Maq. Elect. II - Unidad I

8/17/2019 Maq. Elect. II - Unidad I

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AQUINAS ELECTRICAS I I

UNIDAD I

PRINCIPIOS GEN ERALES DE LAS

AQU INAS ELECTRICAS ROTATIVAS,

AQUINAS ELECTRICAS D E CO RRIENTE

CONTINUA

SE ANA N° 1

DOCENTE: ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA


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AQUINAS ELECTRICAS

ROTATIVAS

PRINCIPIOS GENERALES DE LAS AQUINAS ELECTRICAS

ROTATIVAS

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA 2


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PRINCIPIOS GENERALES DE LAS AQUINAS

ELECTRICAS

ROTATIVAS

LAS MAQUINA ELÉCTRICA ROTATIVA TIENE UN ESTATOR Y UN ROTOR, DONDE SE CREAUN , Y EN EL ENTREHIERRO SE ALMACENARA LA ENERGIA PRODUCIDA POR EL

MOVIMIENTO RELATIVO DE LOS DEVANADOS.

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA


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PRINCIPIOS GENERALES DE LAS AQUINAS ELECTRICAS

ROTATIVAS

SU PRINCIPIO DE !UNCIONAMIENTO SE BASA EN LOS A!ECTOS DELELECTROMAGNETISMO .

LEY DE AMPERE

!ARADAY

LAPLACE DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA "


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PRINCIPIOS GENERALES DE LAS AQUINAS

ELECTRICAS

ROTATIVASTODA MAQUINA ELÉCTRICA ROTATIVA ES DE COMPORTAMIENTO DUAL OREVERSIBLE, PUEDE ACTUAR COMO MOTOR O GENERADOR.



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AQUINAS ELECTR ICAS ESTATICAS Y

ROTATIVAS

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA #


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CARACTERISTICAS FISICAS DE LAS AQUINAS

ELECTRICAS

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA %


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CARACTERISTICAS FISICAS DE LAS AQUINAS

ELECTRICAS


INTERACCION DE LOS SISTE AS ELECTRICOS Y

ECANICOS

&


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APLICACI'N DEL RÉGIMEN MOTOR, SE DA EN LOS PROCESOS DE PRODUCCI'N.NORMALMENTE INTERVIENEN LAS SIGUIENTES COMPONENTES.

CON EL !IN DE COORDINAR EN TODAS LAS (REAS, EL CONTROL DE ESTAS VARIABLESPARA LA PLANI!ICACI'N DEL PROCESO DE AUTOMATIZACI'N.

REGI E DE OTOR

SE DEBE TENER RE!ERENCIA DE LOS PARAMETROS QUE INTERVIENEN EN EL

SISTEMA V, f, τ ω elect., ηmec.



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LA !RECUENCIA f ESTA RELACIONADO CON LA ω mec Y LA ωmec CON LAP )H.P.*

SI QUEREMOS REGULAR LA TENSIÓN V EN LOS TERMINALES DELGENERADOR eind HAY QUE CONTROLAR EL MEDIANTE LA

VARIACIÓN DE LA .

REGI E DE GENERADOR



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CONVERSION DE LA ENERGIA

ENERGIA ELECTRICA O ENERGIA

ECANICA.



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CONVERSION DE LA ENERGIA EN LAS AQUINAS

ELECTRICAS



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CONV ERSION DE LA ENERGIA EN LAS AQUINAS

ELECTRICAS

ACCION

TRANSFOR ADORA

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA 1"


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ELECTRICAS

ACCION

GENERADORA



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APLICACIONES DE LA ACCION GENERADORA

PRINCIPIO DE LAPLACE Y !ARADAY

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA 1#


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ELECTRICAS

CCION

OTORA

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA 1$


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CONVERSION DE LA ENERGIA EN LAS AQUINAS

ELECTRICAS

ACCION

OTORA

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA 1%


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APLICACIONES DEL PRINCIPIO DE LA ACCION MOTORA

LEY DE AMPERE Y LAPLACE.

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA 1&


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ELECTRICAS



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TIPOS DE AQUINAS ELECTRICAS

ROTATIVAS

MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS DE C.C



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EN LAS MAQUINAS AS+NCRONA, LOS DEVANADOS DEL INDUCIDO TANTOS !IJASCOMO M'VILES.

TIPO DE MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS DE C.A.

MAQUINAS ELÉCTRICAS AS+NCRONAS



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UNIDAD I




CONTINUA

SE ANA N ° 2



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!ORMACION DE !LUJOS MAGNETICOS EN LA MAQUINA ELECTRICA ROTATIVA.

DEVANADO DE CAMPO Y ARMADURA

EN EL DEVANADO DE ARMADURA O ROTOR DE ACUERDO AL PRINCIPIOELECTROMAGNETICO SE PRESENTAN DOS CASOS:

EL DEVANADO DE CAMPO DE ECITACI'N, SU !UNCIONES PRODUCIR UN CAMPOMAGNÉTICO.

DEVANADO DE ARMADURAO ROTOR

DEVANADO DE CAMPOO DE ECITACION

EN EL ROTOR PUEDE CIRCULAR UNA CORRIENTE.

EL ROTOR PUEDE GIRA A UNA ω .


!ORMACION DE !LUJOS MAGNETICOS EN LA MAQUINA ELECTRICA ROTATIVA


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!ORMACION DE !LUJOS MAGNETICOS EN LA MAQUINA ELECTRICA ROTATIVA.

EISTEN OTROS !LUJOS QUE NO CONCATENAN A LA ECITACI'N Y AL

INDUCIDO, LLAMADO, !LUJO DE DISPERSI'N O !LUJO NO MUTUO:

!LUJO DE DISPERSI'N DE

ECITACI'N

.

!LUJO DE DISPERSI'N DEL

INDUCIDO .

CONSIDERAMOS UNA MAQUINA DE C.C., TETRAPOLAR

LA DISTRIBUCI'N DE !LUJO MUTUO CREADO EN EL INDUCTOR, CONCATENA ALOS CONDUCTORES DE ECITACI'N Y DEL INDUCIDO, !ORMADO UN ANILLO.

ESTE ENLAZA EL POLO NORTE A TRAV ÉS DEL ENTREHIERRO Y CONCATENA ALOS CONDUCTORES DEL INDUCIDO PARA PASAR NUEVAMENTE A TRAVÉS DELENTREHIERRO AL POLO SUR Y REGRESA A TRAVÉS DEL YUGO AL POLO NORTE

ORIGINAL.



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EL !LUJO CONCATENA SOLO A LOS CONDUCTORES DE A LOS CONDUCTORES DEECITACI'N, EL CAMINO ENTRE EL POLO DE ECITACI'N NORTE , AL POLO DE

ECITACI'N SUR.

EL !LUJO DE DISPERSI'N DE ECITACI'N ES PRODUCIDO EN LOS DEVANADOS DEECITACI'N.

!ORMACION DE !LUJOS DE DISPERSION DE ECITACION.



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!ORMACION DE !LUJOS DE DISPERSION DE INDUCIDO .

SE PRESENTA EN LA PARTE DE LA BOBINA QUE NO ESTA EMBEBIDA EN EL N-CLEODEL INDUCIDO Y ES ORIGINADO POR LOS CONDUCTORES M'VILES DEL INDUCIDO

DONDE CIRCULA LA CORRIENTE DEL INDUCIDO.

ESTE !LUJO GENERA LA REACTANCIA DE DISPERSI'N DEL INDUCIDO OREACTANCIA DEL INDUCIDO, EL CUAL VA A DEPENDER DEL TIPO DE MAQUINA

ELÉCTRICA SI ES DE C.C. O C.A.



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REACTANCIA DEL INDUCIDO.

EL PASO DE )NO TENIENDO EN CUENTA LOS !EN'MENOS TRANSITORIO*, VARIADURANTE EL PERIODO DE CONMUTACI'N PROVOCANDO EL CHISPEO ENTRE

COLECTOR Y LAS ESCOBILLAS.

CUANDO EL SENTIDO DE LA CORRIENTE DEL CONDUCTOR SE INVIERTE, CREA UNA!.E.M. DE AUTOINDUCCI'N.

PARA EL CASO DE UNA MAQUINA ELECTRICA DE C.C.

LA REACTANCIA DEL INDUCIDO A!ECTA A LOS CONDUCTORES DEL INDUCIDO.

PARA ELIMINAR ESTE E!ECTO SE INCORPORA, LOS POLOS DE CONMUTACI'N OPOLOS AUILIARES O INTERPOLOS.



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REACTANCIA DEL INDUCIDO.

ESTA REACTANCIA A EN CUADRATURA CON LA RESISTENCIA DEL INDUCIDOGENERA UNA IMPEDANCIA GLOBAL DEL INDUCIDO QUE PERMITE.

PARA EL CASO DE UNA MAQUINA ELECTRICA DE C.A.

LA REACTANCIA DEL INDUCIDO EN LA MAQUINA DE C.A. ORIGINA UNAREACTANCIA INDUCTIVA DEL INDUCIDO A.

LA REGULACI'N DE TENSI'N DE UN ALTERNADOR.

EL AJUSTE DEL !ACTOR DE POTENCIA DE UN MOTOR S+NCRONO.



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E!ICIENCIA DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS


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LA ENERG+A ELÉCTRICA DE ENTRADA ES MAYOR QUE LA POTENCIA MEC(NICA DESALIDA, PARA COMPENSAR LAS PERDIDAS.

CASO DE UN GENERADOR

LA POTENCIA MEC(NICA DE ENTRADA ES MAYOR QUE LA ENERG+AELÉCTRICA DE SALIDA, PARA COMPENSAR LAS PERDIDAS.

CASO DE UN MOTOR




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DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA "


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EN LA MAQUINA ELÉCTRICA DE C.C. SE CUMPLE

Pent. V , I /.. PARA UN MOTOR.

Psalida V , I /.. PARA UN GENERADOR



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PERDIDAS DE ENERGIA EN LAS MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS

PERDIDAS DISPERSAS.

LAS PERDIDAS EN LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS SE DEBE AL PROCESODE CONVERSI'N QUE SE REALIZA DEBIDO A LOS E!ECTOS ELECTROMAGNÉTICOS,

QUE IN!LUYE EN TODO LOS COMPONENTES DE LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS

LAS PERDIDAS QUE SE PRESENTAN EN LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS SON:

PERDIDAS ROTACIONALES.

PERDIDAS ELÉCTRICAS.




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EST(N ASOCIADO AL !UNCIONAMIENTO DE LAS COMPONENTES MEC(NICA DELAS MAQUINAS Y QUE VAN A GENERAR.

PERDIDAS ROTACIONALES

SUJETA A LA ROTACI'N Y A LA VELOCIDAD DE LAS MAQUINAS ELÉCTRICASROTATIVAS, LOS CUALES SE REPRESENTAN COMO:

PERDIDAS MEC(NICAS

PERDIDAS POR !RICCI'N: DEBIDO AL ROZAMIENTO DE LOS COJINETES CON EL EJE.

PERDIDAS POR VENTILACI'N : DEBIDO A LA !RICCI'N DE LA PARTE EN MOVIMIENTO CON EL AIRE QUE SE ENCUENTRA DENTRO DE LA CARCAZA.

REPRESENTA LA HISTÉRESIS Y LA CORRIENTE PARASITA DE !OUCAULT GENERADOEN EL N-CLEO DE LA MAQUINA )POR SER MATERIAL !ERROMAGNÉTICO*, DEBIDO A LA

ROTACI'N DEL !LUJO MAGNÉTICO QUE CAMBIA CONTINUAMENTE DE DIRECCI'N.

PERDIDAS EN EL N-CLEO

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $


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ESTAS PERDIDAS SE PRODUCEN POR EL E!ECTO JOULE, EN LOS ARROLLAMIENTOS DE

LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS, DEBIDO AL PASO DE LA CORRIENTE QUE CIRCULA PORLOS ARROLLAMIENTO DEL ESTATOR Y EL ROTOR.

PERDIDA DE ESCOBILLA 2 VOLT.

PERDIDAS ELÉCTRICAS

MAQUINA ELÉCTRICA C.C.

PERDIDA DE ARMADURA : R A

PERDIDA DE CAMPO : R S

PERDIDA DE INTERPOLO : R I

PERDIDA DE ARROLLAMIENTO DE COMPENSACION : R C





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SE EMPLEA LA RESISTENCIA EN CORRIENTE CONTINUA A $5 C

MAQUINAS S+NCRONAS

PERDIDA DE ARMADURA : R a DC

PERDIDA DE CAMPO :

CUANDO SE EMPLEA D.C. SE INCLUYE EN LAS PERDIDAS EL E!ECTO SIN,CORRIENTES PARASITAS.

Ra A.C.= (1.3 –1.5) a 75°C

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA &




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MAQUINAS AS+NCRONAS

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA "1



PERDIDAS DISPERSAS


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LA DISTORSI'N DEL !LUJO MAGNÉTICO PRODUCE EL !LUJO DE DISPERSI'N DELA ARMADURA.

PERDIDAS DISPERSAS

POR MAS CUIDADOSO QUE SE HAYA SIDO SIEMPRE EISTIR( PERDIDAS QUENO EST(N INCLUIDAS, SE ASUME EL 1 DE LA POTENCIA DE SALIDA,

ADEMAS DE OTRAS PERDIDAS DEBIDO A :

DISTORSI'N DEL !LUJO MAGNÉTICO PRINCIPAL DEBIDO A LA REACCI'N DE ARMADURA )CASO MAQUINA C.C.*.

POR CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO DEBIDO AL PROCESO DE CONMUTACI'N.

POR E!ECTO SIN EN LOS CONDUCTORES )CASO DE LAS MAQUINAS S+NCRONAS*


BALANCE DE POTENCIA DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS


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MAQUINAS ELÉCTRICAS DE C.C.

A. PARA EL GENERADOR

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA "



44/107

B. PARA EL MOTOR


DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA ""

MAQUINAS ELÉCTRICAS DE C.C.

MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA SINCRONA


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A. PARA EL GENERADOR

B. PARA EL MOTOR


MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA ASINCRONA


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POTENCIA ELÉCTRICA SUMINISTRADA AL MOTOR.

POTENCIA MEC(NICA -TIL ENTREGADA POR MOTOR.

PERDIDA EN COBRE DEL ESTATOR. PERDIDA EN COBRE DEL ROTOR.

PERDIDA EN EL !IERRO. LAS PERDIDAS EN EL !IERRO DEL ROTOR SONBASTANTE PEQUE3AS PORQUE )!RECUENCIA DEL ROTOR*, ES PEQUE3A.

PEM = P1 Pc!1

P"e P#$taci$nal

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA "#



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PERDIDAS ADICIONALES PRODUCIDAS POR LA PRESENCIA DE DIENTES DEL ESTATOR Y ROTOR Y POR LA DISTRIBUCI'N NO SINUSOIDAL DE LA

POTENCIA ELECTROMAGNÉTICA.

POTENCIA MEC(NICA.

PERDIDAS MEC(NICA PERDIDAS POR !RICCI'N Y VENTILACI'N.

PEM

= P1

Pc!1

P"e P#$taci$nal

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA "$



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ESTA POTENCIA MECANICA SE TRANSMITE ELECTROMAGNÉTICAMENTE ATRAVÉS DEL ENTRE HIERRO HACIA EL ROTOR.

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA "%


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UNIDAD I




CONTINUA

SE ANA N ° 3


2015

AQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS DE CORR IENTE


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CONTINUA



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ASPECTO FISICO CONSTRUCTIVO DE LA AQUINA

ELECTR ICA ROTATIVA DE CO RRIENT E CON TINUA


CORTE TRASNVERSAL DEL MOTOR C C


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CORTE TRASNVERSAL DEL MOTOR C.C.


ESTATOR


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ESTATOR


PARTE ETERNA DE LA MAQUINA.

ES DE ACERO !UNDIDO.

ES EL MECANISMO QUE PERMITECERRAR EL CIRCUITOMAGNETICO.

SON ELECTROIMANES DE ACERO

SILICOSO LAMINADO O SOLIDO.TIENE UNA CARA POLAR LAMINADAPARA REDUCIR PERDIDAS PORCORRIENTES PARASITAS.

SON DE MATERIAL DE COBRE..

SON DE BOBINAS CONCENTRADAS.

ROTOR


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ES LA COMPONENTE DONDE TODOS LOSDEVANADOS DEL ROTOR VAN A TERMINAR.

ES DE !ORMA CILINDRICA COMPUESTO PORDELGAS DE COBRE, CUYA LONGITUD DEPENDE:

4 NUMERO DE ESCOBILLA CONTIGUAS.

4 CONDICIONES DE EN!RIAMIENTO DEL ROTOR.

ENTRE DELGAS CONTIGUAS ESTA UNA LAMINADE MATERIAL AISLANTE.

ESTAN DEVANADAS SOBRE LA RANURA DELA ARMADURA Y ES DE COBRE.

SON LAMINAS DE ACERO SILICOSO RANURADO APILADOS Y TROQUELADO PARA EVITAR LASPERDIDAS.

COMPONENTE ADHERIDO AL EJE O ARBOL, PUEDE SER :

4 COJINETE DE RESBALAMIENTO O DE ANILLO.

4 COJINETE DE RODAMIENTO O DE BOLA.

EVITAN LAS PERDIDAS POR ROZAMIENTO.

ES DE ACERO, UBICADO AL CENTRO DEL ROTOR YSOSTENIDO EN SUS ETREMOS POR COJINETES.

COLECT


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OR

PORTAESCOBILLA


NUCLEO


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NUCLEO

BOBINA


UBICADO EN LAS RANURASDEL ROTOR PUEDEN SER:


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EJE O ARBOL

RODA IENTO

TAPA EXTER IOR


TIPOS DE BOBINAS EN LAS AQUINAS


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ELECTRICAS

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA 5%

BOBINAS IND UCTORAS O ESTATORICOS


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BOBINAS INDUCIDAS O ROTORICAS


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DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA #0

BOBINAS INDUCIDAS O


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ROTORICAS


CONCEPTOS BASICOS DE


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BOBINAS


CONCEPTOS BASICOS DE


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BOBINAS


CONCEPTOS BASICOS DE BOBINAS


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DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA #"

BOBINADO S I BRICADO S O PARALELOS


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BOBINAD OS I BRICADO S O PARALELOS


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I BRICADO

SI PLEX

I BRICADO DOBLE

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA ##



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I BRICADO TRIPLE

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA #$



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CARACTERISTICAS

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA #%

I BRICADO PROGRE SIVO


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I BRICADO RETROGR ESIVO

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA #&

I BRICADO TIPO H


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I BRICADO TIPO “V

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $0

BOBINADO ONDULADO O SERIE


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EJE PLO


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SOLUCION


EJE PLO


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SOLUCION

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $

PARA EL CASO DEL DEVANADO I BRICADO


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!. PARA UN DEVANADO I BRICADO ULTIPLE

SE PRESENTA LOS SIGUIENTE S CASOS

". PARA UN DEVANADO I BRICADO S I PLE

m =1

m =%,3

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $"

PASO PO LAR #YP$


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ES LA DISTANCIA ANGULAR ENTRE DOS POLOS ADYACENTES.

PARA ETRO QUE INTERVIENEN EN LA RELACION DE LOS

DEVANADOS

SON:

r : NUMERO DE RANURAS.

S : NUMERO DE DELGAS DEL COLECTOR.

B : NUMERO DE BOBINA DELINDUCIDO.

a : NUMERO CIRCUITO EN PARALELO A TRAVÉS DEL DEVANADO.

m : NUMERO DE DELGAS.


CONSTRUIR EL ARROLLAMIENTO IMBRICADO SIMPLE DE LA MAQUINA BIPOLAR, LASCARACTER+STICAS DEL BOBINADO:


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PARA LA CONSTRUCCI'N DEL ARROLLAMIENTO IMBRICADOSIMPLE DE UNA MAQUINABIPOLAR SE SIGUE LAS!LECHAS COMENZANDO POR

CONDUCTOR 16 .

&!me#$ de

'$l$s (')=%&!me#$ de

Ran!#as (#)=&me#$ deC$nd!ct$#es

(c)=1*&!me#$ de+$inas(+)=

&!me#$ de -ement$ del

C$nm!tad$# (-)=Pas/ de +$inas0 + = (#2') =(2%) = 4(Ran!#a 1 5)

Pas$ del c$nm!tad$# 0

C

= 1 (-im'le)

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $#


77/107

PODEMOS VER QUE TODAS LAS BOBINASEST(N CONECTADAS EN SERIE, UNA VEZ

UBICADAS LAS ESCOBILLAS )DOSESCOBILLAS QUE ES IGUAL AL N-MERO DEPOLOS DE LA MAQUINA*, SE !ORMAN DOSCIRCUITOS EN PARALELO.

AL !ORMARSE DOS CIRCUITOS PARALELOS,ESTAS ESCOBILLAS SE UBICAN DE TALMANERA QUE LAS BOBINAS QUE EST(N EN

EL PLANO NEUTRO ) 76 Y 86 *, SEANPUESTOS MOMENT(NEAMENTE ENCORTOCIRCUITO.

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $$

CONSTRUIR EL ARROLLAMIENTO IMBRICADO SIMPLE DE LA MAQUINA TETRAPOLAR,LAS CARACTER+STICAS DEL BOBINADO:


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PARA LA CONSTRUCCI'N DEL ARROLLAMIENTO IMBRICADOSIMPLE DE UNA MAQUINATETRA POLAR ES SIMILAR ALCASO ANTERIOR SE SIGUE LAS!LECHAS COMENZANDO POR

CONDUCTOR 16 .

&!me#$ de

'$l$s (')=&!me#$ de

Ran!#as (#)=&me#$ deC$nd!ct$#es

(c)=1*Pas$ del c$nm!tad$# 0

C

= 1 (-im'le)

&!me#$ de -ement$ del

C$nm!tad$# (-)=Pas/ de +$inas0 + = (#2') =(2) = % 4(Ran!#a 1 3)

&!me#$ de+$inas(+)=

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $%


79/107

PODEMOS VER QUE TODAS LASBOBINAS EST(N CONECTADAS ENSERIE, UNA VEZ UBICADAS LASESCOBILLAS )CUATRO ESCOBILLASQUE ES IGUAL AL N-MERO DE POLOSDE LA MAQUINA*, SE !ORMAN CUATROCIRCUITOS EN PARALELO.

AL !ORMARSE CUATROCIRCUITOS PARALELOS, ESTASESCOBILLAS SE UBICAN DE TALMANERA QUE LAS BOBINASQUE EST(N EN EL PLANONEUTRO ) 26 , "6 , #6 Y %6 *,SEAN PUESTOSMOMENT(NEAMENTE ENCORTOCIRCUITO.

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA $&

SE CONCLUYE QUE EN TODO ARROLLAMIENTO IMBRICADO EL NUMERO 96 DECIRCUITO PARALELO ES IGUAL AL N-MERO DE POLOS.


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EN EL CASO DE MAQUINAS DE GRAN POTENCIA

SI SU AMPERAJE ES SUPERIOR A #00 A;., EL M(IMO AMPERAJE POR CIRCUITODEBE LIMITARSE EN 00 A;., POR PROBLEMAS DE CONMUTACI'N

EL NUMERO DE CIRCUITO PARALELO TAMBIÉN PUEDE AUMENTARSE CONSIDERANDO ARROLLAMIENTO MULTIPLE

UN ARROLLAMIENTO D-PLE TIENE EL DOBLE DE CIRCUITO PARALELO QUE EL ARROLLAMIENTO SIMPLE

EL TRIPLE TIENE TRES VECES M(S QUE EL SIMPLE, Y AS+ SUCESIVAMENTE.

ESTOS ARROLLAMIENTOS POR PROBLEMAS DE CONMUTACI'N SON POCO USADOS.

ESTE CASO ES INCONVENIENTE YA QUE CUALQUIER DI!ERENCIA DE DENSIDADDE !LUJO EN EL ENTREHIERRO CAUSADA POR PEQUE3A VARIACI'N DELENTREHIERRO O DESIGUALDADES EN LOS CIRCUITOS MAGNÉTICOS, CREAN UNADI!ERENCIA DE TENSI'N ENTRE LOS CIRCUITOS EN PARALELO CON LACONSIGUIENTE CORRIENTE CIRCULATORIA QUE DI!ICULTAD LA CONMUTACI'N.

SE OBSERVA QUE CADA CIRCUITO EST( COMPUESTO POR BOBINAS QUEEST(N !RENTE A DOS POLOS.

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA %0

POR EJEMPLO UNA DI!ERENCIA DE TENSI'N DEL 1 PUEDE PRODUCIR CORRIENTEDEL ORDEN DEL 0 DE LA CORRIENTE NOMINAL DE LA MAQUINA ELÉCTRICA


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DEL ORDEN DEL 50 DE LA CORRIENTE NOMINAL DE LA MAQUINA ELÉCTRICA.

ESTOS ECUALIZADORES EVITAN QUE LA CORRIENTE CIRCULATORIA PASE POR LASESCOBILLAS, AS+ MISMO LA CORRIENTE QUE CIRCULA A TRAVÉS DE ELLOS

PRODUCE UN E!ECTO MAGNÉTICO EN EL ARROLLAMIENTO QUE TIENDE REDUCIRLAS DI!ERENCIAS EISTENTES.

ESTE INCONVENIENTES SE SUPERA UTILIZANDO ECUALIZADORESQUE UNEN LOS PUNTOS DE LAS BOBINAS QUE ESTÁN A IGUAL

POTENCIAL ES DECIR A !"#$ ELÉCTRICOS.

EL NUMERO DE ECUALIZADORES E6SE PUEDE DETERMINAR:




82/107

UNIDAD I




CONTINUA

SE ANA N ° %


2015

SE BASA EN LA LEY GENERAL DE LA INDUCCI'N ELECTROMAGNÉTICA PARA EL CASO

PRINCIPIO DE FUNCIONA IENTO CO O GENERADOR


83/107

SE BASA EN LA LEY GENERAL DE LA INDUCCI'N ELECTROMAGNÉTICA PARA EL CASOVEREMOS UNA ESPIRA DE !ORMA RECTANGULAR QUE GIRA ALREDEDOR DE UN EJE

!IJO, SI LA ESPIRA EMPIEZA A GIRAR< SE INDUCIR( EN LA ESPIRA UN VOLTAJE DECORRIENTE ALTERNA.


PRINCIPIO DE FUNCIONA IENTO CO O GENERADOR


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ADEM(S EL CAMPO MAGNÉTICO B6 ES CONSTANTE Y PERPENDICULAR A LASUPER!ICIE DEL ROTOR EN CUALQUIER PUNTO DE LA CARA POLAR Y DISMINUYE

A CERO M(S ALL( DE LOS BORDE DE LOS POLOS. POR LO TANTO EL VOLTAJEQUE SE INDUCIR( EN CADA LADO DE LA ESPIRA ESTAR( DADO POR:

DETER INACION DE LA FE .

DE LOS GRA!ICO, SE DETERMINARAN LAS MAGNITUDES Y LA !ORMA DEL VOLTAJEDE LA TENSI'N INDUCIDA.

L9= >=;?@9= > 9 96, 86, 86 96,=> ?F8>F >F=?F>=.

L= 9= 96 86 >= P>@;>F?89@ 9 ;9F >9 ;97?F9.

L= 9= 86 96 >= P9@9> 9 ;9F > 9 ;7?F9

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA %"

EN EL SEG ENTO “"!

EL CAMPO MAGNÉTICO B6 ESTA ORIENTADO HACIA !UERA


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DE LA SUPER!ICIE DEL ROTOR Y ES PERPENDICULAR A ELLA.

LA TENSI'N INDUCIDA ea ESTA ENTRANDO A LAP(GINA

EN EL SEG ENTO “!&

EL CAMPO MAGNÉTICO B6 ESTA ORIENTADO EN !ORMAPARALELA A LA SUPER!ICIE DEL ROTOR.

EN EL SEG ENTO “&'

EL CAMPO MAGNÉTICO B6 ESTA ENTRANDO EN LA SUPER!ICIE DEL ROTOR Y ESPERPENDICULAR A ELLA.

LA TENSIÓN INDUCIDA e%& ESTA SALIENDO DELA PÁGINA

ea = ( 6 + )

ea = 6 +

ea = ( 6 + ) -en 89°

ec = ( 6 + )

ec = ( 6 + ) -en 9°

ec = 9

ecd = ( 6 + )

ecd = ( 6 + ) -en 19°ecd = 6 +


EL CAMPO MAGNÉTICO B6 ESTA ORIENTADO EN !ORMA

EN EL SEG ENTO “'"


86/107

EL CAMPO MAGNÉTICO B ESTA ORIENTADO EN !ORMAPARALELA A LA SUPER!ICIE DEL ROTOR.

EL VOLTAJE TOTAL INDU CIDO S ERA

(

CONCLUYENDO

GENERALI)ANDO

R 0 radio desde el eje de rotación hasta el borde de laespira.ω

: elocidad an!"lar de espira

PARA DOS POLOS DEL ROTOR EN !RENTE DE CADA POLO POR LO TANTO EL (REA POR POLO SER(:

eda = ( 6

+ )

eda = ( 6 + ) -en 9°eda = 9

eind!cid$ = ea : ec : ecd : eda =6 + : 9 : 6 + : 9eind!cid$ = % 6 +

A'$l$ =

π . # .

6 =ω . #A#$t$# = %π .

# .

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA %#

PARA '() POLO EL AP$l$

GENERALI)ANDO


87/107

(SER(:

EL ROTOR LLEVA UN ARROLLAMIENTO DE TIPO DISTRIBUIDO QUE EST(N ALOJADOSEN LAS RANURAS QUE EISTE EN EL ROTOR, POR RAZONES CONSTRUCTIVAS EN

CADA RANURA SE UBICAN DOS CONDUCTORES QUE EST(N CONECTADOS ENTRE SI ATRAVÉS DEL CONMUTADOR !ORMADO UN ARROLLAMIENTO.

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA %$

ENTONCES CADA RANURA TIENE #a$ N-MERO DE CIRCUITOS EN PARALELO Y

GENERALI)ANDO


88/107

ENTONCES CADA RANURA TIENE a N-MERO DE CIRCUITOS EN PARALELO YPOR CONSIGUIENTE SI EL ROTOR TIENE ; CONDUCTORES DONDE EL

N-MERO ;a DE CONDUCTORES SERIE SER(:

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA %%

CONCLUSIONES


89/107

8. DE LA CONST.


90/107

SIMILAR AL CASO DEL GENERADOR, DONDE SE TIENE LAS ESPIRAS INDICADAS CONTODAS LAS COMPONENTES AGREGANDO EN ESTE CASO UNA BATER+A LA CUAL AL

CERRAR EL INTERRUPTOR CIRCULARA UNA CORRIENTE POR LA ESPIRA Y SE CREARAUNA !UERZA SOBRE CADA UNO DE LOS SEGMENTOS DE LA ESPIRA Y ESTA VEZ SE

GENERARA UN PAR ELECTROMAGNÉTICO.

&0

OTOR


PRINCIPIO DE FUNCIONA IENTO CO O

OTOR


91/107

&1

DEL GRA!ICO LA !UERZA QUE ACT-A SOBRE LA ESPIRA ESTA DADO POR:

DONDE EL PAR SER( CERO, SIEMPRE QUE LA ESPIRA SE ENCUENTRE !UERA DE LAZONA DE IN!LUENCIA DE LOS POLOS, MIENTRAS LOS SEGMENTOS DE LA ESPIRA

QUE ESTÉN !RENTE A LAS CARAS POLARES, TENDR(N UN VALOR

" = i (

+ )

τ *#"-enθ


CONSIDERANDO LOS GRA!ICO, VEMOS:


92/107

SI EL ROTOR TUVIERA ; CONDUCTORES EL PARSERIA:

&2

EN EL SEG ENTO

“"!

LA CORRIENTE I ESTA ORIENTADA HACIA !UERA DE LA !IGURA YEL CAMPO MAGNÉTICO + ESTA DIRIGIDO RADIALMENTE SALIENDO DELROTOR, LA !UERZA ES TANGENCIAL EN LA DIRECCI'N DEL MOVIMIENTO.

"a = i( + )

τ

a *

#"-enθ

"a = i+ )

τ a *

#.i..+


CONSIDERANDO LOS GRA!ICO, VEMOS:


93/107

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA &

EL SEG ENTO “

!&

EL SEG ENTO “

&'

EL SEG ENTO “ '"

"c = i ( + ) = 9

τ c *9

"cd = i ( +) = i+τ

cd *#i+

"da = i (

+ ) = 9

τ

da *

9 EL PAR RESULTANTE PRODUCIDO POR LAS ESPIRAS SER(:


94/107

SI EL ROTOR !UESE DE P POLOS Y TUVIERA ;CONDUCTORES:

&"DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA

CONCLUSION


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&5

EL MOMENTO DE TORSI'N EN CUALQUIER MAQUINA ELÉCTRICA REAL DEPENDER(:

9. DEL !LUJO φd DE LA MAQUINA.

. DE LA CORRIENTE DE ARMADURA ( Ia ) DELROTOR.

8. DE LA CONSTANTE (


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EL CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO EN LOS POLOS PRINCIPALES DEL ESTATOR)QUE ESTA !ORMADO POR UN N-MERO PAR DE POLO SALIENTE*, ES DEBIDO A LACORRIENTE CONTINUA DE ECITACI'N QUE RECORRE LAS BOBINAS DE CAMPO.

LA DISTRIBUCI'N ESPACIAL DEL !LUJO +e ES RADIAL Y SEEPRESA EN !ORMA MATEM(TICA COMO:


CA PO AGNETICO PRODUC IDO POR EL ESTATOR DE

UNA AQUINA DE C. C.


97/107

DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA &$

COMO EL ENTREHIERRO ES CONSTANTE, LA DISTRIBUCI'N ESPACIAL DE LA DENSIDAD

DE !LUJO +e , EN EL ENTREHIERRO ES UNI!ORME, SALVO EN LOS ESPACIOSINTERPOLARES DONDE VA A DECRECER.

DISTRIBUCION ESPACIAL D EL +e PRODUCIDO POR ELESTATOR DE UNA AQUINA DE CORR IENTE CON TINUA


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&%

LA DISTRIBUCI'N ESPACIAL DEL CAMPO MAGNÉTICO +e SE HACE EN #0, CUALQUIERA QUE SEA EL NUMERO DE POLOS DE LA MAQUINA PERMITE ANALIZARLO

COMO SI !UERA BIPOLAR.

TODAS LAS MAQUINA ELÉCTRICA TIENEN P 6 POLOS Y SU CON!IGURACI'NESTA DADO EN PARES DE POLOS 6 .

LA RELACI 'N DE LOS GRADOS GEOMÉTRICOS O MEC(NICOS CON LOS GRADOSELÉCTRICOS ESTA DADO POR.


PROCESO DE CON UTACION EN UNA AQUINA ELECTRICA

DE CORRIENTE CONTINUA


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LA CONMUTACI'N ES EL PROCESO DE CONVERTIR LOS VOLTAJES Y LAS CORRIENTES ALTERNAS EN VOLTAJE Y CORRIENTE CONTINUA EN LOS TERMINALES DE SALIDA DE

UNA MAQUINA ELÉCTRICA DE C.C.

LA TENSI'N GENERADA EN LOSCONDUCTORES DEL ROTOR DEBIDO ALA INTERACCI'N DE LA ROTACI'N DE

GIRO DEL ROTOR Y EL CAMPO

MAGNÉTICO CREADO POR LASBOBINAS DE ECITACI'N ESTA DADO

POR:

&&

CADA VEZ QUE EL VOLTAJE DE LA ESPIRA CAMBIA DE DIRECCI'N LOS CONTACTOSTAMBIÉN PERMITEN LAS CONEIONES, DONDE UNO DE ELLOS SER( POSITIVO.

SE COLOCAN EN LOS ETREMOS DE LA ESPIRA DOS SEGMENTOS SEMICIRCULARESLLAMADOS DELGAS Y DOS CONTACTOS !IJOS LLAMADOS ESCOBILLAS, COLOCADOS

DE TAL MANERA QUE AL PONER LOS DOS SEGMENTOS EN CORTO CIRCUITO ELVOLTAJE ENTRE LA ESPIRA SERA CERO.

Ec = f.e.m.

= +e 6DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA PROCESO DE CON UTACION EN UNA AQUINA ELECTRICA



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100

eind. es'i#a= Ec =f.e.m. = +e 6

DONDE LA TENSI'N EC TOMA LA MISMA !ORMA DE ONDA DE +>6 PERODEBIDO AL CONMUTADOR, LA SEMI ONDA NEGATIVA ES RECTI!ICADA Y

TRANS!ORMADA EN POSITIVA.


PROCESO DE CON UTACION EN UNA AQUINA ELECTRICA



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. LOS VOLTAJES AUTO INDUCIDOS

EN LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS DE C.C. REALES EL PROCESO DE CONMUTACI'NPROVOCA DOS E!ECTOS NEGATIVOS COMO SON:

a. REACCI'N DE ARMADURA


REACCION DE AR ADURA

SE DA CUANDO LA MAQUINA ELÉCTRICA !UNCIONA BAJO CARGA, LOS CONDUCTORES

I


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4 DEBILITAMIENTO DEL !LUJO.

102

DEL ROTOR SON RECORRIDOS POR UNA CORRIENTE Ia . )SIN TENER EN CUENTA LOS!EN'MENOS TRANSITORIO*, VARIA DURANTE EL PERIODO DE CONMUTACI'N

PROVOCANDO EL CHISPEO ENTRE COLECTOR Y LAS ESCOBILLAS.

4 EL CORRIMIENTO DEL PLANO NEUTRO

PRODUCIENDO UN CAMPO MAGNÉTICO EN EL ROTOR DE TIPO ESTACIONARIO OSEUDO ESTACIONARIO DEBIDO A QUE EL CONMUTADOR MANTIENE LAS DIRECCIONES

INDICADAS DE LA CORRIENTE, A PESAR DEL MOVIMIENTO DEL ROTOR CON ELCONMUTADOR. RESULTANDO PERJUDICIAL PARA LA MAQUINA PORQUE DISTORSIONA

EL CAMPO MAGNÉTICO ORIGINAL, MANI!EST(NDOSE COMO:


LA CORRIENTE Ia DEL ROTOR GENERA UNA "mm QUE SER( UNA ONDA DE!ORMA TRIANGULAR CON SUS VÉRTICES O EJE MAGNÉTICO UBICADO ENTRE LOS

CORRI IENTO DEL PLANO

NEUTRO


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!ORMA TRIANGULAR CON SUS VÉRTICES O EJE MAGNÉTICO UBICADO ENTRE LOS

POLOS & Y -, ES DECIR &0 ELÉCTRICOS DEL CAMPO DEL ESTATOR, POR ESTARAZ'N SE LE DENOMINA CAMPO TRANSVERSAL.

10DOCENTE : ING. ROBERTO JAIME QUIROZ SOSA

DEBILITA IENTO DEL

FLUJOEL DEBILITAMIENTO DE !LUJO SE DEBE

EN LOS GENERADORES AL DEBILITARSE EL !LUJO, SE REDUCE EL VOLTAJE !INAL


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ESTE CASO SE PUEDE EPLICAR CON LA CURVA DE MAGNETIZACI'N DONDE LAMAYOR+A DE LA MAQUINA OPERAN CON DENSIDADES DEL !LUJO CERCANO AL

PUNTO DE SATURACI'N.

, APLICADA A LA CARGA.

EN LOS MOTORES AL DEBILITARSE EL !LUJO LA VELOCIDAD AUMENTA Y POR ENDE AUMENTA LA CARGA Y COMO RESULTADO EL !LUJO SE DEBILITA AUN M(S.


VOLTAJES AUTO INDU CIDOS di 2 dt $ O GO LPE INDUCTIVO


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SE OBSERVA QUE AUN CON UNA PEQUE3A INDUCTANCIA EN EL CIRCUITO, SEINDUCIR( EN EL SEGMENTO COLECTOR EN CORTO CIRCUITO, UN VOLTAJE

INDUCTIVO MUY SIGNI!ICATIVO, QUE ORIGINARA UN CHISPORROTEO EN LASESCOBILLAS DE LA MAQUINA GENERANDO UN ARCO QUE CAUSA EL

DESPLAZAMIENTO DEL PLANO NEUTRO.

OTRO PROBLEMA QUE CREA LA CONMUTACI'N ES EL VOLTAJE AUTO INDUCIDO QUESE PRESENTAN EN LAS DELGAS PUESTAS EN CORTO CIRCUITO POR LAS ESCOBILLAS,DEBIDO A QUE OCASIONA UNA CHISPA EN LAS ESCOBILLAS, RESULTANDO UN ARCO Y

POR LO TANTO SON LOS MISMO PROBLEMAS DEL CORRIMIENTO DEL PLANO NEUTRO.

DEBIDO A QUE LA VELOCIDAD DE CAMBIO DE CORRIENTE ) di2dt * DE CADACONDUCTOR DE LA BOBINA DEL ROTOR ES CONSIDERABLE, A PESAR QUE LAS

INDUCTANCIA DE LAS ESPIRAS ES PEQUE3O, SIEMPRE SE VA A INDUCIR UN VOLTAJE

SIGNI!ICATIVO ) > di2dt) ENTRE LAS DELGAS EN CORTO CIRCUITO.



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Maq. Elect. II - Unidad I

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