Máquina en Corriente Continua: Generalidad

Una máquina rodante en corriente continua puede funcionar indiferentemente como generador o como motor.
En el primer caso es dicha dinamo, en el segundo motor en continua. 
Su aplicación más difusa es como motor: existen aplicaciones de potencia medio-grande, con tensión nominal de la orden del millar de voltios; numerosas son también las aplicaciones de pequeños motores.
Como ocurre en la máquina sincrónica, las máquinas en continua disponen de un inductor alimentado en corriente continua y de un inducido los cuales conductores son sedes de f.e.m. y corrientes alternadas. 
En las máquinas en continua el inductor está puesto en el estator y el inducido en el rotor.

Estator
El estator está constituido por la carcasa sobre la superficie interna de la cual están montados los polos principales dotados de zapatos polares, voltas al rotor. Siendo sede de inducción magnética constante, la carcasa y los núcleos están realizados en hierro macizo; por otro lado los zapatos polares pueden ser macizas o laminadas, porque su inducción soporta fluctuaciones.

En torno a cada núcleo polar están puestas bobinas entre ellas idénticas que globalmente constituyen el devanado inductor (o devanado de excitación); estas están conectadas en modo que, cuando están recorridas por la corriente de excitación, las f.m.m. de dos polos consecutivos tengan módulos iguales y dirección opuestas (uno centrífugo y el otro centrípeto). 
La conexión más sencilla presenta las bobinas de dos polos consecutivos conectadas en anti serie.

Excepto que en la máquinas más pequeñas, entre los polos principales están puestos polos salientes más pequeños, dichos polos de conmutación o polo auxiliares, dotados de devanados, la función de los cuales estará aclarada a continuación.
En las máquinas más grandes los zapatos polares de los polos principales están dotados de ranuras longitudinales que alojan los conductores de los devanados de compensación


Fig. 1 - Estator

A =  polo de conmutación       F =  conductores de inducido
B =  devanado de conmutación G =  carcasa
C =  bobina de inductor H =  colector de laminas
D =  nucleo polar I =  escobilla y portaescobilla
E =  zapato polar L =  conductores de compensación
Rotor y colector
El rotor está siempre realizado en hierro laminado, porque es sede de inducción magnética alternada en el tiempo.
Está dotado de ranuras longitudinales, normalmente de tipo abierto, que alojan los conductores de inducido; estos están conectados a las cabezas en modo de formar madejas parecidas de aquellas del inducido de las sincrónicas; también las madejas están interconectadas en modo de formar uno o más devanados cerrados, como mostrado a continuación.

El colector es órgano característico de las máquinas en continua que permite de convertir las tensiones y las corrientes alternadas de los conductores de inducido en las corrientes y tensiones continuas presente en los bornes de potencia de la máquina. Esto tiene estructura cilíndrica y está engargolado sobre el eje a una de las extremidades del rotor.
Está constituido por laminas de cobre que ocupan las diferentes posiciones azimutales, aisladas con espesores de mica o resina de vidrio desde 0,5 hasta 1,5 mm y conectadas a las madejas del devanado de inducido.
Las laminas están también conectadas a los dos bornes de potencia de la máquina a través contactos rastreros con las escobillas fijadas respecto al estator. Estas son presentes a parejas, dispuestas simétricamente según el colector. Antes que utilizar las escobillas de grande sección se prefiere utilizar más escobillas dispuestas en filas, para obtener un mejor contacto con las laminas.


Fig. 2 - Colector

A  =  rotor
B  =  colector de laminas
C  =  escobilla y puertaescobilla
D  =  eje

La figura siguiente (Fig. 3) muestra los componentes internos de una máquina en corriente continua.


Fig. 3 - Partes fundamentales de una máquina de corriente continua

1 =  cojinetes         7 =  colector
2 =  anillo de levantamiento 8 =  estator
3 =  cojinetes 9 =  escobilla y puerta escobilla
4 =  brida soporte eje 10= brida soporte colector
5 =  turbina de ventilación 11= tapa
6 =  inducido
 

La sección de una máquina de corriente continua está reportada en la figura de lado (Fig. 4).

Fig. 4

Valores nominales

Los principales valores nominales de la máquina en corriente continua están detallados en Tabla.

Pn Potencia nominal [W]
Un Tensión nominal a los tres bornesi  [V]
In Corriente nominal  a los bornes [A]
nn Velocidad nominal de rotación  [rpm]
Cn Par nominal al eje [Nm]

La potencia nominal está relacionada a los valores nominales de tensión, corriente, velocidad y par por la relación: