Documento De Trabajo 02

DOCUMENTO DE TRABAJO N° 1
Características de motores de CC. Conexión Serie, Paralelo, Compound.
Ingeniería en Electricidad y Electrónica

Elaborador: Luis Alberto Rojas Taucare
II. Aprendizajes Esperados:
Aplica el montaje Máquinas de corriente continua. Máquinas de corriente alterna. Circuitos equivalentes. Balance de potencias y Características. Aplicaciones industriales, y de generación,transmisión y distribución de energía eléctrica.
III. Síntesis esquemática de Contenidos








Maquinas de corriente continua
Las máquinas de corriente continua (MCC) se caracterizan por su versatilidad debido a las distintas configuraciones posibles de conexión de sus bobinados, esto es separada, serie o derivación (shunt), lo que le da un amplio rango de volt-ampere o velocidad-torque tantopara operación en estado estable como dinámica. Por lo anterior su aplicación se encuentra en aquellas situaciones donde se requiere un amplio rango de velocidad y preciso control de torque. Su simplicidad de operación y la flexibilidad la hacen gozar de una gran reputación aún en presencia de los sofisticados accionamientos de CA.
Componentes principales:
En la figura 1 se observan las principalespartes de un motor de corriente continúan donde:
1. Yugo o culata
4. Núcleo del polo auxiliar o de conmutación
2. Núcleo del polo inductor
5. Extremo del polo auxiliar o de conmutación
3. Expansión polar
6. Paquete magnético del rotor
10. Colector de delgas
7. Arrollamiento del inducido
11. Escobillas
8. Arrollamiento inductor o de excitación

9. Devanado de conmutación





Figura 1: Componentesprincipales de la máquina de corriente continua
Principio de funcionamiento: Acción del conmutador
Las partes fundamentales de una MCC son mostradas esquemáticamente en la figura 2. El estator tiene geometría de polos salientes y es excitado por uno o más pares de bobinas de campo. La distribución de flujo en el entrehierro es simétrica respecto de la línea central de los polos del campo. A esteeje se le denomina eje de campo o eje directo.
El rotor posee geometría cilíndrica y sus bobinados se encuentran distribuidos en ranuras en la periferia de la superficie. Al girar, se inducen tensiones alternas en las bobinas al estar en presencia del flujo impuesto por las bobinas de campo. El conjunto colector-escobillas forman un mecanismo de rectificación mecánica, resultando en una FMM dearmadura que esta fija en el espacio.

Figura 2: Esquemática representación de la MCC
Las escobillas (carbones) están localizadas tal que la conmutación se realiza en la denominada línea neutra magnética, ubicada en el punto medio entre los polos del campo. En esta posición el vector de velocidad es colineal densidad de flujo magnético, por lo que la tensión inducida es nula. Lo anterior hace que eleje de la FMM de armadura esta a 90 eléctricos del eje de los polos, es decir, en el eje de cuadratura. En la representación esquemática de la figura 1a las escobillas están mostradas en el eje de cuadratura debido a que es esa la posición de las bobinas que conectan. La representación simplificada de la estructura de la MCC se muestra en la figura 1b.
Para que exista torque medio no nulo enmáquinas con geometría cilíndrica, las frecuencias de las corrientes de estator y rotor y la velocidad mecánica debe cumplirse que:

(1)
como el estator esta siendo alimentado con corriente continua ωs=0, necesariamente la frecuencia de las corrientes de rotor debe coincidir con la velocidad angular de giro de la armadura. Esto es:

(1)
Veamos como se obtiene esto:
El efecto del conmutador puede serentendido observando la evolución de la MCC cuando el bobinado de campo es excitado con una corriente If (corriente de campo) y por la armadura circula la corriente Ia (corriente de armadura). La figura 3a, muestra la condición en la cual el bobinado de campo produce una distribución de FMM estacionaria Fd y la bobina de armadura, representada por los lados a y b, es alimentada a través de las...