• Author / Uploaded
• Jann León Taipe

Citation preview

UNIVERSIDAD CONTINENTAL FACULTAD DE INGENIERIA

MÁQUINAS ELÉCTRICAS ING. JUAN DE DIOS ORTIZ PERCY JAVIER

INTEGRANTES:

    

Espinoza Aparco Emerson Laurente loilo Renzo Leon Taipe Jann Romero Huallpa Dany Luis Vilchez Cueva Robinson Sección: 8516

HUANCAYO - PERÚ 2019

INDICE CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO ...................................................................................... 4 1.1.

Planteamiento y formulación del problema ....................................................................... 4

1.2.

Objetivos ............................................................................................................................. 4

1.2.1.

Objetivo general .......................................................................................................... 4

1.2.2.

Objetivos específicos ................................................................................................... 4

1.3. 2.

Justificación ......................................................................................................................... 4

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO.................................................................................................... 5 2.1.

Formas de energía ............................................................................................................... 5

2.2.

Leyes y principios electromagnéticos ................................................................................. 5

2.3.

Generador de corriente continua: ...................................................................................... 5

2.3.1.

Partes del dínamo ....................................................................................................... 6

2.3.2.

Funcionamiento .......................................................................................................... 6

2.3.2.1.

Funcionamiento como generador ........................................................................... 7

2.3.2.2.

Funcionamiento como motor ................................................................................. 8

2.3.3.

Tipos de generadores de corriente continua .................................................................. 9

2.3.3.1.

Bobinado en serie.................................................................................................. 10

2.3.3.2.

Bobinado en derivación......................................................................................... 10

2.3.3.3.

Derivado en serie o excitación combinada ........................................................... 11

GLOSARIO Aptitud Calidad Capacidad Control

Devanado

:

Cualidad que hace que un objeto sea apto para cierto fin. Idoneidad para ejercer un cargo. : Propiedad o conjunto de propiedades inherentes a una cosa que permite compararla con las demás de su especie. : Actitud o suficiencia para alguna cosa. Talento o disposición para comprender bien las cosas. : Inspección, fiscalización, intervención. Comprobación de las características cualitativas y cuantitativas de un producto realizadas por la empresa productora. : Conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.

Expansión polar

:

Parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al entrehierro.

Frecuencia

:

Indicador cosa. Inductor

:

Repetición a menudo de una acción o de un suceso. Cantidad de veces que se repite. Cociente entre el número de veces que se da un determinado suceso al repetir una experiencia y el número de veces que dicha experiencia se repite Dícese de la señal, signo, aparato, etc., que indica, señala, etc., alguna

:

Parte de la máquina destinada a producir un campo magnético.

Núcleo

:

Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.

Parámetro

:

Variable auxiliar que interviene en la expresión de algunas ecuaciones.

Pieza polar

:

Polo auxiliar

incluyendo el núcleo y la expansión polar. : Es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación.

Suficiencia Suministro Verificar

Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro,

: : :

Capacidad, aptitud Proveer a uno de algo que necesita Examinar o comprobar la verdad de una cosa, el resultado obtenido, la exactitud o media de un aparato

CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1. Planteamiento y formulación del problema En la actualidad tenemos una gran cantidad de generadores eléctricos ya sea de corriente alterna o continua, pero, en este estudio nosotros trataremos del generador de corriente continua. Tenemos por entendido que los generadores de corriente continua son máquinas que producen tensión, su funcionamiento se reduce siempre a principios electromagnéticos donde una bobina giratoria dentro de un campo magnético producirá una corriente inducida. Dicho esto, el estudio y construcción de esta máquina se hará en la Universidad Continental con alumnos de la carrera de Ing. eléctrica. Ante este estudio nosotros planteamos las siguientes preguntas de investigación. -

¿se logrará la construcción de un dinamo o máquina de corriente continua en el presente periodo 2019-20?

1.2. Objetivos 1.2.1.Objetivo general El objetivo general del presente trabajo es el diseño y construcción de un generador de corriente continua (dinamo), aplicando conceptos y leyes electromagnéticas, además de utilizarlo como una fuente de energía limpia en el presente periodo 2019 – 20, siendo estudiantes de la facultad de ingeniería en la universidad continental. 1.2.2.Objetivos específicos 1. Diseño y especificación de un generador de corriente continúa 2. Construir un generador de corriente continúa 3. Determinar la optimización del dínamo en relación a la tensión y a la corriente 1.3. Justificación Este estudio será de mucha ayuda para nosotros siendo alumnos de ingeniería eléctrica de la universidad continental. El estudio nos proporcionará de detalles del diseño y construcción de generador de corriente continua. Además, se entenderá de manera práctica el funcionamiento de esta máquina eléctrica y así poner en práctica las leyes del electromagnetismo en un generador de corriente continua.

CAPITULO II: MARCO TEÓRICO

2.

En este capítulo se describirán los temas relevantes concernientes al proyecto que sirvieron como base para este trabajo. Se hará una breve descripción de lo que son los generadores eléctricos en corriente continua y cómo funcionan, ya que son una parte fundamental dentro del proyecto. 2.1. Formas de energía La energía mecánica es la más empleada para mover a otro cuerpo que pueden ser de dos tipos en energía potencial debido a la posición en que se encuentran en relación a la altura y el suelo, también la energía cinética debido a la velocidad que adquiere cada cuerpo como ejemplo, la energía potencial hidráulica obtenida de la caída de agua de cierta altura a un nivel inferior haciendo mover las turbinas. Existen otras formas de generar energía que son de formas diferentes al movimiento de un cuerpo, esta son las térmicas, químicas, lumínica, nuclear mareomotriz. 2.2. Leyes y principios electromagnéticos El primero es el principio de la inducción descubierto por el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de un circuito de conducción fijo cuya intensidad puede variar, se establece o se induce una corriente en el conductor. El principio opuesto a éste fue observado en 1820 por el físico francés André Marie Ampere. Si una corriente pasaba a través de un conductor dentro de un campo magnético, éste ejercía una fuerza mecánica sobre el conductor. 2.3. Generador de corriente continua: Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los generadores y de los motores. Los generadores utilizados para convertir la energía mecánica en electricidad son denominados alternador o dinamo, y los que convierte energía eléctrica en energía mecánica es denominada motor.

Una máquina de corriente continua es una máquina reversible es decir funciona como generador y como motor dependiendo de qué configuración se necesite. 2.3.1.Partes del dínamo 

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. 

Figura 1

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.

2.3.2.Funcionamiento

La máquina dinamoeléctrica más sencilla es la dinamo de disco desarrollada por Faraday, que consiste en un disco de cobre que se monta de tal forma que la parte del disco que se encuentra entre el centro y el borde quede situada entre los polos de un imán de herradura. Cuando el disco gira, se induce una corriente entre el centro del disco y su borde debido a la acción del campo del imán. El disco puede fabricarse para funcionar como un motor mediante la aplicación de un voltaje entre el borde y el centro del disco, lo que hace que el disco gire gracias a la fuerza producida por la reacción magnética. 2.3.2.1.

Funcionamiento como generador Si la armadura gira entre dos polos de campo fijos, la corriente en la armadura

se mueve en una dirección durante la mitad de cada revolución, y en la otra dirección durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en una dirección, o continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. En las máquinas antiguas esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y servían como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contra del conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el que la corriente invertía su dirección dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un flujo de corriente de una dirección en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. Un dínamo está compuesta principalmente por una bobina e imanes. Cuando la bobina gira influenciada por el campo magnético de los imanes, se induce en esta una corriente eléctrica que se conduce al exterior mediante unas escobillas.

Figura 2

2.3.2.2.

Funcionamiento como motor

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. Cuando la corriente pasa a través de la armadura de un motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas por la reacción magnética, y la armadura gira. La acción del conmutador y de las conexiones de las bobinas del campo de los motores son exactamente las mismas que usan los generadores. La revolución de la armadura induce un voltaje en las bobinas de ésta. Este voltaje es opuesto en la dirección al voltaje exterior que se aplica a la armadura, y de ahí que se conoce como voltaje inducido o fuerza contraelectromotriz. Cuando el motor gira más rápido, el voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al aplicado. La corriente entonces es pequeña, y la velocidad del motor permanecerá constante siempre que el motor no esté bajo carga y tenga que realizar otro trabajo mecánico que no sea el requerido para mover la armadura. Bajo carga, la armadura gira más lentamente, reduciendo el voltaje inducido y permitiendo que fluya una corriente mayor en la armadura. El motor puede así recibir más potencia eléctrica de la fuente, suministradora y haciendo más trabajo mecánico.

Figura 3

2.3.3.Tipos de generadores de corriente continua Hay tres tipos de generadores de corriente continua de acuerdo al bobinado: 

Bobinados en serie



Bobinado o devanado en derivación



Derivado en serio o excitación combinada La diferencia en el tipo depende de la relación del devanado del campo del

circuito externo.

2.3.3.1.

Bobinado en serie

Los generados series tienen regulacion de tension muy pobre bajo el cambio de carga ya que cuando mayor sea la corriente a través de la bobina de campo al circuito externo , mayor sea la fuerza electromotriz inducida y mayor es la tensión en los bornes. Por lo tanto cuando la carga aumenta , la tensión aumenta y del mismo modo cuando la carga disminuye la tensión también disminuye.

Figura 4

2.3.3.2.

Bobinado en derivación

Un generador que tiene un devanado de campo conectado en paralelo con el circuito externo se llama generador en derivación.Las bobinas del campo de un generador en derivación contienen muchas vueltas de un alambre pequeño

, la fuerza magnética se deriva del gran número de vueltas en lugar de la intensidad de corriente a través de las bobinas.

Figura 5

2.3.3.3.

Derivado en serie o excitación combinada Un generador de excitación combina un devanado en serie y un devanado en

derivación de tal manera que las características de cada una se utilizan con ventaja.Las bobinas de campo en serie están hechas de un número pequeño de espiras conductores de cobre grande ya sea circulares o rectangulares. en sección transversal y están conectadas en serie con el circuito inducido.Estas bobinas están montadas en los mismos polos en que estan las bobinas de campo en derivación y por lo tanto contribuyen con una fuerza magnetomotriz que influye en el frujo del campo principal.

Figura 6

BIBLIOGRAFÍA:



http://galeon.com/el-papi/Maquinas/Armadura.pdf



http://www.tuveras.com/maquinascc/motor/motor.htm



http://html.rincondelvago.com/generadores-y-motores-de-corriente-continua.html



http://html.rincondelvago.com/maquina-de-corriente-continua.html



http://referencias111.wikispaces.com/file/view/Capitulo1.pdf



https://www.monografias.com/trabajos82/maquinas-corriente-directa/maquinascorriente-directa2.shtml



http://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/que-es-un-generador-electrico



https://www.webscolar.com/generadores-de-corriente-continua



https://sites.google.com/site/fisicacbtis162/services/3-2-8-generador-de-corrientealterna-y-corriente-continua-1



https://www.quieroapuntes.com/generador-de-corriente-continua.html



http://www.sapiensman.com/tecnoficio/electricidad/generadores_de_corriente_continu a.php