Motores y generadodes de CC
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Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Motores y Generadores de CC go Colegio: ITAPU Materia: Electrotecnia I 1 Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Índice Introducción Página 2 Partes y principio de funcionamiento Generador CC Página 3 Usos Generador CC Página 4 Partes y principio de funcionamiento Motor CC Página 5 Usos Motor CC Página 6 Conclusión Página 7 2 Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Introducción Los motores y generadores eléctricos son grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dinamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor. 3 Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Generador de C.C. • Partes 1. Aislamiento 2. Ventilación controlada 3. Colector 4. Soporte del lado conector 5. Conjunto de Escobilla 6. Inducido 7. Cojinetes 8. Caja de Bornes • Principio de Funcionamiento Teniendo en cuenta los principios de inducción descubrimientos de Michael Farady podemos explicar el principio de funcionamiento de un motor de CC: Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de otro conductor por el que circula una corriente de intensidad variable, se establece o se induce una corriente eléctrica en el primer conductor. 4 Electrotecnia I -FENoviembre 2007 ITAPU Entonces, si una armadura gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. En las máquinas antiguas esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y servían como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contacto con el conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el que la corriente invertía su sentido dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un flujo de corriente de un sentido en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo. Los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran número de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del núcleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador múltiple. • Usos El papel más importante que desempeña el generador de corriente continua es alimentar de electricidad al motor de corriente continua. En esencia produce corriente libre de rizo y un voltaje fijo de manera muy precisa a cualquier valor deseado desde cero hasta la máxima nominal; ésta es en realidad corriente eléctrica de corriente continua que permite la mejor conmutación posible en el motor, porque carece de la forma de las ondas bruscas de energía de corriente continua de los rectificadores. El generador tiene una respuesta excelente y es particularmente apropiado para el control preciso de salida por reguladores de retroalimentación de control además de estar bien adaptado para producir corriente de excitación de respuesta y controlada en forma precisa tanto ara máquinas de corriente alterna como para máquinas de corriente continua. 5 Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Motor de C.C. Tengamos en cuenta que existen varios tipos de motores de CC, pero solo explicaremos el de imán permanente. Los tipos de motores de CC que existen son: De imán permanente Sin escobillas Servomotores de corriente directa En derivación Compound, entre otros. • Partes: • Principio de funcionamiento: 6 Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Para explicar el funcionamiento de los motores de CC debemos remitirnos al principio que se opone al de los generadores, descubierto por André Marie Ampere: Si una corriente pasa a través de un conductor situado en el interior de un campo magnético, éste ejerce una fuerza mecánica sobre el conductor. Entonces, cuando la corriente pasa a través de la armadura de un motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas debido a la acción del campo magnético, y la armadura gira por la mutua atracción que se ejerce entre la armadura y el imán permanente. La función del conmutador y la de las conexiones de las bobinas del campo de los motores es exactamente la misma que en los generadores. La revolución de la armadura induce un voltaje en las bobinas de ésta. Este voltaje es opuesto al voltaje exterior que se aplica a la armadura, y de ahí que se conozca como voltaje inducido o fuerza contra electromotriz. Cuando el motor gira más rápido, el voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al aplicado. La corriente entonces es pequeña, y la velocidad del motor permanecerá constante siempre que el motor no esté bajo carga y tenga que realizar otro trabajo mecánico que no sea el requerido para mover la armadura. Bajo carga, la armadura gira más lentamente, reduciendo el voltaje inducido y permitiendo que fluya una corriente mayor en la armadura. • Usos: Los motores de corriente continua en son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo). Los motores de imán permanente se emplean para el movimiento de maquinaria (tornos) en procesos de fabricación automática, arrastres de cintas de audio y video, movimiento de cámaras, juguetes, etc. 7 Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Conclusión Para concluir descubrimos que los generadores de CC son muy útiles y necesarios cuando necesitamos una corriente con un espectro de onda sin picos, libre de rizos y variaciones, en sí, los a hay pero son insignificantes; para reemplazarlos están los circuitos de rectificación pero estos no llegan nunca a tener el espectro de la corriente saliente de los generadores. Por el lado de los motores de CC también son muy útiles y versátiles por su capacidad de amoldarse a distintos trabajos, desde trabajos insignificantes con hacer girar un CD o mover la cinta de un VHS que nosotros no valoramos hasta trabajos industriales. 8 Electrotecnia Noviembre 2007 ITAPU I -FE- Fuentes: www.cienciasmisticas.com www.wikipedia.com www.rincondelvago.com Microsoft Encarta 2007 9
