Curva de Magnetización del Generador DC

Curva de Magnetización del Generador DC

Aprendizajes clave:

Definición de la Curva de Magnetización: La curva de magnetización de una máquina DC muestra la relación entre la corriente de campo y el voltaje terminal del armadura en circuito abierto.

Importancia: La curva de magnetización indica la saturación del circuito magnético, crucial para entender la eficiencia del generador.

Punto de Saturación: Este punto, también conocido como la rodilla de la curva, muestra donde los incrementos adicionales en la corriente de campo producen incrementos mínimos en el flujo.

Alineamiento Molecular: A medida que la corriente de campo aumenta, las moléculas magnéticas se alinean, aumentando el flujo y el voltaje generado hasta la saturación.

Magnetismo Residual: Incluso cuando la corriente es cero, queda algo de magnetismo en el núcleo del generador, influyendo en la curva de magnetización.

La curva de un generador DC es aquella que da la relación entre la corriente de campo y el voltaje terminal del armadura en circuito abierto.

Cuando el generador DC es impulsado por un motor principal, se induce un emf en el armadura. El emf generado en el armadura está dado por la expresión

es constante para una máquina dada. Se reemplaza por K en esta ecuación.

Aquí,

φ es el flujo por polo,

P es el número de polos,

N es el número de revoluciones realizadas por el armadura por minuto,

Z es el número de conductores del armadura,

A es el número de caminos paralelos.

Ahora, a partir de la ecuación, podemos ver claramente que el emf generado es directamente proporcional al producto del flujo por polo y la velocidad del armadura.

Si la velocidad es constante, entonces el emf generado es directamente proporcional al flujo por polo.

A medida que la corriente de excitación o corriente de campo (If) aumenta, el flujo y el emf generado también aumentan.

Si graficamos el voltaje generado en el eje Y y la corriente de campo en el eje X, la curva de magnetización será como se muestra en la figura siguiente.

La curva de magnetización de un generador DC es importante porque muestra la saturación del circuito magnético. Esta curva también se conoce como la curva de saturación.

Según la teoría molecular del magnetismo, las moléculas de un material magnético, que no está magnetizado, no están dispuestas o alineadas en un orden definido. Cuando pasa corriente a través del material magnético, sus moléculas se disponen en un orden definido. Hasta un cierto valor de corriente de campo, las moléculas máximas se disponen. En esta etapa, el flujo establecido en el polo aumenta directamente con la corriente de campo y el voltaje generado también aumenta. Aquí, en esta curva, el punto B al punto C muestra este fenómeno y esta porción de la curva de magnetización es casi una línea recta. Por encima de un cierto punto (punto C en esta curva), las moléculas no magnetizadas se vuelven muy pocas y se vuelve muy difícil aumentar aún más el flujo del polo. Este punto se llama punto de saturación. El punto C también se conoce como la rodilla de la curva de magnetización. Un pequeño aumento en el magnetismo requiere una corriente de campo muy grande por encima del punto de saturación. Por eso, la parte superior de la curva (punto C al punto D) se dobla como se muestra en la figura.

La curva de magnetización de un generador DC no comienza desde cero inicialmente. Comienza desde un valor de voltaje generado debido al magnetismo residual.

Magnetismo Residual

En materiales ferromagnéticos, el poder magnético y el voltaje generado aumentan a medida que fluye corriente a través de las bobinas. Cuando la corriente se reduce a cero, queda algo de poder magnético en el núcleo de la bobina, conocido como magnetismo residual. El núcleo de una máquina DC está hecho de material ferromagnético.