Maquinas Cc

Máquina de corriente continua.-

1.- Generalidades.-

Las máquinas de corriente continua son las más antiguas. Su origen se remonta al año 1835. A fines del siglo XIX y a principios del siglo XX fueron las máquinas eléctricas de mayor aplicación ya que la mayoría de los sistemas eléctricos eran de corriente continua. Luego, debido a la limitación que tiene la corriente continua para la transmisión a distancia fueron reemplazadas por las máquinas de corriente alterna que son más económicas. Solamente se conservó la máquina de corriente continua en usos especiales, como control de velocidad, tracción ferroviaria y electrificación de automotores. Si bien el uso de esta máquina disminuye día a día por su costo, todavía posee muchas aplicaciones.

2.- Generador de corriente continua.-

2.1.- Principios de funcionamiento.-

El principio básico de generación de una f.e.m. es el desplazamiento de un conductor en forma perpendicular a un campo magnético.

fig 1

e = B • l . v

siempre y cuando el campo magnético sea uniforme de inducción constante B a lo largo del recorrido del conductor y la velocidad “v” sea perfectamente normal a "B" (fig. 1)

Si en lugar de un solo conductor se tienen dos conductores que constitu¬yen una bobina, la cual gira sobre su eje sumergida en un campo magnético uniforme de inducción B y si el eje de giro es normal a B se tiene lo indicado en fig 2

fig 2

Si se aplica la ley de Faraday y como la

proyección de la rotación de una superficie sobre un plano da una función armónica

e = - B • S • cos(t)

Esto es exactamente una f.e.m. alterna y dista mucho de lo que se pretende que es una f.e.m. continua

Un método para obtener continua a partir de alterna es mediante la rectificación o conmutación. Esto se lo¬gra mediante un conmutador que consiste en un anillo dividido en dos casquillos aislados entre si y conectados cada uno de ellos a cada la¬do de bobina. Colocando las escobillas en forma opuesta respecto al eje al ir girando el conmutador, se invertirán sucesivamente las conexiones al exterior.

fig 3

Las escobillas se pueden ubicar en forma tal (fig. 3) que la inversión de conexiones se produzca justo en el momento en que la f.e.m. pasa por el valor cero. De esta forma se obtiene una onda rectificada como se indica en la misma figura. Esto no es tampoco una f.e.m. continua pe¬ro al menos tiene un valor medio distinto de cero.

Esta rectificación se puede mejorar aumentando el número de bobinas y de delgas del conmutador. Por ejemplo si colocamos dos bobinas desplazadas entre si en 90 grados con cuatro casquillos o delgas según se indica en figura 4.

fig 4

La fem. obtenida de esta forma es ya mas cercana a una continua. Se puede considerar como una gran componente de continua a la que se superpone una alterna de alta frecuencia y baja amplitud. La frecuencia de esa componente alterna (ruido o riple) aumenta con el número de bobinas decaladas pero su amplitud disminuye y finalmente desaparece por la inducción de las bobinas.

2.2.- Campo magnético de las máquinas de corriente continua.-

En la descripción del principio de funcionamiento se propuso un campo magnético uniforme en el espacio. En la máquina eléctrica hay que hablar de cir¬cuitos magnéticos excitados con un imán permanente o con un bobinado alimentado con corriente continua. Lo más empleado es la excitación con un bobinado alimentado con corriente continua.

Las bobinas estarán alojadas en un cilindro de material ferromagnético, el cual debe girar por lo tanto debe quedar un espacio de aire entre éste y el resto del circuito magnético. El espacio de aire se conoce con el nombre de entrehierro.

fig 5

El arrollamiento de excitación se di¬vide en dos y va colocado en la línea central a ambos lados del rotor formando los dos polos del campo magnético. El circuito magnético lógicamente se construye con materiales ferromagnéticos. No es necesario emplear hierro laminado en el estator ya que el flujo es constante.

El circuito magnético mostrado en la figura 5 es el correspondiente a una máquina de dos polos o de un par de polos, pero no es ésta la única forma ya que existen máquinas multipolares.

Una máquina puede ser de 4, 6, 8 o más polos. En el caso de una máquina de cuatro polos el cir¬cuito magnético sería el de la figura 6.

Los polos por lo general son piezas que se construyen en forma indepen¬diente y luego se atornillan a la culata. Están constituidos por el núcleo, la expansión polar y el bobinado. El bobinado de excitación se efectúa sobre un carretel que se coloca sobre el yugo. Cuando la excitación del polo tiene dos bobinados, ambos van superpuestos. En la fig.7 se puede apreciar la construcción típica de un polo.

En el estator o inductor están también los polos auxiliares de conmutación y los arrollamientos compensadores los que se comentarán oportunamente.

fig.6 fig.7

2.3.- Rotor.-

El rotor (que en esta máquina es el inducido) según vimos debe estar cons¬truido en un material ferromagnético.

Dado

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