Generadores de corriente directa

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1. Fundamentos a máquinas de corriente directa

Las máquinas de corriente directa son generadores que convierten la energía mecánica en energía eléctrica continua, la mayoría de las maquinas son similares a las máquinas de corriente alterna en el aspecto de que tienen voltajes y corrientes alternas internamente, y que tienen una salida de corriente directa ya que consta de un conmutador quetiene la función de convertir los voltajes internos de alterna en voltaje continuo en sus terminales. La máquina se puede operar como generador o motor dependiendo el uso que se desea, solo es cuestión de la dirección del flujo de potencia que circule atreves de ella misma.

2. Construcción y tipos de Devanados de generadores de corriente directa

Construcción

El generador de corrientedirecta consta de dos partes que son el estator (parte estacionaria) y el rotor (parte que gira). El estator está conformada con una estructura que sirve como soporte al rotor, las partes polares que son las que se proyectan hacia adentro y proporcionan un camino para el flujo magnético de la máquina. Los extremos de las piezas polares que están cerca del rotor se extienden sobre la superficie derotor para distribuir su flujo sobre la superficie del rotor (zapatas polares), la superficie expuesta de una zapata polar se llama cara polar y al rotor se le denomina como entrehierro.

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Figura 1. Diagrama simplificado de una máquina de cd.

Construcción de los polos y dela estructura: Antiguamente los polos de las maquinas estaban formados por una pieza de metal fundido y alrededor deeste se acomodaban los devanados. Actualmente estos están fabricados totalmente por un material laminado a causa de que hay un contenido de corriente alterna más grande en la potencia que se suministra a los motores de corriente directa controlados por paquetes de controladores en estado sólido. Lo que da perdidas de corriente pequeñas mayores a la de los estatores de la máquina.

Laconstrucción de las caras de los polos está un poco más lejos de la superficie de la parte giratoria (rotor) que el centro de la cara polar para incrementar la reluctancia en los extremos de la cara polar con el fin de reducir el efecto de agrupamiento de flujo a causa del inducido en la máquina.

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Figura 2. Conjunto de polo de campo principal del motor de dc.

Construcción del rotor:Consta de un eje maquinado a partir de una barra de acero que se le construye un núcleo montado sobre él. El núcleo está conformado de por laminas troqueladas de una placa de acero con ranuras para sostener el devanado del inducido. El conmutador está construido sobre el eje del rotor en un extremo del núcleo.

Construcción del conmutador y las escobillas: El conmutador está compuesto debarras de cobre que están aisladas con mica, las barras de cobre con esa protección resisten el desgaste normal que sufrirán durante el uso del motor.

Las escobillas están fabricadas de carbón, grafito, metal grafitado o una mezcla de carbón y grafito. Tienen una conductividad alta para reducir las pérdidas eléctricas y un bajo coeficiente de fricción para reducir el desgaste excesivo.

[pic]Figura 3. Polos con entrehierro en los extremos, uno achaflanado y el otro excéntrico

Aislamiento de los devanados: Este tipo de protección hacia los devanados es muy importante porque si no se llega a realizar puede causar un cortocircuito en el motor y su reparación es de gran costo.

Una forma de evitar que se derrita la protección en los devanados es reducir la temperatura de losmismos, suministrándole corriente de aire frio sobre ellos, un punto a considerar que el devanado limita la potencia máxima de la máquina para suministrar continuamente.

Existen tres clases de aislamiento de NEMA (National Electrical Manufacturers Association, es la que definió en estados unidos las clases de sistemas de aislamientos) para motores de corriente continua de caballos de fuerza...
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