OBJETIVOS

Identificar un generador de CD y un primo motor.

Identificar las partes que componen un generador de CD.

TEORÍA

Que es un generador

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también rotor). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday.

Una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega épsilon (ε), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador.

Como funciona un generador

El funcionamiento de los generadores electricos se basa en el fenómeno de inducción electromagnética: cuando un conductor hace un movimiento relativo hacia el campo magnético, se induce el voltaje en el conductor. Particularmente, si una bobina está girando en un campo magnético, significa que las dos caras de la turbina se mueven en direcciones opuestas y se añaden los voltajes inducidos a cada lado. Numéricamente, el valor instantáneo del voltaje final (fem) es igual al resto del índice de cambio del flujo magnético Φ por N veces el numero de vueltas de la bobina:

V=−N ∆ΦΔt

Esta relación se ha encontrado experimentalmente y hace referencia a la Ley de Faraday. El símbolo "menos" es por la ley de Lenz, que indica que la dirección de emf es tal que el campo magnético de la corriente inducida se opone al cambio en el flujo que produce esta fem.

Como la frecuencia de flujo magnético cambia a través de la bobina que gira en una frecuencia constante que varia de forma sinusoidal con la rotación, el voltaje generado a las terminales de la bobina también es sinusoidal (CA). Si un circuito externo se conecta a las terminales de bobina, este voltaje creará corriente a través de este circuito, que será energía que se transferirá a la carga. Por lo tanto, la energía mecánica que hace rotar la bobina se convierte en energía eléctrica.La corriente de la carga, a su vez, crea un campo magnético que se opone al cambio del flujo de la bobina, por lo tanto, la bobina se opone al movimiento. Como más alta sea la corriente, más grande debe de ser la fuerza que se tiene que aplicar a la armadura para evitar que se realentice.

Para los casos de generadores de corriente directa, se hace un arreglo en las temrinales del generador, esto para que siempre se mantenga la polaridad.

Que es un primo motor

Este se encarga de convertir la energía del combustible en energía mecánica, que es aprovechada para generar energía eléctrica.

Primo-motor pueden ser una turbina de vapor, turbina a gas, turbina hidráulica, motor diesel, motor a gasolina, etc. Mediante el servo-control del gobernador se regula la admisión de más vapor, gas, caudal, combustible, etc., del primo-motor para brindar más o menos potencia activa según se requiera. A mayor demanda de potencia, mayor consumo del vapor, gas o combustible del primo-motor.

PROCEDIMIENTO

Se puso atención a las indicaciones del profesor y a su breve explicación de los

componentes del arreglo del generador y el primo motor. Se ubicaron e identificaron

todas las partes explicadas en clase.

Mediante dibujos y fotografías se detalló la ubicación de cada uno de los componentes

del generador. En este caso el primo motor tenía la misma composición y partes que el

generador. Además de las partes, se detallaron ciertas características del generador.

Esquema de las partes de un generador con su primo motor.

Generador de CD De Lorenzo Rozzano(Milano) Modelo DL2002D con Excitación Derivada

Potencia nominal: 7 kW Tensión en terminales: 220 V Velocidad de rotación: 1800 rpm Corriente: 31.8 A plena potencia

Corriente de excitación: 0.85 A a plena potencia

2 pares de Polos, 8 Escobillas, 8 núcleos magnéticos, 31

Ranuras, 94 Delgas.

Generador de CD

Primo motor

Acoplador

Araña

Tapas (frontal y trasera)

Devanadode Campo

Par de Escobillas

Armadura

Flecha

Conmutador con delgas

Núcleos magnético

Carcasa

Ranuras

Las partes principales del generador de CD:

Tapas frontal y trasera Carcasa Rodamientos Eje o flecha Devanado de campo Conmutador Escobillas

Carcasa

La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:

a) Totalmente cerradab) Abiertac) A prueba de goteod) A prueba de explosionese) De tipo sumergible

Caja de conexiones

La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos.

Cableado del primo motor (izquierda) y cableado del generador (derecha)

Devanado de campo

El devanado de campo también denominado Inductor o estator, es el responsable de producir el campo magnético principal en la máquina. Está conformado básicamente por un electroimán montado en piezas polares para formar el estator electromagnético, (en algunos casos pueden ser imanes permanentes). Los devanados de campo y los núcleos magnéticos son colocados en la carcasa. Es la parte fija.

Carcasa

Devanados de Campo

Rotor

Núcleos magnéticos

Armadura

La armadura es la parte rotatoria de un generador de cd, de ahí que también muchas veces se le llame rotor o inducido. Va montada en un eje y gira entre los polos de los devanados de campo. Está construida sobre el eje o flecha, núcleo, devanado y conmutador.

Los devanados de armadura de núcleo usualmente son montados de tal forma que se colocan en las ranuras de nucleó.

Escobillas

Las escobillas son las que se encargan de transmitir el voltaje generado a las cargas. Están colocadas en los lados del conmutador. Están hechas de carbono y grafito. Están sujetas a la estructura del estator de forma tal que mediante muelles o resortes se asegura que las escobillas mantengan un contacto firme con las delgas del colector.

Conmutador

El conmutador junto con las escobillas son los responsables de hacer llegar la tensión generada a las cargas. Esta constituido esencialmente por piezas planas de cobre duro de sección trapezoidal como delgas, separadas y aisladas unas de otras por delgadas láminas de mica, formando el conjunto de un tubo cilíndrico aprisionado fuertemente. El conmutador tiene tantas delgas como bobinas posee la armadura de la maquina

Armadura

Escobillas

Acoplador

Conmutador

Ranuras

Eje

Se aprecia en la imagen dos cables conectados a un par de carbones (escobillas) sujetados por los porta escobillas, que tienen una especie de resorte para mantenerlas en contacto con las delgas del conmutador

Delgas

Las delgas son la parte del conmutador que tiene contacto con las escobillas, las delgas son las que crean la conexión de las espiras de la armadura.

En la imagen anterior se puede observar el conmutados y sus delgas, que son unas laminas alargadas y separadas, también se alcanza a observar parte de un porta escobillas y uno cable de conexión de uno de sus polos.

Aplicaciones del generador de C.D.

El papel mas importante que desempeña el generador de cd es alimentar de electricidad el motor de cd.

En esencia, Produce corriente libre de rizo y un voltaje fijo de manera muy precisa a cualquier valor deseado desde cero hasta el valor máximo nominal; esta es en realidad

Porta escobillas

Escobillas

Delgas Separaciónentre Delgas

Delgas

una corriente eléctrica de cd que permite la mejor conmutación posible en el motor, porque carece de las formas de ondas bruscas de energía de cd de los rectificadores.

El generador tiene una respuesta excelente y es particularmente apropiado para el control preciso de salida por reguladores de retroalimentación de control, además de estar bien adaptado para producir corriente de excitación de respuesta y controlada en forma precisa tanto para maquinas de ca como de cd.

El motor de cd juega un papel de importancia creciente en la industria moderna porque puede operar a cualquier velocidad desde cero hasta su máxima de régimen y mantenerla hay de forma muy precisa.

Generador DL2002D

Ventajas y desventajas

Un generador de corriente continua, a menudo no requiere un inversor, lo que reduce el coste y la dificultad de funcionamiento de la corriente. Sin embargo, esto sólo ocurre alimentando un sistema pequeño, tal como un VD pequeño o una caravana. Aportar toda la electricidad en tu casa a partir de un generador de corriente continua, no sería lo ideal. Hacerlo implicaría un proceso complejo y sería muy costoso.

Aunque puedes utilizar un generador de corriente continua para alimentar los sistemas más pequeños de manera eficiente, el cableado necesario para usar un sistema más grande puede convertirse en un potencial peligro de incendio. Esto sucede cuando a pesar de ser el cableado correcto, no se utiliza para ejecutar la corriente del generador adecuado. El cableado de un generador de corriente continua

Generador

Caja deconexiones

Terminales

Conmutador

puede ser bastante complicado en trabajos más grandes, y es difícil hacerlo de acuerdo con el código.

Un generador de corriente continua es rentable, siempre y cuando lo uses correctamente. También es una manera muy eficiente de aportar energía a los aparatos eléctricos que funcionan con corriente continua. Sin embargo, si el cableado es difícil o complejo, es posible que sea necesario un cable más largo para transferir electricidad desde el generador a la ubicación especificada para proporcionar energía.