Aspectos constructivos de la máquina de corriente

Fundamento teórico:

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS DE LA MÁQUINA DE CORRIENTE

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Las principales partes que conforman la máquina de corriente continua son las siguientes:

I) EL ESTATOR:

a) Los polos: los cuales están hechos de acero silicio laminado.

b) Las bobinas de campo: Las bobinas están arrolladas sobre los polos.

b.1) Bobina shunt: compuestas de muchas espiras de alambre delgado.

b.2) bobina serie: compuestas de pocas espiras de alambre grueso.

c) Los Interpolos: Están hechos de láminas de acero silicio y llevan un arrollamiento de alambre grueso.

d) Los arrollamientos de Compensación: Están conformados por los conductores que se colocan en los polos con el objeto de neutralizar la reacción de armadura.

Solamente los llevan las máquinas de gran potencia ya que su costo es bastante elevado.

e) El Yugo: El yugo del estator es necesario para cerrar el circuito magnético de la máquina.

f) Las Escobillas y las Porta escobillas: Toda máquina de corriente continua requiere de por lo menos dos escobillas. Están hechas de carbón o de cobre grafito y van alojadas en las porta escobillas que están sujetas a un anillo que va entornillado al yugo. Un resorte presiona firmemente las escobillas sobre el conmutador para obtener un buen contacto eléctrico.

II) EL ROTOR:

a) El Núcleo de la Armadura: Está constituido por láminas de acero silicio de sección circular. La circunferencia es ranurada para que puedan alojarse los conductores del arrollamiento de armadura.

b) El Conmutador: Está hecho por un gran número de segmentos de cobre o delgas, aislados entre sí.

c) El Arrollamiento de Armadura: Existen dos tipos de arrollamiento de armadura: el imbricado y el ondulado.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA DE CORRIENTE

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La máquina de corriente continua se utiliza para generar una tensión constante cuando funciona como generador y para producir par mecánico (torque) cuando funciona como motor.

El principio de funcionamiento como generador se basa en la Ley general de la inducción electromagnética. La máquina tiene básicamente dos arrollamientos, uno ubicado en el estator cuya función es crear un campo magnético por lo que se le denomina inductor. El otro arrollamiento está ubicado en el rotor y se denomina inducido o armadura.

Fig. 1

En la figura 1 puede verse una máquina de C.C. elemental en el que el inducido está representado por los conductores a y a’ que conforman la espira aa’ los terminales de la espira van conectados al conmutador que en este caso muy simple está conformado solamente por dos segmentos o delgas de cobre aislados entre sí. El conmutador gira junto con el rotor por lo que la conexión al circuito exterior se realiza a través de las escobillas.

Cuando el rotor gira sus conductores cortan las líneas de fuerza producidas por el inductor y se engendra en ellos una f.e.m. .Esta f.e.m. es rectificada por el conmutador apareciendo en los bornes de la máquina una tensión E prácticamente constante.

El campo magnético es producido por la corriente continua de excitación que recorre las bobinas de campo de los polos del estator. Siendo el entre hierro constante, la distribución espacial de la densidad de flujo Be en el entrehierro es prácticamente uniforme.

Fig. 2

La densidad de flujo Be en el entrehierro es radial y su valor puede determinarse

aproximadamente con la siguiente expresión:

B_e= (P∅_d)/2πrL...(1)

∅d........ Flujo producido por un polo.

r........ Radio del rotor.

L........ Longitud útil del rotor.

P......... # de polos.

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