maquinas electricas

Relación de voltaje de la dínamo de CD: generadores de CD

3-1 Generalidades

La dinamo de cd se emplea como un generador de cd, por lo tanto se ocupa principalmente de las relaciones de voltaje de la dinamo cd, ya que un generador es una fuente de voltaje. Para accionar un generador:
1.-El par electromagnético que se desarrolla en el conductor portador de corriente, se opone a la rotacióndel primomotor (ley de Lenz).
2.-El voltaje generado o inducido en la armadura contribuye y produce la corriente de armadura.
3.- El voltaje generado
Eg=Va+IaRa
En la construcción de la dínamo de cd se supo que para conmutar , la armadura que se contiene en los conductores portadores de corriente en los cuales se inducen los voltajes, debe girar para llevar a cabo varias funciones.
Elvoltaje Eg generado en la armadura de la ecuación para la FEM promedio inducida entre las escobillas:
Sistema ingles Eg= Esta dado en V.
Sistema SI Eg=ϕZωP/2a Esta dado en V.
Donde dependiendo de las características del devanado, se sabrá las trayectorias (a) en la armadura mediante diferentes ecuaciones:
Para un devanado ímbrico, a=mP
Para un devanado ondulado, a=2m3-2 Tipos de generadores de CD
Los generadores básicos que emplean la construcción de dínamo de cd son los generadores en derivación (shunt o paralelo) en serie y compuestos. Sus diferencias se basan en el modo de producir la excitación del campo del estator y su objetivo es producir un voltaje de cd mediante la conversión de energía mecánica en energía eléctrica y una parte se utiliza paraexcitar el devanado del campo magnético estacionario.
3-3 Diagrama esquemático y circuito equivalente de un generador en derivación.
Cuando se produce la excitación mediante un devanado de campo conectado con todo el voltaje de línea es el que se produce entre las escobillas de la armadura, a la dínamo de cd se le denomina generador en derivación. La armadura del rotor se encierra en un rectángulocon líneas punteadas y se representa como una FEM (Eg), una resistencia del devanado de armadura (Rw) y la resistencia de las escobillas de carbón y el punto en el que hacen contacto con la armadura giratoria.
El circuito de la armadura completo consiste de la armadura, el devanado de compensación (Rc), y el devanado de interpolos (Ri) que está en el estator.
Por simplicidad, se pueden sumartodas las resistencias en serie del circuito como una sola (Ra) que se le conocerá como la resistencia del circuito de armadura.

Puesto que la fuente básica de la FEM y de la corriente es la armadura, el circuito equivalente de la figura derecha nos da la ecuación siguiente:
Ia=If+Ii Amperes (A)
Ia= corriente de la armadura.
If= es la corriente de campo.
Ii= es la corriente que pasapor la carga.
Los circuitos en paralelo existe el mismo voltaje entre las terminales de los circuitos de la armadura, de carga y de campo:
Va=Vf=Vi Volts (V)
Va= el voltaje entre las terminales de la armadura.
Vf= el voltaje entre las terminales del circuito de campo.
Vi= el voltaje entre las terminales de la carga
Ejemplo 3-1
Un generador en derivación de 150 kW, 250 V, tiene unaresistencia del circuito de campo de 50 Ω y una de 0.05 Ω en el circuito de armadura. Calcular: a) la corriente de línea a plena carga, que va a la carga. b) la corriente de carga. c) la corriente de armadura. d) el voltaje generado a plena carga.
a) Il=(kWx1000)/Vl = (150x1000)/250 V =600 A
b) If = Vl/Rf = 250 V/50 Ω
c) Ia = If +Il = 5+600 = 605 A
d) Eg = Va+ Ia Ra = 250 V+(605 A x 0.05 Ω) =280.25 V







3-4 Diagrama esquemático y circuito equivalente de un generador en serie.
Cuando la excitación se produce mediante un devanado de campo conectado en serie con la armadura siendo que el flujo que produzca el devanado de campo serie sea función de la corriente en la armadura y en la carga, la dínamo de cd se denomina generador en serie. El campo en serie solo se excita...