Ejercicios Captulo 7Mquinas de CC

Andrs Argudo Grupo 3

Qu es la conmutacin? Cmo puede un conmutador convertir voltajes de ca

en el inducido de una mquina en voltajes de cd en sus terminales?

La conmutacin es el proceso de cambiar las conexiones de la espira del rotor de

una mquina cd en el mismo momento en que el voltaje en la espira cambia de

polaridad para mantener un voltaje de salida de cd esencialmente constante.

Por qu la curvatura en las caras polares contribuye a uniformar el voltaje de

cd que sale de ella?

Dado que si la curvatura se da en las caras polares el entrehierro tiene una anchura

uniforme y proporciona una densidad de flujo uniforme en cualquier punto ubicado

por debajo de estas caras.

Qu es el factor de paso de una bobina?

Se define como la cantidad de encordado en un devanado (esto para bobinas que

abarcan menos de 180 elctricos).

A veces se puede utilizar una pequea cantidad de encordado en los devanados del

rotor para mejorar la conmutacin.

Explique el concepto de grados elctricos. Cmo se relaciona el ngulo elctrico

del voltaje en el conductor del rotor con el ngulo mecnico del eje de la

mquina?

El grado elctrico es la medida angular en la cual una onda o ciclo alterno cruza por

cero. Se dice que el rotor al dar una vuelta completa corresponde a 360 elctricos

si la mquina es de dos polos.

Qu es el paso de conmutacin?

Es la distancia (en nmero de segmentos) entre los segmentos del conmutador a los

cuales estn conectados los dos extremos de una bobina.

Qu es la multiplicidad de un devanado inducido?

Es la cantidad de devanados o conjunto de devanados en el rotor que son completos

e independientes. Del nmero de devanados, conocidos como devanados mltiplex,

depende la conexin en el conmutador.

En qu se diferencian los devanados imbricados de los devanados ondulados?

Segn la secuencia de conexiones en los segmentos del conmutador hay devanados

imbricados y ondulados.

-Imbricados: O en serie sencillo se realizan conectando en paralelo los devanados

dado que los extremos de las bobinas estn en segmentos adyacentes del

conmutador. Este devanado proporciona mayor corriente.

-Ondulados: Conectados en serie, proporcionan o son utilizados en aplicaciones de

mayor voltaje.

Qu son los devanados

compensadores? Por qu se

requiere en una mquina con

devanado imbricado y no en una

mquina con devanado ondulado?

Son barras ubicadas en el rotor de una

mquina de cd de devanado imbricado

que hacen cortocircuito en puntos con

el mismo nivel de voltaje en diferentes

caminos paralelos. Su efecto es impedir

que cualquier corriente circulante fluya

en las barras y no a travs de las

escobillas de a mquina.

Se requiere slo en los devanados

imbricados dado que se requiere el

mismo voltaje en diversos caminos de

corriente, mientras el ondulado slo

necesita 2 escobillas para manejar la

corriente.

Qu es la reaccin del inducido? Cmo afecta la operacin de una mquina cd?

Dado que una maquina de cd, por ejemplo un generador, produce una tensin en

bornes entonces al conectar una carga circula una corriente en las escobillas del

rotor que generan un campo magntico propio que perjudica al campo magntico de

la mquina cd. Produce 2 serios problemas:

1. Desplazamiento del plano magntico neutro: El problema es que el conmutador

debe generar un cortocircuito en los segmentos del conmutador lo que ocasiona

grandes chispas.

2. Debilitamiento del flujo (o del campo): En generadores disminuye el voltaje

generado, y en motores aumenta su velocidad por lo que puede destruir la

mquina.

Explique el problema de voltaje L di/dt en los conductores en proceso de

conmutacin.

En los segmentos del conmutador que estn en cortocircuito debido a las escobillas

se produce el inconveniente que se debe invertir a corriente durante el paso de la

escobilla por ese segmento. Si la corriente es relativamente alta (200 A) el efecto L

di/dt produce voltajes significativos en el segmento del conmutador en cortocircuito

y provoca chispas en las escobillas produciendo problemas de arco.

Cmo afecta el desplazamiento de las escobillas al problema de generacin de

chispas en las mquinas de cd?

Ya que el plano neutro se desplaza entonces se intenta desplazar las escobillas para

hacer coincidir el nuevo plano (de las escobillas) con el plano neutro y minimizar la

generacin de chispas.

Qu son los polos de conmutacin Cmo se utilizan?

Son pequeos polos de costo relativamente bajo ubicados en los puntos medios de

los polos principales que al suministrar un flujo desde stos polos se puede cancelar

por completo el voltaje en las bobinas en proceso de conmutacin debido a la

induccin de un voltaje contrario en los interpolos.

Qu son los devanados de compensacin? Cul es su peor desventaja?

Son devanados ubicados en ranuras labradas en las caras de los polos paralelas a los

conductores del rotor para cancelar el efecto de distorsin de la reaccin del

inducido. Su mayor desventaja es su precio puesto que deben maquinarse en las

caras de los polos.

Por qu se utilizan polos laminados en las mquinas modernas de cd?

Puesto que los controladores de estado slido han llegado a ser comunes los polos

principales son laminados. Esto se debe a que hay mucho mayor contenido alterno en

la potencia suministrada a los motores dc alimentados por estos grupos de

controladores de estado slido.

Qu es una clase de aislamiento?

Son sistemas que se implementan para estandarizar los lmites de temperatura del

aislamiento en las mquinas. Se dividen en clases A, B, F, y H, segn el mximo valor

de temperatura que soportan.

Qu tipo de prdidas se presentan en una mquina cd?

1. Prdidas elctricas o en el cobre (ocurren en el devanado inducido e inductor)

2. Prdidas en las escobillas (prdidas de cada por contacto de potencial)

3. Prdidas en el ncleo (por histresis y corrientes parsitas)

4. Prdidas mecnicas (rozamiento propio y rozamiento con el aire)

5. Prdidas diversas (1% de la plena carga)