnético cortando líneas de campo, se genera en él una fuerza electromotriz. Cuando un conductor, por el que circula una corriente, se sitúa en el interior de un campo magnético actúa sobre él una fuerza de desplazamiento. En la figura se muestra un esquema del funcionamiento de una máquina de corriente continua.
Cada extremo de la espira está unido a una delga que gira solidariamente con ella, y la corriente sale al exterior por l as escobillas. Si al devanado inducido se le aplica una tensión exterior continua, por la espira circulará una corriente continua, lo que dará origen a la aparición de una fuerza que tiende a hacerla girar. De esta manera, la espira se comporta como una máquina de corriente continúa funcionando como motor: La energía eléctrica se convierte en mecánica. Por el contrario, si al devanado inducido se le aplica un movimiento de rotación, en los bornes de la espira aparecerá una fuerza electromotriz. En la práctica, el devanado inducido de las máquinas de corriente continua está formado por un número elevado de espiras, desfasadas espacialmente; y, por lo general, el estator dispone de más de un par de polos magnéticos.
IX.
FUNCION DEL COLECTOR DE DELGAS
El colector de delgas es es la parte fundamental del motor eléctrico de corriente continua es mismo que es un conjunto de laminas de cobre, aisladas entre si que gira solidariamente con el rotor y están en contacto con las escobillas. Las delgas están conectadas eléctricamente a los bobinados del devanado inducido y por medio de ellos dicho devanado se puede conectar a la fuente de energía eléctrica del exterior. Cada delga esta unida eléctricamente al punto de conexión de dos bobinas del devanado inducido, de tal forma que habrá tantas delgas como bobinas simples posea el devanado. Al colector de delgas también se le conoce como conmutador Su principal funcionamiento es de recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas también conocidas como los carbones delas maquinas eléctricas
Fig6. Esquema generación de cc
En ella se representa el devanado inducido como si únicamente estuviera formado por una sola espira. El campo magnético creado por el devanado inductor se simboliza por medio de un par de polos.
Fig7. Colector de delgas
X.
CONCLUSIONES:
La reacción reacción del inducido solo se da cuando la maquina ya sea generador o motor están conectados a una carga la cual hace que se desplace la línea neutra con las escobillas ya que cuando están a vacio se encuentran centradas y cuando están con carga estas e desplazan un ángulo Esta reacción del inducido genera chispas en el colector la cual hace que disminuya la f.e.m en la carga . XI.
BIB LIOGRAFIA
[1]http://agamenon.tsc.uah.es/Asignaturas/itiei/ 1]http://agamenon.tsc.uah.es/Asignaturas/itiei/ mqe/apuntes/TME4.pdf [2]http://www.upnfm.edu.hn/bibliod/images/sto 2]http://www.upnfm.edu.hn/bibliod/images/sto ries/tindustrial/libros%20de%20electricidad/Ma quinas%20electricas/Maquinas%20rotatorias.pd f [3]http://www.tuveras.com/maquinascc/dinamo/ 3]http://www.tuveras.com/maquinascc/dinamo/ reaccion.htm
