Los generadores eléctricos son máquinas autónomas que proporcionan electricidad cuando la red local no está disponible. Estos generadores suministran energía de reserva a empresas y hogares durante los cortes de electricidad. Los generadores no crean energía eléctrica, sino que convierten la energía mecánica o química en energía eléctrica. En función de la salida, los generadores se clasifican en dos tipos: generadores de Corriente Alterna (CA) y generadores de Corriente Continua (CC).
En este artículo hablaremos en detalle de los generadores de CC. Puede consultar nuestro artículo sobre el generador de CA para comprender su principio de funcionamiento, construcción y mucho más.
¿Qué es un generador de corriente continua?
Un generador de corriente continua o directa es una máquina eléctrica cuya función principal es convertir la energía mecánica en electricidad. Cuando el conductor corta el flujo magnético, se genera una fuerza electromotriz basado en el principio de inducción electromagnética de las Leyes de Faraday. Esta fuerza electromotriz puede provocar un flujo de corriente cuando el circuito conductor está cerrado.
Partes de un generador de corriente continua
Un generador de CC también puede utilizarse como motor de CC sin cambiar su construcción. Por lo tanto, un motor de CC, o de lo contrario un generador de CC, puede denominarse en general máquina de CC. A continuación hemos mencionado las partes esenciales de un generador de CC.
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Estator
La función principal del estator es proporcionar campos magnéticos donde gira la bobina. Un estator incluye dos imanes con polaridades opuestas enfrentadas. Estos imanes están situados para encajar en la región del rotor.
Rotor
Un rotor en una máquina de CC incluye láminas de hierro ranurado con ranuras que se apilan para dar forma a un núcleo de armadura cilíndrico. La función de la laminación es disminuir las pérdidas causadas por las corrientes parásitas.
Bobinados de inducido
Los bobinados de inducido tienen forma de circuito cerrado y están conectados en serie con paralelo para mejorar la suma de corriente producida.
Yugo
La estructura externa del generador de CC se conoce como yugo. Está hecho de hierro fundido o acero. Proporciona la potencia mecánica necesaria para transportar el flujo magnético que pasa a través de los polos.
Polos
La función de un polo es sujetar los devanados de campo. Estos devanados se enrollan en los polos y se conectan en serie o en paralelo con los devanados del inducido.
Zapata de polos
La zapata de polo se utiliza principalmente para repartir el flujo magnético y evitar que la bobina de campo caiga.
Conmutador
Un conmutador funciona como un rectificador que cambia el voltaje de CA a voltaje de CC dentro del devanado del inducido. Está diseñado con un segmento de cobre, y cada segmento de cobre está protegido del otro con la ayuda de láminas de mica. Está ubicado en el eje de la máquina.
Escobillas
Las conexiones eléctricas se pueden asegurar entre el conmutador y el circuito de carga exterior con la ayuda de escobillas.
Te Puede Interesar: Corriente de Foucault¿Cómo funciona un generador de corriente continua?
Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, sabemos que cuando un conductor portador de corriente se coloca en un campo magnético variable, se induce una fuerza electromotriz en el conductor. Según la regla de la mano derecha de Fleming, la dirección de la corriente inducida cambia siempre que cambia la dirección del movimiento del conductor. Consideremos un inducido que gira en el sentido de las agujas del reloj y un conductor a la izquierda que se mueve hacia arriba. Cuando la armadura completa media rotación, la dirección del movimiento del conductor se invierte hacia abajo. Por lo tanto, la dirección de la corriente en cada inducido será alterna. Pero con un conmutador de anillo partido, las conexiones de los conductores de la armadura se invierten cuando se produce una inversión de corriente. Por lo tanto, obtenemos una corriente unidireccional en los terminales.
Ecuación de la fuerza electromotriz del generador de CC
La ecuación de la fuerza electromotriz del generador de CC viene dada por la ecuación:
Eg = PΦZN / 60A
donde,
Z es el número total de conductores de la armadura
P es el número de polos en un generador
A es el número de carriles paralelos dentro de la armadura
N es la rotación de la armadura en r.p.m.
E es la fuerza electromotriz inducida en cualquier carril paralelo dentro de la armadura
Eg es la fuerza electromotriz generada en cualquiera de los carriles paralelos
N/60 es el número de vueltas por segundo
El tiempo para una vuelta será dt=60/N*seg.
Lecturas Similares: Generador de CA Motor de CC Motor UniversalPérdidas en el generador de CC
La potencia de entrada no se transforma completamente en potencia de salida en una máquina de CC. Una parte de la potencia de entrada se desperdicia de diversas formas. En una máquina de CC, las pérdidas se clasifican a grandes rasgos en cuatro tipos:
- Pérdidas de cobre
Las pérdidas de cobre se producen cuando la corriente fluye a través del devanado. Estas pérdidas se producen debido a la resistencia del devanado. La pérdida de cobre se clasifica en tres formas: pérdida de inducido, pérdida de devanado de campo y pérdida de resistencia de contacto de las escobillas. - Pérdidas en el núcleo o pérdidas de hierro
Algunas pérdidas en el núcleo de hierro se producen cuando el inducido gira en el campo magnético. Estas pérdidas se conocen como pérdidas de núcleo. Estas pérdidas se clasifican en dos pérdidas: pérdida por histéresis y pérdida por corrientes de Foucault.
Tipos de generador de corriente continua
El generador de CC puede clasificarse en dos categorías principales: excitado por separado y autoexcitado.
Excitado por separado
Las bobinas de campo se excitan desde una fuente de CC exterior independiente en un generador de tipo excitado por separado.
Autoexcitado
En un generador de tipo autoexcitado, las bobinas de campo se energizan a partir de la corriente generada dentro del generador. Estos tipos de generadores pueden clasificarse a su vez en devanados en serie, devanados en derivación y devanados compuestos.
Aplicaciones de los generadores de CC
Algunas aplicaciones de los generadores de CC son:
- Los generadores de corriente continua de excitación separada se utilizan para fines eléctricos y de iluminación.
- El generador de CC en serie se utiliza en lámparas de arco para iluminación, generador de corriente estable y booster.
- Los generadores de CC se utilizan para compensar la caída de tensión en los alimentadores.
- Los generadores de CC se utilizan para suministrar energía a albergues, alojamientos, oficinas, etc.
Ésta ha sido una explicación exhaustiva sobre los generadores de CC. De la información anterior, podemos concluir que las principales ventajas de un generador de CC son su construcción y diseño sencillos.
Preguntas más frecuentes
¿Qué es un generador de CC?
Un generador de CC es una máquina eléctrica cuya función principal es convertir energía mecánica en electricidad.
¿Cuáles son los tipos de generadores?
Los tipos de generadores son:
- Generadores de corriente alterna
- Generadores de corriente continua
Indique verdadero o falso: Sin cambiar la construcción, el generador de CC se puede utilizar como motor de CC.
Verdadero.
Defina yugo.
La estructura externa del generador de CC se conoce como yugo.
¿Cuáles son los tipos de generador autoexcitado?
Los tipos de generador autoexcitado son:
- Generador en serie
- Generador en derivación
- Generador compuesto