MAQUINAS DE CC Vladimir ramos de la cruz Jean Carlos senmache torresHuiman sandavalTejada castro luiggi Luis aguilar Castillo eleraToro Tello Jose Eduardo

FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE C.C.Maquina lineal de c.c..- Una maquina lineal de c.c. Es la versin mas simle ! "#cil de en$ender de una maquina de c.c.% aunque "unci&na c&n l&s mism&s rincii&s ! $iene el mism& c&m&r$amien$& que l&s m&$&res ! 'enerad&res reales.El c&m&r$amien$& de es$a maquina es$a de$erminada &r la alicacin de ( ecuaci&nes )#sicas*+.- La ecuacin del v&l$a,e inducid& en un c&nduc$&r que se mueve en un cam& ma'n-$ic&.E ind = ( . / 0 1 . lSe 'enera una "em E mien$ras el c&nduc$&r se mueve% cortando las l2neas de "uer3a del cam& ma'n-$ic&*E 4 0 L .E 4 0 L .FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE C.C.5.- La ecuacin de "uer3a s&)re un c&nduc$&r que se encuen$ra en un cam&ma'n-$ic&.F = i . ( l / 0 )Donde:F * Fuer3a s&)re el c&nduc$&r i * C&rrien$e que circula &r el c&nduc$&rl * l&n'i$ud del c&nduc$&r0 * .ec$&r de densidad de "lu,& ma'n-$ic&El c&nduc$&r se mueve a causa de una "uer3a F cuand& &r -l circula una in$ensidad I*F 4 I L 0FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE C.C.6.- Le! de 7irc88&"" de l&s v&l$a,es alicad&s a la maquina..) 9 i: 9 E ind. 4;.) 4 E ind. < i:(.- Le! de Ne=$&n alicada a la )arra a$ravesada s&)re l&s rieles.F ne$. 4 maArranque de la maquina Lineal de c.c.FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE C.C.Arranque de la maquina Lineal de c.c.+.- Al cerrar el in$erru$&r se r&duce un "lu,& de c&rrien$e i 4 >.)-E ind1 ? :Eind4; i = Vb / R5.- El "lu,& de c&rrien$e r&duce una "uer3a s&)re la )arra dada &r F 4 il0I >$1.):LEindFUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE C.C.Arranque de la maquina Lineal de c.c.6.- La )arra se acelera 8acia la derec8a% r&duciend& un v&l$a,e inducid& Eind c&n su &si$iv& 8acia arri)a.(.- Es$e v&l$a,e inducid& reduce el "lu,& de c&rrien$ei 4 >.)-Eind1 ? :@.- La "uer3a s&)re el c&nduc$&r se disminu!e > F 4 il) 1 8as$a alcan3ar Fne$. 4 ;en ese un$& Eind. 4 .)A i4 ; ! la )arra se mueve a vel&cidad c&ns$an$e de vaci& .ss 4 .) ? 0l% la )arra se'uiraaes$a vel&cidad a men&s que al'una "uer3a e/$eri&r l& er$ur)e.Es$udi& Ener'-$ic& del M&$&r Elemen$al+.- Se alica una "uer3a Fcar'a en direccin &ues$a al m&vimien$&% resul$and& una "uer3a ne$a Fne$. &ues$aa la direccin del m&vimien$&.5.- La aceleracin resul$an$e a 4 Fne$ ? m es > - 1% de $al manera que la )arra se "rena > . B 16.- El v&l$a,e inducid& BE ind. 4 . B 0 l ! &r l& $an$& la c&rrien$e Ci 4 >.) 9 E ind. B1 ? :(.- La "uer3a inducida CF ind. 4 Ci l 0 8as$a que Find4F car'aa una vel&cidad men&r v.@.- Una can$idad de &$encia el-c$rica i'ual a Eind / ise c&nvier$e en &$encia mec#nica i'ual a Find / v ! la maquina ac$ua c&m& m&$&r.Es$udi& Ener'-$ic& del Denerad&r Elemen$al+.- Se alica una "uer3a Fa en la direccin del m&vimien$&A la "uer3a resul$an$e $iene la misma direccin del m&vimien$&.5.- La "uer3a alicada 8ara que la )arra se acelere a 4 F ne$ ? m% asi la vel&cidad de la )arra aumen$a.6.- Si . C en$&nces Eind 4 . C 0l aumen$ara ! sera ma!&r que el v&l$a,e de la )a$eria .) >Eind E.)1 ! la c&rrien$e cam)ia de direccin i 4 > Eind. 9 .) 1 ? :(.- La "uer3a r&ducidaFind. 4 i C0l aumen$a 8as$a que Find4F car'aa una vel&cidad . ma!&r. @.- Una can$idad de &$encia mec#nica i'ual a Find / v se c&nvier$e a8&ra en &$encia el-c$rica Eind / i ! la maquina es$a "unci&nand& c&m& 'enerad&r.Fr&)lemas en el arranque de la Maquina LinealE,m* La maquina lineal de la "i'. es alimen$ada c&n +5; v.% una resis$encia de ;%6 G ! 04 ;%+ =)?mH.a1 Cual es la ma/ima c&rrien$e de arranque de la maquina% I cual essu vel&cidad de es$ad& es$aci&nari&% en vaci&J)1 Su&n'a que a la )arra se le alica una F4 6; N. Diri'ida 8acia la derec8a I cual sera la vel&cidad de es$ad& es$aci&nari&.J Icu#n$a &$encia es$ara en$re'and& & c&nsumiend& la )arraJ Icu#n$a &$encia es$ara en$re'and& & c&nsumiend& la )a$eriaJA e/lique la di"erencia en$re l&s d&s val&res% I la maquina es$a ac$uand& c&m& m&$&r & 'enerad&rJc1 A8&ra su&n'a que a la )arra se le alica una F 4 6; N. Kacia la i3quierda I cual sera la nueva vel&cidad de es$ad& es$aci&nari&J A8&ra la maquina "unci&na c&m& m&$&r & 'enerad&rJd1 Asuma que la )arra n& $iene car'a ! que su)i$amen$e se $raslada a una re'in d&nde el cam& ma'n-$ic& es de s&l& ;%;L =)? mH Iqu- $an raid& se mueve a8&raJI >$1.) 4 +5; v.;.6; G+; m$.Fr&)lemas en el arranque de la Maquina LinealS&l.*a1 En el ins$an$e del arranque% la vel&cidad de la )arra es cer& Eind 4 ;i 4 >.) 9 Eind 1 ? : 4 >+5; - ;1? ;.6 4 (;; Am.Cuand& la maquina lle'a a es$ad& es$aci&nari& Find 4 ; 44 i4;Eind 4 .) 4 v l 0 44 v 4 .) ? l 0 4 +5; ? > +; / ;.+1 4 +5; m ? se'. )1 F 4 6; N > Kacia la derec8a1 el es$ad& es$aci&nari& &currira cuand& Find 4 Fa.Fa 4 F ind 4 i l 0i 4 Find ? >l 01 4 6; ? >+; / ;%+1 4 6; Am.Eind 4 .) < i: 4 +5; < 6; / ;.6 4 +5M .&l$i&sv 4 Eind ? l 0 4 +5M ? >+; / ;.+1 4 +5M m ? se'.La )arra es$a r&duciend& una &$encia F 4 +5M / 6; 4 6LN; O.P la )a$eria c&nsume F 4 +5; / 6; 6Q;; O.6LN; 9 6Q;; 4 5N; F-rdidas en la resis$encia% "unci&nand& c&m& 'enerad&rc1Fcar'a 4 6; N > Kacia la i3quierda1Find >8acia la derec8a1Fa. 4 Find 4 i l 0i 4 Fa. ? >l 01 4 6; ? >+; / ;%+1 4 6; Am.Eind 4 .) - i: 4 +5; - 6; / ;.6 4 +++ .&l$i&sv 4 Eind ? l 0 4 +++ ? >+; / ;.+1 4 +++ m ? se'. M&$&rd1 Sin car'a Eind 4 .) asand& a una re'in de cam& mas d-)ilEind 4 .) 4 v 0 l v 4 .) ? >0 l 1 4 +5; ? >;.;L / +;1 4 +@; m ? se'. La )arra es$a r&duciend& una &$encia F 4 +5M / 6; 4 6LN; O.Cuand& 0 v FUNDAMENTOS DE MAQUINAS DE CD la maquina lineal que se estudio anteriormente sirvi como introduccin al comportamiento bsico de la maquinasin embargo los motores y generadores no se mueven en lnea recta :giran el siguiente paso para entender las maquinas realeses estudiar el e!emplo mas sencillo de una maquina giatoria una espirasencilla de alambre sobre un e!e "i!ola parte giratoria se llama rotor y la parte estacionaria estator NN SS Imanes permanentes o campo magntico creado por unacorriente continua Esc&)illas Anill&s r&3an$esIns$rumen$& de medida Fuerza externa uehace girar a la espira La FE! ue se o"tiene a la salida de la m#uina var$a en elLa FE! ue se o"tiene a la salida de la m#uina var$a en el tiempo %a ue esta m#uina no dispone de colector tiempo %a ue esta m#uina no dispone de colectorFrincii& de Funci&namien$& de una Maquina de CC. !& F& Ca"anas'!& F& Ca"anas' Tcnicas para elTcnicas para el mantenimiento %mantenimiento % diagn(stico dediagn(stico de m#uinas elctricasm#uinas elctricas rotativas rotativasKaciend& 'irar una esira en un cam& ma'n-$ic& se r&duce una ".e.m. inducida en sus c&nduc$&res. La $ensin &)$enida en el e/$eri&r a $rav-s de un anill& c&lec$&r ! una esc&)illa en cada e/$rem& de la esira $iene car#c$er sen&idal. CAPTULO 8 a travs de la mquina, el flujo magntico debe tomar el camino ms corto posible a travs del aire entre la cara polar y la superficie del rotor. a) + t b) c) Figura 8-1 Lazo sencillo rotacional entre caras polares curvas, a) Vista en perspectiva; h) vista de las lneas de campo; c) vista superior; d) vista frontal. 484 )e El COLECTO:C&nec$and& l&s e/$rem&s de la esira a un&s semianill&s c&nduc$&res aislad&s en$re s2% c&nse'uirem&s que cada esc&)illa es$- siemre en c&n$ac$& c&n la ar$e de inducid& que resen$a una de$erminada &laridad. Duran$e un semieri&d& se &)$iene la misma $ensin al$erna er&% en el semieri&d& si'uien$e% se invier$e la c&ne/in c&nvir$iend& el semicicl& ne'a$iv& en &si$iv&.El c&lec$&r; < - < < - l2nea que une l&s c&nduc$&res que n& r&ducen "em1 en car'a% adelan$a resec$& del sen$id& de 'ir& un #n'ul& [% $&mada c&m& re"erencia la l2nea neu$ra en vac2&*C&nclusi&nes s&)re la reaccin de inducid& ,-lV.,-lVE/ 0FE!conreacci(ndeinducido+ ,,-lV.,-lVE/ 0FE!conreacci(ndeinducido+ ,7l circular corriente7l circular corriente por el inducido sepor el inducido se va a crear unva a crear un campo uecampo ue distorsiona eldistorsiona el campo creado porcampo creado por los poloslos polos inductores de lainductores de la m#uina m#uinaEsta distorsi(n delEsta distorsi(n del campo reci"e elcampo reci"e el nom"re de reacci(nnom"re de reacci(n de inducido de inducidoEFECT;0EFECT;0 15;:9CI:;015;:9CI:;0 1;5 L71;5 L7 5E7CCIB/5E7CCIB/ :E I/:9CI:; :E I/:9CI:;:esplazamiento de la C :esplazamiento de la Cplano o lnea neutra plano o lnea neutra>plano en el ue se anula el campo >plano en el ue se anula el campo:isminuci(n del valor glo"al del campo de la:isminuci(n del valor glo"al del campo de la m#uina m#uina:E01L7D7!IE/T :E01L7D7!IE/T; LE/E7 /E9T57 ; LE/E7 /E9T57 !uluFutla!uluFutla 0& 0arma'0& 0arma' ElectricElectric machines machines5E:9CCIB/ 175 G5E:9CCIB/ 175 G 79!E/T; VEL;CI:7: 79!E/T; VEL;CI:7:F&l&s de C&nmu$acin:esplazamien :esplazamiento de lato de la C Cplano o lneaplano o lnea neutra neutra1;L;0 :E1;L;0 :E C;/!9T7CIB/ C;/!9T7CIB/L;0 1;L;0 :E C;/!9T7CIB/L;0 1;L;0 :E C;/!9T7CIB/ C;!1E/07/ L;C7L!E/TE L7 5E7CCIB/C;!1E/07/ L;C7L!E/TE L7 5E7CCIB/ :E I/:9CI:; ELI!I/7/:; L7:E I/:9CI:; ELI!I/7/:; L7 :I0T;50IB/ :EL C7!1; :I0T;50IB/ :EL C7!1;:isminuci(n:isminuci(n del valordel valor glo"al delglo"al del campo de lacampo de la m#uina m#uina15;-LE!7015;-LE!70 :957/TE L7:957/TE L7 C;/!9T7CIB/ C;/!9T7CIB/ERE:CICIOS+.- Una armadura c&n devanad& im)ricad& d&)le se usa en una m#quina de cc c&n un c&n,un$& de Q esc&)illa% cada una del anc8& de d&s del'as. El arr&llamien$& $iene N5 )&)inas% cada una de +5 esiras. El "lu,& &r &l& es de ;.;6M O).% ! la vel&cidad es de (;; rev? mina1 Cuan$as ramas en aralel& 8a! en la maquinaJ)1 Cual es el v&l$a,e inducid& EAJS&lucin*>a1 El nSmer& de ramas en aralel& es a 4 ma 4 5 / Q 4 +5 ramas en aralel&>)1 El v&l$a,e inducid& en la m#quina es *EA4 ( N Fn . \ Q; a N 4 N5 / +5 4 LQ( esiras 5 F 4 Q EA4 5 / Q / LQ(. >(;; rm1 . >;.;6M O).1 4 55(.Q .. Q; / +5 ERE:CICIOS+.- Un 'enerad&r de c.c. de +5 &l&s $iene un devanad& &ndulad& sencill& en la armadura% c&n +(( )&)inas de +; esiras c?u. La resis$encia de una esira es ;.;++ . El "lu,& &r &l& es de ;.;@ O). P el r&$&r 'ira a 5;; rm.a1 Cuan$as ramas en aralel& 8a! en la maquinaJ)1 Cual es el v&l$a,e inducid& EAen la armadura de la maquinaJc1 Cual es la resis$encia e"ec$iva del devanad& de armadura de la maquinaJd1 Si en l&s $erminales del 'enerad&r se c&nec$a una resis$encia de + ]G. I Cual es el ar resis$en$e en el e,e de la maquinaJ >Desrecie la resis$encia in$erna de la armadura1S&lucin*>a1 El nSmer& de ramas en aralel& es a 4 5 . m4 5 / + 4 5 >&ndulad& simle m4+1>)1 El v&l$a,e inducid& en la m#quina es *EA4 ( N Fn . \ Q; a N 4 +(( / +; 4 +((; esiras 5 F 4 +5 EA4 5 / +5 / +((;. >5;; rm1 . >;.;@ O).1 4 5LL; ..Q; / 5c1 La resis$encia de una rama es *:esis$encia?:ama 4 >+((; esiras1 / > ;.;++ G 14 +@.L(C&m& s&n d&s ramas en aralel&% la resis$encia e"ec$iva de la armadura es*:A 4 +@.L( G4 N.M5 G5 ERE:CICIOS+.- Un 'enerad&r de c.c. de +5 &l&s $iene un devanad& &ndulad& sencill& en la armadura% c&n +(( )&)inas de +; esiras c?u. La resis$encia de una esira es ;.;++ . El "lu,& &r &l& es de ;.;@ O). P el r&$&r 'ira a 5;; rm.a1 Cuan$as ramas en aralel& 8a! en la maquinaJ)1 Cual es el v&l$a,e inducid& EAen la armadura de la maquinaJc1 Cual es la resis$encia e"ec$iva del devanad& de armadura de la maquinaJd1 Si en l&s $erminales del 'enerad&r se c&nec$a una resis$encia de + ]G. I Cual es el ar resis$en$e en el e,e de la maquinaJ >Desrecie la resis$encia in$erna de la armadura1S&lucin*>d1 Al c&nec$ar una resis$encia de +;;; G a l&s $erminales del 'enerad&r ! se desrecia la resis$encia in$erna :A% en$&nces circulara una c&rrien$e deI 4 5LL; .. 4 5.LL A. +;;; GT Ind. 4 5F . N . ^ . I _ a N 4 +(( / +; 4 +((; esiras 5 F 4 +5 TInd.4 +5 / +((;. >5.LL A.1 . >;.;@ O).1 4 6MQ.;6 N-m.6.+(+Q / 5Una maquina $iene L &l&s ! c&rrien$e n&minal de +;; A I cuan$a c&rrien$e "luir# en cada $ra!ec$&ria en c&ndici&nes n&minales si el inducid& es a.- De devanad& im)ricad& ).- De devanad& im)ricad& dSle/ c.- De devanad& &ndulad& simles&l- a.- devanad& simlea4 m 4 +/L4 L $ra!ec$&rias la c&rrien$e en la $ra!ec$&ria de devanad& simleI 4 Ia 4 +;; 4 5@ A aL).- devanad& im)ricad&a4 m 4 5/L 4 +Q $ra!ec$&rias la c&rrien$e en la $ra!ec$&ria de devanad& im)ricad& dule/ I 4 Ia 4 +;; 4 +; A a+; c.- devanad& &ndulad& simlea45/m 4 5/+ 4 5 $ra!ec$&rias la c&rrien$e en la $ra!ec$&ria de devanad& &ndulad& simleI 4 Ia 4 +;; 4 @; A a5