materia maquinas electricas

1. ANALISIS DE MAQUINAS DE
ELÉCTRICAS
Leonardo González C.

2. Temas a tratar
 Definicion
 Clasificacion
 Constitucion
 Partes
 Principios de
funcionamiento
 Generadores
 Motores

3. Maquinas de eléctricas
 Definición:
 Se entiende por maquina eléctrica el conjunto de
mecanismos capaces de generar, aprovechar o transformar
la energía eléctrica
 Una máquina eléctrica es un dispositivo capaz de transformar
cualquier forma de energía en energía eléctrica o a la inversa y
también se incluyen en esta definición las máquinas que trasforman
la electricidad en la misma forma de energía pero con una
presentación distinta más conveniente a su transporte o utilización.

4. Maquinas de eléctricas
 Generadores

5. Maquinas de eléctricas
 Generadores
Energía
mecánica
Maquina
eléctrica
• Generador
Energía
eléctrica

6. Maquinas de eléctricas
 Motores
Energía
eléctrica
Maquina
eléctrica
• Motor
Energía
eléctrica
• Energía
mecánica

7. Maquinas de eléctricas
 Clasificación
• DinamoGeneradores
• Motores
(con
excitación)
Motores
Independiente
Serie
Shunt o derivación
Compound
Corriente continua

8. Maquinas de eléctricas
 Clasificación
• AlternadorGeneradores
Motores
Corriente Alterna
Alternadores
Monofásicos
Trifásicos
Polos lisos
Polos salientes

9. Maquinas de eléctricas
 Clasificación
Generadores
Motores
Corriente Alterna

10. Maquinas de eléctricas
 Constitución general de maquinas
eléctricas rotativas
 Inducido

11. Maquinas de eléctricas
 Constitución general de maquinas
eléctricas rotativas
 Inducido o rotor

13. Maquinas de eléctricas
 Constitución general de maquinas
eléctricas rotativas

14. Maquinas de eléctricas
 Constitución general de maquinas
eléctricas rotativas

15. Maquinas de eléctricas
 Principios de funcionamiento de los generadores de
electromagnéticos
Ley de Inducción de Faraday: El voltaje inducido en un
conductor es proporcional a la rapidez de cambio de las líneas
de flujo magnético que atraviesan el conductor.
𝑒𝑖𝑛𝑑 = −
𝑑Φ
𝑑𝑡

16. Maquinas de eléctricas
 Principios de funcionamiento de los generadores de
electromagnéticos
El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez
de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el
conductor.
Para N espiras:
𝐸𝑖𝑛𝑑 = −𝑁
𝑑Φ
𝑑𝑡

17. Maquinas de eléctricas
El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez
de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el
conductor.

18. Maquinas de eléctricas
El voltaje inducido en un conductor es proporcional a la rapidez
de cambio de las líneas de flujo magnético que atraviesan el
conductor.

19. Maquinas de eléctricas
Ley de Inducción de Faraday: El voltaje inducido en un
conductor es proporcional a la rapidez de cambio de las líneas
de flujo magnético que atraviesan el conductor.
Como puedo entonces entender la tensión generada en función
de una espira
𝐵 =
Φ
𝐴
𝑤𝑏
𝑚2

20. Maquinas de eléctricas
Como puedo entonces entender la tensión generada en función
de una espira
𝐵 =
Φ
𝐴
𝑤𝑏
𝑚2

21. Maquinas de eléctricas
Como puedo entonces entender la tensión generada en función
de una espira
𝐵 =
Φ
𝐴
𝑤𝑏
𝑚2

22. Maquinas de eléctricas
Reacomodemos en función del flujo:
𝐵 =
Φ
𝐴
𝑊𝑏
𝑚2
Φ = 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝛼 𝑊𝑏

23. Maquinas de eléctricas
Reacomodemos en función del flujo:
𝐵 =
Φ
𝐴
𝑊𝑏
𝑚2
Φ = 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝛼 𝑊𝑏

24. Maquinas de eléctricas
Luego para obtener la tensión en una espina:
𝑒𝑖𝑛𝑑 = −
𝑑Φ
𝑑𝑡
𝑒𝑖𝑛𝑑 = −
𝑑( 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝛼 )
𝑑𝑡

25. Maquinas de eléctricas
Luego para obtener la tensión en una espina:
𝑒𝑖𝑛𝑑 = −
𝑑(𝐵 ∗ 𝐴 ∗ cos 𝜔 ∗ 𝑡 )
𝑑𝑡
Ojo: 𝛼 depende del
tiempo, entonces
𝛼 = 𝜔 ∗ 𝑡
Y podremos operar

26. Maquinas de eléctricas
𝑒𝑖𝑛𝑑 = 𝐵 ∗ 𝐴 ∗ 𝜔 ∗ sen 𝜔 ∗ 𝑡
𝑒𝑖𝑛𝑑 = 𝑒0 sen 𝜔 ∗ 𝑡

27. Maquinas de eléctricas
𝑒𝑖𝑛𝑑 = 𝑒0 sen 𝜔 ∗ 𝑡 + 𝜃

28. Maquinas de eléctricas

30. Maquinas de eléctricas

31. Maquinas de eléctricas

32. Polos y excitación de las maquinas de
corriente continua
Bobina excitadora
Corriente de excitación:
Independiente, Autoestimada

33. Polos y excitación de las maquinas de
corriente continua

34. Polos y excitación de las maquinas de
corriente continua

35. Polos y excitación de las maquinas de
corriente continua
 Corriente de excitación:
 𝐼𝑒 =
𝑈 𝑏
𝑅 𝑒𝑝
Determine para los 3 casos la corriente de excitación:

36. Polos y excitación de las maquinas de
corriente continua

37. Línea neutra en vacío y en carga

38. El COLECTOR
Conectando los extremos de la espira a unos semianillos conductores aislados entre sí,
conseguiremos que cada escobilla esté siempre en contacto con la parte de inducido
que presenta una determinada polaridad.
Durante un semiperiodo se obtiene la misma tensión alterna pero, en el semiperiodo
siguiente, se invierte la conexión convirtiendo el semiciclo negativo en positivo.

39. El colector
0+- + +- +
12
1
2
21
Sentido de rotación
de la espira
Colector de dos
delgas
Instante Inicial Conmutación Inversión de la polaridad
Escobillas
Colector
real
Colector
 M. F. Cabanas:
Técnicas para el
mantenimiento y
diagnóstico de
máquinas
eléctricas
rotativas
Catálogos
comerciales
 M. F. Cabanas:
Técnicas para el
mantenimiento y
diagnóstico de
máquinas
eléctricas
rotativas

40. Con la máquina girando
a una cierta velocidad V,
la fem que se induce es
alterna: cambia de
signo cada vez que se
pasa por debajo de cada
polo.
0  2
2BlV
-2BlV
E N S
Polos inductores
de la máquina
El colector es un
dispositivo que invierte
el sentido de la FEM
para obtener una
tensión continua y
positiva
0  2
2BlV
E N S
Colector elemental (2 delgas)
0  2
2BlV
E N S
Colector real (muchas delgas)
VlBE  2

41. Eliminación del Rizado
Al aumentar el número de delgas, la fem obtenida tiene menor ondulación acercándose
más a la tensión continua que se desea obtener.

42. Voltaje Inducido en una Espira Giratoria

43. E
d
 drlBd



 drlB
  2 rlB
areadBd 







dt
d
rlB
dt
d
E

2
VlBE  2
Si la espira gira con velo-
cidad angular =d/dt
mientras se mueva en la
zona del flujo se inducirá
en ella FEM:
Voltaje Inducido en una Espira
Giratoria
 RV L. Serrano:
Fundamentos de
máquinas eléctricas
rotativas

44. 

 n
a
pN
E
60
4  nKE
FEM inducida en un máquina de CC
ApB 
Ap=área del
polo
p
lr
p
lr
ºN
A
Ap
polos
Rotor 



2
2
lr
P
B


rnrV 


60
2 n=Velocidad en RPM
r= radio
FEM EN UNA ESPIRA VlBE  2
FEM DE INDUCIDA POR EL
DEVANADO COMPLETO DE
LA MÁQUINA
N=nº total de espiras
a=nº de circuitos en
paralelo
a
VBl
NE
2

r
P
a
V
NE




2

45. Devanados del Rotor de Máquinas de Corriente Continua
Devanado Ondulado :
Devanado Ondulado sencillo de una maquina de cuatro polos.

48. Representación plana

53. FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE C.C.
Maquina lineal de c.c..- Una maquina lineal de c.c. Es la versión mas simple y facil de entender de una
maquina de c.c., aunque funciona con los mismos principios y tiene el mismo comportamiento que los
motores y generadores reales.
El comportamiento de esta maquina esta determinada por la aplicación de 4 ecuaciones basicas:
1.- La ecuación del voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magnético.
E ind = ( V x B ) . l
Se genera una fem E mientras
el conductor se mueve,
cortando las líneas de fuerza
del campo magnético:
E = B L V
E = B L V

54. Par Electromagnético Generado
I
a
NP
TTOTAL 



2
a=nº de circuitos en paralelo
I=Corriente rotor (inducido)
PAR CREADO POR EL
DEVANADO COMPLETO
DE LA MÁQUINA
a
I
rlBNTTOTAL  2
N=nº total de espiras
lr
P
B


PAR CREADO POR UNA ESPIRA
a
I
rlBIrlBT espiraespira  22
IKTTOTAL 
I= Corriente de inducido