2.- control perdidas y reaccion en mcc

7/24/2019 2.- Control Perdidas y Reaccion en Mcc

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EXPOSOTOR :

ING. MSC .ESPECIALISTA EN

MAQUINAS ELECTRICAS


2/85

+

ia /2

1

2

3

4

8

7

6

5

A1

A2-

A1

A2

A2

A1

ia

A1

A2

Ra

La


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=I

VRa a T ambiente = 20C

Ra (trab) = Ra [ 1 + ( Ttrabaj Tamb )]

La norma VDE 530 estipula que la T trabajo = 75C

A2

A1

V

(+)

(-)

V

A

La mquina est en reposo.

NO EXISTE If


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A1

A2

Ra

La

E2

a

(+) (-)Vf

1. La Ea depende del ngulo de posicin del campoy eje magntico del inducido.

2. Cuando = 90 entonces Ea es mxima puesta queEa = Wm . if . Gaf . Sen

3. Para que exista Ea la mquina tiene que estar enmovimiento debe existir Wm.

4. Debe existir if

Gaf = Inductancia rotacional (Hr)

Wm = Velocidad mecnica ( rad/seg )

If = Corriente de campo.


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La cada de tensin en las escobillas producen las prdidas en las mismas.

Para el clculo de las prdidas por contacto entre el colector y las escobillas,las normas VDE indican los valores medios aplicables de Re . ia = VE

A1

A2

Va

Ra

ia

RE

Ra

REA2

A1ia

Ra + 2RE

A2

A1

(Va)

(Va)

Estando la mquina en reposo y no existiendo if.

Va = ( Ra + 2RE ) ia =

2+


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TIPO DE ESCOBILLAS VE

ESCOBILALS DE CARBN O ELECTROGRAFTICAS 1V

ESCOBILLAS CON CONTENIDO METLICO ( METALO -

GRFICAS DE GRAFITO CON BRONCE O COBRE )

0 3 V

COBRE 0.017 0.0039

ALUMINIO 0.028 0.0039FIERRO 0.1 0.005

PLATA 0.016 0.0038

TUSTENO 0.056 0.0045


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neta

Hf . if

Ra . Ia1

0 Ia1

Ia


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Ia = 0

Ia = Ia1

P

Va ( Voltios )

V P

If1 If2

If ( Amperios)

If3

PIa > Ia1

Va nominal


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V = Ea + Raia + 2 VE

V = Gaf Wm if + Raia + 2 Ve

pero en el arranque Wm = 0

ia = (muy alta)

Ra

V2GafWmifVia E

=

Ra

V2v E

Ra

Ea

La

V

ia(+)

(-)

+

-

A2


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1. La corriente de arranque debe cumplir con:

Ia = 4 In (como lmite)

Ra

Ea

La

ia(+)

(-)

A2

-

A1


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Consiste en instalar un banco de resistencias (RB) en serie al circuitode armadura que funcionar nicamente en el arranque.

Vf = ( Rf + Lf p )if

En estado estacionario

Vf = Rf if

Rf = f

f

i

V

R+

Rex

(-)

F2

L+

(+)F1

Vf


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Va = Ea + RaIa + Ve

Gaf Wm if = Va RaIa - Ve

Wm vara inversamente proporcional a la if

Aumentando if la velocidad se reduce y disminuyendo if aumenta lavelocidad.

Wm varia inversamente proporcional a Ra + Rext

=

( )

Re+

=

ifGaf

IaR

ifGaf

VVaWm T

=


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Wm =

Wm =

Wm vara directamente proporcional a la tensin en bornes

ifGaf

VRaIaVa

ifGaf

VVa


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1. Variando If

Putil = Ea x Ia Watios

= Gaf if Wm Ia

Putil = Te x Wm

= Gaf if Ia Wm Te = Gaf if Ia. N. m

2. Variando Wm, Ra + Rext, Va

Va = Ea ( Ra + Rext ) Ia Vesc

( Ra + Rext ) Ia = Va Gaf . if . Wm Vesc

xtReRa

VescWmifGafVaIa

+

=


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Te = Gaf if

Te =

Te vara inversamente proporcional a Ra + Rext

Te vara inversamente proporcional a Wm

Te vara directa proporcionalmente a Va

+

xtReRa

VescWmifGafVa

xtReRa

VescifGafWm)ifGaf(VaifGaf 2

+


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Ta = Te TL = J p Wm + D Wm

Te = TL + J p Wm + D Wm

Teniendo Te Cte:

- Si TL aumenta Ta Wm

- Si TL disminuye Ta Wm

Ta = Te TL = J . + D Wm. Si Te es Cte:

J y D son parmetros de las mquinas que se hallan diseados en funcin de

los Kw nominal, Wm y TL.J y D varan direct. Proporc a Ta Te


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1.- Un motor Shunt de 5HP, 120V, 41 Amperios, 1800 RPM, tiene los

siguientes parmetros : Ra = 0.54 y Rf = 120 a Tambiente = 20C adems sesabe que utiliza escobillas electrografticas, Ves = 1 V. se le solicita hallar :

a) Irranq y Gaf.b) Ea (plena carga).c) IL nominald) if ( t ) = ?e) = ?f) Te ( t ) = ?

2.- Un motor Shunt de 10 KW, 250Voltios , 900 RPM, tiene los siguientesparmetros : Ra = 0.25 y Rf = 1205 a Tambiente = 20C adems se sabe queutiliza escobillas electrografticas, se le solicita hallar :

a) Irranq y Gaf.b) Ea (plena carga).c) IL nominald) if ( t ) = ?e) = ?

f) Te ( t ) = ?


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Wm = 1800 x 188.5 Rad/seg

Ra = 0.54 {1 + 0.0039 (75-20)} = 0.54 x = 0.66

Rf = 120 x = 145.74

Vf = Rf x if = 120 = 145.74 x if if = 0.82 A (1)

Va = 120 = Raia + Ea + 2Ve

a) Pero

P = E a x i a

5 x 746 = Ea x 41Ea = 91 Volt. = 6af . if . Wm

91 = x 0.82 x 188.5

= 0.59 Hy

Siendo Gaf un parmetro en estado

estacionario e ia = 41A

Gaf = 24.13 / 41 = 0.59 Hr

=

30

A2

120V

+

( - )

A1

Ra

+

-

IL Ia

F2 LaF1

I+

R+ L+

Ea


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a) 120 = 0.66 x Iarr + Gaf x if x Wm + 2

1202 = 0.66 Iarr Iarrr = 178.8 A

Iarr = K In

K = Iarr / In = 178.8 / 41 = 4.36

b) 120 = Ra ia + Ea + 2V

120 = 0.66 x 41 + 2 + Ea Ea = 90.94 Volt. (plena carga)

c) IL = Ia + If = 41 + 0.82

IL = 41.82

Te = Gaf . if . ia = 0.59 x 0.82 x 41 = 18.84 N -m = 2.02 kg m

7433.082.41x120

746x5

Pin

Putil===


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Que resistencia debe instalar en serie para que la corriente sea 3In K = 3

Iarr = 3 x 41 = 123 A , Ea = 0 Voltios.

+ Ea + 2

= R s + R a

Rs + Ra = 0.9756

Rs = 9756 0.66 = 0.3156

Rs / K Tamb =

Rs = 0.2597 a Tamb. Resistencia comercial.

123

118

2145.1

3156.0

Ra

120V

Rs

Ea


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En el proceso de la transformacin de potencia , o viceversa, se desarrolla en losdistintos elementos y/o partes de toda mquina elctrica.Este calor producido es inconveniente y su produccinsupone un consumo de energa del sistema.A sta potencia se le denomina .

Cuando dichas prdidas exceden los lmites permisiblespueden originar un calentamiento excesivo en los distintosrganos, dando lugar a averas.Este calentamiento limita la capacidad de la mquina, porcuanto en sus diferentes elementos la temperatura nodebe rebasar ciertos limites previstos en las normas Inter-nacionales en las cuales debe sujetarse la mquina.


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1.1.- PERDIDAS POR ROCE EN LOS COJINETES, EN EL AIRE Y

LAS ESCOBILLAS.

1.2.- PERDIDAS DEBIDO A LA POTENCIA CONSUMIDA POREL VENTILADOR.

1.3.- PERDIDAS EN EL HIERRO.

2.1.- PERDIDAS DESARROLLADAS POR LA CORRIENTE

( EFECTO JOULE ) EN LOS CIRCUITOS DE EXCITACIN ENDERIVACION E INDEPENDIENTE.

3.1.- PERDIDAS POR EFECTO JOULE EN EL AROLLAMIENTO DEL

INDUCIDO, INCLUIDAS LAS PERDIDAS ADICIONALES.3.2.- PERDIDAS POR EFECTO JOULE EN LOS ARROLLAMIENTOS

EN SERIE.3.3.- PERDIDAS POR CONTACTO EN EL COLECTOR.


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Al girar el inducido de una mquina de c.c., se produce un

rozamiento de los muones del eje con sus cojinetes, as como lasuperficie del inducido y del colector con el aire que los envuelve.La frmula para perdidas por rozamiento en los cojinetes es:

Donde:F Presin entre un gorrn o mun y su cojinete (kg)vg Velocidad perifrica del gorrn (m/s)

Coeficiente de rozamientodg y lg Dimetro y longitud del gorrn (cm)p = F/dg.lg Presin especifica del gorrn (kg/cm2)t Temperatura del cojineteP

RC

Potencia consumida por el rozamiento de un cojinete.


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Mediciones efectuadas para determinar el coeficiente de rozamientohan dado como resultado que no es constante, depende de lapresin especifica, de la temperatura y de la velocidad del mun,pudindose calcular con suficiente aproximacin por la formula:

Asignando a t un valor constante de 50C, obtenemos con esta

expresin de y con F = p.dg.lg las perdidas por rozamiento de uncojinete de resbalamiento para mquinas pequeas y medianas:

De esta frmula se deduce que dichas prdidas solo dependen de lasdimensiones del cojinete y de la velocidad del mun y no de lapresin en el cojinete ni de la tensin de la correa de transmisin de lamquina en carga.

65.2=


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La determinacin de dg, lg y vg se hace por las frmulas:

dg = (2,6 3)(Pm/n) (cm)

lg = (3 2)dg (cm)vg = . dg n / 6000 (m/s)donde:Pm Potencia mecnica (vatios)

n Numero de vueltas por minutoPara mquinas grandes y lentas la formula mas adecuada es:

(vatios)Para grandes mquinas de elevada velocidad, la formula es:

(vatios)


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Para mquinas elctricas con cojinetes de resbalamiento la formulaaproximada es:

(vatios)

Y para cojinetes de rodadura (de bolas y rodillos), la formula es:

(vatios)

De las cuales se desprende que las prdidas por rozamiento en loscojinetes de rodadura son bastante inferiores a la de los cojinetesde resbalamiento.

El ahorro de perdidas , en tanto por ciento de la potencia derozamiento, que resulta para cojinetes de rodadura es:


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La cantidad de aire refrigerante suministrada a una mquina debeestar en proporcin con:. Las perdidas que en la mquina se producen.

. Velocidad de la mquina ( 2, 4, 6, .. N polos ).Si se le suministre demasiado aire refrigerante, la potencia consumidapor la ventilacin ser excesiva, lo cual reduce su rendimiento.Si la cantidad de aire impulsada por el ventilador es escasa, la mqui-

na se calentara demasiado y pueden producirse averas. (vatios)

donde: Pv Potencia consumida por la ventilacin.V Volumen de aire refrigerante.

vv Velocidad perifrica del ventilador (m/s).

Adems: vv = Dv n / 6000 (m/s)donde Dv es el dimetro exterior del ventilador, en cm.


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En todas las mquinas elctricas de induccin se utilizan, en suconstruccin, materiales ferromagnticos los mismos que sonafectados por las corrientes alternas y continua empleadas.Toda variacin de la induccin en los elementos de las mquinaselctricas supone un consumo de energa que deber suministrarse ala mquina, por cuanto, al producirse los cambios magnticos, loselementos de la mquina afectados se calientan, debido en parte a la

histresis y en otra parte a las corrientes parsitas. Como prdidas enel hierro entenderemos la cantidad de potencia consumida en elmismo, debido a los efectos magnticos peridicos.


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CICLO HISTERISIS

Histresis significa en griego

remanencia, y de acuerdo con talsignificado, caracteriza latendencia del hierro, cuando seimana, a mantener sumagnetismo, de modo que

aunque cese la causa que loproduca, conservara el hierroparte de su estado magntico.Esta caracterstica del hierro y

sus consecuencias se puedenestudiar fcilmente con la ayudade la curva de magnetismocompletada hasta constituir elllamado ciclo de histresis.


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La prdida de potencia por histresis equivale al trabajo consumido porlos ciclos magnticos en un segundo. Siendo PH la prdida de potenciade una pieza de hierro por histresis, tendremos:

(vatios/kg)

PH = wH . G (vatios)donde:

Constante en el hierrowH Prdida de potencia para 1 kg de hierro

f Frecuencia de las variaciones magnticas o numero de ciclosque tienen lugar en 1 seg.

G Peso de la pieza de hierro en kg.B Densidad de flujo magntico en Tesla.

Las prdidas por histresis producidas por la imanacin giratoria no seconocen exactamente. Para ella se toman valores empricos del 40 al80% superiores a los de las prdidas originadas por los efectosmagnticos alternos.


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Haciendo oscilar el lazo conductor, entre los polos de un imn, seengendrar en dicho lazo una f.e.m., y por tanto una corriente en el mismosentido. El campo magntico ejercer sobre el conductor por el que pasa lacorriente una fuerza F, tendiendo a impedir que dicho lazo se mueva. Comoconsecuencia, ste, por moverse dentro del campo, perder paulatinamentesu energa cintica, en lugar de la cual se manifestar otra, equivalente, en

forma de calor desarrollado por la corriente.

Sustituyendo el lazo conductor por una placa maciza, la corriente aumentar,puesto que la resistencia de sta es menor que la de aqul. Lascorrientes que se inducen en la masa de un cuerpo metlico al pasar por uncampo magntico, o al sufrir su accin si es variable, se llaman corrientesparsitas, y se cierran por la masa del cuerpo a modo de remolinos. Lascorrientes parsitas dificultan el movimiento de los cuerpos metlicosdentro de un campo magntico. Este frenado es inversamente proporcional ala resistencia del trayecto de dichas corrientes parsitas y directamente a la lavelocidad con que se mueve la pieza metlica; cesa al quedar sta enreposo.

Naturalmente, las corrientes parsitas se producen tambin cuando elcuerpo metlico est en reposo y el campo magntico se mueve, o cuando enpiezas metlicas en reposo vara el flujo de fuerza que las atraviesa.


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Revisten especial importancia las corrientes parsitas que seproducen en las partes metlicas de cualquier mquina elctricasometidas a variaciones peridicas de flujo magntico. En estaspartes se produce sin cesar un calentamiento cuyo consumo depotencia constituye las llamadas prdidas por corrientes parsitas.Una plancha rectangular de aristas , h y b est sometida a laaccin del flujo alterno .


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I


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Segn la ley de Joule, la prdida de potencia debida a lascorrientes parsitas ser:

En donde h = V es el volumen de la plancha en centmetros

cbicos y, por tanto:

Donde:

Grosor de la plancha de hierro (cm.) Resistencia especfica de la plancha de hierro.f Frecuencia de flujo magntico en ciclos por segundo.

La frmula es exacta solamente para el caso que, el flujo de la

fuerza aumente o disminuya uniformemente y la induccin seaconstante en toda la seccin de la plancha. Estas condicionesprevias no se realizan en la prctica y, en consecuencia, lasprdidas por corrientes parsitas son superiores a las que indicala frmula mencionada.

)(12

10.

10

4. 42

8

22

===

)(100001003

4 22

2

=


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Por tal razn no emplearemos dicha frmula, sino simplificada abase de la siguiente consideracin:

Ordenando tantas planchas de un determinado grueso y de unadeterminada resistencia especfica , en forma tal que quedenaisladas entre s y que el peso del paquete de planchas sea 1 kg,entonces la expresin 4 V / 3 podr resumirse en un factoremprico , y la cifra de prdidas wP que expresa la cuanta de lasmismas por kilogramo de hierro originadas por las corrientes

parsitas ser:

El factor se determina experimentalmente partiendo de lasprdidas totales medidas en el hierro de que se trate.Las prdidas por corrientes parsitas que se producen en unpaquete de planchas de G kilogramos ser:

(vatios)

La cifra de prdidas w, que indica las prdidas totales porkilogramo de hierro, se compone de las cifras de prdidas porhistresis y por corrientes parsitas, es decir:

(vatios/kg)

.)/(10000

.100

22

=


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La energa total cedida al circuito en derivacin de una mquinaauto excitada o al circuito de excitacin de una mquina excitadaindependientemente, se transforma en calor en el arrollamientocorrespondiente y en la parte de la resistencia reguladoraintercalada en el circuito.La prdida para un circuito en derivacin ser:

(vatios)La perdida para un circuito de excitacin independiente ser:

(vatios)

Al calentamiento de los devanados de excitacin contribuye soloaquella parte de la potencia perdida mencionada que se transformaen calor en el mismo devanado.


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La perdida en el arrollamiento en derivacin ser:

(vatios)La perdida en el arrollamiento de excitacin independiente ser: (vatios)

La resistencia del arrollamiento en derivacin, en caliente, valdr:

donde:ld Longitud media de una espira del arrollamiento en derivacin (m)sd Seccin del conductorNd Numero de espiras en un polo

El valor de correspondiente a una temperatura de trabajo de 75C,viene a ser:

m

mm0.0215

2=

)(2.

=


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Las perdidas por efecto joule en dicho arrollamiento sern:

En realidad las perdidas por efecto joule en el arrollamiento delinducido de un maquina de C.C. que trabaje con carga, sonsuperiores a las que se calculan en la formula anterior.La causa estriba en que se producen corrientes parsitas en losconductores del inducido, cuyo calculo no procede efectuarlo en laforma indicada en el inciso 1.3.

)(2

=


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Corrientes parsitas en una barra de cobre al nacer un campo magntico.

Generalizando, diremos que toda variacin de flujo de fuerza que penetra en unconductor origina en el corrientes parsitas que lo originan


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Desplazamiento de la corriente a causa de las corrientes parsitas.


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La corriente I produce en la barra perdidas por efecto Joule que

tendrn el valor IR, en donde R = L / s, es la resistencia de labarra.Designaremos las perdidas por efecto Joule en la barra de cobredebida a las corrientes parsitas por PPCu, y estableciendo laecuacin:

Donde Re es la resistencia efectiva.

Las prdidas totales por efecto Joule en la barra, teniendo encuenta las corrientes parsitas, son:

El factor k depende de la distribucin de la induccin de loscampos magnticos que penetran en el conductor durante sudesplazamiento, de la velocidad del conductor, y de lasdimensiones de la seccin del mismo.

2

2

==+

222 ==+

Si l d d d l b d b i d hi


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Si alrededor de la barra de cobre se encuentran piezas de hierro endonde penetre el campo magntico producido por la corriente de

aquella, y esta corriente es de intensidad variable, tambin en dichaspiezas se producirn corrientes parsitas, y perdidas quedesignaremos por PPFeAl conjunto de perdidas designadas como PPFe y PPCu se ledesignara como perdidas adicionales Pad imaginando que son

producidas por un aumento de la resistencia R de los conductoresdel inducido. Este mayor valor resultante para la resistencia de unabarra lo designaremos por resistencia activa Rac.Por tanto, tendremos:

y las perdidas por efecto Joule que se producen en la barra de cobreincluidas las perdidas P

PFe

y PPCu

son:

Donde el orden de las resistencias ser: Rac > Re > R

==+2

2

222 ==+


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Los devanados conectados en serie con la armadura son :

El circuito de excitacin en serie.El circuito de conmutacin interpolos.El circuito de compensacin.

Por todos stos circuitos circula la corriente del inducido.En estos, la corriente se distribuye uniformemente por la seccin delconductor, ya que en ellos no se induce corrientes parsitas nidebidas a autoinduccin, ni tampoco a campos extraos. Por tanto,

sus perdidas por calentamiento son muy fciles de calcular segn laley de joule I2R. Si los conductores que se requieren hubieran deresultar excesivamente gruesos, se acude a subdividir la seccin delos mismos formando varias ramas en paralelo.

Siendo, para el arrollamiento serie y para el de los polos deconmutacin, respectivamente:ls o lc Longitud media de una espirass o sc Seccin del conductor.a

s

o ac

Numero de ramas en paralelo


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Entonces la resistencia del arrollamiento en serie valdr:

y la resistencia del arrollamiento de los polos de conmutacin, siendoen numero de estos 2p,

y cuando slo existen p polos de conmutacin,

se tomar para el valor en caliente, a 75C, de 0.0215 mm2/m

2

2=

22

=

2=


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Por tanto, las prdidas por efecto joule en el arrollamiento en serievaldrn:

y las prdidas por efecto joule en el arrollamiento de los polos deconmutacin valdrn:

Para conseguir que las mquinas de C.C. trabajen sin que seproduzcan chispas en el colector, es preciso en algunos casosmontar en derivacin con respecto al arrollamiento de los polos deconmutacin una resistencia, que conviene se halle bobinadatambin alrededor de un ncleo de hierro para hacerla inductiva,

como los polos mismos de conmutacin, a fin de que el ritmo decrecimiento y descenso de la corriente, al variar la carga, seaidntico en ambas vas.

2=

2=


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Luego la cada de tensin en el arrollamiento de conmutacin valdr

IC RCcal

y las perdidas totales en el mismo, incluidas las de la ramaen derivacin, sern:

La resistencia de la rama en derivacinpuede calcularse por:

Por regla general, el valor de esta resistencia no se determinarapor calculo, sino por ensayos efectuados con la conmutacin masfavorable de la corriente de trabajando la mquina con carga.

)(2

+=

)(

=

)(

=


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Las perdidas por contacto en el colector se expresan mediante elproducto de la corriente del inducido por la cada de tensin 2 uE bajo

todas las escobillas positivas y negativas; ya dijimos que uE 1V paraescobillas de carbn y electrografticas, y uE 0.3V para escobillas decontenido metlico.Las perdidas sern:

(vatios)PE = Ia . 2 uE


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53/85


54/85


55/85

El plano geomtrico neutral y el plano magntico neutral

(PGN y PMN, respectivamente), son coincidentes (Nota: las

lneas de fuerza magntica intersecan el PMN en ngulos

rectos). Las escobillas se localizan en el plano magntico

neutral, para un voltaje mximo en las terminales.


56/85

Reacin debida a la fmm de armadura

La interaccin de los campos

debidos a los devanados de

campo y de armadura se

conoce como

.


57/85

Los interpolos son piezas polares de electroimanesespeciales colocadas o ubicados entre los circuitosprincipales de campo.

En su construccin se utiliza alambres esmaltados degran seccin, al ser conectado al circuito de armadura.


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Las escobillas se mantienen en contacto con elconmutador cada 180elctricos. Estas escobillas tienenlas polaridades positivas y negativas en forma alternada.

Generalmente hay el mismo nmero de escobillas quepolos del campo principal.Por ejemplo una mquina de 8 polos tendr 8 escobillasigualmente espaciados alrededor del conmutador.

Siempre se debe cumplir que el eje de las escobillas sehallen situados en forma perpendicular al eje de suscorrespondientes campos principales.


59/85

La conmutacin es el proceso por medio del cual seconvierten las tensiones y las corrientes de del

circuito de armadura de una maquina de CC , entensiones y corrientes de esto se pueden medir enlos sus terminales de la mquina.

De invertir la polaridad de las conexiones de laarmadura de una mquina de CC, hace que el sentidode giro cambie ( en el caso del motor ) cambie lapolaridad de la fuente ( en el caso del generador ).


60/85

f

f


61/85

f f-a


62/85

f

Eje neutro elctricodesplazado Escobillas.

Eje directo.

Eje de cuadratura.

Flujo de campo.


63/85

f

Eje neutro elctricodesplazado

Escobillas.

Eje directo.

Eje decuadratura.

Flujo de campo.


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1. Mover el mecanismo de sujecin de las escobillas a finde hallar el correcto. Aeste procedimiento se le denomina DECALAJE DEL

JUEGO DE ESCOBILLAS.Para lograr este objetivo se recomienda procedercomo sigue :

Utilizando una fuente de corriente alterna, conveniente

mente seleccionada, conectada al circuito de campohacer los ajustes para obtener una lectura CERO en elvoltmetro de CA ( ver figura ). Para lograr este objetivose recomienda proceder como sigue :

Utilizando una fuente de corriente continua, convenien-temente seleccionada, conectada al circuito de campohacer los ajustes para obtener una lectura MAXIMA enel voltmetro de CC ( ver figura ).


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Vac

Vac

Aac

A1

A2

Condiciones :

. Wm = 0

. Vac = Lectura cero.

. Aac de la Inominal

Vcc

Vcc

Acc

A1

A2

Condiciones :

. Wm = Wm nominal. Vcc = Lectura mxima.

. Acc de la Inominal


66/85

2. Para disminuir la reaccin de la armadura es necesarioque la mquina debe disponer de un circuito deCONMUTACIN INTERPOLOS. Este circuitodisnimuir considerablemente la reaccin de la

armadura. En la actualidad todas las mquinas de CCcuentan con ste circuito.

f

Escobillas.

Eje directo.

Flujo de campo.

A1

A2

a

b

b

Flujo de conmutacin


67/85

F1 - F2 CIRCUITO DE CAMPO.A1 - A2 CIRCUITO DE ARMADURA1B1 - 1B2 , 2B1- 2B2 CIRCUITO DE INTERPOLOS


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F1 - F2 CIRCUITO DE CAMPO.D1 - D2 CIRCUITO DE COMPENSACION.A1 - A2 CIRCUITO DE ARMADURA1B1 - 1B2 , 2B1- 2B2 CIRCUITO DE INTERPOLOS

Compartenel mismoncleo


69/85

X

x

Escobilla

PGN

N S

La forma de disposicin del campo magntico quegeneran el campo principal se ven distorsionadascuando circulan corrientes en los devanados de laarmadura.


70/85

X

x

N S

Devanado de compensacin

Devanado de campo

1.- Eliminar por completo la reaccin de l armadura.2.- Seguidor automtico de la reaccin de la armadura.


71/85

El ngulo que se va a desplazar las esacobillas sedetermina por la siguiente relacin: E = Emax . Seno ( 90 - ). E = Emax . Cos .Donde: E: Voltaje de vaco para un generador. E: Voltaje a plena carga.

f

campo


72/85

F

Eje de las escobillasbb


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- NUCLEO O ZAPATA POLAR- PAPELES AISLANTES- ALAMBRE ESMALTADO

- Presenta una resistencia baja.- Se utiliza alambres de gran seccin.- Al ser conectados produce un pequeo arco.- Soporta la corriente de armadura.

- Se halla ubicado entre los circuitos de campo.


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ARROLLAMIENTO DE CONMUTACIN BORNES

H - G

Cuando un motor funciona a varias velocidades, endiferentes direcciones o contra cargas variables, la corrientede armadura y la reaccin de armadura tambin varan.

Para que un motor como ste funcione con conmutacineficiente, se requerira un cambio en la posicin de lasescobillas para cada desplazamiento del plano neutro.

Como este realineamiento constante de escobillas es pocoprctico, los motores necesitan alguna forma de mantener elplano neutro.


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Una solucin a este problema es usar circuitos derivadosespeciales llamdos polos de

Los interpolos son piezas polares de electroimanes espe-

ciales colocadas en el eje del plano neutro, entre las piezaspolares principales.

Los devanados de los interpolos se conectan en serie conel devanado de armadura, de manera que la corriente dearmadura establece campos magnticos en ellos.

Las direcciones de estos campos son tales que anulan loscampos magnticos producidos alrededor de las bobinas

de armadura cerca de los interpolos y contrarrestan latendencia de la reaccin de armadura a desplazar el planoneutro.


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Como resultado, el plano neutro geomtrico para todaslas modalidades en que funciones el motor sonrecuparados.

El hecho de que los devanados de los interpolos estn enserie con la armadura hace que se autorregulen; losinterpolos proporcionarn la cantidad apropida de campode anulacin para cada posicin distinta de condiciones.

Por ejemplo, en el caso de altas corrientes de armadura,en las cuales la reaccin de armadura es grande y,tambin es grande la tendencia a desplazar el plano

neutro, entonces el campo de interpolos que anula eldesplazamiento tambin ser fuerte.

Lo contrario ocurre en bajos niveles de corriente dearmadura.


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E ( Voltios )

E If1 If2

E1


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E1 W1

E2 W2

W3 E3

Er

If If ( Amp. )

W1 > W2 > W3

E1 If3

E2

E3

Er

W1 W ( Rad / seg )

E ( Vol ti os )

E1 E2

E3

E4

E5

Er

If5 If4 If3 If2 If1 If ( Amp . )

RECTA DE

EXCITACION

CURVA DEMAGNETIZACION

Rf1 Rf2 Rf3 Rf4E

E1

Er If If ( Amperios )


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1. Evaluar el comportamiento del material magntico por la presencia delflujo magntico.

2. El comportamiento de los materiales magnticos no es lineal.3. De esta caracterstica depende de manera especial las mquinas

elctricas rotativas y transformadores.4. El punto ptimo de operacin es el codo.5. Podemos apreciar en la curva de vaco de la mquina que esa regin no

es lineal.

6. En esta regin con un V se logra obtener unalto I esto nos muestra lasaturacin.7 El tramo B - C ( de la figura ) es comnmente denominado codo e

SATURACION8 El ncleo se comienza a saturar, con el resultado de que sus

permeabilidades magnticas comienzan a disminuir al igual que sueficacia en la contribucin total de densidad de flujo en la mquina.

9 La lnea del entrehierro nos indica con mucha aproximacin la fuerzamagnetomotriz necesaria para superar la reluctancia del entrehierro.

Continua


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7 El tramo B - C ( de la figura ) es comnmentedenominado codo de SATURACION

8 El ncleo se comienza a saturar, con el resultado de

que sus permeabilidades magnticas comienzan adisminuir al igual que su eficacia en la contribucintotal de densidad de flujo en la mquina.

9 La lnea del entrehierro nos indica con muchaaproximacin la fuerza magnetomotriz necesariapara superar la reluctancia del entrehierro.

Continua


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La reduccin del Vrespecto a If a partir delcodo podra apreciarescon mayor precision

cogiendo una escalaadecuada para elploteo.

La saturacin que se daen una mquina a plenacarga ocurre comoresultado de la fuerzamagnetomotriz total queacta en el circuitomagntico.

Curva de saturacin


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2.- control perdidas y reaccion en mcc

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