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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL

PERÍODO ACADÉMICO: OCTUBRE 2014/2013 – MARZO/2015

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial

Título: Generador de Corriente continúa

Carrera: Ing. Industrial en Procesos de Automatización

Ciclo Académico: Tercero Industrial “A”

Alumno: Quinatoa H. Jessica F.

Módulo: Tecnología de Materiales

Docente: Ing. Santiago Álvarez



INFORME DEL PROYECTO1. PP2. YY

2.1 Título Generador de Corriente Continua

2.2 ObjetivosMediante el desarrollo de este proyecto se pretenden lograr los siguientes objetivos

2.3 ResumenLos generadores de corriente continua son las mismas máquinas que transforman la energía mecánica en eléctrica. No existe diferencia real entre un generador y un motor, a excepción del sentido de flujo de potencia. Los generadores se clasifican de acuerdo con la forma en que se provee el flujo de campo, y éstos son de excitación independiente, derivación, serie, excitación compuesta acumulativa y compuesta diferencial, y además difieren de sus características terminales (voltaje, corriente) y por lo tanto en el tipo de utilización.

2.4 Palabras clave: Corriente continua Generador Estator Inductor Rotor Entrehierro Colector Escobillas Polos

2.5 Materiales y Metodología

Generador de Corriente Continua

Se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo. A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con una corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la



misma polaridad, así disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo cuando se descarga una batería eléctrica).

También se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al negativo.

Un generador de corriente continua es una maquina eléctrica que, además de generar la energía eléctrica mediante el movimiento, se encarga de convertirla en forma continua o directa mediante un mecanismo

PARTES:

Sus piezas embutidas de núcleo están montadas en brazos, para permitir que grandes volúmenes de aire de enfriamiento lleguen a los muchos ductos de ventilación del núcleo, así como a los espacios de ventilación entre las extensiones del extremo de la bobina.

Estator: Parte fija formada por polos salientes y culata. Inductor: Devanado formado por bobinas situadas alrededor

del núcleo de los polos principales. que al ser recorridos por la corriente de excitación crea el campo magnético inductor.

Rotor: Parte móvil que gira alrededor del eje. Entrehierro: Distancia entre los polos principales y el rotor. Inducido: Devanado situado en las ranuras del rotor y que por

la influencia del campo eléctrico, es objeto de fuerzas electromotrices inducidas y de fuerzas mecánicas.

Zonas neutras: Puntos del inducido en los que el campo es nulo.



Colector: Cilindro formado por delgas de cobre endurecido separadas por aislante, conectadas al inducido y giran conjuntamente con él.

Escobillas: Piezas conductoras metalográficas resistentes al rozamiento que estando fijas frotan con el colector móvil conectando el inducido con el exterior, al tiempo que provoca la conmutación para que trabaje con corriente continua.

Polos auxiliares: Polos salientes situados entre los polos principales. cuyo arrollamiento está conectado en serie con el inducido de forma que al crear un campo contrario al de reacción del inducido evita sus problemas y provoca una buena conmutación sin chispas.

Funcionamiento

Los generadores de corriente continua funcionan parecido a los motores de corriente continua. En general, los motores de corriente continua son similares en su construcción a los generadores. De hecho podrían describirse como generadores que funcionan al revés. Los generadores son máquinas que convierten la energía mecánica en eléctrica se le denomina también alternador o dínamo en función del tipo de corriente que produzcan.

Su funcionamiento constituye una aplicación directa de la ley de inducción de Faraday. En forma esquemática El generador está construido a partir de una bobina que gira en el campo magnético. De esta manera, una fuerza electromotriz se establece sobre la bobina como consecuencia de las variaciones del flujo mientras que gira.

Comúnmente los generadores de corriente continua reciben el nombre de dinamos. Una dinamo o dínamo es un generador eléctrico destinado a la transformación magnetismo en electricidad mediante



el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua eléctrica.

La corriente generada es producida cuando el campo magnético creado por un imán o un electroimán fijo, inductor, atraviesa una bobina, inducida, colocada en su centro. La corriente inducida en esta bobina giratoria, en principio alterna, es transformada en continua mediante la acción de un conmutador giratorio, solidario con el inducido, denominado colector, constituido por unos electrodos denominados delgas. De aquí es conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados escobillas que conectan por frotamiento con las delgas del colector.

Al lado izquierdo se muestra cómo funciona el generador, usando una espira que gira en el campo magnético de un imán permanente.

Los lados de la espira son pintados con diferentes colores para poder distinguirlos cuando la espira gira. Aplicando la ley de Faraday, y con la ayuda de la ley de Lenz, se puede entender que en los extremos de la espira se induce una f.e.m. cuya amplitud y signo cambia según gira la espira. Lo que queda claro es que el alambre que queda a la derecha será siempre el lado positivo.

Para aprovechar la FEM (fuerza electromotriz) así generada debe implementarse unos contactos móviles que conmutan automáticamente los terminales de la bobina mientras que ésta gira. Esta parte de del generador recibe el nombre de conmutador, y está formado por unas pistas de cobre llamadas delgas, donde se conectan los extremos de la bobina, y las escobillas que recoge la f.e.m. de la bobina para entregarlas a los contactos externos o bornes del generador.

CLASIFICACIÓN DE GENERADORES DE Corriente Continua



Dependiendo de la conexión entre el devanado inductor y el inducido se distinguen tres tipos de máquinas autos excitados: la máquina serie, la máquina derivación (Shunt) y la máquina compuesta o compound.

La autoexcitación significa que la corriente continua que excita las bobinas inductoras procede de la misma máquina generatriz.

La excitación independiente significa que la corriente continua que alimenta el devanado inductor procede de una fuente independiente de la máquina, como una batería de acumuladores, un rectificador conectado a una red alterna, o bien un generador de corriente continua rotativo.

GENERADOR DE EXCITACIÓN EN SERIE

El devanado inductor se conecta en serie con el inducido, de tal forma que toda la corriente que el generador suministra a la carga fluye por igual por ambos devanados. Dado que la corriente que atraviesa al devanado inductor es elevada, se construye con pocas espiras de gran sección. Tiene el inconveniente de no excitarse al trabajar en vacío. Así mismo se muestra muy inestable por aumentar la tensión en bornes al hacerlo la carga, por lo que resulta poco útil para la generación de energía eléctrica. Para la puesta en marcha es necesario que el circuito exterior esté cerrado.

A partir de una tensión máxima, el aumento de intensidad hace decrecer la tensión en bornes. Ello es debido a que la reacción de inducido empieza a ser importante, las caídas de tensión van aumentando y, sobre todo, los polos inductores se van saturando con lo que el flujo no crece en la misma proporción que la intensidad.



Como en el resto de las máquinas auto excitadas, se necesita un cierto magnetismo remanente que permita la creación de corriente en el inducido al ponerse en movimiento los conductores.

El sentido de giro de la máquina siempre ha de ser tal que el campo creado refuerce al del magnetismo remanente, de lo contrario, lo anularía y la dinamo no funcionará.

GENERADOR DE EXCITACIÓN COMPUESTA (COMPOUND).



En el generador con excitación mixta o compuesta el circuito inductor se divide en dos partes independientes, conectando una en serie con el inducido y otra en derivación.

Existen dos modalidades, la compuesta corta que pone el devanado derivación directamente en paralelo con el inducido (EAC) y la compuesta larga que lo pone en paralelo con el grupo formado por el inducido en serie con el otro devanado (FC).

El devanado serie aporta solamente una pequeña parte del flujo y se puede conectar de forma que su flujo de sume al flujo creado por el devanado paralelo (aditiva) o de forma que su flujo disminuya el flujo del otro devanado (diferencial).

Así mismo, en función del número de espiras del devanado serie su aportación de flujo será mayor o menor, dando lugar a los tipos: hipercompuesta, normal, hipocompuesta y diferencial. Gracias a la combinación de los efectos serie y derivación en la excitación de la dinamo se consigue que la tensión que suministra el generador a la carga sea mucho más estable para cualquier régimen de carga.



La gran estabilidad conseguida en la tensión por éstos generadores o dinamos los convierte, en la práctica, en las más utilizadas para la generación de energía. A medida que aumenta la intensidad de consumo, la excitación en paralelo disminuye, pero la excitación en serie aumenta. De este modo puede conseguirse una tensión de salida prácticamente constante a cualquier carga.

GENERADOR EN DERIVACIÓN O DE EXCITACIÓN EN PARALELO ( SHUNT )

Siendo la dinamo o generador shunt una máquina auto excitada, empezará a desarrollar su voltaje partiendo del magnetismo residual tan pronto como el inducido empiece a girar. Después a medida que el inducido va desarrollando voltaje este envía corriente a través del inductor aumentando el número de líneas de fuerza y desarrollando voltaje hasta su valor normal.

Puesto que circuito inductor y el circuito de la carga están ambos conectados a través de los terminales de la dinamo, cualquier corriente engendrada en el inducido tiene que dividiese entre esas dos trayectorias en proporción inversa a sus resistencias y, puesto que la parte de la corriente pasa por el circuito inductor es relativamente elevada, la mayor parte de la corriente pasa por el circuito de la carga, impidiendo así el aumento de la intensidad del campo magnético esencial para producir el voltaje normal entre los terminales.

El voltaje de una dinamo shunt variara en razón inversa de la carga, por la razón mencionada en el párrafo anterior. El aumento de la carga hace que aumente la caída de voltaje en el circuito de inducción, reduciendo así el voltaje aplicado al inductor, esto reduce la intensidad del campo magnético y por con siguiente, el voltaje del generador. Si se aumenta bruscamente la carga aplicada a una dinamo shunt la caída de voltaje puede ser bastante apreciable; mientras que si se suprime casi por entero la carga, la regulación de voltaje de una dinamo shunt es muy defectuosa debido a que su



regulación no es inherente ni mantiene su voltaje constante. Estos generadores se adaptan bien a trabajos fuertes, pero pueden emplearse para el alumbrado por medio de lámparas incandescentes o para alimentar otros aparatos de potencia constante en los que las variaciones de carga no sean demasiado pronunciadas. La dinamo shunt funciona con dificultad en paralelo porque no se reparte por igual la carga entre ellas.

GENERADOR CON EXCITACIÓN INDEPENDIENTE

En este tipo de generador, la tensión en los bornes es casi independiente de la carga de la máquina y de su velocidad, ya que la tensión se puede regular por medio del reóstato de campo, aunque naturalmente, dentro de ciertos límites, porque la excitación del campo inductor no puede aumentar más allá de lo que permite la saturación. En la siguiente figura se representa el esquema de conexiones completo de un generador de corriente continua con excitación independiente; se supone que el sentido de giro de la máquina es a derechas lo que, por otro lado, es el que corresponde a casi todas las máquinas motrices.

Si hubiere que cambiar el sentido de giro, bastará con cambiar, las conexiones del circuito principal.

Esquema de conexiones de un generador con excitación independiente.

2.6 ConclusionesEs la parte final del informe. Constituye la respuesta que propone el investigador o emprendedor para el problema que originó el



trabajo desarrollado, de acuerdo con los datos recogidos y la teoría aplicada.

2.7 Referencias bibliográficas http://virtual.uaeh.edu.mx/repositoriooa/paginas/

Intro_grupos_electrogenos/g enerador_de_cc.html

https://es.scribd.com/doc/54658774/Generador-Elemental

https://es.scribd.com/doc/30478463/Motores-y-Generadorees-de-Corriente-Continua

2.10. Fotografías y gráficosEs conveniente incluir algunas fotografías, esquema o planos en los que se pueda observar la elaboración del proyecto por parte de los integrantes del equipo.

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