Constitución de una Máquina DC

Conceptos
Básicos

En general se entiende por maquina eléctrica a
todo aparato que transforma la energía eléctrica en
cualquier tipo de energía o viceversa. También se
incluye dentro de este concepto a aquellos dispositivos que
conservan la energía eléctrica, transformando
únicamente sus características.

En función de esta definición las maquinas
eléctricas se clasifican en:

1.- Generadores:

Transforman cualquier clase de energía
mecánica en energía eléctrica.

2.- Receptores:

La energía que reciben en cualquier tipo de
energía mecánica (motores).

3.- Transformadores:

Convierten energía eléctrica de C.A de un
nivel de voltaje dado, en energía eléctrica de C.A
en otro nivel de voltaje.

"Los generadores y los receptores son maquinas
dinámicas rotativas mientras que los transformadores son
maquinas estáticas".

Máquina
Eléctrica de Corriente continua

Se denomina maquina eléctrica de corriente
continua al convertidor electromecánico rotativo que en
virtud de los fenómenos de inducción y de par
electromagnético transforma la energía
eléctrica continua en energía mecánica
(motor de corriente continua) o viceversa, la energía
mecánica en energía eléctrica de corriente
continua (generador de corriente continua).

Constitución de las Maquinas Eléctricas
de C.C.

Desde el punto de vista electromagnético,
está compuesto por:

• Un circuito magnético: Núcleos y
  Entrehierros

• Dos Circuitos Electicos: Inductor e
  Inducido.

Desde el punto de vista mecánico está
compuesta por un parte fija llamada estator y otra móvil
llamada rotor.

Tanto el rotor como el estator están formados por
un núcleo cilíndrico en forma toroidal de chapa
magnético. El entrehierro es el espacio de aire que existe
entre rotor y estator.

• Estator

Está formado por la culata que pertenece al
circuito magnético inductor y que ejerce la función
de soporte mecánico del conjunto. En el interior de la
culata esta los polos, sobre los cuales se coloca el devanado
inductor con la misión de, al ser alimentado por corriente
continua creara un campo magnético en la maquina mostrando
un Norte y un Sur.

• Rotor

El rotor está formado por el inducido y por el
colector de delgas. La corona presenta una ranura donde va
alojado el devanado inducido.

El colector de delgas es un dispositivo al que van a
parar los conductores del inducido. Se divide en partes aisladas
unas de otras denominadas delgas o laminas y sirve para recoger y
conmutar la corriente.

Sobre el colector se apoyan las escobillas que son las
piezas por donde entra y sale la corriente y aseguran el contacto
eléctrico entre una parte fija y una parte móvil.
Estas al tener poca presión nos aseguran un mal contacto y
como consecuencia se quema el colector, en cambio si tenemos
mucha presión origina desgaste del colector y un
recalentamiento de la maquina. La presión que se les suele
dar está entre los 100 y 150 gr/cm2 de
contacto.

• Inducido

Es el núcleo magnético cuya forma es la de
un cilindro constituido por una serie de chapas de hierro
aisladas entre sí para evitar las corrientes de Foucault.
En la superficie latera lleva unas ranuras en donde se alojan las
bobinas que constituyen el circuito inducido.

• Inductor

Está constituido por el núcleo
magnético, el expansionamiento polar que es la parte del
núcleo que esta frente al inducido y la culata o carcasa
que es la que cierra el circuito magnético.

• Devanados

Se denominan así a los arrollamientos de inductor
e inducido. Se lo realiza de cobre en forma de hilo,
también se emplea el aluminio pero su aplicación es
casi exclusiva de los rotores de ardilla de los motores
asíncronos.

La máquina
de corriente continúa como motor

El motor de corriente continua es una máquina que
convierte la energía eléctrica en mecánica,
principalmente mediante el movimiento rotatorio. En la actualidad
existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no
producen movimiento rotatorio, sino que con algunas
modificaciones, ejercen tracción sobre un riel. Estos
motores se conocen como motores lineales

Zonas neutras:

Puntos del inducido en los que el campo es
nulo.

Esta máquina de corriente continua es una de las
más versátiles en la industria. Su fácil
control de posición, par y velocidad la han convertido en
una de las mejores opciones en aplicaciones de control y
automatización de procesos.

La principal característica del motor de
corriente continua es la posibilidad de regular la velocidad
desde vacío a plena carga. Una máquina de corriente
continua (generador o motor) se compone principalmente de dos
partes, un estator que da soporte mecánico al aparato y
tiene un hueco en el centro generalmente de forma
cilíndrica. En el estator además se encuentran los
polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo
de cobre sobre núcleo de hierro. El rotor es generalmente
de forma cilíndrica, también devanado y con
núcleo, al que llega la corriente mediante dos
escobillas.

Constitución de un motor de corriente
continua

Los motores de corriente continua están formados
generalmente por las siguientes partes:

• Inductor o estator (Arrollamiento de
excitación): Es un electroimán formado por un
número par de polos. Las bobinas que los arrollan son las
encargadas de producir el campo inductor al circular por ellas la
corriente de excitación.

• Inducido o rotor (Arrollamiento de inducido): Es
una pieza giratoria formada por un núcleo magnético
alrededor del cual va el devanado de inducido, sobre el que
actúa el campo magnético.

• Colector de delgas: Es un anillo de
láminas de cobre llamadas delgas, dispuesto sobre el eje
del rotor que sirve para conectar las bobinas del inducido con el
circuito exterior a través de las escobillas. +

• Escobillas: Son unas piezas de grafito que se
colocan sobre el colector de delgas, permitiendo la unión
eléctrica de las delgas con los bornes de conexión
del inducido.

Al girar el rotor, las escobillas van rozando con las
delgas, conectando la bobina de inducido correspondiente a cada
par de delgas con el circuito exterior.

Tipos de motores
de corriente continua

Los motores de corriente continua se clasifican de la
siguiente manera:

Las máquinas de c.c. (dínamos y motores),
se bobinan en dos capas.

Condiciones para los bobinados inducidos de corriente
continua

Se construyen en tambor y por lo general de dos capas,
debiéndose cumplir las siguientes condiciones:

• Serán cerrados.

• Las f.ems., generadas en los diferentes circuitos
  paralelos, serán iguales.

• Las resistencias óhmicas de los diferentes
  circuitos paralelos han de ser iguales.

• Por tanto, las bobinas serán exactamente
  iguales en longitud y número de espiras

Número de bobinas

En los bobinados de dos capas, el número de
bobinas es igual al de ranuras.

Secciones inducidas

Las secciones inducidas pueden estar formadas por una
sola espira, o varias en serie, pero únicamente dispone de
dos a) Representación circular del esquema de bobinado de
una dinamo extremos libres. Así una bobina que tenga dos
extremos libres, tendrá una sección inducida, si
tiene cuatro extremos, tendrá dos secciones, si tiene seis
extremos, tendrá tres secciones, etc.

El número de secciones inducidas de un bobinado
será, I (S=B.U) donde:

• S es el número de secciones inducidas del
  bobinado.

• B es el número de bobinas del
  bobinado.

• U es el numero de secciones inducidas por
  bobina

Número de reglas

A cada sección inducida corresponde un principio
y un final pero como a cada delga del colector se conecta a un
principio y un final, se puede decir que el número de
delgas es igual al de secciones inducidas.

Paso de ranuras

Es el número de ranuras que debe avanzar el otro
lado activo da la bobina para introducirla en la ranura, se le
designa paso Yk.

Clases de Bobinados en Corriente
Continua

BOBINADOS IMBRICADOS MÚLTIPLES

Para que una máquina de c.c.. Funcione
correctamente, es preciso que la intensidad por rama del bobinado
no exceda de 400 a 500 amperios. Las máquinas de gran
potencia con tensiones reducidas y elevada intensidad, obligan a
hacer bobinados imbricados múltiples para cumplir esta
condición.

La diferencia física fundamental entre un
bobinado simple y uno múltiple radica en que; en el simple
se recorren todas sus secciones inducidas al dar una vuelta al
bobinado, para hacerlo en el múltiple, es necesario dar
más de una vuelta.

Los bobinados múltiples se denominan en
función del número de vueltas que es necesario dar
a la armadura para recorrer todas sus secciones, así
serán dobles para dos vueltas, triples para tres,
etc.

Prácticamente el único bobinado empleado,
es el doble, por ello será el que estudiemos.

CONEXIONES EQUIPOTENCIALES

Además las conexiones equipotenciales de primera
clase que ya conocemos y que habrá que poner en un
número igual al de ranuras de la máquina, o lo que
es igual, como si se nácara de un bobinado imbricado
simple. Es necesario poner conexiones equipotenciales de segunda
clase, que unan entre sí a los dos bobinados
independientes.

Bibliografía

[1]
http://inspeccionumvi10.iespana.es/ind11844.PDF

[2]http://www.monografias.com/trabajos82/maquina-corriente-continua-como-motor/maquina-corriente-continua-como-motor

[3]http://www.monografias.com/trabajos82/constitucion-as-maqunas-electricas-corriente-continua/constitucion-as-maqunas-electricas-corriente-continua2

[4]http://html.rincondelvago.com/maquinas-de-corriente-continua_1.html

Autor:

Iván Cordero M.