Generadores de corriente continua se clasifican en función de cómo se excitan (es decir, se producen) sus campos. Hay tres métodos de excitación, y por lo tanto tres principales tipos de generadores de corriente continua:
- Generadores de CC de imanes permanentes Las bobinas de campo son excitadas por imanes permanentes
- Generadores de CC con excitación separada Las bobinas de campo son excitadas por alguna fuente externa
- Generadores de CC autoexcitados Las bobinas del campo son excitadas por el propio generador
Los generadores de corriente continua autoexcitados pueden clasificarse además en función de la posición de sus bobinas de campo. Los tres tipos de generadores de CC auto-excitados son:
- Generadores de heridas en serie
- Generadores de heridas por derivación
- Generadores de heridas compuestas
A generador portátil… es un ejemplo de una aplicación práctica que utiliza esas tecnologías.
Generador de DC de imanes permanentes
Cuando el flujo en el circuito magnético se crea a través del uso de imanes permanentes, entonces se conoce como un generador de DC de imanes permanentes.
Consiste en una armadura y uno o varios imanes permanentes situados alrededor de la armadura. Este tipo de generador de corriente continua no genera mucha energía.
Como tales, rara vez se encuentran en aplicaciones industriales. Normalmente se usan en aplicaciones pequeñas como las dínamos en las motocicletas.
Generador de CC con excitación separada
Estos son los generadores cuyos campos magnéticos son energizados por alguna fuente externa de DC, como un batería.
En la siguiente figura se muestra un diagrama de circuito de un generador de CC excitado por separado. Los símbolos de abajo son:
- Ia = Corriente de armadura
- IL = Corriente de carga
- V = Voltaje de terminal
- Eg = EMF generado (Fuerza Electromagnética)
Caída de tensión en la armadura = Ia Ra (R/sub>a es la armadura resistencia)
Déjalo,
Entonces..,
La energía generada es igual a
Y la energía entregada a la carga externa es igual a
Generadores de CC autoexcitados
Los generadores de CC autoexcitados son generadores cuyos campos magnéticos son energizados por el actual suministrados por ellos mismos. En este tipo de máquinas, las bobinas de campo están conectadas internamente con la armadura.
Debido al magnetismo residual, algunos flujo está siempre presente en los polos. Cuando se rota la armadura, se induce un poco de EMF. Por lo tanto, se produce alguna corriente inducida. Esta pequeña corriente fluye a través de la bobina de campo, así como de la carga, reforzando así el flujo de los polos.
A medida que el flujo del polo se fortalezca, producirá más EMF de armadura, lo que causará un mayor aumento de la corriente a través del campo. Este aumento de la corriente del campo aumenta aún más los CEM del armadura, y este fenómeno acumulativo continúa hasta que la excitación alcanza el valor nominal.
Según la posición de las bobinas de campo,generadores de CC auto-excitados puede ser clasificado como:
- Generadores de heridas en serie
- Generadores de heridas por derivación
- Generadores de heridas compuestas
Generador de heridas en serie
En este tipo de generadores, los devanados de campo están conectados en serie con conductores de armadura, como se muestra en la siguiente figura.
Toda la corriente fluye a través de las bobinas del campo, así como la carga. Como el bobinado de campo en serie lleva la carga completa actual está diseñado con relativamente pocas vueltas de alambre grueso. El resistencia eléctrica del devanado de campo en serie es por lo tanto muy bajo (casi 0,5 ).
Aquí:
- Rsc = Resistencia de los bobinados en serie
- Isc = Corriente que fluye a través del campo de la serie
- Ra = Resistencia de la armadura
- Ia = Corriente de armadura
- IL = Corriente de carga
- V = Voltaje de terminal
- Eg = EMF generado
Entonces..,
Tensión a través de la carga es igual a,
La energía generada es igual a,
La potencia suministrada a la carga es igual a,
Generadores de corriente continua de herida de derivación
En este tipo de generadores de corriente continua, los bobinados de campo están conectados en paralelo con los conductores de la armadura, como se muestra en la siguiente figura. En los generadores de bobinas en derivación, el voltaje en el devanado de campo es el mismo que el voltaje a través del terminal.
Aquí:
- Rsh = Resistencia del bobinado de la derivación
- Ish = Corriente que fluye a través del campo de derivación
- Ra = Resistencia de la armadura
- Ia = Corriente de armadura
- IL = Corriente de carga
- V = Voltaje de terminal
- Eg = EMF generado
Aquí la corriente de armadura Ia está dividiendo en dos partes una es la corriente de campo de derivación Ishy otro es la cargaactual IL.
Así que..,
La potencia efectiva a través de la carga será máxima cuando yoL será máximo. Por lo tanto, es necesario mantener el campo de desviación lo más pequeño posible. Para ello, la resistencia del bobinado del campo de derivación generalmente se mantiene alta (100 ) y se utiliza un gran número de vueltas para el CEM deseado.
La corriente del campo de desviación es igual a,
Tensión a través de la carga es igual a,
La energía generada es igual a,
La potencia suministrada a la carga es igual a,
Generador de DC de herida compuesta
En los generadores en serie, la salida voltaje es directamente proporcional a la carga actual. En los generadores de bobinas de derivación, el voltaje de salida es inversamente proporcional a la corriente de carga.
Una combinación de estos dos tipos de generadores puede superar las desventajas de ambos. Esta combinación de bobinas se llama generador de corriente continua de bobinas compuestas.
Los generadores de bobinas compuestas tienen bobinas de campo en serie y bobinas de campo en derivación. Un devanado se coloca en serie con la armadura, y el otro se coloca en paralelo con la armadura. Este tipo de generadores de corriente continua puede ser de dos tipos: generador de bobinado compuesto corto y generador de bobinado compuesto largo.
Generador de corriente continua de compuesto de derivación corto.
Los generadores de corriente continua de compuesto de derivación corta son generadores donde sólo el bobinado del campo de derivación está en paralelo con el el arrollamiento de la armaduracomo se muestra en la siguiente figura.
La corriente de campo de la serie es igual a,
La corriente del campo de desviación es igual a,
La corriente de la armadura es igual a,
Tensión a través de la carga es igual a,
La energía generada es igual a,
La potencia suministrada a la carga es igual a,
Generador de CC de herida compuesta de derivación larga
Los generadores de corriente continua de compuesto de derivación larga son generadores donde el devanado del campo de derivación está en paralelo con el campo en serie y el arrollamiento de la armaduracomo se muestra en la siguiente figura.
La corriente del campo de desviación es igual a,
Corriente de armadura, Ia = corriente de campo en serie,
Tensión a través de la carga es igual a,
La energía generada es igual a,
La potencia suministrada a la carga es igual a,
En un generador de heridas compuesto, el campo de derivación es más fuerte que el campo en serie. Cuando el campo en serie ayuda al campo de derivación, generador se dice que es la herida compuesta conmutada.
Por otro lado, si el campo en serie se opone al campo de derivación, se dice que el generador herida diferencialmente compuesta.
