Reacción del Inducido en Máquinas de Corriente Continua: Fundamentos y Compensación

Reacción del Inducido en Máquinas de Corriente Continua

Introducción al Fenómeno

Si los devanados del campo magnético de una máquina de corriente continua (CC) están conectados a una fuente de potencia y el rotor de la máquina gira gracias a una fuente externa de potencia mecánica, se induce un voltaje en los conductores del rotor. Dicho voltaje será rectificado para dar salida de corriente continua por acción del conmutador de la máquina.

Definición y Consecuencias de la Reacción del Inducido

Si se conecta una carga a los terminales de la máquina, circulará corriente en los devanados del inducido. Esta circulación de corriente producirá un campo magnético propio que distorsionará el campo magnético original de los polos de la máquina (el campo del inductor). Esta distorsión del flujo magnético en una máquina, cuando se incrementa la carga, se denomina reacción del inducido. Este fenómeno origina dos problemas principales en las máquinas de corriente continua: la reacción longitudinal (o efecto desmagnetizante) y la reacción transversal.

Interacción de Campos Magnéticos

El campo que realmente existe en el entrehierro de la máquina es el resultante de la superposición de los dos campos anteriores. En ausencia de saturación, podría aplicarse el principio de superposición y sumar las inducciones de cada uno de ellos para obtener la inducción total.

Reacción Longitudinal y Efecto Desmagnetizante

De este modo, la inducción media frente a cada polo no variaría por la reacción del inducido. Sin embargo, esto normalmente no es válido, y en las zonas donde se suman las Fuerzas Electromotrices (FEM), la inducción resultante es menor que la suma de las partes (disminuyendo el par si es un motor y la FEM si es un generador). Por este motivo, la inducción media frente a los polos es menor en presencia del fenómeno de reacción del inducido que en ausencia de él. A esto es a lo que se denomina reacción longitudinal del inducido. De aquí se deriva el efecto desmagnetizante, que se da en la mayoría de las máquinas que operan a densidades de flujo cercanas al punto de saturación. En este caso, tiene lugar un pequeño incremento del flujo en los sitios de las caras polares donde la fuerza magnetomotriz (FMM) del rotor se adiciona a la FMM del polo, y una gran disminución del flujo en los sitios de las caras polares donde la FMM del rotor se resta de la FMM del polo.

Reacción Transversal y Desplazamiento de la Línea Neutra

En cuanto a la otra consecuencia, la reacción transversal, se produce un desplazamiento de la línea neutra. La línea neutra es aquella línea de campo magnético que atraviesa el inducido desde el polo norte hasta el polo sur de forma vertical.

Métodos de Compensación de la Reacción del Inducido

• Para contrarrestar la reacción transversal del inducido, se introducen unos polos en la línea neutra, denominados polos auxiliares.
• Para contrarrestar la reacción longitudinal del inducido, se practican unas ranuras en los polos principales destinadas a alojar el denominado devanado de compensación.
• Ambos devanados se alimentan en serie con el inducido para que así, al estar recorridos por la misma corriente que este, contrarresten sus efectos en la misma medida en que se producen.