Generadores

1º ¿Cuál es el principio de funcionamiento de un generador?

• El principio de funcionamiento de los generadores eléctricos se basa en la acción que se establece entre la corriente eléctrica y el campo magnético. A modo de explicación de éste fenómeno se tiene que si por un hilo conductor se hace pasar una corriente eléctrica, en sus inmediaciones se crea un campo magnético.

2º ¿Cómo se consigue obtener C.C. en el de C.A.? Explícalo. ¿Cómo conseguimos obtener una C.C. con menor rizado?

• Mediante el colector de delgas, se conectan los extremos de las espiras en semianillos conductores aislados uno del otro sobre los que ponemos en contactos las escobillas que recojan la corriente para conseguir una salida en C.C.
• cuando se desea obtener una tensión continua lo más rectilínea posible, se construyen dinamos con un número considerable de espiras y delgas.

3º ¿Cuáles son las partes fundamentales de un máquina de C.C.? Descríbelas brevemente.

• Inducido: se sitúa en el rotor, que se mueve en sentido giratorio de la máquina. Lo que constituye un núcleo magnético en forma de cilindro donde se bobinan las espiras de cobre.
• Inductor: se sitúa en el estator, parte estática de la máquina. Formado por un electroimán de dos o varios polos magnéticos según si son máquinas bipolares o multipolares.
• Colector: es la unión y fijación entre el eje del inducido y el colector de delgas.

4º ¿Qué dos tipos de bobinado posibles existen en el inducido de una máquina de C.C.?

• Imbricado: consiste en conectar el principio de cada bobina a una delga del colector y el final a la siguiente delga.
• Ondulado o serie: el principio de cada bobina se conecta con una delga que corresponda a un polo magnético y el final con una delga que corresponda al polo magnético siguiente.

5º ¿Qué es el entrehierro? ¿Por qué se trata de reducir al máximo?

• Es el espacio existente entre inducido e inductor por el que se pasan las líneas de fuerza.
• Debido a que las líneas de fuerza se establecen muy mal por el entrehierro se intenta reducir al máximo sin que se le impida al rotor girar libremente.

6º ¿A qué llamamos reacción de inducido? ¿Cómo puede evitarse?

• Al campo resultante entre el campo magnético del inducido y del inductor, cuya dirección es la misma que el eje de las escobillas, que favorece la desviación desde la posición original del  mismo.
• Se evita desviando las escobillas o disponiendo de polos auxiliares conmutables.

7º ¿Qué desventaja tiene la desviación de las escobillas para solucionar el problema de reacción de inducido?

• La desventaja que tiene es que, al ser el valor del campo transversal de reacción del inducido, la desviación de las escobillas será la adecuada para una corriente determinada. Para una corriente mayor o menor, la desviación de las escobillas también tendría que ser diferente.

8º ¿Cómo solucionan el problema los polos de conmutación?

• Se disponen en la culata del generador de tal forma que produzcan un campo magnético transversal del mismo valor y de sentido contrario al flujo transversal de reacción inducido, conectándolos en serie para tener la misma corriente.

9º ¿Dónde se usa el devanado de compensación, y para qué?

• En máquinas de gran potencia, para eliminar las distorsiones del campo magnético principal originadas por el flujo transversal.

10º ¿Cómo provocamos el campo magnético en la dinamo? ¿Cuándo se usa un tipo u otro?

• Se puede producir de dos formas: mediante un imán permanente o electroimanes alimentados por C.C.
• El imán permanente se utiliza cuando se produce un campo magnético no muy intenso y constante y sin posibilidad de regulación, su uso es interesante en pequeñas dinamos.
• Cuando se desea obtener un campo magnético de excitación elevado y con posibilidad de regulación, se recurre a las bobinas inductoras que rodean las piezas polares y que son alimentados por una C.C.

11º Representa el esquema eléctrico de la dinamo de excitación independiente. ¿En qué consiste? Ventajas e inconvenientes.

• La corriente de excitación con la que se alimenta a las bobinas inductoras se proporcionan mediante una fuente de energía exterior.
• Ventaja: es que se puede regularse la corriente saliente del generador a partir de la fuente de alimentación externa.
• Inconveniente: es que necesita una fuente de alimentación de C.C. para alimentar al inductor.

12º ¿En qué consiste la autoexcitación en las dinamos? ¿Qué variedades nos encontramos? ¿A qué nos referimos con el magnetismo remanente?

• En que el propio generador produzca la energía suficiente para alimentar los electroimanes inductores.
• Dinamos con excitación en derivación (SHUNT), con excitación en serie y con excitación COMPOUND.
• Al magnetismo que persiste en el material de los núcleos magnéticos de las piezas polares.

13º Esquema eléctrico de la dinamo con excitación en derivación (SHUNT). ¿Para qué se suele incluir el reóstato? ¿Por qué se dice que se puede llegar a perder la excitación total de la dinamo para corrientes de carga muy elevadas?

• El reóstato se utiliza para lograr un control efectivo sobre la tensión de salida del generador.
• La excitación de la dinamo para corrientes de carga muy elevadas se puede llegar a perder porque al aumentar la caída de tensión en el inducido con la carga se produce una disminución de la tensión en bornes provocando una reducción de la corriente de excitación.

14º ¿Por qué es necesario construir el devanado inductor en la dinamo de excitación serie con pocas espiras y gran sección en los conductores? ¿Qué inconvenientes presenta este tipo de excitación?

• Porque la corriente que atraviesa al devanado inductor es elevada.
• El inconveniente de las dinamos de excitación en serie es que cuando trabaja en vacío no se excita, debido a que la corriente es nula. Además cuando aumente mucho la corriente de carga, también lo hace el flujo inductor, por lo que la tensión en bornes de la dinamo también se eleva.

15º ¿A qué llamamos excitación COMPOUND? ¿Qué ventajas presenta frente a las anteriores?

• A una dinamo cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados inducido, inductor serie e inductor auxiliar.
• La ventaja que presenta es que la tensión que suministra el generador a la carga es mucho más estable para cualquier régimen de carga.

16º ¿Qué tipos de ensayos se llevan a cabo en la dinamo para estudiar su comportamiento?

• Características de vacío
• Características en carga.
• Características de excitación o regulación.
• Características de cortocircuito.
• Característica exterior.
• Característica interior.

17º ¿Qué elementos son necesarios para llevar a cabo estos ensayos? Realizar el esquema de conexiones general para obtener las cuevas características.

• Motor de arrastre con posibilidad de regulación y control de velocidad.
• Fuente de alimentación de CC regulable para alimentación del motor de arrastre
• Fuente de alimentación de CC regulable para alimentación de la excitación de la dinamo.
• Aparatos de medida de alcance adecuado para medir tensión y corriente en los diferentes circuitos.
• Un tacómetro para medir la velocidad de la dinamo.
• Reóstatos para regular la corriente del inducido o de la excitación.