Maquinas Eléctricas Presentacion (Arianna Espinoza)

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSION – PORLAMAR
Prof. Ronald Salgado
Realizado por:
Arianna Espinoza C.I 27.740.173
Cod. 43
Porlamar, Mayo de 2021

Un generador es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía
mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de sus
componentes principales: el rotor (parte giratoria) y el estator (parte estática).
Cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una de las dos
partes genera un flujo magnético (actúa como inductor) para que el otro lo
transforme en electricidad (actúa como inducido).

El generador elemental está constituido por una espira de alambre colocada de
manera que pueda girar dentro de un campo magnético fijo y que produzca una tensión
inducida en la espira. Para conectar la espira al circuito exterior y aprovechar la f.e.m.
inducida se utilizan contactos deslizantes. Las piezas polares son los polos norte y sur
del imán que suministran el campo magnético. La espira de alambre que gira a través
del campo magnético se llama inducido o armadura. Los cilindros a los cuales están
conectados los extremos del inducido se denominan "anillos rozantes" o de contacto,
los cuales giran a la vez que el inducido. Finalmente unas escobillas van rozando los
anillos de contacto para recoger la electricidad producida en la armadura y transportarla
al circuito exterior.
FEM
Generador elemental de corriente alterna
Corriente eléctrica

La polaridad del generador elemental de dos polos de la figura marca como positivo al
conductor del lado izquierdo y negativo al del lado derecho. Este señalamiento de
polaridad puede generar confusión ya que el flujo convencional de la corriente se supone
que pasa por la terminal positiva a la negativa. Sin embargo, en la designación no hay
inconsistencia alguna, pues se observa que el conductor se trata como una fuente de
FEM, por ejemplo una batería. Por lo tanto, si se conectara una carga externa a los
terminales como en la figura A, la corriente pasaría de la terminal positiva, a través de la
carga, y regresaría a la terminal negativa de la fuente. Como una bobina de generador, y
ciertamente todo el generador son una fuente de FEM, su polaridad s determinara
siempre por la dirección del flujo de corriente que produce en una carga externa.
A

Zénobe Gramme en 1868 construye su famoso anillo que se empleó tanto en magnetos
como en dinamos.
El anillo de Gramme, esta hecho de alambres de hierro dulce, sobre el cual
múltiples bobinados de hilo de cobre están unidos unos a otros, cuando gira todo ello,
dentro de un campo magnético, en el bobinado se crea una corriente, que es extraída
por medio del colector, tiene este ingenio el gran inconveniente de la reposición de las
bobinas, que no son intercambiables y la reparación es laboriosa.
Devanado de anillo de Gramme con 4 polos
Dinamo de Gramme
Devanado de anillo de Gramme

Uno de los primeros devanados de armadura diseñados para producir conductores
conectados en serie fue el devanado de anillos de Gramme. Aunque hace mucho ya es
obsoleto, ejemplifica muy bien la armadura comercial moderna.
La armadura es un cilindro de hierro laminado que proporciona dos trayectorias de baja
reluctancia para el flujo que enlaza a los conductores. El devanado de la armadura es en
dirección axial y espiral alrededor del cilindro con las conexiones de los segmentos del
conmutador a partes iguales espaciadas del devanado. Como se muestra en la figura B. El
devanado en anillo de Gramme se conoce como devanado cerrado, ya que todas las
espiras conectadas entre las escobillas están en serie y el devanado es re- entrante, es
decir que se cierra sobre si mismo, como se muestra en la figura A.
Figura A
Figura B

PARAMETRO
NUMERO DE POLOS
Numero de conductores de la armadura 40 40
Numero de trayectorias 2 4
Numero de conductores por trayectorias
20
10
FEM por trayectoria (volts) 129,6 64,8
Corriente por trayectoria (amperes) 10 10
Voltaje nominal entre terminales de la dinamo (V) 127,6 63,8
Capacidad nominal de corriente de armadura de la
dinamo (A) 20 40
Potencia de la dinamo (watts) 2552 2552
La tabla presentada anteriormente, muestra una relación fundamental que se aplica a todos los devanados de las armaduras
en las dinamos modernas. N los generadores comerciales se usa un gran numero de conductores para enlazar el flujo con uno o
mas pares de polos; el numero de polos siempre es par. Cada trayectoria consiste de un grupo de bobinas conectadas en serie y
conectadas en serie y cada bobina tiene una capacidad de voltaje permisible (en el caso de un motor) o una capacidad de voltaje
generador (para la capacidad de flujo y velocidad en el caso de un generador

Por lo tanto la capacidad de voltaje de la dinamo se determina solamente por el apropiadamente igual números de
bobinas conectadas en serie por trayectoria, y no por el numero de trayectorias en paralelo. Cabe destacar que el factor que
afecta a la corriente del dinamo es la capacidad de conducción de corriente de cada espira o conductor particular, en cada
trayectoria o numero de espiras conectadas en serie. Por lo tanto a medida que se aumenta el número de trayectorias la
capacidad de corriente del dinamo aumenta. Cabe destacar, que el numero de trayectorias y la capacidad de corriente de
una dinamo solo se puede aumentar a expensas de la capacidad de voltaje, ya que el numero total de conductores o espiras
esta fijo para determinada armadura. Por otra parte la capacidad de potencia de una determinada armadura esta fijada por
la capaidad de corriente y voltaje de sus bobinas individuales en una trayectoria determinada, la única forma de aumentar la
potencia de una dinamo es usar una armadura mas grande que contengas mas bobinas y conductores con mayor diámetro.
Efecto del aumento del numero de trayectorias paralelas en una armadura
Trayectorias en
paralelo
Voltaje nominal(V)
Corriente nominal
(A)
Potencia nominal
(W)
2 600 20 12000
4 300 40 12000
6 200 60 12000
8 150 80 12000
10 120 100 12000
20 60 200 12000

Para calcular la FEM resultante entre escobillas, primero es necesario determinar la
FEM media inducida en un solo conductor, en un cuarto de conductor (es decir, 90 grados
eléctricos), en la que el conductor se mueve desde el centro de la zona interpolar hasta una
posición situada directamente bajo el centro de un polo dado. Ahora bien, un solo lado de la
espira gira de la posición 0 a la 2 en un cuarto de revolución , es decir, desde una posición
donde hay 0 eslabonamiento de flujo a una en la que hay máximo eslabonamiento. La FEM
inducida promedio en cada conductor se puede deducir de la siguiente manera:
Pero, dado que el tiempo t para in cuarto de revolución 1/4s , siendo s el numero de revoluciones
por segundo de la espira, la FEM inducida promedio por espira es, por sustitución

La FEM total promedio inducida entre escobillas es:
Donde
es el flujo por polo en líneas o maxwells
P es el numero de polos
Z es el numero e conductores en la armadura (el doble de las
espiras totales en la armadura)
A es el numero de trayectorias paralelas en la armadura
S es la velocidad en rpm (revoluciones/min)
La ecuación SI correspondiente para la FEM promedio total inducida entre
escobillas, es:
Donde
es el flujo por polo en webers (Wb)
ω es la velocidad angular en radianes por segundo (rad/seg)

Maquinas eléctricas y transformadores- 2da edición – Irving. L. Kosow. Ph. D
https://www.fundacionendesa.org/es/recursos/a201908-generador-electrico
https://archive.org/details/266539159MaquinasElectricasChapman5taEdicion
Pdf/page/n41/mode/2up