Manual De Analisis De Riesgo
Páginas: 14 (3318 palabras)
Publicado: 16 de enero de 2013
REACCIÓN DE INDUCIDO EN MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA
Norberto A. Lemozy
1 INTRODUCCIÓN El objetivo del presente capítulo es estudiar el origen, los efectos y la corrección de la reacción de inducido o de armadura en las máquinas de corriente continua. La mayoría de las máquinas eléctricas, salvo los reactores y los electroimanes monofásicos, poseen dos o más arrollamientos y, cuando seencuentran en carga y circulan corrientes por esos arrollamientos cada uno de ellos produce una fuerza magnetomotriz (fmm) que, al combinarse, dan lugar al flujo en la estructura magnética, a las tensiones inducidas, y a las fuerzas y cuplas que originan las acciones ponderomotrices de la máquina. En la figura 1 se muestra un corte esquemático de una máquina básica de corriente continua de dos polos yse indican sus partes principales: La carcasa completa el circuito magnético y es el órgano estructural a donde se fijan, entre otras cosas, los polos y los escudos (no indicados) que soportan al eje por medio de los cojinetes. Los polos principales o de excitación, con sus expansiones polares y sus arrollamientos de excitación de tipo concentrado. El inducido o armadura con su arrollamiento dearmadura, de tipo distribuido, alojado en ranuras, y también se muestran figuradamente las escobillas que en realidad apoyan sobre el colector (no indicado).
d Arrollamientos de Excitación Arrollamiento de Inducido q Escobillas Polos de Excitación Expansión Polar q Inducido Carcasa
d
Fig. 1. Corte de una máquina básica. También se indican el eje longitudinal o directo d-d, definido por lospolos de excitación y el eje transversal o en cuadratura q-q, que son ejes de simetría de la máquina. 1
2 ANÁLISIS CUALITATIVO A continuación se analizan los mapas de campo aproximados que se tienen en una máquina de corriente continua, como la representada en la figura 1 y con la siguiente distribución de corrientes en la excitación y en el inducido. Figura 2.
d
θ
q
q
d
Fig. 2.Corrientes de excitación y de inducido. El análisis se hará en tres situaciones: cuando hay solamente corriente de excitación If, cuando hay solamente corriente en el inducido Ia y cuando están presentes ambas corrientes. 2.1 Campo de excitación Cuando hay solamente corriente de excitación las líneas de fuerza del campo producido siguen una trayectoria como la mostrada en la figura 3 donde elsentido de la corriente If es tal que el polo superior resulta norte y el inferior sur. En la figura se indicó con un vector Ff la dirección dominante de ese campo. Se puede observar que la línea neutra magnética, n-n, es decir la recta que une los puntos de campo nulo del inducido, coincide con el eje transversal de la máquina; además la inducción magnética es prácticamente constante bajo los polos ydecae en los extremos de las expansiones polares. Esta es la situación que existe en un generador en vacío, y es la distribución de campo que se desea en las máquinas de corriente continua. 2.2 Campo armadura Si se tiene solamente corriente de armadura Ia , lo que no es una situación normal en las máquinas de corriente continua, se producirá una fuerza magnetomotriz, indicada simbólicamente por elvector Fa , en la dirección definida por las escobillas, figura 4. El sentido de la corriente de armadura se supuso entrante en la mitad superior del inducido y saliente en la otra mitad, por lo tanto el inducido genera un polo norte en su lado izquierdo y un sur en el derecho. En este caso el campo resultante se cierra principalmente a través de las expansiones polares y también resulta unainducción prácticamente constante en el entrehierro.
2
d If
q ≡n
q ≡n
If Ff
d
Fig. 3. Campo de excitación.
d
Fa q
Ia q
d
Fig. 4. Campo de armadura. 2.3 Campo resultante Cuando la máquina de corriente continua se encuentra en carga y hay corriente en la excitación y en el inducido, la fuerza magnetomotriz transversal del inducido distorsiona el campo producido por...
Norberto A. Lemozy
1 INTRODUCCIÓN El objetivo del presente capítulo es estudiar el origen, los efectos y la corrección de la reacción de inducido o de armadura en las máquinas de corriente continua. La mayoría de las máquinas eléctricas, salvo los reactores y los electroimanes monofásicos, poseen dos o más arrollamientos y, cuando seencuentran en carga y circulan corrientes por esos arrollamientos cada uno de ellos produce una fuerza magnetomotriz (fmm) que, al combinarse, dan lugar al flujo en la estructura magnética, a las tensiones inducidas, y a las fuerzas y cuplas que originan las acciones ponderomotrices de la máquina. En la figura 1 se muestra un corte esquemático de una máquina básica de corriente continua de dos polos yse indican sus partes principales: La carcasa completa el circuito magnético y es el órgano estructural a donde se fijan, entre otras cosas, los polos y los escudos (no indicados) que soportan al eje por medio de los cojinetes. Los polos principales o de excitación, con sus expansiones polares y sus arrollamientos de excitación de tipo concentrado. El inducido o armadura con su arrollamiento dearmadura, de tipo distribuido, alojado en ranuras, y también se muestran figuradamente las escobillas que en realidad apoyan sobre el colector (no indicado).
d Arrollamientos de Excitación Arrollamiento de Inducido q Escobillas Polos de Excitación Expansión Polar q Inducido Carcasa
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Fig. 1. Corte de una máquina básica. También se indican el eje longitudinal o directo d-d, definido por lospolos de excitación y el eje transversal o en cuadratura q-q, que son ejes de simetría de la máquina. 1
2 ANÁLISIS CUALITATIVO A continuación se analizan los mapas de campo aproximados que se tienen en una máquina de corriente continua, como la representada en la figura 1 y con la siguiente distribución de corrientes en la excitación y en el inducido. Figura 2.
d
θ
q
q
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Fig. 2.Corrientes de excitación y de inducido. El análisis se hará en tres situaciones: cuando hay solamente corriente de excitación If, cuando hay solamente corriente en el inducido Ia y cuando están presentes ambas corrientes. 2.1 Campo de excitación Cuando hay solamente corriente de excitación las líneas de fuerza del campo producido siguen una trayectoria como la mostrada en la figura 3 donde elsentido de la corriente If es tal que el polo superior resulta norte y el inferior sur. En la figura se indicó con un vector Ff la dirección dominante de ese campo. Se puede observar que la línea neutra magnética, n-n, es decir la recta que une los puntos de campo nulo del inducido, coincide con el eje transversal de la máquina; además la inducción magnética es prácticamente constante bajo los polos ydecae en los extremos de las expansiones polares. Esta es la situación que existe en un generador en vacío, y es la distribución de campo que se desea en las máquinas de corriente continua. 2.2 Campo armadura Si se tiene solamente corriente de armadura Ia , lo que no es una situación normal en las máquinas de corriente continua, se producirá una fuerza magnetomotriz, indicada simbólicamente por elvector Fa , en la dirección definida por las escobillas, figura 4. El sentido de la corriente de armadura se supuso entrante en la mitad superior del inducido y saliente en la otra mitad, por lo tanto el inducido genera un polo norte en su lado izquierdo y un sur en el derecho. En este caso el campo resultante se cierra principalmente a través de las expansiones polares y también resulta unainducción prácticamente constante en el entrehierro.
2
d If
q ≡n
q ≡n
If Ff
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Fig. 3. Campo de excitación.
d
Fa q
Ia q
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Fig. 4. Campo de armadura. 2.3 Campo resultante Cuando la máquina de corriente continua se encuentra en carga y hay corriente en la excitación y en el inducido, la fuerza magnetomotriz transversal del inducido distorsiona el campo producido por...
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