diseño de maquinas r1_a

7/26/2019 Diseo de Maquinas r1_a

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DISEO DEMQUINAS

DE C.D.

Diseo de Mquinas Elctricas

DISEO DE MQUINAS ELCTRICAS

Ing. Carlos J. Mendoza Auris

UNIDAD II:


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MQUINAS DE C.D.

Las mquinas de corriente continua transforman laenerga mecnica en energa elctrica de corrientecontinua viceversa, se les denomina generadores omotores.

Estn esencialmente constituidas por una parte fija, queproduce el flujo de induccin, llamada inductor y otraparte giratoria, que contiene el arrollamiento en el culse produce la f.e.m. inducida, llamada inducido oarmadura.

CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS

Es necesario aplicar corriente continua en el inducido(bobinado situado en el rotor) y en el inductor(bobinado o imn situado en el estator).


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CLASIFICACIONES Y ESTANDARIZACIONES

DATOS DE PLACA

MOTOR

FRAME

HP

RPM

365 AT

15

GENERATOR

ARM. AMPS

1750

255

ARM. VOLTS 240

WINDING

INS.

FLD. OHMS

SHUNT

A

FLD. VOLTS

75,6

300

FLD. AMPS 3,2

DC MACHINE


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ARMAZN O CARCASA

La designacin del tamao del armazn es paraidentificar las dimensiones del motor.


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0PCIONES DE POTENCIA EN HP NEMA

1 1,5 2 3 5

7,5 10 15 20 25

30 40 50 60 75

100 125 150 200 250

300 350 400 450 500

600 700 800 1 000 1 250

1 500 1 750 2 000

POTENCIA NOMINAL

Son empleados en motores cd en el rango de 5 a 800 hp.


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DIMENSIONAMIENTO DE MOTORES DE C.D.

Haciendo (D

= P), vase en tabla (DimensionesNEMA para armazones).

El torque desarrollado:

v segn el tipo de refrigeracin, vase en tabla.

T =5250

P

0.97n[ ]

Los tipos de refrigeracin son los siguientes:

- enfriamiento por aire forzado- enfriamiento autoventilado- enfriamiento totalmente cerrado

Es la magnitud de la fuerza de rotacin ejercida por elcigeal y varia segn la velocidad a carga nominal.


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El dimetro de la armadura (d)

,d ,

DISEO DE LA ARMADURA


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DISEO DE LA ARMADURA

El paso de las ranuras de la armadura ()

=

Se considera: ,

El numero de ranuras de la armadura (N) =

Se considera: ,NN , N

La longitud de apilamiento de la armadura (a)

=

T


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9

El numero de elementos (nc)

=


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10

Tensin promedio entre delgas adyacentes (ecav

)

=

20 []

El nmero total de conductores por devanado de armadura (Z)

=


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Constantes de tensin y de torque

Constantes de tensin

Constantes de torque

=

[

. ]

=

, [

.

. ]

= Nmero de circuitos paralelos del devanadode la armadura

= para devanados imbricados = para devanados ondulados Considerar el devanado tipo simplex.


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Para mquinas enfriadas por aire, la densidadpermisible de corriente estn en el rango:

El flujo nominal por polo

12

5200 [A/

]

La corriente nominal por polo

I = 746P

[]

La seccin transversal del conductor

s

=

I

=T

K[ ]


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DISEO DE RANURAS

El ancho dela ranura (bs)

La profundidad de la ranura (ds)

13

0,4

0,5

2

4


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VERIFICACIN DE LA DENSIDAD DE FLUJO

< 170 klineas /

2,6 T)

Para un buen diseo:

Antes del diseo del conmutador, debe verificarse:

Donde:

Densidad crtica del flujo en la raz del diente.

=

=()

-

: =0,65 a 0,70 in


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DISEO DEL CONMUTADOR

Delga

Cilindro de barras

conductoras

Escobilla

cd

bw


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DISEO DEL CONMUTADOR

El dimetro superficial del conmutador ser:

=

El numero de barras (delgas) del conmutador (Kc)

Es un cilindro adherido al eje del inducido donde vaconectado el bobinado del inducido por medio de unaspletinas de cobre aisladas entre ellas por una capa demica.

En las delgas se conectan los principios y finales de cada

espira del bobinado inducido.


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DIMENSIONES DE LA ESCOBILLA

El ancho de una sola escobilla

El espesor de una sola

escobilla

La escobilla es una pieza que permite establecercontacto elctrico deslizante entre una parte fija y otramvil.

bW

bt

2 in

+

)


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(nb) : El nmero total de escobillas por conjunto (porcada juego de porta escobillas)

Las escobillas electrolticas exhiben una densidad decorriente:

DIMENSIONES DE LA ESCOBILLA

=

=


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19



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20

CARACTERIZACIN DEL DEVANADO DE ARMADURA


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DIMENSIONES DEL DEVANADO DE ARMADURA

0,125 0, 250

0, 50 1, 00

a in

a in

e

e

s

b

e s

e e s

c s

c p c

g d

d s b

d d N

N N

1

:

tan

2

sen

si

e

c

e e e

c

e e

d

OH b f g

OH b g


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DISEO DE POLOS DE CAMPOSe considera dos aspectos:

La longitud del entrehierroEl espesor del armazn

La longitud del entrehierro ()

0,0335 d

La longitud del entrehierro aumenta con el dimetrode armadura.


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DISEO DE POLOS DE CAMPO

Seccin del armazn

Espesor del armazn

, 1,2

200 000

f f f

PR

f

f a

A W t

FFA

W OHl

200 000

f PR

f

f a

A FFt

W OHl

Considerar:


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DISEO DE POLOS DE CAMPO

Seccin transversal del polo de campo


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Altura del polo de campo

1

2 2

2

pc f f h D t d

Longitud del vstago del polo

0,9sk pchl

Longitud de la zapata del polo0,1sh pchl

Longitud del devanado de campo

110 000 PRSK

a

FFW

FAl

Considerar:

, ,


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CARACTERSTICAS CONSTRUCTIVAS DE

LOS DEVANADOS DE ARMADURA

Un devanado de armadura, es un conjunto de

bobinas conectadas a los segmentos o delgas

del colector.Los problemas prcticos que se presentan en la

realizacin de un devanado de armadura son:

- La forma de conexin de los conductores

entre s.- La forma de conectar las puntas de los

bobinados a las delgas del colector.


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TIPOS DE DEVANADOS DE ARMADURALos devanados de armadura ms utilizados en

mquinas de corriente continua son:a) DEVANADO TIPO IMBRICADO

En este tipo de devanado sus dos extremos estn

conectados a 2 delgas adyacentes.


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CONEXIONES SIMTRICAS Y ASIMTRICAS

Si las puntas de una bobina se conectan a delgas

alineadas con el eje de simetra, tal conexin sedenominas imtrica.

Si se conectan a segmentos no alineados con dicho

eje, la conexin se denominaas imtrica

SIMETRICA

EJE DE SIMETRIA


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Si el extremo final de la bobina se conecta a la

delga siguiente se tiene un devanado imbricadoprogresivo .

I F

Sistema Progresivo

Avance de bobina

Si el extremo final se conecta a la delga anterior se

tiene un devanadoregresivo.

CONEXIONES PROGRESIVA Y REGRESIVA


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DESCRIPCINDEVANADO TIPO IMBRICADO


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Paso total o resultante

Ancho de seccin paso de bobina

Paso de conexin

Paso de escobillas

=

=

= y

=

= Paso de colector


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DEVANADO TIPO IMBRICADO SIMPLEDE UN SOLO ELEMENTO

Se ejecuta cuando el numero de ranuras esigual al numero de delgas.


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33

DEVANADO TIPO IMBRICADO SIMPLEDE DOS ELEMENTOS

Se ejecuta cuando el numero de ranuras esigual a la mitad del numero de delgas.


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34

b) DEVANADO TIPO ONDULADO

En este tipo de devanado sus dos extremos estn

conectados a delgas distantes.


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35

1 13 25

X X

DEVANADO ONDULADO REGRESIVO


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BOBINAS MUERTAS

Debe emplearse elementos muertos en todos losdevanados de armadura cuyas relaciones delgas/ranuras

no sean enteros.

Este elemento muerto queda aislado sin conectarse a

delga alguna.


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DESCRIPCINDEVANADO TIPO ONDULADO


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Paso de colector

Ancho de bobina

Paso de conexin

=

/ =

=

=

Paso total o resultante

= +


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UNCPFIEE - 2015ING. CARLOS J. MENDOZA AURIS

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