Pérdidas y Reacción de Inducido en Máquinas de Corriente Continua

Pérdidas en una Máquina de Corriente Continua

En cualquier máquina rotatoria electromagnética, las pérdidas pueden clasificarse en tres grupos: pérdidas mecánicas, pérdidas en el cobre y pérdidas magnéticas o en el hierro. Toda esta energía se convertirá en calor, que se invertirá en elevar la temperatura de la máquina.

Pérdidas Mecánicas

Las pérdidas mecánicas son debidas a los rozamientos en los cojinetes y en las escobillas, así como a la potencia invertida en accionar el ventilador de la máquina. Estas pérdidas son función de la velocidad.

Pérdidas en el Cobre

Las pérdidas en el cobre son debidas al efecto Joule originado en los diversos arrollamientos de la máquina por la corriente que circula por ellos. En el caso de tratarse de una excitación shunt, estas últimas se mantendrían aproximadamente constantes.

Pérdidas Magnéticas o en el Hierro

Finalmente, las pérdidas en el hierro se presentan en el circuito magnético de la máquina y son debidas a dos causas: la histéresis y las corrientes de Foucault. Las primeras se originan en el rotor de la máquina debido a que, al ir pasando por debajo de los sucesivos polos, su flujo va sufriendo variaciones y, por lo tanto, aparece el conocido ciclo de histéresis. Por su parte, las pérdidas por corrientes de Foucault son debidas a las corrientes parásitas sobre las partes de la máquina que están sometidas a un flujo variable, y dependen del cuadrado de la velocidad y del cuadrado de la inducción máxima.

Reacción de Inducido

a) Generador

Cuando el devanado inducido es recorrido por una corriente, se comporta como una verdadera bobina y, por lo tanto, crea un nuevo campo magnético, que deberá componerse con el anterior para dar el verdadero campo resultante. Este efecto debe estudiarse separadamente en los motores y en los alternadores, ya que, con el mismo campo inductor y análogas polaridades exteriores, la corriente circula en sentidos opuestos en uno y otro caso. Para averiguar el sentido de las corrientes que circulan por este devanado, recurrimos a la regla de la mano derecha. Esta regla nos ha dado el sentido de las f.e.m. inducidas, pero si suponemos que las escobillas ocupan su posición normal, este será también el sentido de las corrientes. Estas corrientes son las que dan lugar a la reacción de inducido, ya que cada una de ellas crea un campo magnético. Si comparamos ahora el campo principal creado por la máquina con este campo de reacción de inducido, observamos que ambos son perpendiculares entre sí. En el caso de un generador, el verdadero campo magnético existente en su interior se halla girado en el mismo sentido de rotación del generador.

b) Motores

En el caso de un motor que gire en el mismo sentido que el generador y que tenga sus polaridades exteriores análogamente conectadas, el sentido de la f.e.m. será el mismo, pero como en este caso no se trata de f.e.m. sino de f.c.e.m., la corriente estará circulando al revés, con lo cual el campo magnético debido a la reacción de inducido tendría dirección opuesta a la del diagrama. Por lo tanto, el campo resultante se habría deformado en sentido opuesto al de giro de la máquina. En el caso de un motor, el eje neutro del campo ha experimentado un giro en sentido opuesto al de rotación de la máquina en virtud de la reacción de inducido.