Máquina de Corriente Continua 1 Clase 2

La Mquina de Corriente Continua - Clase 2

Estructura de la Mquina de Corriente Continua


Estator: Formado por una corona de material ferromagntico denominada culata o yugo en cuyo interior, regularmente distribuidos y en nmero par, van dispuestos unos salientes radiales con una expansin en su extremo, denominados polos, sujetos por tornillos a la culata. Rodeando los polos, se hallan unas bobinas de hilo, o pletina de cobre aislado, cuya misin es, al ser alimentadas por corriente continua, crear el campo magntico inductor de la mquina, el cual presentar alternativamente polaridades norte y sur. encontramos tambin en el estator, alternando los polos antes citados, otros llamados polos de conmutacin.

Partes Principales del Estator:Yugo.- Es necesario para cerrar el circuito magntico de la maquina. Generalmente esta constituido de hierro fundido o de acero.

Polos.- Estan fabricados de acero al silicio laminado. Las laminas del polo no estan aislados entre si debido a que el flujo principal no varia con el tiempo.

Bobinas de Campo.- Estan arrollados sobre los polos, el material empleado es el cobre, ya que tiene menor resistividad y por lo tanto menos prdidas (iR)

Interpolos.- Estan fabricadas de laminas de acero al silicio y llevan un arrollamiento de alambre grueso. La finalidad de los interpolos es evitar chispas en el colector cuando se cortocircuitean las delgas del colector o conmuatdor, es decir durante el proceso de conmutacin.

Escobillas: dispuestas en los portaescobillas, de bronce o latn, que retienen las escobillas que establecern el enlace elctrico entre las delgas y el colector y el circuito de corriente continua exterior, las escobillas estan constituidas de carbn o grafito.

Estructuctura de la maquina de corriente continua


Rotor: Formado por una columna de material ferromagntico, a base de chapas de hierro, aisladas unas de las otras por una capa de barniz o de xido. La corona de chapa magntica presenta en su superficie externa un ranurado donde se aloja el devanado inducido de la mquina. Este devanado esta constituido por bobinas de hilo o de pletina de cobre convenientemente aislados, cerrado sobre si mismo al conectar el final de la ltima bobina con el principio de la primera.

Partes Principales del Rotor:Ncleo de la armadura.- Esta constituido por lminas de acero silicio de seccin circular. La circunferencia de ranurado para que puedan alojarse los conductores de arrollamiento de armadura.Los conductores y las ranuras generalmente van paralelos el eje pero en otros casos son oblicuos.El hierro de la armadura debe estar laminado y las chapas aisladas entre si de otra manera el flujo del polo, induce una f.e.m. En el hierro (como lo hace en los conductores) que producir elevadas corrientes parasitas y las correspondientes prdidas (iR) en la superficie del hierro. La laminacin del ncleo aumenta la resistencia de los caminos de las corrientes parasitas y reduce la magnitud de las corrientes.

Conmutador Colector.- Constituido esencialmente por piezas planas de cobre duro de seccin trapezoidal, llamadas delgas, separadas y aisladas unas de otras por delgadas lminas de mica, formando el conjunto un tubo cilndrico aprisionado fuertemente. El colector tiene tantas delgas como bobinas posee el devanado inducido de la mquina.

Bobina de Armadura.- Existen 2 tipos de bobinados de armadura las cuales son : el imbricado y el ondulado.

Devanados del Estator de Mquinas de Corriente Continua.

Objetivo del devanado de estator: producir un campo en el entrehierro,constante en el tiempo y fijo en el espacio.

Devanado del estator = devanado de campo.El devanado es del tipo concentrado, es decir que unicamente esta formado por un paquete (bobina) constituido por n espiras.Devanado de campo (estator) de una mquina de corriente continua de 2 polos.

Devanados del Estator de Mquinas de Corriente Continua

Circuito equivalentedel devanado de campo.Devanado de estator de 4 polos de una mquina de corriente continua.

Devanados del Estator de Mquinas de Corriente Continua

Mquina de corriente continua de 4 polos.Distribucin de campo en un devanado de 4 polos.El sentido de la corriente de estos bobinados deben ser de tal forma que origine polos alternados, en una maquina bipolar los polos estan diametralmente opuestos.

Devanados del Rotor de Mquinas de Corriente Continua

Las espiras del rotor se pueden conectar de diferentes maneras a las delgas del colector. La forma com se conecten determina el nmero de ramas en paralelo en que se divide la corriente del rotor, las magnitudes del voltaje final de salida y la cantidad y ubicacin de las escobillas.La mayoria de los arrollamientos de los rotores estan conformados por bobinas hexagonales que se colocan en las ranuras del rotor. Cada bobina consta de un cierto nmeros de vueltas (espiras) de alambre, cada una aislada de las demas. Cada uno de los lados de una espira se denomina un conductor. El nmero total de conductores en la armadura de una mquina esta dado por: Z = 2 C Nc

Z : # de conductores del rotorC : # de bobinas del rotorNc : # de espiras de una bobina


Normalmente una bobina abarca 180 grados elctricos. Esto significa que cuando un lado de la bobina est frente al centro de un polo, el otro lado est frente al centro del polo de polaridad contraria. Los polos fisicos pueden encontrarse separados por una distancia diferente de 180 grados mecnicos, pero el campo magntico invierte su polaridad de un polo al siguiente.

e = (P/2) m e : Angulo medido en grados elctricos m : Angulo medido en grados mecnicos P : Nmero de polos de la maquina.

Si una bobina abarca 180 grados elctricos, los voltajes en los conductores de los dos lados de la bobina tendrn exactamente la misma magnitud y sentido opuesto en todo momento. Esta bobina se llama bobina de paso diametral o de paso total.En algunos casos las bobina tienen menos de 180 grados elctricos. Entonces se llaman bobinas de paso fraccionario, y el devanado del rotor que tenga estas bobinas se llama devando de cuerda. El nivel de acortamiento de un devando se puede describir mediante el factor de paso o factor de ancho de bobina, que esta definido por la ecuacin. p = Angulo elctrico de la bobina180Con frecuencia se emplean, en maquinas de cc, los devanados con un pequeo acortamiento en el paso de bobina para mejorar la conmutacin.


Devanado del Inducido.- Los inducidos generalmente tienen 2 tipos de arrollamientos o devanados; el imbricado y el ondulado.Para que el colector cumpla su funcin los arrollamientos de los inducidos de las maquinas de c.c debe ser tal que partiendo de un punto, recorremos toda la perfiferia del rotor (a travez de las espiras) llegaremos al punto de partida.La fem inducida en la bobina es mayor cuando el ancho de bobina es igual al paso polar (paso entero). Por esta razn el ancho de bobina se hace igual practicamente igual al paso polar. Ademas todos los elementos del devanado deben conectarse entre si de tal manera que las f.e.m. de cada elemento se sumen, caso contrario la maquina simplemente no funciona.Que las f.e.m. de los elementos se sumen se consigue conectando la salida de un elemento con la entrada del siguiente elemento ubicados en polos opuestos de distinta polaridad.

Devanado Imbricado :En este tipo de devanados sus 2 extremos estan conectados a 2 delgas adyacentes. Si el extremo final de la bobina se conecta a la delga siguiente se tiene un devanado imbricado progresivo Yc=1, si el extremo final se conecta a la delga anterior se tiene un devando imbricado regresivo Yc=-1Bobina de un devando progresivoBobina de un devando regresivo


Devanado Imbricado :Un aspecto interesante del devando imbricado simple es que tiene tantas ramas en paralelo como polos tenga la maquina, este hecho hace que el devanado imbricado resulte bastante favorable para maquinas de bajo voltaje y alta corriente.

Yp = k k : # delgas del colector; # de ranuras PP : # de polos de la maquinaDevanado imbricado sencillo de una maquina de dos polos.Bobina de un devando progresivo


Devanado imbricado de un motor de cc de 4 polos


Diagrama del devanado imbricado del rotor de la maquina.


Devanado Ondulado :El devanado ondulado serie es otra manera de conectar las bobinas a las delgas del colector, en este arrollamiento el final de la segunda bobina se conecta a una delga adyacente donde comenz la primera. Es decir entre dos delgas adyacentes hay 2 bobinas en serie cada una de las cuales tiene un lado frente a un polo. El Voltaje final es la suma de los voltajes inducidos frente a cada polo y no puede haber desequilibrio de tensin.Si la conexin se hace a la delga siguiente el devanado es progresivo si se hace a la delga anterior el devanado es regresivo. En general si la maquina tiene P polos hay P/2 bobinas en serie entre delgas adyacentes. Se usan en voltajes elevados.

Yc = 2(c1) c: # de bobinas del rotor (+) Progresivo; (-) Regresivo P P : # de polos de la maquina

Ejm. Una maquina de cc de 4 polos con devanado ondulado progresivo de 9 bobinas.

Yc = 2 x (c + 1 ) = 2 ( 9 + 1 ) = 5 P 4

Yc = 5 ( Paso del colector )


Devanado Ondulado :Devanado Ondulado sencillo de una maquina de cuatro polos.


Diagrama del devanado onduladodel rotor de la maquina.

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