motores eléctricos

ELECTROTECNIA
PRÁCTICA nº 5

MÁQUINAS ROTATIVAS. FUNCIONAMIENTO COMO MOTOR.
ALTERNADORES Y DINAMOS EN CORRIENTE CONTINUA.

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PRACTICA 5
MÁQUINAS ROTATIVAS. FUNCIONAMIENTO COMO GENERADOR.
ALTERNADORES Y DÍNAMOS DE CORRIENTE CONTINUA
1.- FUNDAMENTO DE LOS GENERADORES ROTATIVOS.

G
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Energía Mecánica

Energía Eléctrica

Figura 1. Funcionamiento como generador de una máquinaeléctrica.
Un generador eléctrico transforma la energía mecánica (que recibe en su eje) desde un elemento
motor, en energía eléctrica (en bornes de salida), que suministra a una carga o circuito eléctrico
de utilización. En los alternadores la forma de esta energía eléctrica es de corriente alterna y en las
dinamos se manifiesta en forma de corriente continua.
El principio de funcionamiento deestas máquinas, en líneas generales, es el siguiente: Su eje
recibe energía mecánica de un elemento que le proporciona este giro; acopladas al mismo se
encuentran una serie de espiras en forma de bobina. Este bloque de bobinas se encuentra
solidario al eje y bajo la acción de un campo magnético creado por algún imán permanente o
electroimán. Al girar estas bobinas en el interior del campomagnético y sometidas por lo tanto a
una variación de flujo, en virtud del principio de inducción electromagnética de Faraday, se induce
en ellas una fuerza electromotriz que será proporcional a :
-La intensidad del campo magnético.
-Velocidad con que se mueve la espira en el interior del campo.
-Número de espiras existentes en cada bobina.
El valor de la tensión inducida responde a la siguienteexpresión:

FEM =

−8
φi × N × n × P
× 10 = B × l × v × 10 −8
60 × a

Siendo:
FEM = Tensión máxima inducida en cada bobina en voltios.
φi = Flujo magnético en Maxwell
N = Número de espiras de cada bobina.
n = Velocidad del motor en r.p.m.
P = Número de pares de polos.
a = Número de circuitos paralelos del inducido.

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B = Valor de la inducción en Gauss.
l = Longitud delconductor sometido al campo en cm..
v = Velocidad periférica de la espira en cm/s.
Esta f.e.m. inducida aplicada a un circuito exterior da lugar a la circulación de una corriente que,
por extensión, también se conoce como corriente inducida
El campo magnético puede ser de imán permanente o electromagnético. El primero prácticamente
no se usa, salvo en casos muy específicos. El segundo es generado apartir de una corriente
continua que se hace pasar por una bobina compuesta por un determinado número de espiras que
envuelve a unos elementos de baja reluctancia que reciben el nombre de piezas o masas polares.
El conjunto pieza polar y bobina recibe el nombre de polo magnético y su número ha de ser
siempre par.
La intensidad del campo magnético depende:
- Número de espiras de la bobina.- Intensidad de corriente que se haga pasar por la bobina.
- De la longitud del circuito magnético
H = 1,25 N I / L
La inducción magnética depende de la intensidad de campo y del coeficiente de permeabilidad
magnética del hierro del circuito magnético
Β=µH
La corriente que se hace pasar para la generación de este campo recibe el nombre de corriente de
excitación.
En los alternadores estacorriente es continua y procede de una dínamo colocada en el mismo eje
del alternador, que recibe el nombre de excitatriz.
En las dinamos, si esta corriente continua procede de una fuente exterior, la máquina recibe el
nombre de dinamo de excitación independiente. Cuando la corriente de excitación proviene de la
misma máquina que la genera ésta recibe el nombre de dinamo autoexcitada.
Otraforma de obtener el valor de la f.e.m. inducida, sabiendo que depende de la variación de flujo
respecto del tiempo, es la siguiente:
e = dΦ/d t
en valor instantáneo y
E = Φ/t = B S / t = B l a/t = B l v
siendo
E
B
l
a
v

valor máximo de la f.e.m. en voltios
el valor de la inducción en Teslas
la longitud de la masa polar en metros
la anchura de la masa polar o arco polar en metros...