M

1
MÁQUINAS DE C.C.
2
LAS MAQUINAS DE C.C. SE CLASIFICAN EN

• GENERADORES (DINAMOS)
• MOTORES ELECTRICOS

• SON MÁQUINAS REVERSIBLES
• EL MOTOR CONVIERTE LA ENERGIA ELECTRICA EN
  MECANICA
• EL GENERADOR CONVIERTE LA ENERGIA MECÁNICA EN
  ELECTRICA

3
GENERADOR (DINÁMO)

• EN LA DINÁMO GENERADOR EL MOVIMIENTO GIRATORIO ES
  SUMINISTRADO POR UNA FUENTE EXTERIOR APLICADA AL
  EJE CON EN FIN DE GENERAR ENERGIA ELÉCTRICA.

4
MOTOR

• EN EL MOTOR LA FUENTE ES ENERGÍA ELÉCTRICA QUE SE
  SUMINISTRA EN LOS BORNES AL DEVANADO Y AL CAMPO
  MAGNÉTICO DE LA MAQUINA CON EL FIN DE GENERAR
  ENERGÍA MECÁNICA.

5
PARTES ESENCIALES DE UNA MÁQUINA DE C.C.
6
ASPECTO EXTERIOR DE UNA MÁQUINA DE C.C.
7
PARTES DE UNA MÁQUINA DE C.C.

• CIRCUITO INDUCTOR
• CIRCUITO INDUCIDO

8
CIRCUITO INDUCTOR

• SE ENCUENTRA EN LA FIJA DE MÁQUINA Y RECIBE EL
  NOMBRE DE ESTATOR
• ESTÁ CONSTITUIDO POR
• CARCASA O CULATA
• NUCLEO POLAR DE UN POLO INDUCTOR
• PIEZA POLAR DE UN POLO INDUCTOR
• NUCLEO POLAR DE UN POLO AUXILIAR O DE CONMUTACIÓN
• PIEZA POLAR DE UN POLO AUXILIAR O DE CONMUTACIÓN
• ENTREHIERRO
• BOBINADOS DE EXCITACIÓN O BOBINADO INDUCTOR
• BOBINADO AUXILIAR O DE CONMUTACIÓN

9

• CARCASA O CULATA
• ES EL SOPORTE DE TODOS LOS ELEMENTOS DE MÁQUINA Y
  SIRVE DE RETORNO DE LOS FLUJOS CREADOS POR LOS
  BOBINADOS AUXILIARES O DE EXCITACIÓN.
• ESTÁ FABRICADA EN ACERO FUNDIDO O LAMINADO.

10
NUCLEO POLAR DE UN POLO INDUCTOR

• SON MASAS MAGNÉTICAS DONDE VA ALOJADO EL BOBINADO
  DE EXCITACIÓN.
• SON DE CHAPA DE ACERO DULCE, SE UNEN A LA
  CARCASA POR PERNOS.

11
PIEZA POLAR DE UN POLO INDUCTOR

• SE LLAMA TAMBIÉN EXPANSIÓN POLAR, ES LA PARTE MÁS
  CERCANA AL INDUCIDO.
• MEDIANTE LA EXPANSIÓN POLAR SE REDUCE LA
  RELUCTANCIA MAGNÉTICA Y POR CONSIGUIENTE EL FLUJO
  DE DISPERSIÓN Y LAS PERDIDAS MAGNÉTICAS.

12
MEJORA DEL FLUJO INDUCTOR
13
NUCLEO POLAR DE UN POLO AUXILIAR O DE CONMUTACIÓN

• ES EL NUCLEO MAGNÉTICO DONDE VA SITUADO EL
  BOBINADO AUXILIAR.
• ESTÁ CONSTITUIDO POR CHAPA DE ACERO DULCE
• SE UNE A LA CARCASA MEDIANTE PERNOS DESMONTABLES

14
PIEZA POLAR DE UN POLO AUXILIAR O DE CONMUTACIÓN

• La mismas características y función que la pieza
  polar de un polo de excitación, pero de menor
  tamaño.

15
ENTREHIERRO

• ESPACIO QUE EXISTE ENTRE EL CIRCUITO MAGNÉTICO
  DEL BOBINADO INDUCTOR Y EL CIRCUITO MAGNÉTICO DEL
  BOBINADO INDUCIDO.

16
BOBINADO DE EXCITACIÓN O BOBINADO INDUCTOR

• ES EL QUE PRODUCE EN EL ESTATOR EL CAMPO
  MAGNÉTICO CUYO FLUJO CREA LAS CORRIENTES
  INDUCIDAS EN EL INDUCIDO O ROTOR.

17
(No Transcript)
18
BOBINADOS AUXILIAR O DE CONMUTACIÓN

• ESTÁ CONECTADO EN SERIE CON EL BOBINADO INDUCIÓN.
• ESTÁ DESTINADO AMEJORAR LA CONMUTACIÓN
• REALIZAN UNA FUNCIÓN MUY IMPORTANTE EN EL
  FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA.

19
EXCITACIÓN DE LAS MÁQUINAS DE C.C.

• EXCITACIÓN INDEPENDIENTE
• AUTOEXCITADAS.
• EXCITACIÓN SERIE
• EXCITACIÓN SHUNT
• EXCITACIÓN COMPUND

20
EXCITACIÓN INDEPENDIENTE

• EL BOBINADO DE EXCITACIÓN DE LA MÁQUINA ES
  ALIMENTADO POR UNA FUENTE DE C.C. EXTERIOR.
• LA CORRIENTE DE EXCITACIÓN PUEDE SR REGULADA POR
  UN REOSTATO O POR LA PROPIA FUENTE.
• SU UTILIZACIÓN ES LIMITADA POR NECESITAR DE UN
  FUENTE EXTERIOR PARA SU EXCITACIÓN.

21

• excitación independiente

22
MAQUINAS AUTOEXCITADAS

• LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN DEL BOBINADO DE
  EXCITACIÓN LLEGA A TRAVÉS DEL INDUCIDO DE LA
  PROPIA MÁQUINA.
• EN LOS GENERADORES EL FLUJO INICIAL DE EXCITACIÓN
  SE PRODUCE POR HISTÉRISIS.
• EN LOS MOTORES, EL BOBINADO DE EXCITACIÓN SE
  ALIMENTA A TRAVÉS DE LA RED DE C.C.

23
EXCITACIÓN SERIE

• LA BOBINAS INDUCTURAS SON RECORRIDAS POR LA MISMA
  CORRIENTE GENERADA POR EL INDUCIDO Y ABSORVIDA
  POR LA CARGA.
• SON DE POCAS ESPIRAS Y SECCIÓN GRANDE, PARA TENER
  LA MENOR CAIDA DE TENSIÓN POSIBLE.

24

• excitación serie

25
EXCITACIÓN SHUNT

• EL CIRCUITO INDUCTOR ESTÁ CONECTADO ESTÁ
  CONECTADO EN DERIVACIÓN CON EL CIRCUITO INDUCIDO
  Y CON LA CARGA.
• LAS BOBINAS ESTÁN CONSTITUIDAS POR UN NÚMERO
  ELEVADO DE ESPIRAS Y POCA SECCIÓN.

26

• excitación shunt

27
EXCITACIÓN COMPUND

• CONSTITUIDA POR DOS CIRCUITOS, UNO SERIE Y OTRO
  EN DERIVACIÓN.
• ÉSTA MAQUINA REUNE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA
  CONEXIÓN SERIE Y DE LA CONEXIÓN SHUNT, POR LO QUE
  MEJORA BASTANTE LAS DEFICIENCIAS DE LAS
  ANTERIORES.

28

• excitación compound

29
(No Transcript)
30
PLACA DE BORNAS DE UNA M. C.C.
LETRAS CIRCUITO AL QUE CORRESPONDE
A-B / A1-A2 BOBINADO INDUCIDO
C-D / E1-E2 BOBINADO INDUCTOR SHUNT
E-F / D1-D2 BOBINADO INDUCTOR SERIE
G-H / B1-B2 BOBINADO INDUCTOR DE CONMUTCIÓN
J-K / F1-F2 BOBINADO INDUCTOR INDEPENDIENTE
31
CIRCUITO INDUCIDO DE LA MÁQUINA DE C.C.

• INDUCIDO
• COLECTOR
• ESCOBILLAS

32
INDUCIDO
33
DIFERENTES ELEMENTOS DE UNA MÁQUINA DE C.C.
34
INDUCIDO

• TAMBIÉN DENOMINADO, ROTOR, ES LA PARTE DE LA
  MÁQUINA QUE GIRA Y DONDE VA ALOJADO EL BOBINADO
• ESTÁ FORMADO POR CHAPAS MAGNÉTICAS AISLADAS ENTRE
  SÍ POR UN BARNIZ.
• EXISTEN TRES TIPOS DE INDUCIDOS
• DE ANILLO
• DE DISCO
• DE TAMBOR
• EL BOBINADO DE TAMBOR ES EL MÁS UTILIZADO POR
  PRESENTAR MÁS VENTAJAS QUE EL RESTO
• GRAN APROVECHAMIENTO DEL COBRE
• MENOR RESISTENCIA ÓHMICA
• MENORES PÉRDIDAS POR CALOR Y MAYOR RENDIMIENTO

35
COLECTOR

• ES UN CILINDRO ADHERIDO AL EJE DEL INDUCIDO DONDE
  VA CONECTADO EL BOBINADO DEL INDUCIDO POR MEDIO
  DE UNAS PLETINAS DE COBRE AISLADAS ENTRE ELLAS
  POR UNA CAPA DE MICA.
• EN LAS DELGAS SE CONECTAN LOS PRINCIPIOS Y
  FINALES DE CADA ESPIRA DEL BOBINADO INDUCIDO.

36
ESCOBILLAS

• LAS ESCOBILLAS SON PIEZAS FIJAS COMPUESTAS POR
  MEZCLA DE DIFERENTES TIPOS DE CARBÓN.
• ALOJADAS EN UN PORTAESCOBILLAS
• LAS ESCOBILLAS PUEDEN SER DE DIFERENTES FORMAS Y
  TAMAÑOS EN FUNCIÓN DEL TIPO DE PORTAESCOBILLA Y
  POTENCIA DE LA MÁQUINA.

37
BOBINADOS DEL ROTOR

• BOBINA.- ES UN NÚMERO DETERMINADO DE ESPIRAS
  CONECTADAS ENTRE SÍ.
• LA BOBINA CONSTA DE UNA PARTE ACTIVA QUE SE
  ENCUENTRA EN EL INTERIOR DE LA RANURA (SECCIÓN
  INDUCIDA) Y OTRA PARTE EN EXTERIOR DE LA RANURA
  QUE UNE LOS LADOS ACTIVOS Y SE DENOMINA CABEZA DE
  BOBINA.
• LAS BOBINAS SE PUEDEN CONSTRUIR DE HILOS O DE
  PLETINAS.

38
(No Transcript)
39
(No Transcript)
40
(No Transcript)
41
BOBINADO INDUCIDO

• SE CONSTRUYEN, LA GRAN MAYORÍA, EN TAMBOR
• GENERALMENTE DE DOS CAPAS POR RANURA

42
CONDICIONES DEL BOBINADO INDUCIDO

• SERÁN CERRADOS.
• LAS F.E.M.S GENERADAS EN LOS DIFERENTES CIRCUITOS
  PARALELOS SERÁN IGUALES
• LAS RESISTENCIAS ÓHMICAS DE LOS DIFERENTES
  CIRCUITOS PARALELOS HAN DE SER IGUALES.
• LAS BOBINAS SERÁN IGUALES EN LONGUITUD Y NUMERO
  DE ESPIRAS.

43

• NÚMERO DE BOBINAS.- EN LOS BOBINADOS DE DOS CAPAS
  EL NÚMERO DE BOBINAS ES IGUAL AL NUMERO DE
  RANURAS.
• B K
• SECCIONES INDUCIDAS.- LAS BOBINAS PUEDEN ESTAR
  CONSTITUIDAS CON UNO O MÁS HILOS.
• SI ESTÁN CON UN HILO TENDRÁ UN PRINCIPIO Y UN
  FINAL.- UNA SECCIÓN INDUCIDA.
• SI ESTÁN CONSTITUIDAS CON DOS O HILOS TENDRÁ DOS
  PRINCIPIOS Y DOS FINALES .- DOS SECIONES
  INDUCIDAS.-
• ASÍ SUCESIVAMENTE.

44

• PASO POLAR.- ES LA DISTANCIA QUE HAY ENTRE DOS
  POLOS CONTIGUOS.
• YP PASO POLAR
• K número de ranuras del inducido
• 2p número de polos de la máquina

45

• ANCHO DE SECCIÓN.- DISTANCIA MEDIDA EN SECIONES
  INDUCIDAS ENTRE LOS LADOS ACTIVOS DE UNA MISMA
  SECCIÓN.
• Y1 YK . U

46
ANCHO DE SECCIÓN
47

• PASO DE RANURA.- ES EL NÚMERO DE RANURAS QUE DEBE
  AVANZAR EL OTRO LADO ACTIVO DE LA BOBINA PARA
  INTRODUCIRLA EN LA RANURA.
• YK
• EL PASO DE RANURA SÓLO SE ALARGARÁ O ACORTARÁ
• EN MÁQUINAS CON POLOS AUXILIARES SÓLO SE PODRÁ
  ACORTAR O ALARGAR CUANDO EL PASO POLAR SEA
  FRACCIONARIO. (SIEMPRE MENOR DE LA UNIDAD)
• MAQUINAS SIN POLOS AUXILIARES SE PODRRÁ ALARGAR
  MÁS DE LA UNIDAD.

48

• BOBINADOS ONDULADOS.- CUANDO LA CORRNIENTE AVANZA
  HACIENDO ONDAS DE FORMA CONTÍNUA.
• BOBINADOS IMBRICADOS.- CUANDO LA CORRIENTE
  AVANZA O RETROCEDE EN SENTIDO ESPIRAL.

49

• CONEXIÓN DE LAS BOBINAS.- EL PASO DE CONEXIÓN ES
  EL NÚMERO DE RANURAS QUE HAY QUE SALTAR DESDE EL
  LADO ACTIVO FINAL DE UNA BOBINA HASTA EL
  PRINCIPIO DEL HAZ ACTIVO DE LA BOBINA A LA QUE SE
  CONECTARÁ POR MEDIO DEL COLECTOR.
• SE REPRESENTA POR (Y2)

50
PASO DE CONEXIÓN DE UN BOBINADO IMBRICADO
51
PASO DE CONEXIÓN DE UN BOBINADO ONDULADO
52

• PASO RESULTANTE.- ES LA SUMA RESULTANTE DEL
  ANCHO DE SECCIÓN Y DEL PASO DE CONEXIÓN.
• LA DISTANCIA QUE HAY ENTRE LOS PRINCIPIOS DE DOS
  HACES ACTIVOS CONSECUTIVOS.

53

• PASO DE COLECTOR.- ES LA DISTANCIA QUE EXISTE
  ENTRE LAS DELGAS DONDE ESTÁ CONECTADA EL
  PRINCIPIO DE UNA SECCIÓN INDUCIDA Y LA DELGA
  DONDE SE CONECTA EL FINAL DE LA MISMA.
• EL PASO DE COLECTOR TIENE EL MISMO VALOR QUE EL
  PASO RESULTANTE.

54
BOBINADOS IMBRICADOS (SIMPLES)

• PROGRESIVOS (SIN CRUZAR). SE DESPLAZA HACIA LA
  DERECHA Y LA CORRIENTE CIRCULA EN SENTIDO ALAS
  AGUJAS DEL RELOJ.
• REGRESIVOS (CRUZADOS).- SU DESPLAZAMIENTO ES
  HACIA LA IZQUIERDA.

55

• CONEXIONES EQUIPOTENCIALES.- CONEXIONES
  (RESISTENCIAS DE COMPENSACIÓN) QUE SE REALIZAN EN
  EL BOBINADO DEL INDUCIDO PARA CORREGIR
  DESCOMPENSACIONES DERIVADAS DE
• DIFERENCIA EN EL ENTREHIERRO.
• DIFERENTES MATERIALES O SECCIONES EN EL CIRCUITO
  MAGNÉTICO
• DIFERENTES FLUJOS MAGNÉTICOS EN LAS BOBINAS.

56

• NÚMERO DE CONEXIONES EQUIPOTENCIALES
• Neq K / p
• NÚMERO DE BOBINAS
• Beq K
• PASO EQUIPOTENCIAL
• Yeq K / p

57

• NÚMERO DE DELGAS DEL COLECTOR.- EL NÚMERO DE
  DELGAS SERÁ IGUAL AL NÚMERO DE SECCIONES
  INDUCIDAS.
• D S

58

• PASO DE ESCOBILLA.- EL NÚMERO DE ESCOBILLAS DEBE
  COINCIDIR CON EL NÚMERO DE POLOS DEL BOBINADO.
• Nesc D/2p

59
DATOS NECESARIOS PARA EL CÁLCULO

• NÚMERO DE RANURAS (K)
• NÚMERO DE POLOS (2p)
• NÚMERO DE SECCIONES POR BOBINA (U)
• PROGRESIVO O REGRESIVO
• CON CONEXIONES EQUIPOTENCIALES O SIN CONEXIONES
  EQUIPOTENCIALES.

60

• POSIBILIDAD DE EJECUCIÓN. EL COCIENTE QUE RESULTE
  ENTRE EL NUMERO DE RANURAS Y EL NUMERO DE PARES
  DE POLOS DEBE SER NUMERO ENTERO.
• PASO DE RANURA.- EL PASO DE RANUAR ES IGUAL AL
  PASO POLAR.
• Yk Yp (APROXIMADAMENTE)
• NUMERO DE DELGAS DEL COLECTOR.- GENERALMENTE SON
  DE DOS CAPAS
• (B K)
• D S U . K

61

• PROGRESIVO.-
• Ycol 1
• REGRESIVO
• ANCHO DE SECCIÓN.-
• Y1 Yk . U
• PASO DE SECCIÓN.-
• Y2 Y1 - Ycol
• PASO DE ESCOBILLA
• Yesc D / 2p

Ycol - 1
62
BOBINADOS ONDULADOS

• TAMBIÉN DENOMINADOS BOBINADOS ONDULADOS SERIE
• LAS BOBINAS SON CONECTADAS EN SERIE.
• PUEDEN SER PROGRESIVOS Y REGRESIVOS
• TAMBIÉN SE LES DENOMINA CRUZADOS Y SIN CRUZAR

63

• DIFERENCIAS
• ONDULADO PROGRESIVO.- EL DESPLAZAMIENTO SE
  REALIZA HACIA LA DERECHA UN VEZ HA RECORRIDO TODA
  LA PERIFERIA DEL INDUCIDO, CONECTANDOSE EN LA
  SIGUIENTE DELGA
• ONDULADO REGRESIVO.- EL DESPLAZAMIENTO SE REALIZA
  HACIA LA IZQUIERDA, UNA VEZ QUE RECORRE TODA LA
  PERIFERIA DEL INDUCIDO, SE CONECTA A LA DELGA
  ANTERIOR DE LA PRIMERA CONEXIÓN.

64

• EN LOS BOBINADOS ONDULADOS SÓLO SE CONECTAN DOS
  RAMAS EN PARALELO, CON INDEPENDENCIA DEL NÚMERO
  DE ESCOBILLAS.
• LA LINEA DE ESCOBILLAS DE UN BOBINADO ONDULADO
  SIMPLE SERÁ DE DOS, UNA POR CADA POLO.
• LA DISTANCIA EN DELGAS SERÁ.
• Yesc D / 2p

65
FÓRMULA GENERAL DE LOS BOBINADOS ONDULADOS
Ycol D 1 / p

• PASO DE COLECTOR.- EL NUMERO DE DELGAS Y DE PARES
  DE POLOS DEBE SER UN NÚMERO PRIMO.
• D S U . K

66

• CONDICIONES QUE DEBEN CUMPLIR LOS BOBINADOS
  ONDULADOS
• EL NÚMERO DE RANURAS DEL INDUCIDO Y EL NÚMERO DE
  PARES DE POLOS SERÁN NÚMERO PRIMO.
• EL NÚMERO DE PARES DE POLOS POR BOBINA Y EL
  NÚMERO DE SECCIONES INDUCIDAS DEBERÁN SER NÚMERO
  PRIMO.

67
PROCESO DE CÁLCULO DE UN BOBINADO ONDULADO SERIE

• NÚMERO DE RANURAS (K)
• NÚMERO DE POLOS (2p)
• NÚMERO DE SECIONES POR BOBINA (U)
• PROGRESIVO O REGRESIVO
• CON EXIONES EQUIPOTENCIALES, SI LAS HAY.
• SINO SE PUEDE REALIZAR DE FORMA NORMAL, INDICAR
  SI TIENE UNA SECCIÓN MUERTA O CIERRE ARTIFICIAL.

68

• POSIBILIDAD DE EJECUCIÓN. EL COCIENTE QUE RESULTE
  ENTRE EL NUMERO DE RANURAS Y EL NUMERO DE
  SECCIONES INDUCIDAS DEBE SER NÚMERO PRIMO DEL
  NÚMERO DE PARES DE POLOS.
• K / U p
• EN CASO DE NO CUMPLIRSE LA CONDICIÓN, SE
  REALIZARÁ EL BOBINADO CON UNA SECCIÓN MUERTA O
  CON CIERRE ARTIFICIAL.
• PASO DE RANURA.- EL PASO DE RANUAR ES IGUAL AL
  PASO POLAR. (APROXIMADAMENTE)
• Yk Yp K / 2p
• NUMERO DE DELGAS DEL COLECTOR.- PARA EL BOBINADO
  ONDULADO, PROGRESIVO O REGRESIVO, EL PASO DE
  COLECTOR SERÁ
• D S U . K
• TAMBIÉN SE UTILIZA ÉSTA FORMULA CUANDO SE HACE EL
  CIERRE ARTIFICIAL. CUANDO TENGA UNA SECCIÓN
  MUERTA SERÁ
• D S (U . K )-1

69

• PASO DE COLECTOR. PARA EL BOBINADO ONDULADO
  SIMPLE Y CON UNA SECCIÓN MUERTA, EL PASO DE
  COLECTOR SERÁ.
• YCOL D1 / p
• CON CIERRE ARTIFICIAL
• YCOL (D-1)-1 / p
• ANCHO DE SECCIÓN.-
• Y1 Yk . U
• PASO DE SECCIÓN.-
• Y2 Y1 . Ycol
• PASO DE ESCOBILLA
• Yesc D / 2p

70
Principales normas en cada tipo de bobinado

• Para máquinas que es necesario suministrar
  fuertes intensidades, se construyen bobinados
  imbricados simples o dobles.
• Para máquinas sometidas a elevadas tensiones se
  construyen bobinados ondulados.
• Para máquinas de mediana potencia se emplean los
  dos tipos de bobinados.

71
NÚMERO DE POLOS. LÍNEAS NEUTRAS Y ESCOBILLAS

• El número de polos vendrá determinado por los
  cálculos constructivos de la máquina. (N-S).
• El número de líneas neutras será igual al de
  polos. Cada línea neutra se encuentra entre dos
  polos de distinto signo.
• El número de escobillas será igual al número de
  polos.