UNIDAD 1TRANSFORMADORES ELECTRICOSPRINCIPIOS GENERALESDurante el transporte de la energa elctrica se originan prdidas que dependen de su intensidad. Para reducir estas prdidas se utilizan tensiones elevadas, con las que, para la misma potencia, resultan menores intensidades. Por otra parte es necesario que en el lugar donde se aplica la energa elctrica, la distribucin se efecte a tensiones ms bajas y adems se adapten las tensiones de distribucin a los diversos casos de aplicacin. La preferencia que tiene la corriente alterna frente a la continua radica en que la corriente alterna se puede transformar con facilidad. La utilizacin de corriente continua queda limitada a ciertas aplicaciones, por ejemplo, para la regulacin de motores. Sin embargo, la corriente continua adquiere en los ltimos tiempos una significacin creciente, por ejemplo para el transporte de energa a tensiones extra altas. Para transportar energa elctrica de sistemas que trabajan a una tensin dada a sistemas que lo hacen a una tensin deseada se utilizan los transformadores. A este proceso de cambio de tensin se le "llama transformacin". NUCLEOSExisten 2 tipos de ncleos fundamentales de estructura del transformador ellos son el tipo ncleo y el tipo acorazado, los cuales se detallan a continuacin.1. Tipo ncleo: este tipo de ncleo se representa en la fig.1, indicando el corte A-1 la seccin transversal que se designa con S (cm2). Este ncleo no es macizo, sino que esta formado por un paquete de chapas superpuestas, y aisladas elctricamente entre s. Para colocarlas y poder ubicar el bobinado terminado alrededor del ncleo, se construyen cortadas, colocando alternadamente una seccin U con una seccin I. La capa siguiente superior cambia la posicin I con respecto a la U.

Vista y corte de un ncleo tipo ncleoLa aislacin entre chapas se consigue con barnices especiales, con papel de seda, o simplemente oxidando las chapas con un chorro de vapor.1. Ncleo tipo acorazado: este tipo de ncleo es ms perfecto, pues se reduce la dispersin, se representa en la fig.2, en vistas. Obsrvese que las lneas de fuerza de la parte central, alrededor de la cual se colocan las bobinas se bifurcan abajo y arriba hacia los 2 costados, de manera que todo el contorno exterior del ncleo puede tener la mitad de la parte central. Esto vale para las 2 ramas laterales como tambin para las 2 cabezas. Para armar el ncleo acorazado tambin se lo construye en trozos, unos en forma de E y otros en forma de I, y se colocan alternados, para evitar que las juntas coincidan.

Vista de un ncleo tipo acarazado con indicacin de la longitud magntica media.El hecho que los ncleos sean hechos en dos trozos, hace que aparezcan juntas donde los filos del hierro no coinciden perfectamente, quedando una pequea luz que llamaremos entrehierro. Obsrvese que en el tipo ncleo hay dos entrehierros en el recorrido de las fuerzas, y que el acorazado tambin, porque los dos laterales son atravesados por la mitad de lneas cada uno.DEVANADOSHay dos formas tpicas de bobinados para transformadores los cilndricos y planos. Los ncleo, con su forma, son los que determinan la eleccin de uno u otro tipo, salvo que se requieran propiedades especiales, como ser baja capacidad distribuida, para uso en telecomunicaciones u otros. Bobinado cilndrico: este tipo se usa cuando el ncleo del transformador es del tipo ncleo. Bobinado plano: este tipo se usa cuando el ncleo del transformador es del tipo acorazado. Los dos bobinados primario y secundario, rara vez se apartan en dos simples grupos de espiras, encimndolas; generalmente se apartan en dos partes o ms envueltas uno encima del otro, con el embobinado de baja tensin en la parte interna. Dicha conformacin sirve para los siguientes propsitos. Simplifica el problema de aislar el embobinado de alto voltaje del ncleo. Causa mucho menos filtracin de flujo, como seria el caso si los 2 embobinados estuvieran separados por alguna distancia del ncleo. Mejora la refrigeracin. Los materiales aislantes para el bobinado, o para colocar entre capas, son: papel barnizado, fibra, micanita, cinta impregnada, algodn impregnado, etc., para transformadores con bobinados al aire, y para los sumergidos en baos de aceite, se utilizan los mismos materiales sin impregnarse; debe evitarse el uso del caucho en los transformadores en bao de aceite, pues este lo ataca, y tiene efectos nocivos tambin sobre la micanita y aun sobre los barnices.Las piezas separadoras entre bobinados, secciones, o entre estas y el ncleo pueden ser de madera, previamente cocida en aceite, aunque actualmente se prefieren los materiales duros a base de papel o similares (pertinax, etc.). Si se usa madera, no debe interpretarse como que se dispone de aislacin, sino solamente de un separador. En cuanto a los conductores para hacer bobinas, su tipo depende de la seccin, pues hasta 6mm pueden usarse alambre y ms arriba de ese lmite se usan cables de muchos hilos, o bien cintas planas, para facilitar el bobinaje. La aislacin para los conductores pueden ser algodn, que luego se impregnar si no se emplea bao de aceite. Para transformadores de soldadura que trabajan con tensiones muy bajas y corrientes muy fuertes , se suelen colocar las cintas de cobre sin aislacin, pues la resistencia de contacto entre ellas es suficiente para evitar drenajes de corriente. Esta situacin mejora an debido a la oxidacin superficial del cobre.Definiciones fundamentalesEl transformador funciona segn el principio de la induccin mutua entre dos (o ms) bobinas o circuitos acoplados inductivamente. Se muestra un transformador terico con ncleo de aire en el cual estn acoplados dos circuitos por induccin magntica. En la figura se puede apreciar que los circuitos no estn fsicamente conectados (o sea no existe unin conductora entre ellos). El circuito conectado a la fuente de tensin alterna, V1 se denomina primario (en el circuito 1). El primario recibe su energa de la fuente de corriente alterna. Segn el grado de acoplamiento magntico entre los dos circuitos, la energa se transfiere del circuito 1 al circuito 2. Si los dos circuitos estn dbilmente acoplados, como en ,el caso del transformador con ncleo de aire, slo una pequea parte, de la energa se transfiere del primario (circuito 1) al secundario (circuito 2). Si las dos bobinas o circuitos estn devanados sobre un ncleo de hierro comn, estn fuertemente acoplados. En tal caso, casi toda la energa recibida de la alimentacin por el primario se transfiere al secundario debido a la accin transformadora. Pag 593Obsrvese el significado de la conversin usada para mostrar la polaridad positiva instantnea de la tensin alterna inducida en ambos arrollamientos como resultado de la accin transformadora. As, cuando V1 es positiva en un instante dado, en el arrollamiento primario se induce una tensin E1 de una polaridad tal que se opone a V1, deacuerdo a la ley de Lenz. Obsrvese tambin que la corriente I2 esta en posicin a I1. Esto tambin esta de acuerdo con la ley de Lenz ya que como I1 da igual a "m, I2 debe circular en un sentido tal que se oponga a I1, y (al mismo tiempo) que este de acuerdo con la polaridad instantnea de E2. Las polaridades instantneas de E2 y I2 establecen la polaridad instantnea de V2 y el sentido de la corriente en al carga. El coeficiente de acoplamiento, k, entre las dos bobinas es una relacin entre el flujo mutuo y el flujo total. S las dos bobinas estn dbilmente acopladas, como en el transformador con ncleo de aire, los trminos m y 2 son pequeos en comparacin con 1. En consecuencia, los trminos L2 y M son pequeos en comparacin con L1. Sustituyendo se obtiene un valor pequeo del coeficiente de acoplamiento, k. ste, a su vez, da lugar a un valor bajo de E2 y V2 (en comparacin con E1 y V1). Para cualquier carga dada, por consiguiente, un valor pequeo de V2 da lugar a una pequea corriente de carga, /2. As, para establecerlo simplemente, para un acoplamiento dbil, la potencia transferida al circuito secundario, E2I2, es relativamente pequea.Los transformadores que tienen un acoplamiento dbil, se usan principalmente en la comunicacin por alta frecuencia (RF) y en los circuitos electrnicos. Prcticamente todos los transformadores usados en aplicaciones de sistemas y mquinas elctricas, sin embargo, son transformadores con ncleo de hierro fuertemente acoplados. Si las bobinas o circuitos estn fuertemente acoplados, y los flujos de dispersin 1 y 2 son relativamente pequeos en comparacin con m, la inductancia mutua entre las dos bobinas tiene un valor elevado as como los trminos E2, I2 y V2. En este caso, la energa transformada E2I2t es prcticamente igual a E1I1t. En lo posible, al proyectar transformadores elctricos de potencia con ncleo de hierro, se intenta conseguir un coeficiente de acoplamiento unidad, (k=1) tal que, M=sqrt(L1L2), como en el caso de un transformador ideal. El acoplamiento entre los dos circuitos aumenta si partes de ambas bobinas se devanan sobre un mismo ncleo de bobina y la bobina est colocada sobre un ncleo magntico de reluctancia relativamente baja. Tales disposiciones tienden a reducir los flujos de dispersin 1 y 2. Pero incluso en proyectos ptimos, es imposible conseguir el transformador ideal, sin flujos de dispersin en el primario ni en el secundario y con acoplamiento unidad. Sin embargo, en el estudio que sigue se empieza con un transformador ideal, para simplificar el conocimiento de los fenmenos de los transformadores. Luego, se seguir con los transformadores de potencia reales.El transformador es un dispositivo que convierte energa elctrica de un cierto nivel de voltaje, en energa elctrica de otro nivel de voltaje, por medio de la accin de un campo magntico. Esta constituido por dos o ms bobinas de alambre, aisladas entre si elctricamente por lo general y arrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico. El arrollamiento que recibe la energa elctrica se denomina arollamiento de entrada, con independencia si se trata del mayor (alta tensin) o menor tensin (baja tensin). El arrollamiento del que se toma la energa elctrica a la tensin transformada se denomina arrollamiento de salida. En concordancia con ello, los lados del transformador se denominan lado de entrada y lado de salida. El arrollamiento de entrada y el de salida envuelven la misma columna del ncleo de hierro. El ncleo se construye de hierro por que tiene una gran permeabilidad, o sea, conduce muy bien el flujo magntico.En un transformador, el ncleo tiene dos misiones fundamentales: Desde el punto de vista elctrico -y esta es su misin principal- es la va por que discurre el flujo magntico. A travs de las partes de la culata conduce el flujo magntico siguiendo un circuito prescrito, de una columna a otra. Desde el punto de vista mecnico es el soporte de los arrollamientos que en l se apoyan. Para generar el flujo magntico, es decir, para magnetizar el ncleo de hierro hay que gastar energa elctrica. Dicha energa elctrica se toma del arrollamiento de entrada. El constante cambio de magnetizacin del ncleo de hierro origina prdidas. Estas prdidas pueden minimizarse eligiendo tipos de chapa con un bajo coeficiente de prdidas. Adems, como el campo magntico vara respecto al tiempo, en el hierro se originan tensiones que dan orgenes a corrientes parsitas, tambin llamadas de Foucault. Estas corrientes, asociadas con la resistencia hmica del hierro, motivan prdidas que pueden reducirse empleando chapas especialmente finas, de unos 0.3 mm de espesor, aisladas entre s (apiladas). En cambio, en un ncleo de hierro macizo se produciran prdidas por corrientes parsitas excesivamente grandes que motivaran altas temperaturas. Una vez descritos los dos principales componentes, va a tomar conocimiento del principio de la transformacin: El flujo magntico, peridicamente variable en el tiempo, originado por la corriente que pasa a travs del arrollamiento de entrada induce en el arrollamiento de salida una tensin que vara con la misma frecuencia. Su magnitud depende de la intensidad y de la frecuencia del flujo as como del nmero de vueltas que tenga el arrollamiento de salida, como se ve en la siguiente formula (ley de la induccin).E = 4.44 * 10-8 * aC * B * f * NEn la que aC = seccin del ncleo en pulgadas cuadradas, B = densidad mxima del flujo en lneas por pulgada cuadrada, E = tensin eficaz, f = frecuencia en Hz y N = nmero de espiras del devanado, o bien 10-9 * aC * B * f * N, expresando aC y B en cm2.Todo lo anterior se analiza con ms detalle en las siguientes lecciones.Transformador, dispositivo elctrico que consta de una bobina de cable situada junto a una o varias bobinas ms, y que se utiliza para unir dos o ms circuitos de corriente alterna (CA) aprovechando el efecto de induccin entre las bobinas (vase Electricidad). La bobina conectada a la fuente de energa se llama bobina primaria. Las dems bobinas reciben el nombre de bobinas secundarias. Un transformador cuyo voltaje secundario sea superior al primario se llama transformador elevador. Si el voltaje secundario es inferior al primario este dispositivo recibe el nombre de transformador reductor. El producto de intensidad de corriente por voltaje es constante en cada juego de bobinas, de forma que en un transformador elevador el aumento de voltaje de la bobina secundaria viene acompaado por la correspondiente disminucin de corriente.Transformadores de potenciaSon grandes dispositivos usados en los sistemas de generacin y transporte de electricidad y en pequeas unidades electrnicas (vase Electrnica). Los transformadores de potencia industriales y domsticos, que operan a la frecuencia de la red elctrica, pueden ser monofsicos o trifsicos y estn diseados para trabajar con voltajes y corrientes elevados. Para que el transporte de energa resulte rentable es necesario que en la planta productora de electricidad un transformador eleve los voltajes, reduciendo con ello la intensidad. Las prdidas ocasionadas por la lnea de alta tensin son proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente por la resistencia del conductor. Por tanto, para la transmisin de energa elctrica a larga distancia se utilizan voltajes elevados con intensidades de corriente reducidas. En el extremo receptor los transformadores reductores reducen el voltaje, aumentando la intensidad, y adaptan la corriente a los niveles requeridos por las industrias y las viviendas, normalmente alrededor de los 240 voltios. Los transformadores de potencia deben ser muy eficientes y deben disipar la menor cantidad posible de energa en forma de calor durante el proceso de transformacin. Las tasas de eficacia se encuentran normalmente por encima del 99% y se obtienen utilizando aleaciones especiales de acero para acoplar los campos magnticos inducidos entre las bobinas primaria y secundaria. Una disipacin de tan slo un 0,5% de la potencia de un gran transformador genera enormes cantidades de calor, lo que hace necesario el uso de dispositivos de refrigeracin. Los transformadores de potencia convencionales se instalan en contenedores sellados que disponen de un circuito de refrigeracin que contiene aceite u otra sustancia. El aceite circula por el transformador y disipa el calor mediante radiadores exteriores.TRANSFORMADOR IDEALUn transformador ideal es un artefacto sin prdidas, con una bobina de entrada y una bobina de salida. Las relaciones entre los voltajes de entrada y de salida, y entre la corriente de entrada y de salida, se establece mediante dos ecuaciones sencillas. En el transformador que se muestra tiene NP espiras de alambre sobre su lado primario y NS de espiras de alambre en su lado secundario. La relacin entre el voltaje VP(t) aplicado al lado primario del transformador y el voltaje VS(t) inducido sobre su lado secundario esVP(t) / VS(t) = NP / NS = aEn donde a se define como la relacin de espiras del transformadora = NP / NS La relacin entre la corriente ip(t) que fluye en el lado primario del transformador y la corriente is(t) que fluye hacia fuera del lado secundario del transformador esNP * iP(t) = NS * iS(t)iP(t) / iS(t) = 1 / aEn trminos de cantidades fasoriales, estas ecuaciones sonVP / VS = aIP / IS = 1 / aNtese que el ngulo de la fase de VP es el mismo que el ngulo de VS y la fase del ngulo IP es la misma que la fase del ngulo de IS. La relacin de espiras del transformador ideal afecta las magnitudes de los voltajes y corrientes, pero no sus ngulos. Las ecuaciones anteriores describen la relacin entre las magnitudes y los ngulos de los voltajes y las corrientes sobre los lados primarios y secundarios del transformador, pero dejan una pregunta sin respuesta: dado que el voltaje del circuito primario es positivo en un extremo especifico de la espira, cul seria la polaridad del voltaje del circuito secundario?. En los transformadores reales seria posible decir la polaridad secundaria, solo si el transformador estuviera abierto y sus bobinas examinadas. Para evitar esto, los transformadores usan la conveccin de puntos. Los puntos que aparecen en un extremo de cada bobina en la figura1 muestran la polaridad del voltaje y la corriente sobre el lado secundario del transformador. La relacin es como sigue:1.- Si el voltaje primario es positivo en el extremo punteado de la bobina con respecto al extremo no punteado, entonces el voltaje secundario ser tambin positivo en el extremo punteado. Las polaridades de voltaje son las mismas con respecto al punteado en cada lado del ncleo.2.- Si la corriente primaria del transformador fluye hacia dentro del extremo punteado de la bobina primaria, la corriente secundaria fluir haca afuera del extremo punteado de la bobina secundaria. Potencia en un transformador idealLa potencia suministrada al transformador por el circuito primario se expresa por medio de la ecuacinPent = VP * IP * cos PEn donde p es el ngulo entre el voltaje y la corriente secundaria. La potencia que el circuito secundario suministra a sus cargas se establece por la ecuacin:Psal = VS * IS * cos SEn donde s es el ngulo entre el voltaje y la corriente secundarios. Puesto que los ngulos entre el voltaje y la corriente no se afectan en un transformador ideal, p= s= . Las bobinas primaria y secundaria de un transformador ideal tienen el mismo factor de potencia.Cmo se compara la potencia que va al circuito primario del transformador ideal, con la potencia que sale por el otro lado?Es posible averiguarlo por medio de las ecuaciones de voltaje y corriente. La potencia que sale de un transformador es:Psal = VS *IS* cos Aplicando las ecuaciones de relacin de espiras nos resulta Vs = Vp /a y Is = a * Ip as quePsal = (VP/a) * a * IP * cos Psal = VP * IP * cos = PentDe donde, la potencia de salida de un transformador ideal es igual a su potencia de entrada.La misma relacin se aplica a la potencia reactiva Q y la potencia aparente S.Qent = VP *IP *sen = VS *IS *sen = QsalSent = VP *IP = VS *IS = SsalRelaciones en un transformador ideal.Consideremos un transformador ideal con ncleo de hierro como en el que los flujos de dispersin 1 y 2=0 y k=1. Un transformador de este tipo posee slo flujo mutuo m, comn a ambas bobinas primaria y secundaria. Cuando V1 es positiva en un instante dado, la corriente primaria I1 da lugar a un flujo mutuo del sentido indicado. La tensin primaria inducida, E1, de acuerdo con la convencin de puntos y la ley de Lenz, da lugar a una polaridad positiva en la parte superior de la bobina primaria, que en cada instante se opone a la tensin aplicada V1. De manera parecida, en el secundario, para el sentido indicado de m que se muestra, la polaridad positiva de E2 debe ser tal que cree un flujo desmagnetizante que se oponga a m (ley de Lenz). Una carga conectada en los bornes del secundario da lugar a una intensidad secundaria I2 que circula en respuesta a la polaridad de E2 y origina un flujo desmagnetizante.Pag 596Estamos ahora en condiciones de comprender cualitativamente cmo un transformador desarrolla potencia en el secundario y transfiere potencia del primario al secundario, de la siguiente manera:1. Supngase un circuito abierto, impedancia infinita o carga nula en el secundario, y por tanto, I2=0.2. Como resultado del flujo alterno mutuo m (creado por la tensin aplicada) se producen fem E1 y E2 que tienen la polaridad instantnea.3. Incluso cuando el transformador est sin carga, debe circular una pequea corriente por el primario, Im, conocida como corriente magnetizante. La corriente es pequea porque la tensin inducida en el primario, E1, se opone a la tensin aplicada V1, en cada instante. El valor de Im es funcin principalmente de la reluctancia del circuito magntico, !m y del valor mximo del flujo mutuo de magnetizacin, pm, para un nmero dado de espiras en el arrollamiento primario.4. Como muestra, el pequeo valor de Im retrasa 90 respecto a la tensin del primario y produce m.5. m, a su vez, induce las fem primaria y secundaria, E1 y E2, retrasadas 90. Estas fem inducidas estn en fase debido a que ambas son producidas por m. Obsrvese que E1 se opone a V1 (ley de Lenz). En ausencia de carga, representa todas las relaciones intensidad-tensin en el transformador ideal.6. Supngase una carga en retraso (inductiva) conectada en bornes del secundario del transformador ideal. Una carga de este tipo produce una intensidad I2 que retrasa un ngulo 2 respecto a E2.7. Los amperivueltas secundarios I2N2, tienden a producir un flujo desmagnetizante que reduce instantneamente el flujo mutuo, m, y las fem inducidas E2 y E1.8. La reduccin de E1 hace que circule una componente primaria de la componente de carga, I1', por el circuito primario, de manera que I1'N1=I2N2, llevando m a su valor original. Obsrvese que l1' retrasa 1a V1 mientras que I2 retrasa 2 respecto a E2 de manera que 1=2. La ltima igualdad es necesaria para que los amperivueltas magnetizantes del primario, I1'N1, compensen a I2N2, amperivueltas desmagnetizantes de la carga.9. El efecto de la componente primaria de la corriente de carga, I1', en la que la intensidad en el primario I1 es el vector suma de Im e I1'. En relacin con el factor de potencia del circuito primario.Las etapas anteriores revelan de qu manera responde el circuito primario a una carga sobre el circuito secundario. En un cierto sentido, el funcionamiento del transformador en carga puede considerarse similar a la carga de un motor derivacin de c.c.La igualdad entre la fmm de desmagnetizacin I2N2 y la componente de carga de la fmm primaria que debe circular para contrarrestar la accin desmagnetizante I1'N1.Transformador realSe est representado un transformador real en carga, con ncleo de hierro. Aunque hay un buen acoplamiento debido al ncleo de hierro, adems del flujo mutuo, m, se producen unos pequeos flujos de dispersin en los arrollamientos del primario y del secundario, 1 y 2.El flujo de dispersin primario, 1, produce una reactancia inductiva primaria, XL1. El flujo de dispersin secundario, 2, produce una reactancia inductiva secundaria, XL2. adems, los arrollamientos del primario y del secundario estn devanados con cobre que tiene una cierta resistencia. La resistencia interna del arrollamiento primario es r1 y la del secundario es r2.Las resistencias y reactancias de los arrollamientos del primario y del secundario, respectivamente, producen cadas de tensin dentro del transformador como resultado de las corrientes del primario y del secundario. Aunque estas cadas de tensin son internas, es conveniente representarlas externamente en serie con un transformador ideal. El transformador ideal se supone que no tiene cadas de tensin resistivas ni reactivas en sus arrollamientos. Se ha tenido en cuenta la dispersin mediante la cada de tensin del primario I1Z1 y la cada de tensin en el secundario, I2Z2. Como se trata de cadas de tensin inductivas, podemos decir que la impedancia interna primaria del transformador es:Z1=r1+jXL1 en la que todos los trminos se han definido.Pag 607Y la impedancia interna del secundario del transformador es:Z2=r2+jXl2 en la que todos los trminos se han definido.Ahora resulta posible ver la relacin entre las tensiones de bornes y las fem inducidas en el primario y en el secundario, respectivamente. Las fem inducidas en el primario y en el secundario pueden calcularse a partir de una relacin fundamental. E1=4,44fN1BmA*10(exp)-8 vE2=4,44fN2BmA*10(exp)-8 vEn la que todos los trminos ya se han definido anteriormente.Circuitos equivalentes para un transformador de potencia real.La resolucin y las comparaciones evidencian la posibilidad de utilizar transformaciones de impedancia para obtener un circuito equivalente del transformador real. Tal circuito equivalente es til para la resolucin de problemas relacionados con el rendimiento y la regulacin de tensin de un transformador.El circuito puede verse con la impedancia de carga y la resistencia y reactancia interna del secundario referidas al primario. Obsrvese que la intensidad en el primario, I1, es la suma de la corriente magnetizante, Im, y de la corriente de carga I1'. Esto est de acuerdo con las relaciones vectoriales de un transformador en carga indicadas. Adems, Rm representa las prdidas en el hierro del transformador equivalente, como consecuencia de la corriente magnetizante, Im. Pag 610Obsrvese que Rm est en paralelo con XLm que representa la reactancia del transformador (en vaci).La representacin del transformador que satisface tanto la condicin de carga como la de vaco. Si el secundario del transformador est en vaco, I'1=0, y slo circula Im(I1= Im) que produce una pequea cada de tensin interna debido a la impedancia del primario Z1. Como la impedancia del primario Z1 y la cada de tensin del primario l1Z1 son relativamente pequeas, es posible obtener un circuito equivalente aproximado colocando directamente la rama en paralelo L-R. a los bornes de la alimentacin, V1. Esto nos permite agrupar las resistencias y reactancias internas de los circuitos primario y secundario, respectivamente.Si el transformador est en carga, la corriente, I'1, es mayor que la corriente magnetizante Im, y sta puede considerarse despreciable, como puede verse en el equivalente simplificado. Esta figura permite establecer algunas consideraciones en las que interviene el rendimiento del transformador y la regulacin de tensin, as como el clculo de la corriente del primario (y del secundario). Identificacin de fases y polaridad de los arrollamientos de un transformadorAdems de los ensayos de vaco y de cortocircuito usados para determinar la regulacin, el rendimiento y el rendimiento diario de los transformadores comerciales, se suelen realizar otros ensayos antes de poner un transformador en servicio. Dos de tales ensayos tratan de la identificacin de fases y la polaridad, respectivamente, del transformador construido. La identificacin de fases es el proceso mediante el cual se identifican los terminales individuales que constituyen los devanados de cada una de las bobinas del transformador. El ensayo de polaridad se realiza de manera que los terminales individuales de los devanados de bobinas independientes de un transformador puedan ser marcados o codificados de manera que se identifiquen los terminales que tengan igual polaridad relativa instantnea. Consideraremos, primero, la polaridad, y luego las tcnicas de identificacin de fases.Se muestra un transformador de varias bobinas con dos arrollamientos de alta tensin y dos arrollamientos de baja tensin. Las bobinas de alta tensin (que tienen muchas espiras) estn codificadas con la letra H para designar sus terminales. Los terminales de baja tensin, estn designados por la letra X.Pag. 630La polaridad instantnea se codifica mediante un subndice. En el cdigo particular que se usa un subndice nmero impar para designar la polaridad instantnea positiva de cada arrollamiento. Obsrvese que el subndice de nmero impar se corresponde tambin con el punto que representa la fem inducida positiva en cada arrollamiento. As, en el caso de que las bobinas deban conectarse ya sea en paralelo o en serie para obtener distintas relaciones de tensin, puede hacerse adecuadamente la conexin teniendo en cuenta las polaridades instantneas. El lector comprobar por s mismo la manera cmo se asigna un punto (o un nmero impar) a los arrollamientos. Supngase que el primario H1-H2 est en tensin y que H1 est conectado en un instante dado al terminal positivo de la alimentacin. El flujo mutuo, m, en el ncleo, tiene en este instante el sentido de las agujas del reloj, indicado. De acuerdo con la ley de Lenz, las fem inducidas en los restantes devanados tienen el sentido que se ve. Otro mtodo para comprobar la convencin de puntos consiste en comparar la manera cmo estn devanadas las bobinas sobre el ncleo. Las bobinas H1-H2 y X3-X4 estn devanadas en el mismo sentido, por tanto el punto est en el terminal izquierdo. Las bobinas X1-X2 y H3-H4 estn devanadas en igual sentido, que es opuesto al de H1-H2. Estas bobinas deben tener el punto en el terminal derecho para significar polaridad positiva y polaridad opuesta a H1-H2.Desgraciadamente, es imposible examinar un transformador real y deducir el sentido en que estn devanadas sus espiras, ya sea para identificar las fases o determinar la polaridad relativa de los terminales de las bobinas. Un transformador con varios devanados puede tener como mnimo 5 o como mximo 50 conexiones, que llegan a la caja de terminales. Si fuera posible examinar los conductores desnudos de las bobinas, el dimetro de los hilos podra indicar qu conexiones o terminales estn asociados con las bobinas de alta o con las de baja tensin. Las bobinas de baja tensin tendrn conductores de seccin mayor que la de las bobinas de alta tensin. Las bobinas de alta tensin tambin pueden tener un aislamiento superior que las de baja tensin. Sin embargo, este examen fsico no proporciona ninguna indicacin relativa a la polaridad o desfase de las tomas de la bobina o de los terminales de la bobina asociados con las bobinas individuales que estn aisladas entre s.Identificacin de fases del transformadorUn transformador cuyos extremos de bobina han sido llevados hasta un bloque de terminales en el que (todava) no se han identificado stos en relacin a su fase o polaridad. Una lmpara de 115 V y una alimentacin de 115 V de c.a. proporciona un medio para la identificacin de la bobina. Si la parte de la carga de la lmpara est conectada al terminal H1 como se muestra y la conexin de exploracin se conecta al terminal X4, la lmpara no se enciende. Moviendo la conexin de exploracin de derecha a izquierda a lo largo del bloque de terminales no se produce indicacin en la lmpara hasta que se alcanza el terminal H4. La lmpara se enciende en los terminales H4 H3 y H2, indicando que solamente los cuatro terminales de la parte izquierda forman parte de una nica bobina. El brillo relativo de la lmpara tambin puede dar indicacin de las tomas. (La lmpara brilla ms cuando se cierra el circuito entre H1-H2 y menos cuando se cierra entre H1-H4.) Puede obtenerse una comprobacin ms sensible de la identificacin de fases de las bobinas y temas con un voltmetro de c.a. (1000 /V) en lugar de la lmpara, utilizando la escala de 150 V del voltmetro. El voltmetro indicar la tensin de alimentacin para cada toma de una bobina comn puesto que su resistencia interna (150 k) es mucho mayor que la resistencia del arrollamiento del transformador. Puede utilizarse un hmetro electrnico o accionado por bateras para identificar las tomas mediante medidas de resistencia y tambin comprobar los devanados de las bobinas mediante la prueba de continuidad.Pag. 632Polaridad del transformadorDespus de haber identificado los extremos de las bobinas mediante los ensayos de identificacin de fases anteriores, se determina la polaridad relativa instantnea segn el mtodo que muestra, usando un voltmetro de c.a. y una fuente de tensin de c.a. adecuada (de tensin nominal o inferior). El ensayo de polaridad consta de las siguientes etapas:1-.Seleccionar cualquier arrollamiento de alta tensin y usarlo como bobina de referencia.2-.Unir mediante una conexin una terminal de la bobina de referencia con una terminal de cualquier otro arrollamiento de polaridad desconocida.3-.Designar al otro terminal de la bobina de referencia con un punto de polaridad (+).4-.Conectar un voltmetro (c.a.) entre el terminal marcado con un punto de la bobina de referencia y el otro terminal de la bobina de polaridad desconocida.5-.Aplicar tensin a la bobina de referencia.6-.Anotar los valores de tensin en bornes de la bobina de referencia Vr y el de la tensin de ensayo entre bobinas, Vt.7-.Si la tensin de ensayo, Vt es superior a Vr, la polaridad es aditiva, y debe marcarse un punto en la bobina ensayada. 8-.Si la tensin de ensayo, Vt es menor que Vr, la polaridad es sustractiva, y debe marcarse un punto en la bobina ensayada.9-.Etiquetar el terminal marcado con punto en la bobina de referencia con la denominacin H1 y el terminal marcado con punto en la bobina de ensayada con X1.10-.Repetir las etapas 2 a 9 anteriores para los restantes arrollamientos del transformador.pag. 633Conexin de los Arrollamientos del Transformador en Serie y en Paralelo.Los ensayos de identificacin de fases y de polaridad descritos son fundamentales al considerar la manera en que los devanados de un nico transformador con varios devanados o los de varios transformadores individuales pueden conectarse en serie o paralelo, para obtener distintas tensiones. Consideramos primero el transformador de varios arrollamientos que tiene una tensin nominal de 115v para cada arrollamiento de alta tensin y 10v para cada arrollamiento de baja tensin. Es posible obtener cuatro relaciones de tensin usando este transformador , las combinaciones son:Pag. 634Obsrvese que cuando las bobinas estn conectadas en paralelo, las bobinas que tienen la misma tensin y polaridad instantnea estn en paralelo.Cuando las bobinas se conectan en serie, se une una terminal de una bobina con el terminal de polaridad opuesta de la otra de manera que las tensiones sean aditivas. Si se conectasen al revs, las tensiones inducidas se opondran entre s (obtenindose una tensin de salida cero). Obsrvese que las combinaciones de tensin producidas por las cuatro conexiones son respectivamente: 230/20 V; 230/10 V; 115/20 V. y 115/10 V. (Aunque con estas conexiones se obtienen cuatro combinaciones de tensin e intensidad, slo se obtienen tres relaciones, a saber: 23/1, 11,5/1 y 5,75/1.)Slo pueden conectarse en paralelo bobinas ,de idnticos valores nominales de tensin. La razn de ello, estriba en que cuando las bobinas estn en paralelo, las tensiones inducidas se oponen en cada instante entre s. As, si dos bobinas de distintas tensiones nominales estn en paralelo, se desarrollan grandes corrientes circulatorias en ambos devanados debido a que la impedancia equivalente interna de los arrollamientos es relativamente pequea, mientras que la diferencia neta entre las tensiones inducidas (desiguales) es relativamente grande.Las bobinas de distintas tensiones nominales, sin embargo, pueden conectarse en serie, aditiva o sustractiva. Esto hace aumentar el nmero de relaciones de transformacin posibles .en los transformadores con varios devanados. Con el transformador que muestra pueden conseguirse 21 combinaciones diferentes de tensin, capaces de suministrar la corriente nominal del secundario (sin tener en cuenta las conexiones como auto-transformador), usando un primario de 115 V. Aparece la posibilidad de un total de 14 tensiones con las combinaciones en serie aditiva o transformacin directa. Adems, pueden conseguirse 7 tensiones ms con las conexiones que usan combinaciones sustractivas. Resulta evidente que si no se usa el arrollamiento H1-H2 de 120 V como primario, son posibles otras combinaciones tales como la que resulta de usar el arrollamiento de 50 V (o el de 40 V, etc.) como primario. En estas aplicaciones el transformador puede usarse como transformador elevador o reductor con arrollamientos conectados tanto en serie aditiva como en serie sustractiva. As, pueden conseguirse muchas ms combinaciones de tensiones que las consideradas. Son posibles, todava, otras combinaciones si el devanado H1-H2 se conecta en serie aditiva con los devanados X7-X8 (H2 conectado a X7) y se obtiene un primario de 125 V. De manera similar, conectando el arrollamiento de alta tensin a otro arrollamiento de baja tensin se obtendran tensiones en el primario de hasta 230 V/5 V, etc. As, las posibilidades de transformacin son numerosas. Y todava hay ms si el transformador se conecta como autotransformador.Sin embargo, debe hacerse, notar que slo cuando se usan todos los arrollamientos en combinaciones aditivas es cuando el transformador alcanza generalmente su plena capacidad de potencia. Sin embargo, existen transformadores especiales construidos para proporcionar la plena capacidad, kVA, para cualquier combinacin de arrollamiento y/o relacin de transformacin, pero tales transformadores generalmente son de mayor tamao debido a que en su construccin se necesita ms hierro y conductores mayores. AI usar transformadores con distintas combinaciones serie, tanto aditivas como sustractivas, debe considerarse, por tanto, la posible reduccin de la potencia cuando se usen arrollamientos aislados, o sea, sin acoplamiento conductivo entre ellos.Funcionamiento en paralelo. Dos transformadores monofsicos funcionarn en paralelo si estn con la misma polaridad. Dos transformadores trifsicos funcionarn en paralelo si tienen la misma disposicin de devanados (por ejemplo, estrella-tringulo), estn conectados con la misma polaridad y tienen la misma secuencia de rotacin de fases. Si dos transformadores (o dos bancos de transformadores) tienen la misma tensin nominal, las mismas relaciones de espiras, las mismas impedancias (en porcentaje) y las mismas relaciones entre reactancia y resistencia, se repartirn la corriente de carga proporcionalmente a sus potencias nominales, sin diferencia de fase entre las corrientes de los dos transformadores. Si cualquiera de las condiciones anteriores no se cumple, la corriente de carga puede no repartirse entre los dos transformadores en proporcin a sus potencias nominales y puede haber una diferencia de fase entre las corrientes en los dos transformadores.TRANSFORMADOR TRIFASICOCasi todos los sistemas importantes de generacin y distribucin de potencia del mundo son, hoy en da, sistemas de ca trifsicos. Puesto que los sistemas trifsicos desempean un papel tan importante en la vida moderna, es necesario Para el anlisis de su circuito equivalente, conviene representar cada uno de los transformadores monofsicos que componen un banco trifsico por un circuito equivalente. Como los efectos de las capacidades de los devanados y de los armnicos de las corrientes de excitacin suelen ser despreciables, podr utilizarse cualquiera de los circuitos equivalentes deducidos para el caso de los monofsicos; los ms tiles para el presente estudio son los de la figura 1.

Figura 1.Circuitos equivalentes para un transformador sloEn ellos, el transformador esta representado, como en el teorema de Thvenin, por su impedancia en cortocircuito en serie con su tensin en circuito abierto; la razn de las tensiones en circuito abierto est representada por un transformador ideal; y las caractersticas de excitacin estn representadas por la admitancia en circuito abierto.Los valores de los parmetros pueden obtenerse a partir de los datos de diseo o ensayos en circuito abierto o en cortocircuito tomados a uno u otro lado del transformador, y estos valores se pueden emplear, sin modificacin, o en el circuito equivalente de la figura 1a (en el cual se coloca la admitancia de excitacin en el lado primario) o en el circuito equivalente de la figura 1b (en el cual se coloca la admitancia de excitacin en el lado del secundario) En muchos problemas, los efectos de la corriente de excitacin son tan pequeos que puede despreciarse por completo la corriente de excitacin y representarse el transformador por su impedancia equivalente en serie con un transformador ideal. Si se quiere, las impedancias equivalentes y admitancias de excitacin de la figura 1 se puede referir al otro lado del transformador multiplicando o dividiendo, segn sea el caso, por el cuadrado de la razn de transformacin. El AutotransformadorTodas las combinaciones discutidas para el transformador suponen aislamiento entre el primario y el secundario. Existen posibles transformaciones con mayor rendimiento y sin reduccin importante (por el contrario, incluso con aumento) de potencia en un autotransformador con tal de que estemos dispuestos a sacrificar el aislamiento del secundario respecto del circuito primario.Pag. 638Tericamente, un autotransformador se define como un transformador que tiene slo un arrollamiento. As, un transformador con varios arrollamientos que tenga arrollamientos aislados puede considerarse un autotransformador si todos sus arrollamientos estn conectados en serie aditiva (o sustractiva) para formar un arrollamiento nico. Se muestran tales conexiones de autotransformador. A primera vista, puede parecer que .el transformador reductor no es ms que un divisor de tensin. Pero fijndonos en el sentido de la corriente de la parte del autotransformador comn a ambos circuitos, primario y secundario, le, puede verse que dicho sentido es inverso comparado a un divisor de tensin ordinario. Adems, en un divisor de tensin ordinario, l1 es mayor que I2. Pero el autotransformador debe obedecer a una ecuacion en la que V1I1= V2I2. Como V2 es ms pequeo que V1, l2 debe ser mayor que I1. As, para el circuito que muestra, como autotransformador reductor.I2= I1+ IcTambin se prueba sin ningn gnero de dudas que el autotransformador cuando se usa como elevador no tiene la posibilidad de ser un divisor de tensin. Nuevamente, como V1I1= V2I2 y V2>V1, entonces I1>I2. As, para el circuito, como autotransformador elevador.I1= I2+ IcEl autotransformador tambin puede hacerse regulable, de manera muy parecida a como un potencimetro se convierte en un divisor de tensin regulable. Los autotransformadores regulables constan de un nico arrollamiento devanado sobre un ncleo de hierro toroidal. Tales auto-transformadores regulables, denominados powerstats o variacs, tienen un contacto deslizante de carbn sobre un eje giratorio que hace contacto con espiras expuestas del arrollamiento del transformador. Aunque la construccin permite su uso slo como transformador reductor, sino, que permite ambos usos, reductor y elevador (lo que es imposible en un potencimetro). Obsrvese que en ambos casos, sin embargo, slo se emplea un nico arrollamiento. Los autotransformadores regulables son extremadamente tiles en el laboratorio o en situaciones experimentales en las que se requiere una amplia gama de ajuste de tensiones con poca prdida de potencia. Se describe la aplicacin del autotransformador variable como un dispositivo de control de velocidad de un motor monofsico. Debe observarse que la corriente instantnea en la parte comn del auto-transformador, Ic, indica que puede tener cualquier sentido. hacia arriba (alejndose) o hacia abajo (acercndose) respecto a la conexin comn, dependiendo de si se usa el transformador como dispositivo reductor o como elevador. Veremos, tambin, que el sentido de la corriente instantnea es tambin funcin de si el arrollamiento comn usa polaridad aditiva o substractiva respecto a la parte del arrollamiento no comn a ambos circuitos (primario y secundario). As, la nica manera de determinar el sentido de la corriente en el arrollamiento comn consiste en dibujar los sentidos instantneos de la intensidad en el primario, I1, y la intensidad en el secundario, I2. La diferencia entre estas corrientes es Ic.Cualquier transformador ordinario con aislamiento entre los dos devanados puede convertirse en autotransformador. En esta figura puede verse el transformador con su aislamiento original, con su polaridad marcada. El transformador seleccionado es un transformador con aislamiento de 10 kVA y 1200/120 V. Se desea convertir este transformador en un autotransformador, conservando la polaridad aditiva entre los lados de alta tensin y de baja tensin. Este circuito con el terminal comn del autotransformador en la parte superior y esta dibujado con el terminal comn en la parte inferior. Como la polaridad es aditiva la tensin en el secundario V2= 1320v, mientras que la tensin el primario, V1 es 1200v. Aunque la potencia original del transformador con aislamiento es 10 kVA, la disposicin que muestra resulta tener aumento notable de potencia. Tambin se observa que la parte baja tensin tiene una corriente superior (I1>I2) y que Ic debe circular hacia el terminal comun.El enorme incremento de potencia en kVA, producido al conectar un transformador como autotransformador es lo que permite que los auto transformadores sean de tamao mucho menor que los transformadores. Sin embargo, debe hacerse notar que solo cuando la relacin entre las tensiones del primario y del secundario se acerca a la unidad, existe un aumento notable de capacidad. Si la relacin entre las tensiones del primario y secundario es elevada, el incremento de potencia no es tan notable.Pag. 640Descripcin de Pruebas a que se Someten los TransformadoresPara conocer el estado de sus componentes y poder tomar decisiones oportunas que garanticen la continuidad de serv ci de las instalaciones, es preciso someter a los transformadores elctricos a programas de mantenimiento, los cuales contienen dentro de sus actividades, la ejecucin de una serie de pruebas cuyos resultados determinarn la decisin a tomar sobre: La operacin, reposicin de elementos (principalmente del aceite), o reparacin mayor.Las pruebas que se ejecutan en los transformadores pueden dividirse en dos grupos que son: . Pruebas del aceite o liquido dielctrico Pruebas del aislamiento Pruebas de los devanados Pruebas del aceite o liquido dielctrico. Las pruebas que proporcionan elementos de juicio mas certeros por lo que al aceite se refiere son:1. Prueba, de rigidez dielctrica 1. # de neutralizacin 1. De acidez1. De compuestos polares1. De factor de potencia1. De envejecimiento1. De contenido de agua1. De tensin interfacial1. De colorUNIDAD 2MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA (C.C)GENERADORESMotores y generadores elctricos, grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energa mecnica en elctrica, o a la inversa, con medios electromagnticos. A una mquina que convierte la energa mecnica en elctrica se le denomina generador, alternador o dnamo, y a una mquina que convierte la energa elctrica en mecnica se le denomina motor. Dos principios fsicos relacionados entre s sirven de base al funcionamiento de los generadores y de los motores. El primero es el principio de la induccin descubierto por el cientfico e inventor britnico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a travs de un campo magntico, o si est situado en las proximidades de un circuito de conduccin fijo cuya intensidad puede variar, se establece o se induce una corriente en el conductor. El principio opuesto a ste fue observado en 1820 por el fsico francs Andr Marie Ampre. Si una corriente pasaba a travs de un conductor dentro de un campo magntico, ste ejerca una fuerza mecnica sobre el conductor. La mquina dinamoelctrica ms sencilla es la dinamo de disco desarrollada por Faraday, que consiste en un disco de cobre que se monta de tal forma que la parte del disco que se encuentra entre el centro y el borde quede situada entre los polos de un imn de herradura. Cuando el disco gira, se induce una corriente entre el centro del disco y su borde debido a la accin del campo del imn. El disco puede fabricarse para funcionar como un motor mediante la aplicacin de un voltaje entre el borde y el centro del disco, lo que hace que el disco gire gracias a la fuerza producida por la reaccin magntica. El campo magntico de un imn permanente es lo suficientemente fuerte como para hacer funcionar una sola dinamo pequea o motor. Por ello, los electroimanes se emplean en mquinas grandes. Tanto los motores como los generadores tienen dos unidades bsicas: el campo magntico, que es el electroimn con sus bobinas, y la armadura, que es la estructura que sostiene los conductores que cortan el campo magntico y transporta la corriente inducida en un generador, o la corriente de excitacin en el caso del motor. La armadura es por lo general un ncleo de hierro dulce laminado, alrededor del cual se enrollan en bobinas los cables conductores. Generadores de corriente continuaSi una armadura gira entre dos polos de campo fijos, la corriente en la armadura se mueve en una direccin durante la mitad de cada revolucin, y en la otra direccin durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en una direccin, o continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolucin. En las mquinas antiguas esta inversin se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre s y servan como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbn se mantenan en contra del conmutador, que al girar conectaba elctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posicin en el momento en el que la corriente inverta su direccin dentro de la bobina de la armadura. As se produca un flujo de corriente de una direccin en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial ms alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 V. En algunas mquinas ms modernas esta inversin se realiza usando aparatos de potencia electrnica, como por ejemplo rectificadores de diodo. Los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran nmero de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del ncleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador mltiple. Si una armadura tiene un solo circuito de cable, la corriente que se produce aumentar y disminuir dependiendo de la parte del campo magntico a travs del cual se est moviendo el circuito. Un conmutador de varios segmentos usado con una armadura de tambor conecta siempre el circuito externo a uno de cable que se mueve a travs de un rea de alta intensidad del campo, y como resultado la corriente que suministran las bobinas de la armadura es prcticamente constante. Los campos de los generadores modernos se equipan con cuatro o ms polos electromagnticos que aumentan el tamao y la resistencia del campo magntico. En algunos casos, se aaden interpolos ms pequeos para compensar las distorsiones que causa el efecto magntico de la armadura en el flujo elctrico del campo. Los generadores de corriente continua se clasifican segn el mtodo que usan para proporcionar corriente de campo que excite los imanes del mismo. Un generador de excitado en serie tiene su campo en serie respecto a la armadura. Un generador de excitado en derivacin, tiene su campo conectado en paralelo a la armadura. Un generador de excitado combinado tiene parte de sus campos conectados en serie y parte en paralelo. Los dos ltimos tipos de generadores tienen la ventaja de suministrar un voltaje relativamente constante, bajo cargas elctricas variables. El de excitado en serie se usa sobre todo para suministrar una corriente constante a voltaje variable. Un magneto es un generador pequeo de corriente continua con un campo magntico permanente. Circuito Equivalente de un Generador de ccSe presenta el circuito equivalente de un generador de cc. En ella, el circuito de armadura ha sido representado por una fuente ideal de voltaje EA y una resistencia RA. En realidad la representacin corresponde al equivalente Thevenin de todo el circuito del rotor incluyendo las bobinas del rotor, los interpolos, y el arrollamiento de compensacin, si existe. La cada de voltaje de las escobillas se representa por una batera Vescob cuya polaridad es contraria al sentido de corriente de la mquina. Las bobinas de campo, productoras del flujo, magntico del generador, se representan mediante la inductancia Lf y la resistencia Rf. La resistencia Raj es una resistencia externa variable utilizada para regular la magnitud de la corriente del campo. :Pueden introducirse algunas variantes simplificativas del circuito anterior: la cada de voltaje en las escobillas es normalmente una pequea fraccin del voltaje generado por la mquina. Entonces, en ocasiones no muy crticas, dicha cada de tensin puede despreciarse. o an incluirse dentro del valor de RA. Tambin a veces en Rf se incluyen la resistencia del campo y la resistencia variable exterior. Una tercera variante ocurre cuando el generador tiene ms de un arrollamiento de campo, caso en el que todos deben representarse en el circuito equivalente.Pag. 235Generador con Excitacion IndependienteEl generador, de cc de excitacin independiente es un generador cuya corrientede campo es suministrada por una fuente separada de voltaje. Se muestra el circuito equivalente de la mquina : all Vt es el voltaje medido en los terminales del generador, e IL representa la corriente que circula por las lneas a las cuales sean conectados dichos terminales. La fuerza electromotriz generada es EA e IA, es la corriente de armadura. Es evidente, es la corriente de armadura. Es evidente que en este generador las corrientes de lnea y de armadura son iguales:Pag. 237Caracteristica Terminal del Generador de Exitacion IndependienteLa caracterstica terminal de un dispositivo es la representacin grfica de sus variables de salida, una en funcin de otra. En un generador de cc las variables de salida son la tensin en terminales y la corriente de lnea. Por consiguiente, la caracterstica terminal del generador de excitacin independiente es una grafica de Vt contra IL a la velocidad constante . Por la ley de voltajes de Kirchhoff la tensin en terminales.Como la fuerza electromotriz generada internamente es independiente de IA, la caracterstica terminal del generador de excitacin independiente es una lnea recta.Qu pasa en este generador cuando se aumenta la carga? Cuando se incremntala carga que suministra el generador. Aumenta IL (y por consiguiente), a medida que aumenta la corriente de armadura tambin se incrementa la cada IA RA, as que disminuye el voltaje en terminales del generador. Es interesante observar que la caracterstica terminal no siempre es completamente precisa: en generadores sin arrollamiento compensador el aumento de IA incrementa la reaccin de inducido, y la reaccin de armadura debilita el flujo, disminuyendo la tensin generada EA =K!, lo cual disminuye an ms el voltaje en terminales del generador. A menos que se especifique otra cosa, en las caractersticas que siguen se asumir que los generadores tienen arrollamientos de compensacin. No obstante, es importante tener presente que si no existe devanado de compensacin la reaccin de armadura puede modificar las caractersticas.Pag. 238Generador con Excitacin en DerivacinEl generador derivacin de ce es un generador que suministra su propia corriente de excitacin mediante la conexin directa del campo sobre los terminales de la maquina. Se ha dibujado su circuito, equivalente. All puede verse que la corriente del inducido proporciona las corrientes del campo y de la carga:IA = IF + ILLa ecuacin del voltaje del circuito de armadura es:VT = EA -IA * RAComparado con el generador de excitacin independiente, el generador derivacin tiene la ventaja de que no requiere fuente adicional para alimentar su excitacin. Pero surge una pregunta: si el generador suministra su propia comente de campo, cmo consigue el flujo inicialmente el generador cuando se pone en funcionamiento?Pag. 245Proceso de autoexcitacin del generador derivacinSupngase que no se conecta, carga al generador y que la mquina motrizcomienza a mover el eje del generador, cmo se consigue que aparezca voltaje en los termnales de la mquina?El proceso de autoexcitacin de un generador de cc necesita de la existencia de un flujo residual en los polos de la mquina. De esta forma, cuando el generador comienza a girar se induce en la armadura el voltaje.EA = Kres Esta tensin que puede ser tan slo de uno o dos voltios, aparece en los terminales del generador y, por consiguiente, hace circular corriente por las bobinas del campo (If= Vt! /Rf). La corriente da lugar a una fuerza magnetomotriz que incrementa el flujo de los polos. El aumento de flujo origina un aumento de EA =K! el cual, a su vez, aumenta el voltaje terminal VT. Al aumentar VT aumenta IF, dando lugar a mayor flujo , el cual aumenta nuevamente EA, etc. Ntese que el efecto de la saturacin magntica de los polos es el que eventualmente limita el voltaje terminal del generador. Qu pasa si se pone en marcha un generador derivacin y no ocurre el proceso de elevacin de voltaje por autoexcitacin? Hay varias causas que pueden conllevar a que no se prodzcala elevacin de tensin; entre ellas estn:1. Es posible que no haya flujo magntico residual en el generador para poder iniciar el proceso: si el flujo residual res=0, entonces EA=0 y el voltaje nunca aumentar.2. Puede haberse invertido el sentido de giro del generador, o puede haberse invertido la conexin del campo; en cualquiera de estos casos si se produce una tensin interna EA, pero sta hace circular una corriente de campo cuya fuerza magnetomotriz da lugar a un flujo que, en vez de reforzar, se opone al flujo residual. Bajo esta circunstancia el flujo resultante es menor que res y el voltaje tampoco aumentar.3. La resistencia del campo puede estar ajustada en un valor mayor que el de resistencia critica. Normalmente, el generador shunt incrementa voltaje hasta el punto en donde la curva de magnetizacin intersecta la lnea de resistencia de campo: si sta tiene el valor correspondiente a R2, la recta resulta casi paralela a la curva de magnetizacin. Como la tensin de la curva de magnetizacin vara de la velocidad de rotacin del generador, la resistencia crtica tambin vara con la velocidad. En general, a menor velocidad, menor resistencia crtica.Caracterstica Terminal del Generador DerivacinLa caracterstica terminal del generador derivacional es diferente de la del generador de excitacin independiente, debido a que su corriente de excitacin depende del voltaje terminal de la mquina. Para explicar la caracterstica terminal del generador, obsrvese lo que ocurre cuando se va incrementando la carga, partiendo de la condicin de vaco.Cuando aumenta la carga del generador, IL aumenta y tambin lo hace IA = IL + If.El incremento de IA aumenta la cada de voltaje IA RA en la resistencia de armadura, causando la disminucin de VT = EA - IA ! RA. Hasta aqu se tiene el mismo comportamiento del generador de excitacin independiente. Sin embargo cuando, VT disminuye, tambin disminuye la corriente de excitacin del generador derivacional, ocasionando descenso del flujo y de EA. Si EA disminuye, produce una mayor disminucin del voltaje terminal VT = EA ! - IA RA. Ntese que la cada del voltaje es ms pronunciada que en el generador con excitacin independiente. Pag. 248Control del Voltaje del Generador DerivacinAl igual que en el generador de excitacin independiente, hay dos formas de controlar la tensin de un generador derivacin:1-. Variar la velocidad m del eje del generador.2-. Variar la corriente de excitacin del generador mediante la variacin de la resistencia del campo.El mtodo ms utilizado es el de variar las resistencias del campo Rf, entonces aumenta la corriente de campo If = VT / Rf !, aumentando el flujo y la tensin generada EA, con lo cual se incrementa tambin el voltaje terminal del generador. Generador con Excitacin en SerieEl generador serie tiene el campo conectado en serie con su armadura. Dado que la armadura conduce una corriente mucho ms elevada que la de un campo en derivacin, el campo del generador serie necesita pocas espiras de alambre cuya seccin debe ser muy superior a la de un alambre de campo en derivacin. Como la fuerza magnetomotriz se expresa mediante la ecuacin ! = NI, puede conseguirse exactamente la misma fuerza magnetomotriz mediante pocas espiras y alta corriente, que con muchas espiras y poca corriente. Como la corriente de plena carga lo recorre, el campo serie debe tener la misma resistencia posible. Se representa el circuito equivalente del generador serie; en esta mquina las corrientes de armadura, de campo y de lnea son iguales. La ecuacin de voltajes del generador es:VT = EA - IA ( RA + RF)Pag. 256Caracterstica Terminal del Generador SerieLa curva de magnetizacin del generador serie es similar a la de los otros generadores. Sin embargo, en vaci no hay corriente de campo, de tal manera que VT alcanza solamente el valor correspondiente al flujo remanente de la mquina. Cuando la caiga aumenta, tambin lo hace la corriente de campo, de tal manera que EA aumenta rpidamente. La cada IA (RA + Rs) tambin se incrementa, pero al comienzo es mayor el aumento de EA que el de la cada, as que VT aumenta. Despus de la mquina se aproxima a la saturacin y EA permanece casi invariable: a partir de este puni predomina la cada de tensin resistiva, y VT comienza a disminuir.Se muestra este tipo de caracterstica, de la cual es obvio que la maquina sera psima como fuente de voltaje constante: de hecho tiene regulacin de voltaje elevada y negativa.El generador serie solamente se utiliza en algunos pocos casos especiales en los que pueda explotarse lo pronunciado de su caracterstica de voltaje. Una de tales aplicaciones se presenta en la soldadura del arco. En este cas el generador serie se disea con gran efecto de reaccin de armadura, con lo cual se consigue que la caracterstica terminal adopte la forma indicada. Ntese que cuando los electrodos se juntan antes de comenzar a soldar, circula una gran corriente; cuando el operario separa los electrodos, rpidamente aumenta el voltaje del generador mientras se mantiene el alto valor de corriente. El voltaje sostiene el arco entre los electrodos permitiendo el proceso de soldado.Pag. 257Generador con Excitacin Compuesta AcumulativaEl generador con excitacin compuesta acumulativa es un generador de cc provisto de campos serie y derivacin conectados de tal manera que sus fuerzas magnetomotrices se refuerzan. Se muestra el circuito equivalente del generador compuesto acumulativamente, con conexin en "derivacin larga". Los puntos que aparecen sobra las dos bobinas de campo tienen el mismo significado que en el transformador, las corrientes que penetran por un punto producen fuerza magnetomotriz positiva. Ntese que la comento del inducido penetra por el extremo punteado de la bobina serie, y que la corriente If, tambin entra por el extremo punteado de la bobina del campo en derivacin. Por consiguiente, la fuerza magnetomotriz total de esta mquina es!net = !sh + !se -!arLa corriente efectiva equivalente del campo derivacin de la mquina se expresa por:IF' = IF + (Nse / Nsh)* IA - !ar / NshOtra forma de conectar el generador con excitacin acumulativa es la conexin, en "derivacin corta", en la cual el campo serie queda por fuera del circuito del campo en derivacin. En este caso, por la bobina del campo seria circula la corriente IL en lugar de IA.Pag. 258Caracterstica Terminal del Generador con Excitacin Compuesta AcumulativaPara explicar la caracterstica terminal de un generador con excitacin compuesta acumulativa se hace necesario entender primero los efectos que ocurren dentro de la mquina.Supngase que se aumenta la carga del generador; por lo tanto, aumenta IL. Como IA = IL! + If, tambin aumenta la corriente del inducido IA. En este momento ocurren dos fenmenos en el generador:1. Cuando IA aumenta, tambin lo hace la cada de tensin IA(RA + RS), lo cual tiende a disminuir el voltaje terminal VT = EA - IA !(RA + RS).2. Cuando IA aumenta, la fuerza magnetomotriz del devanado serie tambin aumenta !se = Nse*IA. Con esto tambin en aumenta la fuerza magnetomotriz de la mquina !tot = Nf If + Nse IA ! y por tanto el flujo. El incremento del flujo aumenta EA lo cual, a su vez, tiende a hacer subir el voltaje terminal. Estos dos efectos son opuestos entre s; uno tiende a elevar VT y el otro tiende a disminuir VT. Cual de los dos predomina en una mquina dada? Todo depende del numero de espiras del arrollamiento serie de la mquinaControl de Voltaje del Generador con Excitacin Compuesta AcumulativaLos mtodos ms utilizados para regular el voltaje terminal del generador con excitacin compuesta acumulativa son exactamente los mismos que se emplearon en el generador derivacin.Pag. 260Generador con Excitacin Compuesta DiferencialEl generador de cc con excitacin compuesta diferencial es un generador dotado de campo en derivacin y en serie, pero de manera que sus fuerzas magnetomotrices sean opuestas entre si. Se ha representado el circuito equivalente de un generador compuesto diferencial. Obsrvese que ahora la corriente de armadura sale por el extremo punteado de la bobina.De igual manera que el generador con excitacin compuesta acumulativa, el generador con excitacin compuesta diferencial puede conectarse en derivacin larga o en derivacin corta.Caracterstica Terminal del Generador con Excitacin Compuesta DiferencialEn el generador con excitacin compuesta diferencial se presentan los mismos dos efectos que se manifiesta en el generador con excitacin compuesta acumulativa, pero en este caso ambos efectos son de igual sentido: (VT = EA - IA !(RA + RS))Como ambos efectos tienden a disminuir a VT, la tensin cae drsticamente cuando se incrementa la carga del generador. Control del Voltaje del Generador con Excitacin Compuesta DiferencialAun a pesar de que pueda pensarse que la caracterstica descendente del voltaje del generador con excitacin compuesta diferencial es mala, tambin es posible regular el voltaje terminal a cualquier carga, empleando las mismas tcnicas utilizadas en los generadores derivacin y de excitacin compuesta acumulativa:1-. Variar la velocidad de rotacin m.2-. Variar la corriente de campo If.Pag. 264UNIDAD 3MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA (C.C.)Motores de Corriente ContinuaEn general, los motores de corriente continua son similares en su construccin a los generadores. De hecho podran describirse como generadores que funcionan al revs. Cuando la corriente pasa a travs de la armadura de un motor de corriente continua, se genera un par de fuerzas por la reaccin magntica, y la armadura gira (vase Momento de una fuerza). La accin del conmutador y de las conexiones de las bobinas del campo de los motores son exactamente las mismas que usan los generadores. La revolucin de la armadura induce un voltaje en las bobinas de sta. Este voltaje es opuesto en la direccin al voltaje exterior que se aplica a la armadura, y de ah que se conozca como voltaje inducido o fuerza contraelectromotriz. Cuando el motor gira ms rpido, el voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al aplicado. La corriente entonces es pequea, y la velocidad del motor permanecer constante siempre que el motor no est bajo carga y tenga que realizar otro trabajo mecnico que no sea el requerido para mover la armadura. Bajo carga, la armadura gira ms lentamente, reduciendo el voltaje inducido y permitiendo que fluya una corriente mayor en la armadura. El motor puede as recibir ms potencia elctrica de la fuente, suministrndola y haciendo ms trabajo mecnico. Debido a que la velocidad de rotacin controla el flujo de la corriente en la armadura, deben usarse aparatos especiales para arrancar los motores de corriente continua. Cuando la armadura est parada, sta no tiene realmente resistencia, y si se aplica el voltaje de funcionamiento normal, se producir una gran corriente, que podra daar el conmutador y las bobinas de la armadura. El medio normal de prevenir estos daos 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 automtica. La velocidad a la que funciona un motor depende de la intensidad del campo magntico que acta sobre la armadura, as como de la corriente de sta. Cuanto ms fuerte es el campo, ms bajo es el grado de rotacin necesario para generar un voltaje inducido lo bastante grande como para contrarrestar el voltaje aplicado. Por esta razn, la velocidad de los motores de corriente continua puede controlarse mediante la variacin de la corriente del campo. La regulacin de voltaje aporta una idea aproximada de la forma de la caracterstica voltaje-corriente del generador: una regulacin positiva significa una caracterstica descendiente, en tanto que un valor negativo indica una caracterstica ascendente.Todo generador debe ser accionado por una fuente de potencia mecnica generalmente conocida como prim motor o mquina motriz del generador. La mquina motriz de un generador de cc puede ser una turblna de vapor, un motor diesel o aun motor elctrico. Como la velocidad del primo motor incide sobre el voltaje de un generador, y como las caractersticas de velocidad de las mquinas motrices varan ampliamente, se acostumbra comparar las regulaciones de voltaje y las caractersticas externas de los distintos generadores asumiendo velocidad constante. Por eso a lo largo del capitulo se tomar como constante la velocidad de los generadores, a menos que se especifique lo contrario.Zona neutra Plano perpendicular al campo magntico en el que la bobina no corta las lincas de fuerza y por lo tanto la tensin inducida es nula. As mismo, el par de giro tambin es nulo. " Polos" Expresin popular con la que se conocen las piezas que sujetana cada uno de los bobinados del inducido. Esta expresin no es tcnicamente correcta ya que, realmente los polos son cada una de las piezas que componen el inductor, encargado de generar el campo magntico. Motor universal Motor que puede ser alimentado con c.c. o con c.a. Excitacin Circuito de un motor elctrico encargado de crear el campo magntico Par de giro Es el producido por dos fuerzas de direccin opuesta aplicadas a un objeto a una distancia determinada de su eje de giro. El efecto producido por estas fuerzas, es el hacer, que dicho objeto gire alrededor de su eje.Circuito Equivalente de un Motor de ccDado que un motor de cc fsicamente es la misma mquina de un generador de cc, su circuito equivalente es exactamente el mismo que el de un generador, excepto por la direccin de circulacin de la corriente. Ntese que la corriente fluye hacia dentro del circuito de armadura de la mquina. El voltaje inducido en esta mquina est dado por la ecuacin EA = K pro = K IAEstas dos ecuaciones, la ley de voltajes de Kirchhoff del circuito de la armadura y la curva de magnetizacin de la mquina, son todas las herramientas necesarias para analizar el funcionamiento de un motor de cc.Pag. 284Excitacin de los motores elctricos Los motores de los trenes elctricos en miniatura disponen de dos tipos de excitacin: de imanes permanentes y de excitacin serie. Los motores de iman permanente son utilizados en locomotoras de c.c.. Para cambiar el sentido de marcha slo sera necesario invertir la polaridad en sus terminales. Los motores con excitacin en serie son motores universales utilizados en locomotoras de c.a. En estos el cambio de sentido de marcha es ms complicado, pues se ha de realizar mediante un teleinversor, pero presenta la ventaja de que puede alimentarse con c.c. o con c.a.. Otra de las ventajas de este tipo de motores es que el par de giro aumenta al aumentar la carga.Motores de cc con Excitacin Independiente y con Excitacin en DerivacinSe muestran respectivamente los circuitos equivalentes de un motor de cc con excitacin independiente y un motor de cc en derivacin. Un motor de cc con excitacin independiente es un motor cuyo circuito de campo se alimenta desde una fuente de alimentacin separada, de voltaje constante, mientras que un motor de cc en derivacin es un motor cuyo circuito de campo toma su potencia directamente de los terminales de la armadura del motor. Cuando se asume la fuente de alimentacin del voltaje constante, no hay diferencia practica en el comportamiento de estas dos mquinas. A menos que se especifique lo contrario, el comportamiento del motor con excitacin independiente.La ecuacin de la ley de tensiones de Kirchhoff para el circuito de armadura de estePag. 285Si el eje y la velocidad, as la caracterstica terminal de un motor es una grfica de sus salidas par versus velocidad.Cmo hace un motor en derivacin para responder a la carga? supngase que se incrementa la carga en el eje del motor en derivacin. Cuando el par de carga Tcarga exceda el par producido Tind en la mquina, el motor comenzar a ir ms despacio. Cuando va ms lento, el voltaje generado cae (EA = K !) as que la corriente de armadura en el motor se incrementa. Como la corriente de armadura se eleva, incrementa el par producido en el motor y finalmente el par producido ser igual al par de la carga a una menor velocidad mecnica de rotacin .La caracterstica de salida de un motor de cc en derivacin se puede obtener de las ecuaciones del voltaje y par inducidos en el motor, ms la ley de voltajes de Kirchhoff. La ecuacin de la ley de voltajes de K.irchhoff para el motor en derivacin es: = (K VT / K )-(RA /(K )2)TindEsta ecuacin es, en efecto, una lnea recta, con pendiente negativa. La caracterstica resaltante de par'velocidad del motor en derivacin se muestra. Es importante aclarar que la velocidad del motor varia linealmente con el par, siempre y cuando los otros trminos en esta expresin permanezcan constantes con la variacin de la carga. Se asume que el voltaje en terminales suministrado por la fuente de cc, es constante si no es constante, entonces las variaciones del voltaje afectarn la forma de la curva par-velocidad.Otro efecto interno del motor que puede afectar la forma de !a curva para velocidad es la reaccin de la armadura, entonces cuando se incrementa su carga el efecto desmagnetixzante reduse su flujo, el efecto de una reduccin en el flujo, a cualquier carga dada, es un incremento a la velocidad del motor, con respecto a la velocidad que girara sin reaccin de armadura. Si un moto tiene devanados de compensacin por supuesto no habr problemas por el efecto desmagnetizante en la mquina y su flujo permanecer constante.Si en un motor en derivacin de cc se conocen la velocidad y la corriente de armadura, a cualquier valor de la carga, entonces es posible calcular la velocidad a cualquier valor de la carg, mientras se conozca, o pueda determinarse, la corriente de armadura a esa carga.Pag. 288Motor de CC de Imn PermanenteUn motor de cc de imn permanente es un motor cuyos polos son hechos de imanes permanentes. En esencia, es un motor en derivacin en el cual su circuito de campo se remplaza por imanes permanentes. Estos motores alguna veces se emplean para manejar pequeas cargas en lugar de motores en derivacin, puesto que son menos complicados. Por definicin, en un motor de imn permanente el flujo es flujo, as que su velocidad no pude controlarse mediante la variacin de la corriente o flujo de campo. Motor de CC en SerieEs un motor de cc cuyo devanado de campo consta de unas relativamente pocas espiras conectadas en serie con el circuito de armadura. En un motor en serie la corriente de armadura, la corriente de campo y la corriente de lnea son todas la misma.Par Producido en un Motor de CC SerieLas caractersticas terminales de un motor de cc serie son muy diferentes de las del motor en derivacin, previamente estudiado. El comportamiento bsico de un motor de cc serie es debido al hecho de que el flujo es directamente proporcional a la corriente de armadura, al menos hasta alcanzar la saturacin. A medida que incrementa la carga sobre el motor, tambin incrementa el flujo del motor causa un decremento en su velocidad. El resultado es que un motor serie tiene una caracterstica par-velocidad con una cada brusca.El flujo en esta mquina es directamente proporcional a su corriente de armadura (al menos hasta la saturacin del metal). Por lo tanto, el flujo en la mquina puede expresarse por: = p IA En otras palabras, el par en el motor es proporcional al cuadrado de su corriente de armadura. Como resultado de esta relacin, es fcil ver que un motor serie da ms par por amperio que cualquier otro motor de cc. Por esto se utiliza en aplicaciones que se requieren pares muy altos. Pag. 304Las Caractersticas Terminales de un Motor de CC SeriePara determinar las caractersticas terminales de un motor de cc serie, el anlisis se basar en la suposicin de una curva de magnetizacin lineal y luego el efecto de la saturacin se considerar en un anlisis grafico.Obsrvese que para un motor serie no saturado, la velocidad del motor varia como el reciproco de la raz cuadrada del par, la cual es una relacin verdaderamente inusual.De esta ecuacin puede verse inmediatamente una desventaja del motor serie. Cuando el par en este motor va a cero, su velocidad va a infinito. En la practica, el par no puede ser totalmente cero a causa de las prdidas mecnicas del ncleo y adicionales que debe vencer. Sin embargo, si no se conecta otra carga al motor, puede girar lo suficientemente rpido para daarse a si mismo. Un motor serie nunca debe estar completamente descargado y nunca conectado a una carga por una correa u otro mecanismo que se pueda romper. Si esto pudiera ocurrir y el motor llega a estar sin carga mientras gira, el resultado podra ser serio.Control de Velocidad de un Motor SerieA diferencia del motor en derivacin de cc, solamente hay una forma eficiente para cambiar la velocidad de un motor serio de ce. Este mtodo es cambiar ei voltaje terminal del motor. Si el voltaje terminal se incrementa, el primer trmino de la ecuacin se incrementa, resultando una velocidad ms alta para cualquier par dado.La velocidad de un motor serie de cc tambin puede controlarse mediante la insercin de una resistencia en serie con el circuito del motor, pero esta tcnica es muy antieconmica en potencia y solamente se usa para perodos intermitentes durante el arranque algunos motores. Hasta los ltimos 20 aos o ms, no haba una forma conveniente de cambiar VT as, que el nico mtodo de control de velocidad disponible era el mtodo de la antieconmica resistencia en serie. Esto se ha modificado hoy gracias a. la, introduccin de . circuitos de control basados en SCR. Las tcnicas de obtener voltaje terminal variable, ya se discutieron y de nuevo se consideraran mas adelante en este capitulo.Motor de CC con Excitacin CompuestaUn motor de cc con excitacin compuesta es un motor con ambos campos en derivacin y serie. Nuevamente se utiliza la convencin al punto, corresponde a una fuerza magnetomotriz positiva, en donde el signo, positivo en las ecuaciones esta asociado con un motor de excitacin compuesta acumulativa, y el signo negativo asociado con un motor de excitacin compuesta diferencial.Es importante observar que ocurre con un motor de excitacin compuesta cuando la potencia fluye al revs. Si un motor de excitacin compuesta acumulativa llega a ser un generador, su corriente de armadura fluye al revs, mientras que su corriente de campo permanece en la misma forma que antes. Entonces, un motor de excitacin compuesta acumulativa llegara a ser un generador de excitacin compuesta diferencial, y un motor de excitacin compuesta diferencial llagar a ser un generador de excitacin compuesta acumulativa. Esto influencia a menudo la escogencia de mquinas de cc en sistemas, especialmente en conjuntos de motor - generador en donde la potencia puede fluir en ambas direcciones. Ms adelante se dir algo ms sobre la escogencia de motores, cuando se examine el motor de excitacin compuesta diferencial.La caracterstica Par-velocidad de un Motor de Excitacin Compuesta Acumulativa de CCComo se produce el giro del rotor El funcionamiento de un motor de c. c. se basa en el principio de que un conductor que se encuentra dentro de un campo magntico y por el que circula una corriente tender a moverse en direccin perpendicular al campo (regla de la mano izquierda). Como puede verse en la figura, el sentido de la corriente en el conductor de ida y en el de retorno es opuesto, creando sus propios campos magnticos, que reaccionan con el campo producido por el inductor. Se produce, as pues, un par de fuerzas alrededor del eje que originan el giro. Cuando el bucle entra en la zona neutra, se crea un cortocircuito en la bobina, adems, esta, ya no corta lineas de fuerza por lo que el par es nulo y la bobina solo gira por inercia. Una vez superada la zona neutra, la corriente que circula por la bobina cambia de sentido y vuelve a cortar lineas de fuerza, por lo que se produce de nuevo un par en el mismo sentido que antes. Estableciendose de esta manera el giro continuado del rotor.Para evitar el problema de la falta de par al pasar por la zona neutra y poder disponer de un par de giro en todas las direcciones se ha desarrollado el motor de tres "polos", pero tiene el inconveniente de que dicho par de giro no es uniforme debido a que hay momentos en los que fluye corriente por los tres bobinados y otras en las que solo fluye por dos, quedando el tercero cortocircuitado. Este efecto se atenua aumentando el nmero de "polos", con lo que tenemos los motores de cinco "polos".BIBLIOGRAFIA0. MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES, KOSOV0. http://zeus.dci.ubiobio.cl/electricidad/transformadores/constitu.htm0. http://www.ri4160.org.mx/transformadores/quees.htm