El documento describe los efectos de la corriente de armadura en las máquinas eléctricas y métodos para compensarlos. Específicamente, explica que la corriente de armadura produce un campo magnético transversal que desvía el flujo principal y causa problemas durante la conmutación. También detalla algunas consecuencias como la disminución del rendimiento y aumento de pérdidas. Finalmente, resume métodos como desviar las escobillas, usar devanados de compensación o polos auxiliares para contrarrestar los efectos de la cor
1. República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Barcelona
Maquinas Eléctricas I
Armaduras y sus Efectos
Profesora:
Ing. Ranielina Rondón Mejías
Alumno :
Zambrano Vicente
C.I V-20.358.951
Barcelona, Junio del 2014
2. Campo magnético producido por la corriente de armadura.
Cuando los conductores del inducido o armadura son recorridos por una corriente
eléctrica, producen un campo magnético cuya dirección y sentido se obtiene
aplicando la regla del sacacorchos. La dirección de este campo transversal de
reacción adquiere la misma dirección que el eje de las escobillas, con lo que resulta
ser perpendicular al campo principal producido por los polos inductores
3. Los efectos del flujo de armadura sobre el flujo de campo
El campo transversal debido a la reacción del inducido o armadura se suma vectorialmente
al principal, dando como fruto un campo magnético resultante que queda desviado de la
posición original (Figura 19.14). Esta desviación del campo inductor produce una serie
de problemas cuando las escobillas conmutan de una delga a otra en el colector, dando
como resultado chispas que perjudican notablemente el funcionamiento de la máquina.
4. Los efectos del flujo de armadura sobre el flujo de campo producen
consecuencias que intervienen en el funcionamiento de la maquina
como:
Disminuye el valor global del campo magnético de la maquina.
Disminuye la FEM en la carga
Disminuye indirectamente el rendimiento
Crea peligro de chispas en el colector
Aumenta las dificultades para realizar una buena conmutación.
Aumento considerable de las pérdidas en el hierro al existir una mayor
densidad de flujo.
Desplazamiento del “plano o línea neutra”(plano en el que se anula el campo)
5. Comparar el desplazamiento del plano neutro en el generador con
el desplazamiento en el motor.
Desplazamiento del plano neutro
en el Generador :
El desplazamiento de la zona
neutra es en el sentido de la
rotación.
Desplazamiento del plano neutro en
el Motor :
El desplazamiento de la zona
neutra es en el sentido de la
rotación.
En general, el plano neutro se desplaza en la dirección del movimiento
en un generador y en sentido contrario a la dirección del movimiento en
un motor. Además, la magnitud del desplazamiento depende de la
cantidad de corriente en el rotor y por tanto de la carga que tenga la
máquina
Eje neutro
(d espla za do)
6. Métodos para compensar los efectos de la reacción de
armadura:
Desviar las escobillas:
La desviación de las escobillas debe hacerse en el mismo sentido de
giro de la dinamo hasta que el eje de las mismas coincida con la
perpendicular al campo resultante (Figura 19.15). El inconveniente
que conlleva este sistema es que, al ser el valor del campo transversal
de reacción del inducido dependiente de la corriente que absorba el
inducido, la desviación de la escobillas será la adecuada para una
corriente determinada. Para una corriente mayor o menor, la
desviación de la escobillas también tendría que ser diferente.
7. Devanado de compensación:
En las máquinas de gran potencia, aparte de
los polos de conmutación, se coloca en las
ranuras de los polos principales un devanado
compensador, cuya misión es eliminar las
distorsiones del campo magnético principal
originados por el flujo transversal. Este
devanado se conecta en serie con el de
conmutación y el inducido (Figura 19.17).
8. Disponer de polos auxiliares de conmutación:
Los polos de conmutación se disponen en la culata del generador de tal
forma que produzcan un campo magnético transversal del mismo valor y de
sentido contrario al flujo transversal de reacción del inducido (Figura 19.16).
Para que esto sea así, los polos de conmutación se conectan en serie con el
inducido para que la corriente que pasa por ellos sea igual que la del
inducido.
De esta forma, cuando crece el campo transversal de reacción del inducido
por un aumento de corriente, también lo hace el flujo de compensación
producido por los polos de conmutación. En este caso siempre se consigue
eliminar con efectividad el campo magnético de reacción del inducido.
9. Proceso de conmutación en las máquinas de corriente continua.
La conmutación es el conjunto de fenómenos que acompañan a la inversión del
sentido de la corriente en la sección cortocircuitada por una escobilla.
La conmutación en máquinas eléctricas es necesaria puesto a que por medio de
un colector se modifican constantemente el agrupamiento de las espiras que
genera la f. e. m (fuerza electromotriz) de una dinamo.
10. Medios utilizados para mejorar la conmutación
Una vez que la potencia de una máquina excede de unos kilovatios, k tensión de
reactancia se hace relativamente importante (superior a 0,5 voltios) por lo que se
hace necesario hacer aparecer en la sección de conmutación una fuerza
electromotriz e destinada a compensarla. Esto es necesario puesto si se quiere tener
una conmutación perfecta.
Decalaje de las escobillas: Decalando las escobillas en el sentido de rotación de la
máquina, se hace aparecer entre las espiras en conmutación que no se mantienen en la
línea neutra, una f. e. m. (fuerza electromotriz) que tiene el sentido de la corriente en la
vía del arrollamiento que sigue a las escobillas. La f. e. m. (fuerza electromotriz) de
inducción propia tiende a oponerse a las variaciones de corriente, ésta tiene el sentido de
la corriente en la vía del arrollamiento que precede a las escobillas, puesto que tiende a
prolongar la corriente citada. Se ve, así, que las dos f. e. m. (fuerza electromotriz) se
oponen y en compensarse para un Decalaje conveniente de las escobillas.
11. Polos de Conmutación
En las máquinas que suministran una tensión o una potencia un poco elevada, se mejora la conmutación
dejando las escobillas caladas sobre la línea neutra en vacío, pero creando en las espiras de conmutación
una fuerza electromotriz de cambio de sentido. Para ello se colocan encima de estas espiras los polos
auxiliares que tienen la polaridad de los polos principales que les siguen durante el movimiento de la máquina
(estos deben crear un campo del mismo sentido del que se había de encontrar bajo la esquina polar siguiente
al decalar las escobillas).
Para obtener una f. e. m. (fuerza electromotriz) de cambio de sentido proporcional a la intensidad consumida
por la máquina (la tensión de reactancia y la f. e. m. inducida por la reacción del inducido en las espiras en
conmutación son proporcionales a la intensidad consumida), se excitan los polos de conmutación por algunas
espiras en serie con el arrollamiento del inducido y se les dimensiona de manera que no alcancen la
saturación.
Es de notar que el polo de conmutación y el arrollamiento de compensación se parecen desde ciertos puntos
de vista; tienen el mismo eje y son recorridos por la corriente consumida por la máquina. Sus funciones son
sin embargo diferentes.
El polo de conmutación, es siempre muy delgado y tiene un efecto localizado en la zona de conmutación. No
suprime la distorsión de las líneas de inducción debidas al campo transversal del inducido. El arrollamiento
de compensación, por lo contrario, domina sobre el conjunto del inducido. Su misión es esencialmente
suprimir la distorsión para evitar las diferencias de potencial excesivas entre las láminas que pudiesen
producir los «flashes» cuando el flujo transversal es importante respecto al flujo inductor; ello no elimina las
dificultades propias de la conmutación. En la práctica, todas las máquinas compensadas están provistas
también de polos de conmutación, lo que representa por otra parte un gasto mucho menor que el de un
arrollamiento de compensación.
