Preguntas capítulo 8 máquinas eléctricas Stephen J. Chapman 1. ¿Qué es conmutación? ¿Cómo puede convertir un conmutador
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Preguntas capítulo 8 máquinas eléctricas Stephen J. Chapman 1. ¿Qué es conmutación? ¿Cómo puede convertir un conmutador voltaje ac del inducido de la máquina a voltajes dc en sus terminales? Conmutación es el proceso de cambiar las conexiones de la espira del rotor de una máquina DC justamente cuando el voltaje en la espira cambia de polaridad para mantener un voltaje de salida DC constante en esencia. En el rotor que es la parte dinámica de la máquina se encuentran las espiras. Estas espiras están dispuestas en las ranuras del rotor de manera especial. Al girar el rotor sobre su eje, las espiras cortan el campo magnético producido por los polos estatóricos, y por la ley de Faraday sabemos que se inducen voltajes. Como las espiras están rotando, el área de las espiras que corta el campo produce un voltaje alternos (senoidal). El voltaje continuo se dará cuando la cantidad de espitas sea mayor y la velocidad angular y los campos magnéticos que sean atravesados sean mayores. 2. ¿Qué es reacción del inducido? ¿Cómo afecta la operación de una máquina dc? Si se conecta una carga en los terminales de la máquina fluirá corriente en sus devanados del inducido. Este flujo de corriente producirá un campo magnético propio que distorsionará el campo magnético original de los polos de la máquina cuando se incrementa la carga, se llama reacción del inducido. Este fenómeno causa dos problemas:
Es debido a la reacción del inducido, el desplazamiento del plano neutro. Se define como el plano interno de la máquina en que la velocidad de los alambres del rotor está exactamente en paralelo con las líneas de flujo de modo que E (ind) es cero en los conductores del plano, como vemos en la figura el campo magnético del inducido es el que produce la desviación de las líneas del flujo magnético, lo que produce la alteración de la línea neutra.
Esta alteración de la línea neutra hará que las escobillas estén situadas en el lugar incorrecto produciéndose un chisporroteo que afectará al rendimiento de la máquina y su vida útil.
3. Explique el problema del voltaje L di/dt en los conductores bajo conmutación. El voltaje L di/dt generado en los segmentos del colector, cortocircuito por las escobillas, algunas veces llamadas golpe inductivo. Este problema se da al invertirse el flujo de corriente en el segmento del colector, esta variación se da de manera muy rápida, es un voltaje ya que por la inductancia se produce esta variación y con el valor inductivo se genera el voltaje L di/dt
4. ¿Cómo afecta el desplazamiento de las escobillas el problema de chisporroteo en las máquinas cd? Al moverse la línea neutro las escobillas quedan pisando de manera incorrecta al colector de delgas, lo que produce que se hagan pequeños cortocircuitos en la máquina, de esta manera se producen los chisporroteos, estos chisporroteos deforman con el tiempo el colector y las láminas del mismo, lo que producirá un desgaste innecesario de las piezas, de igual manera las escobillas se desgastan de manera más rápida y reducirá la capacidad de la máquina para trabajar de manera adecuada.
5. ¿Qué son polos de conmutación? ¿Cómo se utilizan? Los polos de conmutación no cambian de ninguna manera la operación de la máquina dado que son tan pequeños que solo afectan los pocos conductores bajo conmutación. Se utiliza para corregir los problemas de chisporroteo de la máquina DC a bajo costo. No afecta la distribución de flujo bajo las caras polares.
Como podemos ver en la figura la letra A indica los polos de conmutación. 6. ¿Qué son devanados de compensación? ¿Cuál es su desventaja más grave? Los devanados de compensación es una técnica diferente desarrolla para cancelar por completo la reacción del inducido y por tanto eliminar el debilitamiento del flujo.
Estos devanados están conectados en serie con los devanados del rotor, de modo que cuando cambia la carga en el rotor, cambia también la corriente de los devanados de compensación. La principal desventaja de los devanados de compensación es que son costosos, puesto que deben maquinarse las caras de los polos. Todo motor que los utiliza debe tener interpolos ya que los devanados de compensación no cancelas los efectos L di/dt.
7. ¿Por qué se utilizan polos laminados en la construcción de las máquinas modernas? Con frecuencia los polos principales de las viejas máquinas DC se fabrican en un sola pieza fundida de metal, con los devanados de campo envueltas a su alrededor. Los extremos laminados estaban atornillados para reducir las pérdidas en el núcleo en las caras polares. Puesto que los grupos controladores de estado sólido han llegado a ser comunes, los polos principales de las máquinas más recientes están elaborados por completo en materia laminado. Esto se debe a que hay mucho mayor contenido alterno en la potencia lo cual origina pérdidas mucho mayores en los estatores de las máquinas, debidas a las corrientes parásitas. 8. ¿Qué es clase de aislamiento? Para estandarizar los límites de temperatura del aislamiento de las máquinas de ha definido una serie de clases de sistema de aislamiento. Cada clase especifica la máxima elevación permisible de temperatura para cada tipo de aislamiento. 9. ¿Qué tipos de pérdidas se presentan en una máquina dc?
Pérdidas eléctricas o pérdidas en el cobre Pérdidas en las escobillas Pérdidas en el núcleo Pérdidas mecánicas Pérdidas misceláneas o dispersas.