Màquines de corrent continu: components, excitacions i bobinats

La màquina de corrent continu té la particularitat de ser reversible, per això pot fer tant de generador (dinamo) com de receptor (motor).

Components d'una Màquina de Corrent Continu

Està constituïda per:

• Culata
• Peces polars
• Induït
• Nucli polar auxiliar
• Enrotllament de l'induït
• Enrotllament d'excitació
• Escombretes
• Col·lector de delgues
• Enrotllament de commutació
• Nucli polar

Aquestes màquines disposen a l'estator de dos circuits: el circuit principal d'excitació i el circuit auxiliar de commutació.

Circuit Magnètic

El circuit magnètic consta de les següents parts:

• Culata o carcassa: peça que suporta tota la màquina.
• Peces polars: nuclis sobre els quals es col·loquen els bobinats d'excitació i de commutació.
• Entreferro: espai d'aire comprès entre el rotor i els espais polars.
• Nucli retòric

Tipus de Bobinats

• Bobinat inductor: és l'encarregat de crear el flux necessari per a generar la força electromotriu desitjada en el bobinat induït.
• Bobinat inductor auxiliar: millora les condicions de funcionament de la màquina, principalment la commutació.
• Polos auxiliars: serveixen per millorar la commutació, per evitar el xiscleig. També es pot evitar canviant els pols de lloc.

Tipus d'Excitacions

• Excitació independent: les bobines inductores són recorregudes pel corrent subministrat per una font d'alimentació exterior a la màquina. El corrent d'excitació pot ser regulat per un reòstat o per la pròpia font.
• Excitació sèrie: les bobines inductores són recorregudes pel mateix corrent generat per l'induït i absorbit per la càrrega. Aleshores, seran de poques espires i d'una gran secció, per provocar la menor caiguda de tensió possible.
• Excitació shunt: en aquesta connexió, el circuit inductor està connectat en derivació amb el circuit induït i la càrrega, distribuint-se entre ells la intensitat total. Les bobines estan constituïdes per un nombre elevat d'espires i una secció reduïda.
• Excitació compound: porten dos circuits, un en sèrie i un altre en derivació.
• Bobinat de commutació: es connecta en sèrie amb el circuit induït, és a dir, els pols són travessats pel corrent total que produeix la dinamo.
• Bobinat induït:
  • D'anell: no s'utilitzen gaire per la dificultat de construcció i el mal aprofitament del coure.
  • De tambor: bon aprofitament del coure, menor resistència òhmica, major rendiment. Aquest circuit està sotmès a un camp magnètic, però a causa que el rotor gira, el camp magnètic és variable, condició indispensable per generar una f.e.m.

En els bobinats induïts pot haver-hi: bobinats d'una i dues capes per ranura, bobinats tancats.

Condicions dels Bobinats Induïts

Condicions que han de complir els bobinats induïts de corrent continu:

• Han de ser tancats.
• Les f.e.m. en els diferents circuits paral·lels seran iguals.
• Les resistències òhmiques dels diferents circuits han de ser iguals.
• Les bobines seran exactament iguals en longitud i nombre d'espires.

Bobinats Imbricats Simples

Quan les seccions directament unides entre si són consecutives.

Càlculs en Bobinats

Conceptes Clau

• Possibilitat d'execució: K/p
• Pas polar: Yk = K/2p
• Ycol = +1 Progressiu
• D = S = B · U = delgues
• Ample de secció: Y1 = Yk · U
• Pas de connexió: Y2 = Y1 - Ycol
• Pas d'escombretes: Yesc = D/2p
• Pas de ranura: nombre de ranures que ha d'avançar l'altre cantó actiu de la bobina per introduir-lo en la ranura.
• Pas de col·lector: nombre de delgues que cal saltar per connectar la següent secció induïda.
• Ample de secció: és la distància mesurada entre seccions induïdes, entre els cantons actius d'una mateixa secció.
• Pas de connexió: és la distància en seccions induïdes que cal retrocedir per trobar el principi de la secció següent.
• Pas d'escombretes: és una forma de trobar on estaran les línies neutres de l'induït.