GENERADORES DC

GENERADOR CORRIENTE ALTERNA






Aplicaciones.

El papel mas importante que desempeña el generador de DC es alimentar de electricidad el motor de cd. En esencia, Produce corriente libre de rizo y un voltaje fijo de manera muy precisa a cualquier valor deseado desde cero hasta el valor máximo nominal; esta es en realidad una corriente eléctrica de cd que permite la mejor conmutación posible en el motor, porque carece de las formas de ondas bruscas de energía de cd de los rectificadores. El generador tiene una respuesta excelente y es particularmente apropiado para el control preciso de salida por reguladores de retroalimentación de control, además de estar bien adaptado para producir corriente de excitación de respuesta y controlada en forma precisa tanto para maquinas de ca como de cd.
El motor de cd juega un papel de importancia creciente en la industria moderna porque puede operar a cualquier velocidad desde cero hasta su máxima de régimen y mantenerla hay de forma muy precisa. Por ejemplo, Los trenes de laminación de acero que son de alta velocidad y de varias etapas, no serian posibles sin los motores de cd. Cada etapa debe mantenerse precisamente a una velocidad exacta, que es mayor que la etapa precedente, para adaptarse a la reducción del grosor del acero en esa etapa y mantener el voltaje correcto en el acero entre etapas.

Observamos que la f.e.m. inducida en la espira para cada una de las posiciones que presentaban en el giro completo es recogida por dos anillos metálicos, denominados colectores , conectados a uno a cada extremo de la espira , que en todo momento establecen contacto con dichos extremos por lo tanto , según varia el sentido de circulación de la corriente inducida, cada uno de dicho colectores serán a instantes positivos y a instantes negativos, alternativamente.

Generador de Corriente Continua

En los generadores de corriente continua, en lugar de utilizar anillos metálicos , para recoger f.e.m. inducida se utilizan dos anillos medios aislados ambos entre si y dispuestos en una forma circular donde se da que para mayor ilustración se representa la espira o inducida al generador donde los extremos son conectados a cada una de estas mitades de anillos los cuales se denominan delgas. Sobre estos delgas se disponen las escobillas que nos permitirán recoger la f.e.m y llevarla a un circuito exterior.

MOTOR DC

Motores de corriente continua (DC)

En la imagen anterior se observan algunos clásicos micromotores DC (Direct Current) o también llamados CC (corriente continua) de los usados generalmente en robótica. Los hay de distintos tamaños, formas y potencias, pero todos se basan en el mismo principio de funcionamiento.

Accionar un motor DC es muy simple y solo es necesario aplicar la tensión de alimentación entre sus bornes. Para invertir el sentido de giro basta con invertir la alimentación y el motor comenzará a girar en sentido opuesto.
A diferencia de los motores paso a paso y los servomecanismos, los motores DC no pueden ser posicionados y/o enclavados en una posición específica. Estos simplemente giran a la máxima velocidad y en el sentido que la alimentación aplicada se los permite.

El motor de corriente continua está compuesto de 2 piezas
fundamentales :

• Rotor
• Estator

Dentro de éstas se ubican los demás componentes como :

• Escobillas y porta escobillas
• Colector
• Eje
• Núcleo y devanado del rotor
• Imán Permanente
• Armazón
• Tapas o campanas

Tabla de Estructura
La siguiente tabla muestra la distribución de las piezas del
motor :

Rotor Estator

Eje Armazón
Núcleo y Devanado Imán permanente
Colector Escobillas y porta escobillas
Tapas



Rotor

Constituye la parte móvil del motor, proporciona el torque para mover a la carga.
Está formado por :

• Eje: Formado por una barra de acero fresada. Imparte la
rotación al núcleo, devanado y al colector.

• Núcleo: Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule.

Las laminaciones tienen por objeto reducir las corrientes parásitas en el núcleo. El acero del núcleo debe ser capaz de mantener bajas las pérdidas por histéresis. Este núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para
albergar al devanado de la armadura (bobinado).

• Devanado: Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado.

• Colector: Denominado también conmutador, está constituido de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas.La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas (llamadas también cepillos)


Estator

Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio.

Está formado por :

• Armazón: Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético.


• Imán permanente: Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcaza del estator. Su función es proporcionar un campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos campos.

• Escobillas: Las escobillas están fabricadas se carbón, y poseen una dureza menor que la del colector, para evitar que éste se desgaste rápidamente. Se encuentran albergadas por los portaescobillas. Ambos, escobillas y portaescobillas, se encuentran en una de las tapas de estator.

La función de las escobillas es transmitir la tensión y corriente de la fuente de alimentación hacia el colector y, por consiguiente, al bobinado del rotor. La función del portaescobillas es mantener a las escobillas en su posición de contacto firme con los segmentos del colector. Esta función la realiza por medio de resortes, los cuales hacen una presión moderada sobre las escobillas contra el colector. Esta presión debe mantenerse en un nivel intermedio pues, de ser excesiva, la fricción
desgastaría tanto a las escobillas como al colector; por otro lado, de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto.

Motor Jaula de Ardilla

Jaula de ardilla

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).
La base del rotor se construye de un apilado hierro de laminación. El dibujo muestra solamente tres capas de apilado pero se pueden utilizar muchas más.
Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. En efecto el rotor se lleva alrededor el campo magnético pero en un índice levemente más lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.

A menudo, los conductores se inclinan levemente a lo largo de la longitud del rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con las barras del estator. El número de barras en la jaula de la ardilla se determina según las corrientes inducidas en las bobinas del estator y por lo tanto según la corriente a través de ellas. Las construcciones que ofrecen menos problemas de regeneración emplean números primos de barras.
El núcleo de hierro sirve para llevar el campo magnético a través del motor. En estructura y material se diseña para reducir al mínimo las pérdidas. Las laminas finas, separadas por el aislamiento de barniz, reducen las corrientes parásitas que circulan resultantes de las corriente de Foucault. El material un acero bajo en carbono pero alto en silicio, con varias veces la resistencia del hierro puro, pérdidas corriente de Eddy en la reductora adicional. El contenido bajo de carbono le hace un material magnético suave con pérdida bajas por histéresis.
El mismo diseño básico se utiliza para los motores monofásicos y trifásicos sobre una amplia gama de tamaños. Los rotores para trifásica tienen variaciones en la profundidad y la forma de barras para satisfacer los requerimientos del diseño. Este motor es de gran utilidad en variadores de velocidad.

PARTES DEL MOTOR DC

PARTES DE UN MOTOR DC
Los motores DC se componen básicamente de las mismas partes principales que un motor AC, como lo son el estator y el rotor, pero en la parte de las subpiezas los motores DC cuentan con algunas diferencias con respecto al de AC.

ESTATOR
El estator de un motor DC esta compuesto por:

- Carcaza: Es la parte en la cual se apoyan todos los elementos del motor esta sirve para proteger y almacenar los componentes del motor.
- Barnera: Es la parte en la cual podemos encontrar todas las entradas y salidas que posee el motor es el conjunto de bornes por medio del cual se pueden unir los bobinados a la fuente de alimentación.
- Tapa o Escudo: Tienen por objetivo principal para proteger el rotor de un posible contacto con el estator, además de sustentar los rodamientos o cojinetes que a su vez sirven de sustentación y de sistema de giro del rotor. Los dos cojinetes cumplen las siguientes funciones; sostener el peso del rotor, mantener exactamente entrado en el interior del estator, permitir el giro con la mínima fricción y evitar que el rotor llegue a rozar con el estator.
- Electroimán fijo: Este se encuentra situado alrededor del rotor, este almacena o concentra los campos magnéticos que generan las bobinas este dispone de una serie de salientes por las cuales circula la corriente.
- Bobinas eléctricas: Estas son un conjunto de arroyamientos aislados entre si por medio de los cuales circula la corriente de la fuente externa y producen así un campo magnético que es inducido por medio del electroimán al rotor.

ROTOR
El rotor de un motor DC se encuentra constituido por:

- Eje: Es una pieza cilíndrica en la cual se ajustan los devanados del rotor y el núcleo a su vez consta con un colector.
- Núcleo: Es un apilado de laminas ferromagnéticas de pequeño espesor, aisladas entre si por medio de barnices.
- Devanado del Rotor: Consiste en un devanado o en una bobina que esta unida al Núcleo de este para permitir la circulación de la corriente inducida, el núcleo o el electroimán puede contener varios bobinados unidos a sus salientes o ranuras.
- Colector: Pieza hecha en acero el cual es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados, es el conjunto de láminas conductoras (delgas), aisladas unas de otras, pero conectadas a las secciones de corriente continua del devanado y sobre las cuales frotan las escobillas.
- Escobillas: Plaquetas hechas en su mayoría de grafito o de carbón, son piezas conductoras destinadas a asegurar, por contacto deslizante, la conexión eléctrica de un órgano móvil con un órgano fijo.

PARTES DEL MOTOR AC

PARTES DE UN MOTOR AC
El motor AC se compone fundamentalmente de un rotor y un estator. Ambas partes están formadas por un gran numero de laminas ferromagnéticas, que disponen de ranuras, en las cuales se alojan los devanados estatoricos y rotoricos respectivamente. Al alimentar el bobinado trifásico del estator, con un sistema de tensiones trifásicas, se crea un campo magnético giratorio, el cual induce en las espiras del rotor una fuera electromagnética, y como todas las espiras forman un circuito cerrado, circula por ellas una corriente, obligando al rotor a girar en el mismo sentido que el campo giratorio del estator.

ESTATOR
El estator de un motor AC y DC es la parte fija de este, en el estator del motor AC podemos encontrar:

- Carcaza: Parte que sirve de soporte al núcleo magnético. Se construye con hierro fundido o acero laminado, su finalidad principal es proteger los devanados del motor.
- Bornera: Conjunto de bornes situado en la parte frontal de la carcaza, que sirve para conectar la red a los terminales del bobinado estatorico. Los bornes a los cuales se conectan los principios de las bobinas, se identifican en la actualidad normalmente con U1, V1, W1 y los finales U2, V2 y W2.
- espesor, aisladas entre si por medio de barnices, este núcleo se encarga de concentrar las fuerzas magnéticas generadas por la corriente através de las bobinas.
- Bobinado del estator: Bobinas que tienen la función de producir el campo magnético cuando la corriente circula por medio de ellas, estas se encuentran alojadas en la carcaza y unidas al núcleo por medio de las ranuras de esta que pueden ser abiertas o cerradas.
ROTOR Núcleo magnético: Es un apilado de laminas ferromagnéticas de pequeño
El rotor del motor AC y DC es un eje sobre el cual reposa un núcleo magnético que interactúa con el campo magnético que genera el estator para producir así un movimiento giratorio, este posee en uno de sus terminales una aleta de ventilación que puede ser fabricada en plástico; el rotor AC esta compuesto por:

- Eje: Es la parte en la cual se acoplan o se ajustan todos lo componentes que forman el rotor, este esta hecho de hierro.
- Núcleo: formado por una maqueta de laminas o chapas de hierro de elevada calidad magnética.
- Bujes: Los extremos del eje se introducen en unos bujes o rodamientos, que deben ofrecer el mínimo de rozamiento, de modo que no influyan para producir un aumento de la corriente absorbida por el motor.