Fundamentos de Los Generadores de CD

Instituto Tecnológico Tecnológico de Minatitlán Departamento de Metal-Mecánica Maquinas Eléctricas

Inve Invest stig igac ació ión n “Fun “Funda dame ment ntos os de gene genera rado dore res s de CD, construcción  tipo de devanados !im"ricado  ondulado#$

Catedrático% Ing& 'a(l )att *antana

+lumno% osé El Triano Montiel

Minatitlán Minatit lán .er& .er& + /0 de +gosto de /120&

F34D+ME4T5* DE 65* 7E4E'+D5'E* DE CD&

Los generadores de CD son máquinas de CD que se utilizan como generador. No hay diferencias reales entre un generador y un motor excepto en la dirección del flujo de potencia. Hay cinco tipos principales de generadores de CD que se clasifican de acuerdo con la forma en que se produce su flujo de campo! ". #enerador de excitación separada. $l flujo de campo se deri%a de una fuente de potencia separada independiente del generador en s& mismo. '. #enerador en deri%ación. $l flujo de campo se deri%a de la conexión del circuito de campo directamente a tra%(s de las terminales del generador. ). #enerador en serie. $l flujo de campo se produce por la conexión de circuito de campo en serio con el inducido del generador. *. #enerador compuesto acumulati%o. $n (l están presentes tanto el campo en deri%ación como el campo en serie y sus efectos so aditi%os. +. #enerador compuesto diferencial. $n (l se encuentran tanto el campo en deri%ación como el campo en serie pero sus efectos se restan. $stos tipos de generadores de CD difieren en sus caracter&sticas en las terminales ,%oltaje-corriente y por lo tanto en las aplicaciones para las cuales son adecuados. Los generadores de CD se comparan entre s& por su %oltaje potencia nominal eficiencia y regulación de %oltaje. La regulación de %oltaje se define por  medio de la ecuación! VR

V sc V  pc −

=

V  pc

Donde

 x 100

V sc

 es el %oltaje en las terminales del generador en %ac&o y

V  pc

es el %oltaje en las terminales del generador a plena carga. $s una medida aproximada de la forma de la caracter&stica %oltaje-corriente del generador! una regulación de %oltaje negati%a una caracter&stica ascendente. /odos los generadores son accionados por una fuente de potencia mecánica que normalmente se llama motor primario del generador. $l motor  primario de un generador de CD puede ser una tur0ina de %apor un motor di(sel o incluso un motor el(ctrico. $n razón de que la %elocidad del motor principal afecta el %oltaje de salida de un generador y de que los motores principales pueden %arias dentro de un amplio inter%alo dentro de su caracter&stica de salida de diferentes generadores suponiendo que los motores primarios tienen una

%elocidad constante. 1e dará por sentado que la %elocidad de un generador es constante a menos que se especifique lo contrario. Los generadores de CD son 0astante raros en los sistemas de potencia modernos. 2ncluso en los sistemas de potencia de CD de los automó%iles se utilizan generadores de C3 con rectificadores para producir una potencia de CD. No o0stante han mostrado un renacimiento limitado en los 4ltimos a5os como fuentes de potencia en las torres independientes para tel(fonos celulares. $n la figura se puede %er el circuito equi%alente de un generador de CD. 6 en la siguiente figura se muestra la %ersión simplificada del circuito equi%alente. 1on parecidos a los circuitos equi%alentes de los motores de CD excepto en que la dirección del flujo de corriente y las perdidas en las esco0illas son contrarias.

8+'TE* 9+*IC+* DE 34 7E4E'+D5' DE CD&

7artes de una maquina dc.

Estator% 7arte fija formada por polos salientes y culata. Inductor% De%anado formado por 0o0inas situadas alrededor del n4cleo de los polos principales que al ser recorridos por la corriente de excitación crea el campo magn(tico inductor. 'otor% 7arte mó%il que gira alrededor del eje. Entre:ierro% Distancia entre los polos principales y el rotor. Inducido% De%anado situado en las ranuras del rotor y que por la influencia del campo el(ctrico es o0jeto de fuerzas electromotrices inducidas y de fuerzas mecánicas. ;onas neutras% 7untos del inducido en los que el campo es nulo. Colector% Cilindro formado por delgas de co0re endurecido separadas por  aislante conectadas al inducido y giran conjuntamente con (l. Esco"illas% 7iezas conductoras metalográficas resistentes al rozamiento que estando fijas frotan con el colector mó%il conectando el inducido con el exterior al tiempo que pro%oca la conmutación para que tra0aje con corriente continua. 8olos au
C54*T'3CCI54 = TI85* DE DE.+4+D5*& Devanados m(ltiples o im"ricados&

$n la figura se muestra una 0o0ina de de%anado im0ricado en la que los conductores que se %en del lado izquierdo están en el lado superior de la ranura de rotor8 los del lado derecho están en la mitad inferior de otra ranura aproximadamente a un paso polar de distancia. $n cualquier instante los lados están de0ajo de polos adyacentes y los %oltajes que se inducen en los dos lados son aditi%os. 9tros lados de la 0o0ina llenan las porciones restantes de las ranuras. Los hilos de la 0o0ina están conectados Bobina para un devanado imbricado .

a los segmentos del conmutador y (ste conecta tam0i(n las 0o0inas para formar  el de%anado de armadura.

Casi todas las máquinas de CD medianas y grandes utilizan de%anados im0ricados simples en los que el n4mero de trayectorias en paralelo en el de%anado de la armadura es igual al n4mero de polos principales. $sto permite que la corriente por  trayectorias en paralelo en el de%anado de la armadura es igual al n4mero de polos principales. $sto permite que la corriente por trayectoria sea lo suficientemente 0aja para admitir conductores de Devanado simplex imbricado. medidas razona0les en las 0o0inas.

Devanado ondulado o de dos circuitos&

$s un de%anado que presenta solo dos trayectorias paralelas entre las terminales positi%a y negati%a por lo que solo se requieren dos juegos de car0ones. Cada car0ón pone en corto circuito p:' 0o0inas en serie8 puesto que los puntos a 0 y c están al mismo potencial ,y tam0i(n los puntos d e y f los car0ones pueden localizarse en cada uno de estos puntos para permitir un conmutador  de solo un tercio de largo. $l de%anado de0e a%anzar o retroceder  una 0arra de conmutador cada %ez que pase alrededor de la armadura para que sea cerrado sencillo. 7or lo tanto el n4mero de 0arras de0e Devanado progresivo de dos circuitos. ser igual a ,;pl' <" en donde k  es un n4mero entero y  p es el n4mero de polos. $l de%anado no necesita igualadores porque todos los conductores pasan 0ajo todos los polos.