Dínamo de Exitación
Dínamo de Exitación
Dínamo de Exitación
Ing.Elizabeth Chimborazo
DINAMO DE EXCITACIÓN
La intensidad de excitación, que es la que circula por las espiras del inductor para
producir el campo magnético, puede provenir de una fuente de energía externa a la
dinamo (pilas, acumuladores, otra dinamo) y en este caso se denominan dinamo con
excitación independiente, o también la propia dinamo puede producir la intensidad
necesaria para su excitación y en este caso se denominan dinamos auto excitatrices.
Inductor
El inductor es fijo y se sitúa en el estator (parte estática o sin movimiento de la
máquina). Está formado por un electroimán de dos polos magnéticos en
las máquinas bipolares o de varios pares de polos en las multipolares.
El bobinado y las piezas polares de hierro dulce del electroimán están rodeados por
una carcasa o culata de fundición o de acero moldeado que sirve de soporte a la
máquina y permite el cierre del circuito magnético.
El inducido
El inducido es móvil y se sitúa el rotor (parte que se mueve en sentido giratorio de la
máquina). Está compuesto de un núcleo magnético en forma de cilindro y constituido
por chapas magnéticas apiladas, con el fin de evitar la pérdida por histéresis y
corrientes parásitas, donde se bobinan las espiras con conductores
de cobre esmaltados. El núcleo de chapas dispone de una serie de ranuras donde se
alojan los bobinados del inducido.
El núcleo queda fijado a un eje, cuyos extremos se deslizan apoyados en cojinetes fijos
a la carcasa. De esta forma el inducido se sustenta entre las piezas polares del inductor,
pudiendo ser impulsado en un movimiento de rotación rápido.
El colector
En el eje del inducido se fija el colector de delgas formado por láminas de cobre
electrolítico con el fin de poderle conectar los diferentes circuitos del inducido. Las
delgas se aislan del eje y entre sí por hojas de mica.
Se ha representado el circuito recorrido por las líneas de fuerza del campo magnético
inductor. Éstas se cierran a través de las piezas polares del electroimán, el inducido y
la carcasa o culata de la dinamo.
Las líneas de fuerza deben transcurrir por un pequeño espacio no ferromagnético
existente entre las piezas polares y el entre hierro. Nos referimos al entrehierro
formado por aire. Dado que las líneas de fuerza se establecen muy mal por el entre
hierro, se intenta reducir al máximo su tamaño, procurando que esto no impida que el
rotor pueda girar libremente y sin fricciones.
Los terminales A y B se corresponden con los del circuito del inducido y los terminales
K e I con los del devanado del inductor.
En la otra figura se muestra la característica en carga de una dinamo con excitación
independiente para una velocidad determinada y constante. Aquí se puede comprobar
que la tensión que proporciona la dinamo a la carga disminuye al aumentar la
intensidad de carga. Esto se debe fundamentalmente a que la caída de tensión que se
produce en la resistencia interna del inducido aumenta proporcionalmente a la
intensidad. En la característica en carga se han incluido dos curvas; se puede
comprobar que al disminuir la corriente de excitación del inductor se consigue reducir
también la tensión de salida de la dinamo.
La dinamo de excitación independiente posee el inconveniente de que necesita de una
fuente de alimentación de C.C. para la alimentación del inductor; sin embargo
la independencia entre la corriente de excitación y la tensión en bornes del inducido la
hacen interesante para ciertas aplicaciones.
DINAMOS AUTOEXCITADAS
Según como se conecte el devanado inductor respecto al inducido surgen tres tipos de
dinamos auto excitadas: dinamo con excitación en derivación, dinamo con excitación
en serie y dinamo excitación compound.
Aquí se conecta el devanado inductor en paralelo con el inducido, tal como se muestra
en la Figura.
Para producir el flujo magnético necesario se montan bobinas inductoras con un gran
número de espiras, ya que la corriente de excitación que se alcanza con este montaje
es pequeña, siendo reducida la sección de los conductores.
En el esquema eléctrico de la Figura se ha incluido un reóstato de regulación de campo
conectado en serie con el devanado inductor. Al modificar la resistencia de este
reóstato conseguimos variar la corriente de excitación y con ella el flujo magnético
inductor, consiguiendo así tener un control efectivo sobre la tensión de salida del
generador.
En este caso se conecta el devanado inductor 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, es
necesario construirlos con pocas espiras y una gran sección en los conductores.
La gran estabilidad conseguida en la tensión por las dinamos con excitación compound
hace que ésta sea en la práctica la más utilizada para la generación de energía.
REVERSIBILIDAD DE LA DÍNAMO
La dinamo puede funcionar como motor de corriente continua. Hemos visto 3 tipos de
dinamo que a su vez dan lugar a 3 tipos de motores.
Motor serie. -
Tiene un par de arranque muy elevado y tiende a embalarse. Se utiliza en locomotoras.
Motor shunt.-
Velocidad constante y par en el arranque hasta 1,8 el par nominal. Se utiliza en
mandos motorizados, máquinas y herramientas.
Motor compound.-
Buen par de arranque, la velocidad no tiende a embalarse, aunque no es tan constante
como el shunt. Se utiliza en herramientas que exijan par de arranque elevado y en
tracción.
Inversión de giro.-
Frenado reostático.-
Se desconecta el inducido, se utiliza la máquina como generador movido por la inercia,
que con la misma polaridad funciona en sentido contrario al motor. En la imagen
vemos un motor c.c. shunt con un reostato para el arranque suave, que también se
utiliza para el frenado controlado una vez que se pulsa el botón y cambian los
contactos de K. vemos que el motor está girando, que abrimos la alimentación K3 K4,
a la par que K2 abre y K1 pone el inductor GH enseriado con el reostato, el motor se
convierte en generador, que tenderá a tomar el sentido contrario con una fuerza ahora
controlada por el reostato.
Frenado de recuperación. -
También basado en el funcionamiento del motor como generador, en este caso no se
separa de la red de alimentación, siendo necesario que la fuerza electromotriz generada
sea superior a la de alimentación de la red. Aplicación práctica: motor de tracción,
cuando está bajando una pendiente la energía mecánica se cede a la red eléctrica.