GENERADOR Y MOTOR
Los generadores y los motores eléctricos, son máquinas que se emplean para la transformación de la energía, la palabra “generador” es de origen latino, el generado eléctrico llamado antiguamente máquinas dinamoeléctrica transforman la energía mecánica en energía eléctrica. El motor eléctrico tiene un efecto inverso, es decir, transforma la energía eléctrica en mecánica. En los procesos ligados a la transformación de energía, permanece invariable la suma de las energías, que formando parte del sistema participan en el proceso, es decir, un tipo de energía puede transformarse en otro sin que durante este proceso se pierda o se gane energía. “para la transformación de energía rige el principio de la conservación de la energía, establecido por obert von !ayer y "ermann von "elm#olt$, establecido en %&'(” El funcionamiento de los generadores y los motores eléctricos se basa en la acción que se establece entre la corriente eléctrica y el campo magnético, si por un conductor circula una corriente eléctrica, en sus inmediaciones se crea un campo magnético, que es $ona donde se e)ercen fuer$as magnéticas. La totalidad de las líneas del campo constituyen el flu)o magnético, es decir, decir, la cantidad cantidad de líneas líneas que #ay por unidad unidad de superficie, superficie, da a cono conocer cer la inte intens nsid idad ad en el pu punt ntoo co cons nsid idera erado do.. El flu) flu)oo magn magnét étic icoo po porr un unid idad ad de superficie se denomina intensidad de flu)o magnético o inducción magnética, la causa de la amplificación del flu)o magnético mediante una bobina radica en la adición de los campos magnéticos de cada una de las espiras, si se aumenta el n*mero de las espiras se refuer$a todo el campo magnético de la bobina. El sentido del campo magnético de una bobina, dependiente del sentido de paso de la corriente, se puede determinar siguiendo la regla del saca corc#o, supongamos supongamos un sacacorc#os con rosca a derec#a se introduce por por un conductor eléctrico en el sentido de paso de la corriente, el sentido de giro del sacacorc#os coincidirá con el sentido en el que las líneas del campo magnético circundan el conductor. Entre dos conductores por los que circula la corriente en el mismo sentido se e)erce una fuer$a de atracción, mientras que entre dos conductores por los que circula la corriente en sentido opuesto se crea una fuer$a repulsiva. +n conductor eléctrico dispuesto formando espiras para construir una bobina, cuando está recorrido por una corriente eléctrica, adquiere
propiedades magnéticas similares a las formas de comportamiento generales de un imán permanente. La combinación de un n*cleo de #ierro con un solenoide se llama electroimán, el electroimán se diferencia del imán permanente en que al desconectar la corriente desaparecen sus propiedades. El recorrido del flu)o magnético se denomina circuito magnético. ualquier conductor por el que pasa una corriente eléctrica estará envuelto por un campo magnético, cuando una bobina está recorrida por una corriente eléctrica, se transforma en una bobina magnética. !ediante un n*cleo de material ferro magnético, colocado en el interior de un arrollamiento, se puede conducir convenientemente el flu)o magnético y ampliarlo. Los generadores y los motores eléctricos son máquinas que se emplean para la transformación de la energía. En el generador eléctrico se transforma la energía mecánica en eléctrica, mientras que en el motor eléctrico, se transforma la energía eléctrica en mecánica. En el generador eléctrico, variando el flu)o magnético que atraviesa las espiras, bien sea moviendo convenientemente se induce una tensión eléctrica, dic#a tensión #ace que por los receptores circule una corriente eléctrica. El sentido de la corriente generada por la tensión inducida se determina en el generador mediante la “regla de la mano derecha “ -eg*n sea el tipo de la tensión generada o de la corriente producida se diferencia entre generadores de corriente continua, de corriente alterna o de corriente trifásica. Los generadores de corriente alterna y los de corriente trifásica son principalmente síncronos, en los cuales el campo giratorio marc#a en sincronismo con el rotor /rueda polar0. Los generadores de corriente continua pueden tener e1citación independiente o estar autoe1citados, esto rige también para generadores síncronos pero la autoe1citación se reali$a mediante rectificadores. El ingeniero alemán Werner von Siemens descubrió el principio dinamoeléctrico en %&22. 3esde entonces se #a podido aprovec#ar el magnetismo residual /remanente0 que queda en el #ierro de los imanes del campo, para la autoe1citación de los generadores de corriente continua. En el motor eléctrico, se aprovec#a el efecto de las fuer$as entre el campo magnético y el conductor por el que pasa una corriente eléctrica, el sentido de
la fuer$a desarrollada en el motor, se puede determinar mediante “la regla de la mano izquierda en los motores asíncronos el rotor gira con más lentitud / asincramente 0 que el campo giratorio generado en el estator. !om"onen#es de los mo#ores $ de los generadores el%c#ricos&
Las máquinas eléctricas rotativas 4 generadores y motores tienen las mismas partes componentes, constan de5 Estator /parte fi)a0 otor /parte móvil0 Escudos porta co)inetes, que cierran la carcasa del estator en el sentido a1ial, y mediante co)inetes, que soportan el rotor. En los motores y los generadores de corriente continua, el colector sirve para conmutar la tensión y la corriente.
6+738!E79:- 3E ;E7E8<=7 3E E7E;>8 EL?9<8 Los factores básicos que intervienen en la generación de volta)e son5 !agnetismo, movimiento y los conductores, el sistema del generador se basa seg*n el cual si un conductor se mueve a través de un campo magnético se induce un volta)e, este es el concepto básico del funcionamiento de un generador , cabe destacar que para producir un volta)e no #ay diferencia si el campo magnético es fi)o y el conductor se mueve o viceversa, cualquiera que sea la forma lo que se requiera es un movimiento relativo. :!@:7E79E- @<7<@8LE- 3E +7 ;E7E83: +n generador consta de los siguientes sistemas principales5 campo, inducido, e1citador, regulador de volta)e, el campo de un generador se crea cuando el inducido gira dentro del estator.
@:E-: 3E ;E7E8<=7 3E A:L98BE El proceso de generación de volta)e se produce en el siguiente orden5 El e1citador suministra corriente continua a los bobinados del rotor, la corriente que continua que pasa por los conductores crea líneas de flu)o
magnético, dic#o flu)o genera volta)e en los bobinados del estator, cuando #ay un movimiento relativo entre ambos, el regulador mide ésta salida y controla la corriente del e1citador de esta forma mantener un volta)e fi)o, es decir, un volta)e constante. En %&C% 6araday descubrió la generación de una tensión debido al movimiento relativo entre un campo magnético y un conductor de electricidad la cual denominó a ésta tensión, tensión inducida, ya que solo se produce cuando #ay movimiento relativo entre el campo magnético y el conductor sin contacto físico. uando un circuito o componente posee la propiedad de oponerse a cualquier variación de la corriente que por el circula, esta propiedad recibe el nombre de inductancia, y la fem inducida se llama autoinducción. omo se mencionó anteriormente la tensión inducida va a depender del movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético, la regla de 'leming de la mano derecha , utili$ando el dedo @ulgar para representar el movimiento del conductor, el dedo >ndice representa el sentido del campo magnético , y el dedo !edio para representar la fem inducida, seg*n la ley de Len$, esto implica una causa así como también un efecto que se opone a la causa, la causa es el movimiento del conductor como resultado de una fuer$a mecánica y una variación de las líneas de fuer$a que lo atraviesan, y el efecto implicado es una corriente debido a la tensión inducida y cuyo campo se opone a la causa que lo produce. La regla de la mano i$quierda se utili$a para el efecto del motor, y la regla de la mano derec#a para el efecto del generador, para acción del generador, el dedo >ndice también indica el sentido del campo 7, -, el dedo !edio indica el sentido de la circulación de corriente o fem aplicada, y el dedo @ulgar indica el sentido de la fuer$a desarrollada sobre el conductor o del movimiento resultante. -in importar el n*mero de polos el inducido se mueve siempre a C2D mecánicos en cada revolución, cabe destacar que el total de grados eléctricos es igual al total de grados mecánicos multiplicado por el n*mero de pares de polos, un generador de cuatro polos cada par de polos se mueve a C2D
mecánicos, de tal manera que el total de los grados eléctricas a que se mueve son (FD eléctricos, es decir, C2D1F G (FD ;rados mecánicos por el n*mero de pares de polos5 F polosGC2D eléctricos, 'polos G C2D1FG(FD grados eléctricos 2polosG C2D1C G%D&D eléctricos, &polosG C2D1'G %''Dgrados eléctricos La frecuencia eléctrica es el n*mero de ciclos eléctricos, es decir una rotación de C2D por segundos. eactancia5 es el valor de la oposicion al paso de corriente alterna,que tienen los condensadores y las bobinas inductoras, en este caso e1isten la reactancia capasitiva debido a los condensadores y al reactancia inductiva debido a las bobinas. uando en un mismo circuito se tienen la combinacion de estos elementos resistencia,condensadores y bobinas y a traves de estos se desplasa una corriente alterna, la oposicion que ofrecen dic#os elementos al paso de la corriente alterna recibe el nombre de impedancia, su unidad es el o#ms, es decir, la impedancia es la suma de los componentes resistivos, los componentes reactivos, debido a las bobinas y condensadores. 9ransformacion de energia
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!:9: Los polos magneticos <;+8LE se E@EL87 Los polos magenetico 3<6EE79E- se 898E7
A:L98BE 3E -8L<38 3E +7 ;E7E83: El volta)e de salida de un generador está determinado por los siguientes factores5 a0 el n*mero de vueltas en las bobinas en el inducido b0 la celeridad de rotación de las bobinas c0 la densidad del flu)o del campo magnético. En todo circuito magnético se distinguen polos nortes, $onas por donde salen las líneas de fuer$as del flu)o, y polos sur $onas por donde entran dic#a líneas de fuer$a, Línea neutra5 resultan compensadas en ella los efectos magnéticos por quedar equidistante entre dos polos vecinos que son de nombre contrario. -i un generador gira a 2D revoluciones por minutos /rpm0 la frecuencia equivale a % #$ , o un ciclo por segundo de tal manera que un generador de ' polos , 2D rpm producirá F #$, la frecuencia de salida de un generador queda e1presada en la siguiente fórmula5 6 G rpm 1 pares de polos 2D E1citatri$5 Es aquella que se encarga de entregar a las bobinas del inductor corriente continua, con el propósito que dic#as bobinas produ$can el flu)o magnético suficiente para actuar sobre las bobinas del estator, la corriente de e1citación que #a de entregar debe ser proporcional al flu)o magnético que #aya de obtenerse en el inductor, cabe destacar que flu)o depende de la bobinas del estator, y la fuer$a electromotri$ generada en las bobinas es directamente proporcional a la cantidad de espiras de dic#a bobina.
+n generador es una máquina que transforma la energía mecánica en energía eléctrica, consta de un determinado n*mero de espiras que giran en un campo magnético, al girar cortan líneas de fuer$as y se engendra en las espiras una fuer$a electromotri$, esta condición se cumple tanto en los generadores como en los motores. 9odo lo necesario para producir electricidad en una bobina que gire en un campo magnético, y como estos tres factores / bobina, rotación y campo magnético0, se encuentran también en los motores, estos también producirán corrientes eléctricas, la tensión generada en un motor es de sentido
contrario a la que se aplica, por tal motivo recibe el nombre de fuer$a contra electromotri$,
Este traba)o es otro aporte más para todas aquellas personas que se están iniciando en tan importante actividad, como lo es el ebobinado de !otores Eléctricos. 9ambién los invito a que visiten mi sitio siguiente5 -ites.google.comHsiteHcarrasquel2FH#ome 8llí van a conseguir diferentes esquemas de bobinado de motores eléctricos
