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LABORATORIO N° 1 DESCRIPCIÓN DE LAS MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA 1. OBJETIVOS. Los objetivos del presente laboratorio son:   

Describir los tipos de máquinas de corriente continua. Describir los aspectos constructivos de la máquina de corriente continua. Explicar la denominación de bornes y cables, según la norma VDE 0570.

2. MARCO TEÓRICO. Una máquina eléctrica es el conjunto de mecanismos capaces de generar, aprovechar o transformar la energía eléctrica. Se conoce como principio de conservación de la energía electromecánica, cuando una máquina convierte energía mecánica en energía eléctrica llamado generador, mientras cuando la máquina convierte energía eléctrica en mecánica se denomina motor. Los primeros generadores de energía eléctrica fueron las pilas químicas de Volta que producían una fuerza electromotriz de amplitud constante denominada corriente continua, en el siglo XIX, los entendidos que trabajaban con estos elementos galvánicos, pretendían conseguir también una máquina eléctrica rotativa que suministrara corriente continua. Los motores de corriente continua son máquinas de corriente continua que se utilizan como motores y los generadores de corriente continua son máquinas de corriente continua que se usan como generadores. La misma máquina puede operar físicamente como motor o como generador; solo es una cuestión de la dirección del flujo de potencia que circula a través de ella. 2.1. TIPOS DE MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA. Los motores de corriente continua son similares en su construcción a los generadores, por lo que puede describirse como generadores que funcionan en forma inversa a los motores. Los tipos de motores de corriente continua de uso general son:     

De excitación separada o independiente. De imán permanente. En serie. En derivación, denominado también en paralelo o shunt. Compuesto, denominado también serie paralelo o compound.

2.2. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS. La máquina de corriente continua está constituida por una parte fija o estator y una parte móvil o rotor. El estator está formado por la culata que pertenece al circuito magnético inductor y que ejerce la función de soporte mecánico del conjunto. La culata o carcasa contiene también los pies sobre los que se apoyará la máquina. La culata está perforada en diversos puntos de su periferia, para fijar los polos, los cuales están constituidos por los núcleos polares, construidos en chapas de acero sobre las que se coloca el ELT 2641- ARROYO FLORES CALEB RICHARD

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devanado inductor o de excitación. La parte de los polos próxima al rotor presenta una expansión magnética denominada zapata polar. Para mejorar la conmutación, estas máquinas suelen llevar también unos polos intermedios, que reciben también el nombre de interpolos, polos auxiliares o polos de conmutación; el devanado de estos polos se conecta en serie con el inducido. El rotor esta formado por el inducido y el colector de delgas o conmutador. El inducido se construye con discos de chapa de acero al silicio convenientemente ranurado para alojar en él el correspondiente devanado. El colector de delgas es el encargado de la conversión mecánica de la c.a. inducida en las bobinas en c.c. de salida, está formado por láminas de cobre o delgas cuya sección transversal tiene la forma de cola de milano. Las delgas están aisladas entre sí y del cubo del colector por medio de un dieléctrico de mica. La extracción o suministro de corriente al colector se realiza por medio de escobillas de grafito, también se emplean los tipos electrografíticos y metalografíticos. Las escobillas permanecen inmóviles en el espacio, dispuestas en los portaescobillas, y de esta manera, mientras gira el rotor, las escobillas conservan una posición invariable con respecto a los polos de la máquina.

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3. BORNES Y CABLES DE LA RED DE LA MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA. En función al código VDE 0570, se tiene: 3.1. PARA LA MÁQUINA.Conexión principal para la máquina de corriente continua: A – B Inducido, armadura. C–D Excitación en derivación (campo en paralelo). E – F Excitación en serie (campo en serie). G–H Polos auxiliares o devanado de compensación. GW – HW Polos auxiliares. GK – HK Arrollamiento de compensación. Conexión de la excitación para el giro a derecha: EA – FA Si se ubica al lado A del inducido. EB – FB Si se ubica al lado B del inducido. J–KóI–K Arrollamiento de excitación independiente. C–D Si la excitación es alimentada por la propia tensión del rotor. Devanado de polos auxiliares: GA – HA Lado del borne A del inducido. GB – HB Lado del borne B del inducido. 3.2. RESISTENCIA DE ARRANQUE.Arrancador (motor): L R M

Resistencia de arranque en el lado que se dirige a la red. Conexión del arrancado que se dirige a la excitación. Conexión del arrancador.

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Dínamos (ajustador): t s q

Reóstato de excitación de campo. Reóstato de excitación de armadura. Borne de la red para abrir el circuito del reóstato de

excitación. Bornes de la red: P N Mp

Positivo, en corriente continua. Negativo, en corriente continua. Cero, medio o neutro en corriente continua.

4. GRÁFICOS.PARTES DE UNA MAQUINA DE CORRIENTE CONTINUA Las máquinas DC son generadores que convierten energía mecánica en energía eléctrica DC y motores que convierten energía eléctrica DC en energía mecánica.

1- Culata 2- Núcleo Polar 3- Zapata polar 4- Polo auxiliar 5- Polo auxiliar 6- Inducido 7- Devanado del inducido 8- Devanado de excitación 9- Devanado de los polos auxiliares 10- Colector de delgas 11- Escobilla 12- Escobilla 13- Pies de la máqui ELT 2641- ARROYO FLORES CALEB RICHARD

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Donde las partes más principales son: POLOS PRINCIPALES: El polo principal viene dado en la figura 1. Este consta del núcleo polar (inductor) armado de chapas de acero. Por el lado que se encuentra frente al inducido, se tiene la zapata polar que sirve para facilitar el paso del flujo magnético a través del espacio de aire. En el núcleo polar va colocada la bobina de excitación, por la cual pasa corriente continua.

1- Bobina de excitación 2- Armazón 3- Pernos 4- Armazón 5- Núcleo 6- Zapata POLOS AUXILIARES: El polo auxiliar, así como el principal, consta del núcleo polar que termina con la zapata polar, también consta de la bobina que va colocada en el núcleo. Los polos auxiliares se instalan estrictamente por la mitad entre los polos principales y van empernados al armazón.

1- Núcleo 2- Bobina polar ELT 2641- ARROYO FLORES CALEB RICHARD

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INDUCIDO: En la actualidad se emplean inducidos dentados de tambor, hechos de chapas de acero para transformadores de 0.5 mm de espesor para una frecuencia de remagnetización del inducido normal para las máquinas de corriente continua.

Inducido sin devanar

Inducido devanado

COLECTOR: El colector de delgas es una pieza que caracteriza a este tipo de máquinas y es el encargado de la conversión mecánica de la corriente alterna inducida en las bobinas en corriente continua de salida.

Corte de un colector de delgas

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PORTA ESCOBILLAS: Las escobillas de la máquina, elaboradas en carbón, grafito, o una mezcla de carbón y grafito tienen una alta conductividad para reducir las pérdidas eléctricas, y tienen un bajo coeficiente de rozamiento para reducir el desgaste excesivo.

1.- Las escobillas 2.- Los porta escobillas 3.- Pernos 4.- Coronas porta escobillas 5.- Barras colectoras TIPOS DE MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA TIPOS DE GENERADORES DE C.C.

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TIPOS DE MOTORES DE C.C.

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS. – - Dentro de la industria eléctrica, ¿Dónde y como se utilizan las maquinas de corriente continua? Los motores DC sin escobillas usan una transmisión de energía externa que permiten la conmutación de serpentines en el estator. Los motores con escobillas se usan cuando el coste es una prioridad, mientras que los motores sin escobillas se usan para cumplir requerimientos específicos, tales como las operaciones libres de mantenimiento, velocidades altas, y ambientes peligrosos donde el chisporreteo puede ser peligroso.Los motores de engranajes de corriente continua se configuran en muchos tipos y tamaños, incluyendo sin escobillas y servo. Un motor de engranajes de corriente continua consiste en un rotor y un estator de campo magnético permanente y una caja de engranajes integral o cabezal de engranajes. El campo magnético se mantiene usando devanados electromagnéticos o magnetismo permanente. Los motores de corriente continua se usan comúnmente en aplicaciones de velocidad variable y de par. El movimiento y los controles cubren un amplio rango de componentes que de alguna forma se usan para generar y/o controlar movimiento. Áreas dentro de esta categoría incluyen rodamientos, embragues y frenos, controles y transmisiones, componentes de transmisión, decodificadores, controles de movimiento integrados, interruptores limitadores, actuadores lineales, etapas de posicionamiento lineal, deslizadores y guías, sellos, anillas, solenoides y resortes de transmisión de potencia.Los motores son dispositivos que proporcionan la velocidad actual en un sistema de transmisión. Esta familia incluye tipos de motores de corriente continua (motores monofásicos y multifásicos, servo motores, universales, inducción, síncronos, y motores de engranaje) y motores de corriente continua (sin escobillas, servo motores, y motores de engranaje) así como lineal, por pasos y motores de aire, y contactores de motor y arrancadores. .} Los generadores de corriente continua tienen ventajas en ciertas aplicaciones. Las fábricas con grandes demandas de energía de corriente continua son lugares ideales ELT 2641- ARROYO FLORES CALEB RICHARD

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para estos, especialmente aquellos que hacen galvanoplastia o producción de materiales industriales y compuestos como el aluminio y el cloro. Los generadores de Diesel de corriente continua conducen a la mayoría de barcos comerciales y también son comunes en trenes de alta velocidad ¿Existen actualmente generadores o dinamos de corriente continua de elevada potencia? Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 voltios. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo. - ¿El teleférico de Oruro funciona con motores en corriente continua o alterna? En lo que respecta al motor principal, señaló que se realizó el montaje de esta especie de caja que tiene 11,3 toneladas de peso, se tiene una estructura especial para este motor que es como un carro que se mueve en función de la carga que existe en las cabinas, una característica principal de este motor de 368 kilovatios, es que tiene arranque directo que otorga mayor resistencia 6. DOCUMENTOS DE REFERENCIA. -

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Libro "Máquinas eléctricas", autor Steven Chapman, capítulo 1, tercera edición. https://www.monografias.com/trabajos89/maquinas-corriente-continuapartes/maquinas-corriente-continua-partes.shtml, acceso el 24 de febrero de 2019. https://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/Maquinas%20cc.pdf, acceso el 24 de febrero de 2019. http://todoproductividad.blogspot.com/2009/10/el-uso-de-motores-de-corrientecontinua.html, acceso el 24 de febrero de 2019. https://www.puromotores.com/13175936/tipos-de-generadores-dc, acceso el 24 de febrero de 2019. http://lapatriaenlinea.com/?nota=262523, acceso el 24 de febrero de 2019.

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