1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
SEDE—BARCELONA
INGENIERÍA ELÉCTRICA
CAMPO MAGNETICO
Y
EFECTOS DEL FLUJO DE ARMADURA
PROFESORA: ALUMNA:
ING. RANIELINA RONDON NIRVIA, SIBILA. C.I: 19.169.309
BARCELONA, JULIO 2014

2. Campo Magnetico producido por la corriente de Armadura
Reacción de Armadura
Una corriente circulando por el estator o campo de una máquina de C.C. produce un flujo
magnético φc que permite la generación de una tensión en el inducido, Ea, cuya magnitud
depende del valor de la corriente de campo y de la velocidad de giro del eje Si los bornes
del rotor (armadura) son conectados a una carga eléctrica, una corriente circulará por la
armadura de la máquina generando un flujo magnético φa. Este flujo de armadura se suma
al flujo magnético producido por el campo, produciendo un efecto de distorsión denominado
reacción de armadura o reacción de inducido.
La reacción de armadura afecta el desempeño de la máquina de C.C. tanto en el voltaje
inducido como en el proceso de conmutación que ocurre en el colector. Por una parte, la
reacción de armadura cambia la distribución del flujo magnético en el entrehierro, existiendo
zonas en que la resultante total de flujo (φtotal= φc +φa) es de mayor magnitud que la
componente de flujo de campo y otras en que la magnitud es notoriamente menor.
Cabe destacar que, en aquellas zonas donde las magnitudes de los flujo de armadura y
campo se suman (φtotal > φc), la resultante total de flujo hace que el núcleo se sature,
aumentando las pérdidas en el fierro por concepto de calentamiento, corrientes parásitas,
etc. Asimismo, existen zonas donde las magnitudes de los flujos de campo y armadura se
restan, por lo cual, el flujo magnético total es menor que el flujo de campo (φtotal < φc) y
consecuentemente, el valor del voltaje inducido disminuye, empeorando la eficiencia de la
máquina.
Por otro lado, para que el proceso de conmutación sea óptimo, el paso de las escobillas de
una delga a otra debe realizarse en el momento en que la diferencia de tensión entre las
delgas vecinas sea nula. Esto debido a que existe un instante en que cada escobilla está en
contacto con ambas delgas vecinas y si existiese una diferencia de potencial entre ellas
habría un cortocircuito y se producirían arcos eléctricos en el colector.
El momento óptimo de conmutación ocurre cuando las escobillas se sitúan en la llamada
línea de neutro magnético o línea neutra. Cuando no existe corriente en la armadura, la
línea de neutro magnético se sitúa en el plano perpendicular al flujo originado por el campo,
coincidiendo con la posición física de las escobillas, por lo cual, la conmutación se lleva a
cabo sin problemas.
Sin embargo, al existir reacción de armadura, la línea de neutro magnético se desplaza
hasta situarse en el plano perpendicular a la resultante del flujo magnético φtotal, resultando
así, una conmutación poco óptima, lo que se traduce en un mal funcionamiento y desgaste
prematuro del colector

3. Para poder resolver los inconvenientes producidos por la reacción de
armadura, se han desarrollado dos diferentes estrategias:
• Antiguamente se trataba de ajustar físicamente la posición de las escobillas de modo de
hacerlas coincidir con la línea neutra, sin embargo, la línea neutra se desplaza con la
variación de carga, lo cual obliga a estar ajustando constantemente la posición de las
escobillas. Actualmente, este sistema sólo se utiliza en motores muy pequeños donde se
sabe que la carga no varía y donde otras soluciones son económicamente inviables.
• Para máquinas de más de 1[kW], se prefiere utilizar los llamados polos de conmutación o
interpolos. Los interpolos son bobinas conectadas en serie con la armadura de modo de ser
recorridas por Ia y situados a 90º grados eléctricos de las caras polares, de modo de
coincidir con el eje del flujo de armadura. De este modo, el flujo producido por los interpolos
anula el efecto de la reacción de armadura
Efecto de la reacción de armadura sobre el flujo de campo.
El rotor lleva un arrollamiento del tipo distribuido tal como se aprecia en la figura mostrada.
Los conductores están alojados en las ranuras que existen en el rotor. En total se tienen Zc
conductores. Cuando la máquina funciona bajo carga los conductores son recorridos por
una corriente Ic cuya dirección está indicada en la Figura. El conmutador mantiene siempre
las direcciones indicadas a pesar del movimiento por lo que el campo magnético del rotor
resulta estacionario. En la Figura se dibuja la máquina en forma longitudinal. Se construye
entonces la onda de f.m.m. ( F a ) que resulta ser de forma triangular con su vértice ó
eje magnético ubicado entre los polos N y S ,es decir a 90°eléctricos del campo del estator
y es por ésta razón que se le denomina campo transversal. La onda de f.m.m. se construye
sumando los 2 Zc Ic Amper - espiras de los conductores ubicados en las ranuras 1 y 12 , 2
y 11, 3 y 10, etc. Por consiguiente la amplitud de la onda resulta ser: Ia = aIc , es la
corriente total que ingresa al rotor, es decir la corriente de armadura. Esta f.m.m. produce
un flujo magnético que debido a la saliencia del estator tiene una densidad Ba que éste flujo
viene a ser lo que comúnmente se denomina la reacción de armadura. El flujo de armadura
atraviesa el entrehierro y se combina con el flujo producido por el estator, ambos flujos
tienen la misma dirección en la mitad de cada cara polar y dirección contraria en la otra
mitad por lo que la densidad de flujo se incrementa en la zona donde los flujos son aditivos
y se reduce en la parte donde son sustractivos.

4. CONSTRUCCION DEL ROTOR O ARMADURA.
Piezas embutidas del núcleo de armadura. Por lo general, estas piezas son de acero
laminado eléctrico de alta permeabilidad, de 0.017 a 0.025 pulgadas de grueso, y tienen
entre ellas una película aislante. Las unidades pequeñas y medianas utilizan piezas
embutidas segméntales como las que se ilustran en la figura, que también muestra los
dedos que se usan para formar los ductos de ventilación.
Ranuras para la ventilación del rotor.
Devanados de armadura
Devanado de anillo: El devanado de anillo Gramme no se usa, porque la mitad de los
conductores (los que están dentro del anillo) no cortan flujo y se desperdician.
Devanado de anillo
Devanados múltiples o imbricados: En la figura muestra una bobina de devanado imbricado
en la que los conductores que se ven del lado izquierdo están en el lado superior de la
ranura de rotor; los del lado derecho están en la mitad inferior de otra ranura
aproximadamente a un paso polar de distancia. En cualquier instante, los lados están bajo
polos adyacentes y los voltajes que se inducen en los dos lados son aditivos. Otros lados de
la bobina llenan las porciones restantes de las ranuras. Los hilos de la bobina están
conectados a los segmentos del conmutador, y éste conecta también las bobinas para
formar el devanado de armadura.
Bobina para un devanado imbricado

5. Casi todas las máquinas de cd medianas y grandes utilizan devanados imbricados símplex,
en los que el número de trayectorias en paralelo en el devanado de la armadura es igual al
número de polos principales. Esto permite que la corriente por trayectoria sea lo
suficientemente baja para admitir conductores de medidas razonables en las bobinas
Devanado simplex imbricado
Devanados de dos circuitos u ondulados: Es un devanado que presenta sólo dos
trayectorias paralelas entre las terminales positiva y negativa, por lo que sólo se requieren
dos juegos de carbones. Cada carbón pone en cortocircuito p/2 bobinas en serie; puesto
que los puntos a, b y c están al mismo potencial (y también los puntos d, e y f), los carbones
pueden localizarse en cada uno de estos puntos para permitir un conmutador de sólo un
tercio de largo.
El devanado debe avanzar o retroceder una barra de conmutador cada vez que pase
alrededor de la armadura para que sea cerrado sencillo. Por lo tanto, el número de barras
debe ser igual a (kpl2) ± 1, en donde k es un número entero y p es el número de polos. El
devanado no necesita igualadores porque todos los conductores pasan bajo todos los
polos.
DESPLAZAMIENTO DEL PLANO NEUTRO EN EL GENERADOR CON EL
DESPLAZAMAINETO EN EL MOTOR
Como observamos en la figura la corriente en el inducido provoca un cambio de magnitud y
dirección del campo lo que conlleva a la consecuencia de que la línea neutra (línea que une
los conductores que no producen fem) en carga, adelanta respecto del sentido de giro un
ángulo a, tomada como referencia la línea neutra en vacío:
Desviación de la línea neutra.

6. Inconvenientes de la reacción del inducido.
•Disminuye la fem en carga Ec.
•Disminuye indirectamente el rendimiento (pues se ha de aumentar la corriente de
excitación para compensar el efecto anterior, disminuye el rendimiento).
•Crea peligro de chispas en el colector
•Aumenta las dificultades para realizar una buena conmutación.
•Deformación del campo magnético en la máquina, lo que da origen al desplazamiento de la
línea teórica.
•Aumento considerable de las pérdidas en el hierro al existir una mayor densidad de flujo.
•Disminución del flujo útil originando una menor fem inducida.
PROCESO DE CONMUTACION EN LAS MAQUINAS DE CC
TIEMPO DE CONMUTACION EN SEGUNDOS

7. El proceso de conmutación no es tan simple ya que se debe realizar un
exhaustivo diseño para lograr la menor pérdida posible.
El problema de la conmutación es originado cuando fruto del desplazamiento del rotor, las
escobillas quedan pisando diferentes delgas, por lo que se puede dar el caso de que la
escobilla pise una delga al inicio al final o pise dos delgas a la vez.
Esto produce picos en la conmutación provocando:
•Pérdidas de potencia.
•Generación de voltajes L di/dt.
•Reduce el funcionamiento de la máquina.
Posibles soluciones:
Devanados de compensación: Para eliminar el debilitamiento del flujo, se desarrolló una
técnica diferente que incluye la disposición de devanados de compensación en ranuras
labradas en las caras de los polos paralelos a los conductores del rotor para cancelar el
efecto de distorsión de la reacción del inducido. Estos devanados están conectados en serie
con los devanados del rotor, de modo que cuando cambia la carga en el rotor, cambia
también la comente en los devanados de compensación. Como se muestra en la figura:
La figura muestra un desarrollo más cuidadoso del efecto de los devanados de
compensación en una máquina de. Nótese que la fuerza magnetomotriz debida a los
devanados de compensación es igual y opuesta a la fuerza magnetomotriz debida al rotor
cada punto situado bajo las caras polares. La fuerza magnetomotriz neta resultante es
causada por los polos, de modo que el flujo en la máquina no se modifica,
independientemente de la carga.
Devanados de compensación.

8. Desventaja
La principal desventaja de los devanados de compensación es que son costosos, puesto
que deben maquinarse las caras de los polos. Todo motor que los utiliza debe tener
interpolos ya que los devanados de compensación no cancelan los efectos L di/dt.
Los interpolos no deben ser tan robustos sin embargo, puesto que cancelan únicamente los
voltajes L di/dt en los devanados y no los voltajes debidos al desplazamiento del plano
neutral. Debido a lo costoso que resulta tener devanados de compensación e interpolos en
tal máquina naturaleza muy pesada del trabajo del motor lo demanda.
BIBLIOGRAFIAS
•http://www.tuveras.com/maquinascc/dinamo/reaccion.htm%20;visitada%20el%2027/06/11
•http://www.slideshare.net/JJOCELO/reaccin-del-inducido-y-conmutacin-en-las-maquinas-de-corriente-directa
http://www.monografias.com/trabajos82/maquinas-corriente-directa/maquinas-corriente-
directa2.shtml#ixzz36KtIpcVV
• http://es.scribd.com/doc/57721627/5/REACCION-DE-ARMADURA
• http://www.tuveras.com/maquinascc/dinamo/reaccion.htm