Reacción de inducido y conmutación

Resumen

La reacción en el inducido y la conmutación son problemas muy comunes que se presentan en las maquinas, en el siguiente ensayo primero se procederá a entender lo que esto significa, para luego plantear las diferentes soluciones a estos problemas, además se incluirá las nomenclaturas normalizadas que se utilizan en los diferentes países.

Introducción

Es evidente que un generador de cd tendrá inducido su voltaje útil por las reacciones antes descritas, y debe contarse con un medio excitador externo para hacer girar la armadura de modo que las espiras conductoras se muevan por las líneas de flujo desde los polos estacionarios. Sin embargo, estos conductores deben llevar corriente para que el generador sea útil y esto ocasionará fuerzas de retardo en ellos

Reacción de inducido

Cuando la dinamo esta en carga el flujo del inductor se distorsiona debido al flujo magnético creado por la corriente del inducido, el cual es perpendicular al flujo magnético principal creado por los polos inductores

Aunque aparentemente el flujo principal no varía, pues se reduce en los cuernos de entrada pero aumenta en los cuernos de salida, en realidad el flujo principal disminuye pues la distorsión del mismo aumenta su recorrido, es decir su reluctancia magnética, se crea saturación de los cuernos polares y además aumentan las fugas magnéticas, coadyuvando todo ello todo ello en la disminución de y disminuyendo por tanto la fem en carga Ec respecto a la fem en vacio EV. Este fenómeno se conoce con el nombre de reacción magnética del inducido.

Fig. 1. Campo magnético resultante a causa de la reacción en el inducido

A consecuencia de la reacción del inducido la línea neutra (línea que une los conductores que no producen fem) en carga, adelanta respecto del sentido de giro un ángulo  tomada como referencia la línea neutra en vacío

Fig. 2. Línea neutra a vacio con respecto a línea neutra con carga.

B.1 INCONVENIENTES DE LA REACCION DE INDUCIDO

• Disminuye la fem de en carga Ec

• Disminuye indirectamente el rendimiento pues se ha de aumentar la corriente de excitación para compensar el efecto anterior

• Crea peligro de chispas en el colector

• Aumenta las dificultades para realizar una buena conmutación

Conmutación

La conmutación es el conjunto de fenómenos que acompañan a la inversión del sentido de la corriente en la sección cortocircuitada por una escobilla.

Durante el tiempo t en el que la sección esta cortocircuitada, es decir mientras, sus conductores activos franquean la línea neutra, en dicha sección se crean dos fem:

Estas dos fem tienen un efecto desfavorable. Sin ellas, el reparto de las corrientes que circulan entre las delgas correspondientes y las escobillas, se realizara según las conductancias de las derivaciones, de forma lineal, pero debido a estas dos fem, el reparto no es lineal, generando chispas.

Fig. 5. Proceso de conmutación

Fig. 3. Conductor con –I

Fig. 4. Sección en conmutación

Fig. 6. Conductor con +I

C.1 MEDIDAS PARA MEJORAR LA CONMUTACION

Fig. 7. Desplazamiento de las escobillas

Polos de conmutación auxiliares

Anulan el flujo transversal sobre la línea neutra teórica y además producen en la sección de conmutación una fem opuesta a

De estos dos métodos, excepto para tensiones y potencias muy bajas (< = 3KW) se emplea exclusivamente los polos de conmutación.

Fig. 8. Polos auxiliares

Si bien con unos polos auxiliares bien calculados se alcanza una conmutación correcta en todo el campo de funcionamiento normal de la maquina, ellos sin embargo no evitan la distorsión de la curva de inducción bajo los polos principales con su secuela de los inconvenientes, el mas grave de los cuales puede ser arco entre escobilla cuando la maquina está sujeta a bruscas sobrecargas o trabajos muy duros. En estos casos es obligado recurrir, además de polos auxiliares, al devanado de compensación.

Fig. 9. Polos auxiliares y devanados de compensación.

Nomenclaturas normalizadas

ESPAÑA

Motor de corriente continúa:

Generador manual de corriente

Motor serie de corriente continua

Motor de excitación shunt derivación de corriente continúa

Motor de corriente continua de imán permanente

Generador de corriente continua con excitación compuesta corta

Conclusión

La principal conclusión que se puede entender en el ensayo es que la reacción de inducido y conmutación es un inconveniente el cual desencadena más problemas, que sabemos se da al poner una carga a la salida del generador. Es importante que en el diseño de la maquina consten todas las alternativas que existen para aminorar los problemas ya explicados.

Con unos polos auxiliares bien calculados se alcanza una conmutación correcta en todo el campo de funcionamiento normal de la maquina, ellos sin embargo no evitan la distorsión de la curva de inducción bajo los polos principales con su secuela de los inconvenientes.

Referencias

[1] Maquinas de corriente dc, disponible en:

http://www.tuveras.com/maquinascc/dinamo/reaccion.htm ;visitada el 27/06/11 ;hora: 20:05

[2] DC Machines; disponible en:

https://docs.google.com/viewer?url=http%3A%2F%2Fnptel.iitm.ac.in%2Fcourses%2FIIT-MADRAS%2FElectrical_Machines_I%2Fpdfs%2F2_5.pdf ;visitada el 27/06/11; hora: 21:09.

[3] maquinas eléctricas rotativas ; Autor: Vargas ; Megaprint Ediciones.

Autor:

Andrés Orellana Lalangui

Christian Jara

Pablo Galarza

Universidad Politécnica Salesiana