Fundamentos De Los Generadores De Cd

Instituto Tecnológico de Minatitlán Departamento de Metal-Mecánica Maquinas Eléctricas Investigación “Fundamentos de generadores de CD, construcción y tipo de devanados (imbricado y ondulado)” Catedrático: Ing. Raúl Katt Santana

Alumno: José Elí Triano Montiel

Minatitlán Ver. A 25 de Agosto de 2015.

FUNDAMENTOS DE LOS GENERADORES 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: 1. Generador de excitación separada. El flujo de campo se deriva de una fuente de potencia separada independiente del generador en sí mismo. 2. Generador en derivación. El flujo de campo se deriva de la conexión del circuito de campo directamente a través de las terminales del generador. 3. Generador en serie. El flujo de campo se produce por la conexión de circuito de campo en serio con el inducido del generador. 4. Generador compuesto acumulativo. En él están presentes tanto el campo en derivación como el campo en serie y sus efectos so aditivos. 5. Generador compuesto diferencial. En él se encuentran tanto el campo en derivación como el campo en serie, pero sus efectos se restan. Estos tipos de generadores de CD difieren en sus características en las terminales (voltaje-corriente) y por lo tanto en las aplicaciones para las cuales son adecuados. Los generadores de CD se comparan entre sí por su voltaje, potencia nominal, eficiencia y regulación de voltaje. La regulación de voltaje se define por medio de la ecuación: VR=

V sc −V pc x 100 V pc Donde

V sc

es el voltaje en las terminales del generador en vacío y

V pc

es el voltaje en las terminales del generador a plena carga. Es una medida aproximada de la forma de la característica voltaje-corriente del generador: una regulación de voltaje negativa, una característica ascendente. Todos los generadores son accionados por una fuente de potencia mecánica, que normalmente se llama motor primario del generador. El motor primario de un generador de CD puede ser una turbina de vapor, un motor diésel o incluso un motor eléctrico. En razón de que la velocidad del motor principal afecta el voltaje de salida de un generador y de que los motores principales pueden varias dentro de un amplio intervalo dentro de su característica de salida de diferentes generadores suponiendo que los motores primarios tienen una

velocidad constante. Se dará por sentado que la velocidad de un generador es constante, a menos que se especifique lo contrario. Los generadores de CD son bastante raros en los sistemas de potencia modernos. Incluso en los sistemas de potencia de CD de los automóviles se utilizan generadores de CA con rectificadores para producir una potencia de CD. No obstante, han mostrado un renacimiento limitado en los últimos años como fuentes de potencia en las torres independientes para teléfonos celulares. En la figura se puede ver el circuito equivalente de un generador de CD. Y en la siguiente figura se muestra la versión simplificada del circuito equivalente. Son parecidos a los circuitos equivalentes de los motores de CD, excepto en que la dirección del flujo de corriente y las perdidas en las escobillas son contrarias.

PARTES BASICAS DE UN GENERADOR DE CD.

Partes de una maquina dc.

Estator: Parte fija formada por polos salientes y culata. Inductor: Devanado formado por bobinas situadas alrededor del núcleo de los polos principales que al ser recorridos por la corriente de excitación crea el campo magnético inductor. Rotor: Parte móvil que gira alrededor del eje. Entrehierro: Distancia entre los polos principales y el rotor. Inducido: Devanado situado en las ranuras del rotor y que por la influencia del campo eléctrico, es objeto de fuerzas electromotrices inducidas y de fuerzas mecánicas. Zonas neutras: Puntos del inducido en los que el campo es nulo. Colector: Cilindro formado por delgas de cobre endurecido separadas por aislante, conectadas al inducido y giran conjuntamente con él. Escobillas: Piezas conductoras metalográficas resistentes al rozamiento que estando fijas frotan con el colector móvil conectando el inducido con el exterior, al tiempo que provoca la conmutación para que trabaje con corriente continua. Polos auxiliares: Polos salientes situados entre los polos principales. Cuyo arrollamiento está conectado en serie con el inducido de forma que al crear un campo contrario al de reacción del inducido evita sus problemas y provoca una buena conmutación sin chispas.

CONSTRUCCION Y TIPOS DE DEVANADOS. Devanados múltiples o imbricados. En la figura se muestra una bobina de devanado imbricado en la que los conductores que se ven del lado izquierdo están en el lado superior de la ranura de rotor; los del lado derecho están en la mitad inferior de otra ranura aproximadamente a un paso polar de distancia. En cualquier instante, los lados están debajo de polos adyacentes y los voltajes que se inducen en los dos lados son aditivos. Otros lados de la bobina llenan las porciones restantes de las ranuras. Los hilos de la bobina están conectados Bobina para un devanado imbricado.

a los segmentos del conmutador, y éste conecta también las bobinas para formar el devanado de armadura. Casi todas las máquinas de CD medianas y grandes utilizan devanados imbricados simples, en los que el número de trayectorias en paralelo en el devanado de la armadura es igual al número de polos principales. Esto permite que la corriente por trayectorias en paralelo en el devanado de la armadura es igual al número de polos principales. Esto permite que la corriente por trayectoria sea lo suficientemente baja para admitir conductores de Devanado simplex imbricado. medidas razonables en las bobinas.

Devanado ondulado o de dos circuitos. Es un devanado que presenta solo dos trayectorias paralelas entre las terminales positiva y negativa, por lo que solo se requieren dos juegos de carbones. Cada carbón pone en corto circuito p/2 bobinas en serie; puesto que los puntos a, b y c están al mismo potencial (y también los puntos d, e y f), los carbones pueden localizarse en cada uno de estos puntos para permitir un conmutador de solo un tercio de largo. El devanado debe avanzar o retroceder una barra de conmutador cada vez que pase alrededor de la armadura para que sea cerrado sencillo. Por lo tanto, el número de barras debe Devanado progresivo de dos circuitos. ser igual a (kpl2) ±1, en donde k es un número entero y p es el número de polos. El devanado no necesita igualadores porque todos los conductores pasan bajo todos los polos.