Resistencia crítica, generadores shunt y serie y polos de conmutación en máquinas de corriente continua

Resistencia crítica en un generador de corriente continua

Resistencia crítica en un generador de corriente continua:

Características de un generador shunt

a) Características en vacío

La resistencia crítica del devanado inductor depende de la velocidad con que gira el generador. Tanto el valor de la f.e.m.shunt, el punto de equilibrio se va desplazando a lo largo de la característica de vacío en dirección al origen, con lo cual su f.e.m. va disminuyendo, hasta que se alcance el valor de la resistencia crítica, en cuyo caso su f.e.m. caería a un valor muy bajo.

Características de un generador en serie

b) Características de un generador en serie:

El funcionamiento del generador puede representarse por una característica en la que se suministra una corriente I = OB, con una tensión en bornes V = BC. Si los puntos O y C se unen por medio de una línea recta, se obtiene la recta de carga. Si aumentamos la resistencia de carga, la pendiente de esta recta también aumentará, pudiendo ocurrir que la recta de carga sea tangente a la característica externa de la máquina.

Polos de conmutación

Polos de conmutación:

En la mayoría de las máquinas modernas de potencia superior a unos kW, las escobillas se hallan fijas en la zona neutra geométrica, y para conseguir una correcta conmutación se recurre a los llamados polos de conmutación. Estos no son más que unos pequeños polos colocados simétricamente entre las demás piezas polares, y cuyos devanados están conectados en serie con el inducido de la máquina. Por lo tanto, la f.m.m. de estos polos es proporcional a la corriente absorbida o cedida por la máquina, es decir, a su carga. Así pues, con estos nuevos polos adecuadamente conectados se conseguirá compensar exactamente la reacción de inducido.

Si la máquina actúa como generador, los devanados de los polos de conmutación deben conectarse de modo que, girando en el sentido de rotación de la máquina, después de un polo norte principal aparezca uno de conmutación sur, y viceversa. Puesto que los polos de conmutación están conectados en serie con el inducido de la máquina, debe observarse que cuando ésta pasa de trabajar como motor a hacerlo como generador, o viceversa, al invertirse el sentido de su corriente se invertirá también la polaridad de sus polos de conmutación, y por lo tanto no será preciso efectuar un cambio de conexiones. O sea que, una vez construida, una máquina provista de polos de conmutación puede utilizarse indistintamente como motor o como generador.

Resumen de puntos clave

• La resistencia crítica del devanado inductor varía con la velocidad y afecta a la f.e.m. en vacío.
• En un generador shunt, aumentar la resistencia del inductor desplaza el punto de equilibrio hacia el origen, disminuyendo la f.e.m.
• La recta de carga (unión de O y C) representa la relación corriente‑tensión; su pendiente aumenta con la resistencia de carga.
• Los polos de conmutación compensan la reacción del inducido y se conectan en serie con el inducido para adaptar su f.m.m. a la carga.
• Una máquina con polos de conmutación puede funcionar como motor o generador sin cambios de conexión.