Construcción de máquinas de corriente continua

Ensayo de Maquinas Eléctricas I.
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CONSTRUCCIÓN DE MAQUINAS DE
CORRIENTE CONTINUA
Resumen
A continuación muestra de manera general en
que consiste la construcción de una maquina
de CC, sus partes principales y que función
desempeñan cada uno en la maquina de CC.
remonta a hace casi 200 años, cuando el
descubrimientos de los fenómenos de
inducción electromagnética permitió la
construcción de las primeras máquinas
eléctricas.
INTRODUCCION
Todos aquellos dispositivos que producen o
utilizan energía eléctrica, tanto alterna como
continua, se engloban bajo la denominación
de máquinas eléctricas. Su origen se
DESARROLLO
Máquina Eléctrica es todo conjunto de
mecanismos capaces de generar, aprovechar o
transformar la energía eléctrica. Esta
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definición nos sirve para clasificar las
máquinas según la función que realizan. Así,
tendremos:
a) Generadores: Máquinas capaces de
transformar cualquier clase de energía
no eléctrica, generalmente mecánica,
en energía eléctrica. Si la corriente
generada es continua el generador se
denomina dinamo, mientras que si es
alterna se denomina alternador.
b) Transformadores: Máquinas que
modifican
algunas
de
las
características de la energía eléctrica,
pero sin transformarla en ningún otro
tipo de energía. Según el número de
fases de la corriente tendremos
transformadores
monofásicos
y
trifásicos.
c) Motores: Máquinas que aprovechan
la energía eléctrica y la transforman
en energía mecánica. Los motores
pueden ser tanto de corriente
continua como de corriente alterna,
y dentro de estos podemos tener
motores monofásicos y motores
trifásicos.
Desde un punto de vista mecánico, las
máquinas eléctricas se pueden clasificar en:
a) Estáticas: Si no disponen de partes
móviles, destacando dentro de estas
los transformadores.
b) Rotativas: Son las provistas de
elementos giratorios, estando dentro
de este tipo los generadores, tanto
dinamos como alternadores, y los
motores eléctricos.
El fundamento de todas las máquinas
eléctricas se encuentra en los fenómenos de
inducción electromagnéticas, por lo que
comenzaremos el tema dando una breve
introducción a las leyes y principios que rigen
las interacciones electromagnéticas.
Partes de una maquina de CC
Inductor. El inductor es fijo y se sitúa en el
estator (parte estática o sin movimiento de la
máquina). Está formado por un electroimán
de dos polos magnéticos en las máquinas
bipolares (Figura 1.7), o de varios pares de
polos en las mul-tipolares.
Figura 1.7.
Culata: pieza de material ferro magnético
(hierro, acero, etc.), no rodeada de devanados
y que sirve para cerrar el circuito magnético,
uniendo los polos de la máquina eléctrica.
Polos inductores: son elementos que
sobresalen de la culata destinados a obtener el
máximo flujo con el mínimo de corriente de
excitación. Pueden estar construidos con
imanes permanentes, aunque lo normal es que
sean electroimanes sujetos a la culata. Estos
polos inductores constan de un núcleo de
chapa magnética, denominado núcleo polar,
sobre el que se arrolla el devanado inductor, y
una expansión polar o zapata que es la parte
más próxima al inducido y que rodea el
entrehierro. El número de polos será siempre
par, puesto que el circuito magnético
comprende un polo norte u un polo sur,
hablándose de máquinas bipolares, tetra
polares, etc. según el número de polos con
que cuente la máquina.
Polos auxiliares: también denominados polos
de conmutación, cuya misión es mejorar la
conmutación (producción de chispas entre el
colector y las escobillas) que será analizada
posteriormente.
Devanados del sistema inductor: son
bobinas situadas alrededor de los polos
destinadas a conducir la corriente de
excitación.
El inducido. El inducido es móvil y se sitúa
el rotor (parte que se mueve en sentido
giratorio de la máquina). Está compuesto de
un núcleo magnético en forma de cilindro y
constituido por chapas magnéticas apiladas,
con el fin de evitar la pérdida por histéresis y
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corrientes parásitas, donde se bobinan las
espiras con conductores de cobre esmaltados,
tal como se muestra en la Figura 1.8. El
núcleo de chapas dispone de una serie de
ranuras donde se alojan los bobinados del
inducido. El núcleo queda fijado a un eje,
cuyos extremos se deslizan apoyados en
cojinetes fijos a la carcasa. De esta forma el
inducido se sustenta entre las piezas polares
del inductor, pudiendo ser impulsado en un
movimiento de rotación rápido.
Figura 1.8
El colector. En el eje del inducido se fija el
colector de delgas formado por láminas de
cobre electrolítico con el fin de poderle
conectar los diferentes circuitos del inducido.
Las delgas se aíslan del eje y entre sí por
hojas de mica (Figura 1.9).
Figura 1.9.
La corriente se recoge en el colector con la
ayuda de dos o varios contactos deslizantes
de grafito o de carbón puro, llamados
escobillas (Figura 1.10).
Figura 1.10
Cada escobilla se monta en un porta
escobillas, que asegura la presión de la misma
contra el colector mediante muelles (Figura
1.11). Dé las escobillas parten los
conductores que se conectan a la placa de
bornes de la maquina, de donde se conectarán
al circuito exterior. Dada la fricción a la que
se somete a las escobillas, se produce un
desgaste progresivo de las mismas que limita
su vida útil, teniendo que reponerlas cada
ciertos períodos de tiempo.
Figura 1.11
Bobinados.- Recibe el nombre de bobinado
el conjunto formado por las bobinas,
comprendiendo en esta expresión tanto los
lados activos que están colocados en el
interior de las ranuras y las cabezas que
sirven para unir los lados activos, como los
hilos de conexión que unen las bobinas entre
sí como los que unen estas bobinas con el
colector o con la placa de bornes.
Entrehierro: como se ha señalado, es el
espacio
comprendido
entre
las
expansiones polares y el inducido. La
separación entre ambos elementos suele
ser de 1 a 3 mm, es decir, lo mínimo
para que no haya rozamiento entre la
parte fija y la móvil.
Cojinetes.- Son las piezas que sirven de
apoyo y fijación del eje del inducido
PLACA DE CARACTERISTICAS
La máquina eléctrica de corriente continua, al
igual que cualquier otra máquina ha de llevar
una placa de características, que irá alojada
de tal modo que sus datos puedan leerse
incluso durante el servicio.
Los datos más importantes son: nombre del
fabricante, tipo, número y potencia de la
máquina, que son ampliados por Ja tensión,
corriente continua y revoluciones nominales.
En máquinas de corriente continua vienen
además los datos de tensión y corriente de
excitación.
CONCLUSIONES
La adquisición de los conocimientos
adecuados y necesarios del funcionamiento
de las diversas de máquinas de corriente
continua, determinan la capacidad de un
ingeniero de elegir el generador y/o motor
ideal para la satisfacción de los
requerimientos de cualquier proceso para los
cuales sea necesario la participación de estos
equipos.
Cada característica en particular, como el tipo
de excitación de los distintos sistemas, puede
ser el determinante para el uso futuro de los
equipos.
Cada motor cuenta con características en
cuanto a inercia, forma física, costo,
velocidad y peso que se adecua a las
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exigencias de los diferentes usos para los que
se recomienda (grúas, tracción eléctrica, entre
otros).
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SANJURJO.
Rafael.
Máquinas
eléctricas.
Primera
Edición.
McGraw-Hill. España 1989
REFERENCIAS

http://www.vc.ehu.es/ierwww/maqui
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FINK. Donald. Manual de ingeniería
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Tomos II y III McGraw-Hi1l .
México. 1996
KOSOW. Irving. Control de
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eléctricas.
Primera
Edición. Editorial Reverté S.A.
España 1982
Aquí las partes más importantes de una maquinan de CC
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