maqinas electricas

7/21/2019 maqinas electricas

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INTRODUCCION

Un generador elctrico es todo dispositivo capaz de mantener

una diferencia de potencialelctrica entre dos de sus puntos (llamados

polos, terminaleso bornes) transformando la energamecnicaen elctrica. Esta transformacin se consigue por la accin

de un campo magnticosobre los conductores elctricos dispuestos

sobre una armadura (denominada tambin estator). Si se produce

mecnicamente un movimiento relativo entre los conductores el

campo, se generar una fuerza electromotriz(!.E.".). Este sistema

est basado en la le de !arada.

#un$ue la corriente generada es corriente alterna, puede ser

rectificada para obtener una corriente continua. "aora de los

generadores de corriente alterna son de tres fases. El proceso inverso

sera el realizado por un motor elctrico, $ue transforma energa

elctrica en mecnica.
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CMO FUNCIONA UN GENERADOR ELECTRICO?

%os generadores elctricos son aparatos $ue convierten la energa

mecnica en energa elctrica. %a energa mecnica, a su vez, se

produce a partir de la energa $umica o nuclear con varios tipos decombustible, o se obtiene a partir de fuentes renovables como el

viento o los saltos de agua. %as turbinas de vapor, los motores de

combustin interna, las turbinas de combustin de gas, los motores

elctricos, las turbinas de agua de viento son los mtodos comunes

$ue proporcionan energa mecnica para este tipo de dispositivos. &a

generadores elctricos de todo tipo de tama'os, desde mu pe$ue'os

de unos pocos vatios de potencia de salida asta centrales elctricas

de gran potencia $ue proporcionan gigavatios de potencia.

Esta imagen de un generador

elctrico pone de manifiesto un

eemplo de cmo produce energa un

generador elctrico. %as dos flecas

negras indican la direccin de

rotacin de la bobina. %as lneas

azules representan el campo

magntico orientado del polo norte al

polo sur. %as flecas roas indican la

direccin instantnea de la corriente

*# (corriente alterna) inducida.

El funcionamiento de los generadores elctricos se basa en el

fenmeno de induccin electromagntica+ cuando un conductor ace

un movimiento relativo acia el campo magntico, se induce el voltae

en el conductor. articularmente, si una bobina est girando en un

campo magntico, significa $ue las dos caras de la turbina se mueven

en direcciones opuestas se a'aden los voltaes inducidos a cada

lado. -umricamente, el valor instantneo del voltae final

(denominado fuerza electromotriz es igual al resto del ndice de

cambio del fluo magntico veces el nombre de vueltas de la bobina+

/01-2345t. Esta relacin se a encontrado e6perimentalmente

ace referencia a la %e de !arada. El smbolo 7menos8 es por la le


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de %enz, $ue indica $ue la direccin de fem es tal $ue el campo

magntico de la corriente inducida se opone al cambio en el fluo $ue

produce esta fem. %a le de %enz est relacionada con la conservacin

de energa.

*omo la frecuencia de fluo magntico cambia a travs de la bobina$ue gira en una frecuencia constante $ue vara de forma sinusoidal

con la rotacin, el voltae generado a las terminales de la bobina

tambin es sinusoidal (*#). Si un circuito e6terno se conecta a las

terminales de bobina, este voltae crear corriente a travs de este

circuito, $ue ser energa $ue se transferir a la carga. or lo tanto, la

energa mecnica $ue ace rotar la bobina se convierte en energa

elctrica.

%a corriente de la carga, a su vez, crea un campo magntico $ue seopone al cambio del fluo de la bobina, por lo tanto, la bobina se opone

al movimiento. *omo ms alta sea la corriente, ms grande debe de

ser la fuerza $ue se tiene $ue aplicar a la armadura para evitar $ue se

ralentice. En la imagen, una biela manual ace rotar la bobina. # la

prctica, la energa mecnica es producida por turbinas o motores $ue

se denominan fuentes energticas. En un generador elctrico de *#

pe$ue'o, una fuente energtica normalmente es un motor de

combustin interna rotatorio.

Entre los aparatos comercialmente disponibles, un alternador est

integrado con un motor en un aparato simple. El dispositivo resultante

se denomina generador elctrico. Un generador elctrico es la fuente

de energa de reserva ms com9n en caso de emergencia

probablemente la ms econmica para uso domstico.

%a produccin de voltae depende solamente del movimiento relativo

entre la bobina el campo magntico. %a fem es inducida por la

misma le de la fsica si el campo magntico traviesa una bobina fia, o

la bobina pasa a travs de un campo magntico fio. %os generadoreselctricos de *# actuales normalmente no tienen escobillas. :ienen un

campo giratorio una armadura fia $ue produce energa.

Esta armadura inclue un grupo de bobinas $ue forman un cilindro.

#dems, a la prctica, el campo magntico normalmente es inducido

por un electroimn en vez de un imn permanente. El electroimn est


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formado por las denominadas bobinas de campo fiadas encima de un

n9cleo de ierro. El fluo de corriente de las bobinas de campo

produce el campo magntico.

Esta corriente se puede obtener a partir de la fuente e6terna o de la

propia armadura del sistema. Se alcanza la regulacin detectando elvoltae de salida, $ue lo convierte en ** (corriente continua) $ue

compara su nivel con un voltae de referencia. Un error se utiliza para

controlar el campo por tal de mantener una salida constante. %as

fuentes de *# modernas con bobinas de campo son autoe6citadas+ la

corriente por las bobinas de campo es accionado por un bobinado

e6citador adicional de la armadura.

CMO FUNCIONA LA AUTOEXCITACIN?

El voltae de salida del e6citador lo rectifica un puente de diodos

normalmente se inclue en el regulador de voltae. *uando se genera

la corriente *# de salida, una porcin de ella flue en la bobina de

campo para generar el campo magntico. El campo magntico inicial,

de antes de encender el generador elctrico lo produce el magnetismo

residual en n9cleos de electroimanes o lo crea una corriente elctrica$ue se transfiere durante el acoplamiento del motor desde una batera.

%os campos magnticos de cual$uier fuente o la no utilizacin del

generador elctricos durante un largo periodo de tiempo pueden

perder o debilitar el magnetismo residual del n9cleo e6citador. #lgunos

modelos de generadores elctricos proporcionan e6citacin inicial del

campo automtica. or el contrario, si el n9cleo electromagntico

perdiera su magnetismo residual, el rotor girara, pero no se producira

voltae de salida de *#.

En este caso, para encender el aparato sera necesario acer lo

denominado e6citacin inicial del campo del generador elctrico. El

procedimiento tpico de e6citacin inicial del campo consiste en parar

el motor, desconectar los cables elctricos del campo e6citador desde

el regulador de voltae (vigilar la polaridad de los cables elctricos)

apagar el interruptor. ;espus se tendra $ue aplicar voltae desde una


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batera e6terna o desde otra fuente de ** en series de ?= @m ?A

B de resistencia restrictiva o una bombilla acia la bobina del campo

controlando la polaridad.

Una vez eco esto, se debera permitir $ue el campo se e6cite

durante unos


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GENERADOR COMPUESTO ACUMULATIVO

El motor serie de c.c. tiene un alto valor de par>motor, tambin e6iste

la desventaa de $ue los motores de este tipo tienden a

sobrecalentarse con cargas ligeras. Esto puede corregirse agregando

un campo en derivacin conectado en tal forma, $ue refuerce al

campo serie. El motor se convierte entonces en una ma$uina

compuesta acumulativa, en cuanto a la velocidad constante $ue

caracteriza los motores de c.c. en derivacin, esta tampoco es

conveniente en algunas aplicacionesC por eemplo, cuando el motor

debe mover un volante, a $ue se necesita cierta disminucin de la

velocidad del motor para $ue la tensin pierda su energa cintica.ara las aplicaciones de este tipo (mu frecuentes en el trabao de la

prensa punzadora), se re$uiere un motor $ue tenga una curva

caracterstica de velocidad 7con cada8, es decir, $ue la velocidad del

motor debe baar notablemente al aumentar la carga. El motor de c.c.

con devanado compuesto acumulativo es el adecuado para esta clase

de trabao.


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GENERADOR COMPUESTO DIFERENCIAL

Un generador de *; compuesto diferencial es un generador tanto con

un campo en derivacin como con un campo en serie, pero aora sus

fuerzas magnetomotrices se restan una a la otra.

*ircuito e$uivalente de un generador de cd compuesto diferencial con

una cone6in en derivacin larga.

En la figura se muestra el circuito e$uivalente de un generador de *;

compuesto diferencial. -tese $ue la corriente del inducido aora flue

acia afuera del e6tremo de una bobina marcado con punto, mientras

$ue la corriente de campo en derivacin flue acia el e6tremo de una

bobina marcado con punto .En esta m$uina, la fuerza magnetomotriz

neta es+


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D la corriente de campo en derivacin e$uivalente debida al campo en

serie a la reaccin del inducido est dada por+

%a corriente de campo en derivacin efectiva total en la ma$uina es+

@ bien+

OPERACIN DEL COMPUESTO ACUMULATIVO DEL

GENERADOR COMPUESTO:

*uando un generador compuesto tiene el fluo de su campo en serie

apoando al fluo de su campo en derivacin, se dice $ue la m$uina


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es un compuesto acumulativo. Si el efecto acumulativo se mantiene

mu pe$ue'o mediante un diversor del campo en serie, producir una

pendiente menor en la curva caracterstica. Esto producir entonces

una regulacin de voltae menor, aun$ue todava positiva. # esto se le

llama subcomposicin.

OPERACIN DEL COMPUESTO DIFERENCIAL DEL

GENERADOR COMPUESTO:

*uando el campo en serie se conecta en inversa de modo $ue el fluo

magntico de su campo en derivacin, se dice $ue se forma un

compuesto diferencial. Esta cone6in es 9til cuando se desea un

voltae significativamente menor en condiciones de carga elevada. Se

da otro uso cuando se re$uiere una corriente casi constante, aun

otra aplicacin es cuando se necesita $ue no se e6ceda cierta

corriente m6ima.

CONCLUSION

El generador elctrico es la parte medular en el proceso de generacin

de energa elctrica, a sea en cual$uiera de las diferentes

modalidades a travs de las cuales se lleva a cabo. *omo tal, el


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generador se considera e$uipo primario dentro de las plantas de

generacin, por lo cual se debe de contar con dispositivos $ue

presenten un alto nivel de proteccin, as como un monitoreo continuo

deteccin oportuna ante eventualidades.

%os niveles de carga m6imos para los cuales est dise'ado elgenerador, as como los parmetros mostrados en la oa de datos del

fabricante, brindan informacin fundamental $ue debe ser considerada

con suma seriedad, al igual $ue es mandatorio para preservar la

seguridad del mismo los cuales coaduvarn a mantener la

continuidad estabilidad de la operacin del sistema elctrico de

potencia.

BIBLIOGRAFIA:


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