Unidad 4
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Introducción
Los sistemas de alimentación de corriente directa no son muy comunes en la
ingeniería contemporánea. Sin embargo, motores de corriente continua todavía
tienen muchas aplicaciones prácticas, tales como: automóvil, aeronave, y
electrónica portátil, en el control de velocidad de aplicaciones...
Una ventaja de motores de corriente continua o directa es que es fácil de
controlar su velocidad en un amplio diapasón.
Los generadores de corriente continua son muy raros.
La mayoría de las máquinas de corriente continua son similares a las
máquinas de corriente alterna: es decir, tienen voltajes de ca y la corriente dentro
de ellos. Máquinas de corriente continua tienen salidas de cc sólo porque dentro de
ellos contienen un mecanismo de conversión de voltajes de ca a tensiones
continuas en sus terminales. Este mecanismo se llama un conmutador; por lo tanto,
las máquinas dc también son llamados máquinas de colector.
Poe lo tanto es importante no solo conocer el funcionamiento del motor de
corriente directa, sino que también, como se conforma internamente. Se mostrara
 
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
En general, los motores de corriente continua son similares en su
construcción a los generadores. De hecho podrían describirse como generadores
que funcionan al revés. Cuando la corriente pasa a través de la armadura de un
motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas debido a la acción del
campo magnético, y la armadura gira. La función del conmutador y la de las
conexiones de las bobinas del campo de los motores es exactamente la misma que
en los generadores. La revolución de la armadura induce un voltaje en las bobinas
de ésta. Este voltaje es opuesto al voltaje exterior que se aplica a la armadura, y de
ahí que se conozca como voltaje inducido o fuerza contra electromotriz. Cuando el
motor gira más rápido, el voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al
aplicado. La corriente entonces es pequeña, y la velocidad del motor permanecerá
constante siempre que el motor no esté bajo carga y tenga que realizar otro trabajo
mecánico que no sea el requerido para mover la armadura. Bajo carga, la armadura
gira más lentamente, reduciendo el voltaje inducido y permitiendo que fluya una
corriente mayor en la armadura.
Debido a que la velocidad de rotación controla el flujo de la corriente en la
armadura, deben usarse aparatos especiales para arrancar los motores de corriente
continua. Cuando la armadura está parada, ésta no tiene realmente resistencia, y si
se aplica el voltaje de funcionamiento normal, se producirá una gran corriente, que
podría dañar el conmutador y las bobinas de la armadura. El medio normal de
prevenir estos daños es el uso de una resistencia de encendido conectada en serie
a la armadura, para disminuir la corriente antes de que el motor consiga desarrollar
el voltaje inducido adecuado. Cuando el motor acelera, la resistencia se reduce
gradualmente, tanto de forma manual como automática.
Estator.- es aquel que está constituido por una corona de material
ferromagnético denominada culata o yugo en cuyo interior, van dispuestos unos
salientes radiales con una expansión en su extremo, denominados polos. Estos se
encuentran regularmente distribuidos y en número par. Los cuales se encuentran
sujetados por tornillos a la culata. Rodeando los polos, se hallan una bobina de hilo,
o pletina de cobre aislado, cuya misión es, al ser alimentadas por corriente continua,
crear el campo magnético inductor de la máquina, el cual presentará
alternativamente polaridades norte y sur. Salvo las máquinas de potencia reducida,
en general menores a 1 KW de potencia, encontramos también el estator,
alternando los polos antes mencionados, otros llamados polos de conmutación.
Yugo o carcasa: llamada también envolvente que sirve para proteger a la maquina
y sostener lar partes fijas de que consta el circuito magnético formado por partes
del mismo.
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Piezas polares también llamados polos: Es la parte del circuito magnético situada
entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar. Para
máquinas de pequeña capacidad se fabrican de una sola pieza y para máquinas de
mayor capacidad se fabrican siempre de un material magnético laminado utilizando
en algunos casos laminación en forma especial para obtener en el extremo de los
polos un entrehierro o espacio de aire que represente una reluctancia elevada para
impedir la distorsión y la desaparición de las líneas de fuerza del campo magnético
cuando se presenta en la máquina el remanente de la sección de armadura.
Núcleo. Es la parte del circuito magnético rodeado por el devanado inductor.
Devanado inductor. Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo
magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.
Expansión polar. Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al
entrehierro.
Polo auxiliar o de conmutación. Es un polo magnético suplementario, provisto o no,
de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Este suele usarse en las
máquinas de mediana y gran potencia.
Campo de excitación. Está formado por todas las bobinas que van colocados
alrededor de cada polo y conectados todos en serie y a la vez en paralelo con la
armadura.
Culata. Es una pieza de material ferromagnético, no rodeada por devanados, y
destinada a unir los polos de la máquina.
Base. La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de
operación de la máquina, puede ser de dos tipos:
a) Base frontal.
b) Base lateral.
Rotor o armadura. El rotor se construye con chapas finas de 0.3 a 0.5 mm de
espesor, aisladas unas de otras por una capa de barniz o de óxido. Con ranuras en
las que se introduce el devanado inducido de la máquina. Este devanado está
constituido por bobinas de hilo o de pletina de cobre convenientemente aislados,
cerrado sobre sí mismo al conectar el final de la última bobina con el principio de la
primera. Si se tratara de un rotor macizo, debido a la rotación y provocadas por el
campo magnético, aparecerían intensas corrientes de Foucault en el hierro del rotor
y esto le provocaría un aumento crucial en la temperatura; con lo cual se pondría en
peligro al devanado. Para mejorar el enfriamiento del rotor, en el cuerpo del mismo
se le practican hendiduras para una adecuada ventilación y en el lado anterior se
pueden sujetar aspas para ventilarlo.
 
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Eje del rotor. Se fabrica de acero, debidamente maquinado y construido a
tratamiento térmico cuando se necesita ensamblar con el núcleo magnético de la
armadura
 Armadura. Está formada por un núcleo magnético de laminación de acero al silicio
de buena calidad magnética y la laminación tiene un espesor que puede variar
desde los 15 milésimas hasta los 30 milésimas de pulgada.
Devanado inducido. Es el devanado conectado al circuito exterior de la máquina y
en el que tiene lugar la conversión principal de la energía. En la mayoría de los
casos se utilizan devanados de varillas o hilos. Un lazo conductor cerrado, que
comienza y termina en la parte la máquina llamada conmutador y recibe el nombre
de bobina. Un lazo conductor de varillas gruesas de cobre, planas, se denomina
devanado de varillas; en general, solo tienen una espira. Los lazos conductores
formados con un número mayor de espiras, de alambre, reciben el nombre de
devanados de hilo.
Núcleo del inducido. Está formado por un cilindro de chapas magnéticas que están
construidas, generalmente, de acero laminado con un 2% de silicio para mejorar las
perdidas en el circuito magnético. Este cilindro se fija al eje de la máquina, el cual
descansa sobre unos cojinetes de apoyo. Las chapas que forman el inducido o rotor
de la máquina disponen de ranuras en las cuales se alojan los hilos de cobre del
devanado inducido.
Conmutador. Es el conjunto de las láminas conductoras construidas con segmentos
de cobre electrolítico que reciben el nombre de “delgas”, aisladas al eje y unas de
otras, pero conectadas a las secciones de corriente continua del devanado y sobre
las cuales frotan las escobillas. El conmutador va colocado a una determinada
distancia del núcleo magnético de la armadura y el extremo de la delga queda del
lado del núcleo lleva una ranura en la cual se alojan las terminales de las bobinas y
posteriormente se fijan con soldadura.
Escobillas. La función de la escobillas es conducir las corrientes desde el
conmutador hacia el circuito externo generalmente se fabrican de carbono y para
generadores que operan con muy bajo voltaje se fabrican de cobre en algunos
casos de aleaciones de carbono y cobre. Las escobillas van colocadas en unos
alojamientos metálicos que van fijos al brazo porta escobillas y al anillo que lo
sostiene. El conjunto va debidamente aislado del material metálico de la máquina.
Entrehierro. Es el espacio comprendido entre las expansiones polares y el inducido,
suelen ser normalmente de 1 a 3 mm, lo imprescindible para evitar el rozamiento
entre la parte fija y la móvil.
Cojinetes. También conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima
operación de las partes giratorias de la máquina. Se utilizan para sostener y fijar
ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma
menos potencia.
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Caja de conexiones. Por lo general, en la mayoría de los casos las máquinas
eléctricas cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento
que protege a los conductores que alimentan al motor o que salen del generador,
resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento
que pudiera dañarlos.
Carcasa. La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material
empleado para su fabricación depende del tipo de máquina, de su diseño y su
aplicación.
Desarrollo de la práctica
Después de contar con un conocimiento sobre las partes que conforman un motor
de CD, se prosigue al desarme de un motor de corriente directa. Con la ayuda de
un torno industrial, ya que es un proceso muy laboroso desarmar el núcleo del
motor, además de herramienta variada que se ubica en la nave industrial de la
institución.
Se obtuvo el motor de corriente directa.
 
 
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Ya que el rotor está muy bien sellado, se prosiguió al desarme de este con un torno
industrial.
Después de desbastar un poco uno de los extremos, se consiguió retirar una de las
láminas del rotor del motor.
 
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Y así fue como se desarmo el motor de un ventilador para poder conocer cómo es
que se conforma en su interior.
 
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Conclusión.
Es importante conocer el concepto motor de corriente directa, por que como
se demostró, es tanta su importancia, que es obligatorio como futuros ingenieros
conocer tanto su ensamble y su funcionamiento, para hacer funcionar un motor de
cd con mayor eficiencia se debe conocer todas las partes del motor y como se
pueden posicionar mejor ya que tan solo un poco de desequilibrio puede perjudicar
el funcionamiento del motor.
Sin duda el motor de corriente directa ha sido cambiado por el motor de
corriente alterna, sin embargo es importante conocer las características con los que
cuentan para que si algún día se presenta la necesidad de aplicar un motor con las
características del motor de corriente directa, se pueda hacer un mejor rendimiento
de este.
Simplemente un motor de corriente directa es utilizado para convertir la
energía eléctrica en energía mecánica, pero gracias a las ventajas que ofrece son
utilizados para hacer los trabajos pesados, como iniciar un automóvil, en el cual se
necesita un gran torque.
Con la práctica se conocieron así los tópicos de un motor de corriente directa
así como su funcionamiento y las partes que lo conforman. En un futuro gracias a
esta práctica será más sencillo conocer las partes de un motor de cd.
Bibliografía.
  Chapman Stephen J. Maquinas Eléctricas 3a edición Mc Graw Hill.
  Kosow Irving L. Maquinas Eléctricas y transformadores.
  FitzGerald, Kingslev, Umán. Teoría y análisis de las maquinas eléctrica Mc-
Graw Hill.