Reacción de Inducido y Conmutación

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IEEE Reacción de Inducido y Conmutación, Julio 2010
REACCION DE INDUCIDO Y
CONMUTACION
Universidad Politécnica Salesiana
Cuenca, Ecuador
2010
Abstract.- Este ensayo va a ser realizado con la meta de
conocer el proceso de la reacción del inducido y la
conmutación en las maquinas de corriente continua. Cuando
una maquina funciona en carga, el flujo útil que atraviesa el
inducido es excitado por la acción simultánea de la f.e.m. del
sistema inductor y de la f.e.m. del inducido. Este fenómeno
llamado reacción de inducido, se traduce generalmente por
una debilitación del flujo útil y por tanto de la f.e.m. inducida.
En lo que se refiere a conmutación, es el conjunto de
fenómenos que acompañan a la inversión del sentido de la
corriente en la sección cortocircuitada por una escobilla.
Para el mejor funcionamiento de la maquina CC es necesario
disminuir en lo posible la reacción del inducido así como
mejorar la conmutación lo cual se pondrá a disposición en el
siguiente ensayo.
I. INTRODUCCIÓN
En este ensayo describiremos el proceso de la
reacción de inducido y conmutación en las
maquinas de corriente continua, ya que es
necesario conocer los inconvenientes que produce
el mismo y como disminuir el la reacción del
inducido, del mismo modo es importante conocer
la forma de cómo mejorar la conmutación en las
maquinas de corriente continua.
Todo el proceso de reacción del inducido y
conmutación será explicado a continuación:
II. COMO SE PRODUCE LA REACCION DE
INDUCIDO.
Cuando la dinamo en la carga el flujo del inductor
se distorsiona debido al flujo magnético creado por
la corriente del inducido, el cual es perpendicular
al flujo magnético principal creado por los polos
inductores Φp, Aunque aparentemente el flujo
principal Φp, no varía, pues se reduce e los cuernos
de entrada pero aumenta en los cuernos de salida,
en realidad el flujo principal disminuye pues la
distorsión del mismo aumenta su recorrido, es
decir su reluctancia magnética, se crea saturación
de los cuernos polares y además aumentan las
fugas magnéticas, coadyuvando todo ello en la
disminución de Φp, y disminuyendo por tanto la
f.e.m. en carga Ec respecto a la f.e.m. en vacio EV.
Este fenómeno se conoce con el nombre de
reacción magnética del inducido.
FIGURA 1
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Si hacemos una representación gráfica del campo
magnético en función del ángulo:
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-
Reducir la deformación de la curva de
inducción en el entrehierro, mediante, por
ejemplo:
-
Combatir la reacción transversal mediante
flujos compuestos (arrollamientos de
compensación).
Se emplean arrollamientos de compensación en
ranuras colocadas en las piezas polares y
conectadas en serie en el arrollamiento del
inducido.
A consecuencia de la reacción del inducido la línea
neutra (línea que une los conductores que no
producen fem) en carga, adelanta respecto del
sentido de giro un ángulo a, tomada como
referencia la línea neutra en vacío:
CONMUTACION:
III. INCONVENIENTES DE LA REACCION
DEL INDUCIDO
- Disminuye la f.e.m. en carga Ec
-
Disminuye indirectamente el rendimiento.
Crea problemas de chispas en el colector
Aumenta las dificultades para realizar una
buena conmutación
IV DISMINUCION DE LA REACCION DEL
INDUCIDO.
Por lo descrito anteriormente es importante reducir
la reacción del inducido.
La conmutación es el conjunto de fenómenos que
acompañan a la inversión del sentido de la
corriente en la sección cortocircuitada por una
escobilla. Durante el tiempo t en que la sección
esta cortocircuitada, es decir, mientras sus
conductores activos franquean la línea neutra, en
dicha sección se crean dos fem:
a) Una fem de autoinducción ea=L(di/dt)
variando la corriente i en el tiempo t, del
valor l a –l
b) Una fem de inducción ei=(dΦ/dt) donde
Φ es flujo transversal del inducido
cortado por lasos conductores activos en
el tiempo t, esta fem se suma a la anterior
pues el sentido del flujo transversal es el
mismo que el del polo del que procede el
conductor
como
hemos
visto
anteriormente.
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Estas dos fem tienen un efecto desfavorable. Sin
ellas el reparto de las corrientes ia e ib que circulan
entre las delgas correspondientes y las escobillas,
se realizaría según las conductancias de las
derivaciones, de forma lineal, pero debido a estas
dos fem, el reparto no es lineal, generando chispas.
-
Desplazamiento de las escobillas en
adelanto suplementario(en el sentido de
rotacion) al correspondiente al de la línea
neutra en carga, tal que, se produzca en la
sección en conmutación una fem de
sentido opuesto a las suma de es y ei.
-
Polos de conmutación o auxiliares que:
anulan el flujo transversal sobre la línea
neutra teórica y además producen en la
sección de conmutación una fem opuesta
a ea.
De estos dos métodos, excepto para tensiones y
potencias muy bajas se emplea exclusivamente los
polos de conmutación.
MEDIDAS
PARA
MEJORAR
LA
CONMUTACION:
La Conmutación se aproximar tanto más a la ideal
(reparto lineal de las corrientes en a- escobilla y bescobilla según las conductancias) cuanto más
reducida sea la corriente j producida por las fem ea
y ei, para ello se aplican los siguientes principios:
1. Hacer las fem ea y ei lo más pequeña
posible.
Aumentando el número de delgas del
colector
- Aumentando el número de escobillas
- Disminuyendo el flujo transversal, por los
métodos vistos para disminuir la reacción
del inducido.
2. Aumentar la resistencia que se opone a la
corriente j.
- La resistencia del circuito de la corriente j
consta de la resistencia de la sección de
conmutación, de la resistencia de las
escobillas y de las resistencias de contacto
a - escobilla y b – escobilla.
3. Crear, en la sección de conmutación, una
fem opuesta a (ea + ei).
Si bien con unos polos auxiliares bien calculados
se alcanza una conmutación correcta en todo el
campo de funcionamiento normal de la maquina,
ellos sin embargo no evitan la distorsión de la
curva de inducción bajo los polos principales con
su secuela de los inconvenientes, el mas grave de
los cuales puede ser arco entre escobilla cuando la
maquina esta sujeta bruscas sobrecargas o trabajos
muy duros. En estos casos es obligado recurrir,
además de los polos auxiliares, al devanado de
compensación.
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dificultad de conmutación por eso es importante
minimizar en lo posible la reacción al inducido así
como también es necesario mejorar la
conmutación, para optimizar el rendimiento de las
maquinas de corriente continua, y de este modo
obtener un funcionamiento eficaz del mismo, es
por ello que este ensayo ha procurado dar
información acerca de cómo lograr lo antes
mencionado
V. REFERENCIAS
[1]
Libro de Máquinas Eléctricas – Stephen
Chapman, 4° Edición.
III. CONCLUSIONES
Como se puede observar en este ensayo existen
muchos inconvenientes en la reacción del inducido
como son la disminución en el rendimiento, la
disminución en la carga Ec, así como la aparición
de chispas en el colector, y el aumento en la
[2]http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/fil
e/view/motores_electricos.pdf
[3]http://endrino.pntic.mec.es/rpel0016/Bobinados.
htm
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