¿Qué son los generadores de corriente continua autoexcitados?
¿Qué son los generadores de corriente directa autoexcitados?
Generador de corriente directa autoexcitado
Un generador de corriente directa moderno con una bobina excitadora es un generador autoexcitado, que comienza con la corriente inicial en la bobina excitadora. Cuando el generador está apagado, se genera una pequeña fuerza magnética en el hierro del rotor, lo que induce una fuerza electromotriz en el armadura y, por lo tanto, genera una corriente en los devanados de campo. Inicialmente, el campo magnético débil produce una pequeña corriente en la bobina, pero para mantener la autoexcitación, el flujo magnético adicional aumenta la fuerza electromotriz en el rotor, por lo que el voltaje se incrementa constantemente hasta que la máquina está completamente cargada.
Mecanismo de funcionamiento
Se retiene una pequeña cantidad de magnetismo en el hierro del rotor. Este campo magnético residual en el polo principal induce una fuerza electromotriz en la bobina del estator, lo que genera una corriente inicial en el devanado de campo.
La pequeña corriente que fluye a través de la bobina refuerza el campo magnético. Como resultado, el voltaje de salida y la corriente de campo aumentan. Este ciclo continúa hasta que la fuerza electromotriz en el armadura supera la caída de tensión en ambos extremos del devanado excitador. Sin embargo, después de alcanzar cierto nivel, el polo de campo se satura, en ese punto se alcanza el equilibrio eléctrico, la fuerza electromotriz del armadura ya no aumenta, y la corriente no aumenta. La resistencia del devanado de excitación tiene un valor fijo, con el cual se puede realizar la autoexcitación. Este valor de resistencia puede variar según los parámetros eléctricos del generador.
Tipo de generador de corriente directa
Los generadores de corriente directa se dividen principalmente en enrollados en serie, en paralelo y compuestos, cada uno con diferentes disposiciones de bobinas y características de regulación de voltaje.
Generadores de Enrollado en Serie
En los generadores de enrollado en serie, el campo y el armadura están conectados en serie, permitiendo que la corriente fluya a través del circuito externo y los devanados. El devanado de campo tiene baja resistencia y consta de pocas vueltas de alambre grueso, lo que aumenta el flujo de corriente a medida que disminuye la resistencia de carga.
Como resultado, el campo magnético y el voltaje de salida aumentan en el circuito. En este tipo de generador, el voltaje de salida varía directamente con respecto a la corriente de carga, lo cual no es requerido en la mayoría de las aplicaciones. Por esta razón, estos tipos de generadores rara vez se utilizan.
Generadores de Corriente Directa de Enrollado en Paralelo
En los generadores de enrollado en paralelo, el devanado de campo está conectado en paralelo al armadura, manteniendo un voltaje constante en todo el circuito. El devanado de campo presenta muchas vueltas para lograr una alta resistencia, limitando la corriente que pasa a través de él y dirigiendo el resto a la carga.
En los generadores de enrollado en paralelo, al estar conectados en paralelo, las corrientes en las ramas paralelas son independientes entre sí. Por lo tanto, el voltaje de salida es casi constante y, si varía, lo hace inversamente con respecto a la corriente de carga. Esto se debe a la caída de voltaje a medida que aumenta la resistencia del armadura.
Generador de Enrollado Compuesto
El generador de enrollado compuesto es una versión avanzada del generador de enrollado en serie y en paralelo. El principio de funcionamiento del generador es la combinación de ambos tipos para superar las desventajas de ambos. Tiene ambos tipos de devanado: devanado de campo en serie y en paralelo. Según su conexión, los generadores de enrollado compuesto se dividen en dos tipos: generador compuesto de derivación larga y generador compuesto de derivación corta.
Generador Compuesto de Derivación Larga
Aquí, el devanado de campo en paralelo está conectado en paralelo solo al armadura, como se muestra en la figura. El devanado en serie está entonces conectado en serie.
Generador Compuesto de Derivación Corta
Aquí, el devanado de campo en paralelo está conectado en paralelo solo al armadura, como se muestra en la figura. El devanado en serie está entonces conectado en serie.
Ventajas del Generador de Corriente Directa Compuesto
En el generador compuesto, el voltaje del armadura disminuye automáticamente cuando aumenta la corriente de carga, debido a lo cual el campo magnético producido por el devanado en paralelo disminuye. Pero el mismo aumento en la corriente de carga que fluye a través del devanado en serie causa un aumento en el campo magnético. Así, la disminución del campo magnético en el devanado en paralelo se compensa con el aumento en el campo magnético en el devanado en serie. De esta manera, el voltaje de salida permanece constante, como se muestra en la figura.
Generador de Corriente Directa Compuesto Comutativo y Diferencial
Como el generador de enrollado compuesto tiene ambos campos, en paralelo y en serie, su combinación hace mucha diferencia. Cuando el campo en serie ayuda al campo en paralelo, su impacto es mayor y se dice que es compuesto comutativamente. Por otro lado, si el campo en serie se opone al campo en paralelo, su impacto es menor y se dice que es un generador compuesto diferencial.
