Cap_6 - Maquinas c.c.

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Capítulo 6 Máquinas de corriente continua y sus bobinados Máquinas Eléctricas

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Capítulo 6 Máquinas de corriente

continua y sus bobinados

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Capítulo 6

CONSTITUCIÓN MÁQUINAS C.C.

• Es reversible en su función (puede funcionar de 2 maneras):

a) Generador o dinamo.

b) Motor o receptor.

• Consta de:

a) 2 circuitos eléctricos: bobinado inductor y bobinado inducido.

b) 1 circuito magnético

El circuito inductor va montado sobre el estator (parte estática).

El circuito inducido va montado sobre el rotor (parte móvil).

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Capítulo 6

CONSTITUCIÓN MÁQUINAS C.C.

CIRCUITO MAGNÉTICO

Las partes son:

En el ESTATOR:

• Culata: pieza que soporta la máquina y en la que se fijan los

componentes

• Piezas polares: núcleos sobre los que se colocan los bobinados de

excitación y de conmutación. Pueden ser macizos o con chapas apiladas.

• Entrehierro: espacio de aire comprendido entre el rotor y las piezas

polares.

En el ROTOR:

• Núcleo rotórico: Paquete de chapas que dan cabida al circuito inducido.

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Capítulo 6

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Capítulo 6

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CIRCUITO ELÉCTRICO

1. En el estator o circuito inductor tenemos 2 circuitos:

a) Circuito principal o de excitación b) Circuito auxiliar o de conmutación

2. En el rotor o circuito inducido tenemos 1 circuito, formado por el colector de

delgas.

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1. Escudo

2. Muelle de escobilla

3. Escobilla

4. Portaescobilla

5. Colector

6. Inducido

7. Conjunto escobilla

8. Carcasa

9. Tornillo para sujeción del polo

10. Bobina inductora

11. Núcleo polar

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BOBINADO INDUCIDO

Está sometido a un campo magnético variable, y por tanto la f.e.m. es alterna.

Para que la corriente sea continua se conecta el devanado inducido a un

COLECTOR DE DELGAS.

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BOBINADO INDUCIDO

El COLECTOR DE DELGAS está constituido por un placas de cobre aisladas

entre sí por mica, y del eje.

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BOBINADO INDUCIDO

La f.e.m. generada depende del número de hilos activos.

Se entiende por HILO ACTIVO, el hilo exterior y paralelo al eje de rotación de la

máquina.

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BOBINADO INDUCIDO

Según la forma de unir los hilos activos, los bobinados serán:

• EN ANILLO

• EN TAMBOR

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BOBINADO INDUCIDO

BOBINADO EN TAMBOR

Presentan dos hilos activos.

Pueden ser de 1 o 2 capas por ranura.

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

Nos sirve para conocer:

• Nº de espiras de cada bobina

• Nº de bobinas

• Disposición de las bobinas

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

TIPOS DE ESQUEMAS

•Circular

•Rectangular

•SImplificado

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

CONDICIONES A CUMPLIR

Los bobinados de inducido de corriente continua suelen estar construidos

en tambor y de dos capas.

Deberán cumplir:

• Ser cerrados.

• Las bobinas serán iguales en longitud y número de espiras:

• F.e.m. generadas en los circuitos paralelos serán iguales.

• Las resistencias de los circuitos paralelos serán iguales.

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

CLASES DE BOBINADOS

Imbricados: avanza o retrocede en sentido espiral

Ondulados: avanza haciendo ondas de forma continua

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

NÚMERO DE BOBINAS

Si el bobinado es de doble capa:

B = K

B : número de bobinas del bobinado

k : número de ranuras

SECCIONES INDUCIDAS

Por cada 2 extremos libres por bobina, tendrá una sección inducida.

S = B * U

S : número de secciones inducidas del bobinado

B : número de bobinas del bobinado

U : número de secciones inducidas por bobina

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

NÚMERO DE DELGAS

A cada sección inducida le corresponde un principio y un final.

A cada colector se le conecta un principio y un final.

Por tanto el nº de delgas es igual al nº de secciones inducidas.

D = S

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

PASO DE RANURAS

Nº de ranuras que debe avanzar el otro lado activo de la bobina para

introducirlo en la ranura.

Yk = K / 2p

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

ANCHO DE SECCIÓN

Distancia media en secciones inducidas entre lados activos de una misma

sección.

Y1 = Yk * U

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Capítulo 6

REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

PASO DE CONEXIÓN

Distancia en secciones inducidas que hay que retroceder para encontrar

el principio de la sección siguiente.

Y2 = Y1 - Ycol

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BOBINADOS IMBRICADOS SIMPLES

PASO DE COLECTOR

Nº de delgas que hay que saltar para conectar la siguiente sección

inducida. Ycol = ±1

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Capítulo 6

REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

PASO DE ESCOBILLAS

La f.e.m. inducida en cada conductor del inducido cambia de sentido

cuando éste pasa por la línea neutra.

En una máquina multipolar habrá tantas líneas neutras como polos, ya

que entre cada dos polos existirá una zona en la que se compensen las

acciones de ambos polos.

Según lo dicho en los dos párrafos anteriores, las escobillas deben ser

colocadas sobre delgas conectadas con conductores situados sobre una

línea neutra, luego podremos colocar tantas líneas de escobillas como

número de polos tiene la máquina.

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

PASO DE ESCOBILLAS

Yesc = D / 2p

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BOBINADOS IMBRICADOS SIMPLES

CONEXIONES EQUIPOTENCIALES

Deben unir puntos de igual potencial de los distintos circuitos.

Sólo se pueden unir tantos puntos como pares de polos.

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Capítulo 6

CÁLCULO DE ESQUEMAS

Para realizar los cálculos son necesarios los siguientes datos:

• Nº de ranuras (K)

• Nº de polos (2p)

• Nº de secciones por bobina (U)

• Indicación de progresivo o regresivo

• Si es de 1 o 2 capas

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Capítulo 6

CÁLCULO DE ESQUEMAS

Los pasos a seguir a la hora de calcular un esquema son:

• Posibilidad de ejecución (K/p = nº entero)

• Paso de ranura (Yk)

• Nº de delgas (D)

• Paso de colector (Yk)

• Ancho de sección (Y1)

• Paso de conexión (Y2)

• Paso de escobillas (Yesc)

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Capítulo 6

CÁLCULO DE ESQUEMAS

Ejercicio 1

Dibujar el esquema del bobinado inducido imbricado simple, 2 capas, 1

sección inducida para máquina tetrapolar de c.c. 16 ranuras. Representar

también el conexionado de las delgas y escobillas.

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Capítulo 6

CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

1. Posibilidad de ejecución (K/p = nº entero)

2. Paso de ranura (Yk)

3. Nº de delgas (D)

4. Paso de colector (Yk)

5. Ancho de sección (Y1)

6. Paso de conexión (Y2)

7. Paso de escobillas (Yesc)

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CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

1. Posibilidad de ejecución (K/p = nº entero)

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CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

2. Paso de ranura (Yk)

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CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

3. Nº de delgas (D)

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CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

4. Paso de colector (Yk)

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CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

5. Ancho de sección (Y1)

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CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

6. Paso de conexión (Y2)

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CÁLCULO DE ESQUEMAS

Pasos:

7. Paso de escobillas (Yesc)

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

Ejercicio 2

Dibujar el esquema del bobinado inducido imbricado simple, 2 capas, 2

secciones inducidas para máquina tetrapolar de c.c. 16 ranuras.

Representar también el conexionado de las delgas y escobillas.

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

Ejercicio

Dibujar el esquema del bobinado inducido imbricado simple, 2 capas, 1

sección inducida para máquina hexapolar de c.c. 24 ranuras. Representar

también el conexionado de las delgas y escobillas.

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REPRESENTACIÓN DE LOS ESQUEMAS

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BOBINADOS IMBRICADOS MÚLTIPLES

Se utilizan en máquinas de gran potencia con tensiones reducidas y

elevada intensidad (hasta 400 o 500 A).

En un imbricado simple se recorren todas sus secciones inducidas al dar

una vuelta al bobinado.

En un imbricado múltiple habría que dar más de una vuelta.

Si damos 2 vueltas se denomina doble; si damos 3, triple, etc…

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Capítulo 6

En cada una de las vueltas se recorren la mitad de las secciones

inducidas.

En una vuelta se recorren las impares y en la segunda vuelta las pares.

Estos bobinados son siempre progresivos.

El nº de escobillas se calcula igual que en los imbricados simples

Las escobillas tienen que tener anchura suficiente para cubrir a 2 delgas.

Y = Y1 – Y2 = 2

Ycol = ±2

BOBINADOS IMBRICADOS DOBLES

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BOBINADOS IMBRICADOS DOBLES

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BOBINADOS IMBRICADOS DOBLES

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BOBINADO ONDULADO

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BOBINADO ONDULADO

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BOBINADO ONDULADO

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BOBINADO ONDULADO

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BOBINADO ONDULADO