Tipos de generadores de CC: serie, derivación y compuesto
En el fascinante mundo de la electricidad, los generadores de corriente continua (CC) juegan un papel fundamental en el suministro de energía para innumerables aplicaciones, desde pequeños dispositivos electrónicos hasta grandes maquinarias industriales. Sin embargo, no todos los generadores son iguales. Existen tres tipos principales de generadores de CC: serie, derivación y compuesto, cada uno con sus características únicas y aplicaciones específicas. ¿Te has preguntado alguna vez cómo funciona cada uno y cuál es el más adecuado para tus necesidades? Acompáñanos en este recorrido donde desglosaremos sus particularidades, ventajas y desventajas, y descubriremos cómo estos innovadores dispositivos están presentes en nuestra vida cotidiana. ¡Prepárate para iluminar tu comprensión sobre los generadores de CC!
¿Sabías que existen diferentes tipos de generadores de corriente continua? En este artículo te contaremos todo sobre los generadores CC: serie, derivación y compuesto. Conoce las características y aplicaciones de cada uno de ellos y descubre cuál es el más adecuado para tus necesidades. ¡No te lo pierdas!
En este artículo, discutiremos diferentes tipos de generadores de CC, su definición, características y ecuaciones características.
Un dispositivo de conversión de energía electromecánica que convierte la energía mecánica en energía eléctrica se llama generador. Dependiendo del tipo de electricidad producida, los generadores eléctricos se clasifican principalmente en dos tipos, a saber,
- Generador de CA
- Generador de CC
Un dispositivo de conversión de energía electromecánica que convierte la energía mecánica de rotación en energía eléctrica en forma de CC (corriente continua) se denomina generador de corriente continua o generador de corriente continua. Considerando que, un dispositivo de conversión de energía electromecánica que convierte la energía mecánica en energía eléctrica en forma de corriente alterna (CA) se conoce como generador de CA o generador de corriente alterna. En este artículo, limitaremos nuestra discusión a Generadores de CC y sus tipos. solo.
Tipos de generadores de CC
>Basado en el tipo de sistema de excitación utilizados, los generadores de CC se clasifican en los dos tipos siguientes:
- Generador de CC con excitación independiente
- Generador de CC autoexcitado
Generador de CC con excitación independiente
Un tipo de generador de CC en el que el devanado de campo que produce el campo magnético se excita desde una fuente separada (o externa) de suministro de CC se denomina generador. generador de CC excitado por separado.
>El diagrama de circuito de un generador de CC típico excitado por separado se muestra en la figura 1. Consiste en un devanado de campo alimentado por una fuente de CC como una batería a través de una resistencia variable. El devanado del inducido está directamente conectado a través de la carga a la que se suministra la energía eléctrica generada.
En la práctica, la magnitud de la tensión generada de excitación separada generada se regula de dos formas:
- Cambiando la corriente de campo (flujo magnético). Donde, cuanto mayor sea la corriente de campo, mayor será el voltaje generado.
- Al cambiar la velocidad de rotación de la armadura. Donde, si la velocidad de rotación de la armadura es mayor, el voltaje generado también es alto.
Aunque, debido a algunas razones técnicas y económicas, los generadores de CC excitados por separado son menos populares en estos días.
Relaciones importantes relacionadas con el generador de CC con excitación independiente
Al consultar el diagrama del circuito (que se muestra en la figura 1), podemos escribir las siguientes ecuaciones características de un generador de CC excitado por separado.
(1). Corriente de armadura del generador.
>es decir, en el caso de un generador de CC excitado por separado, la corriente de armadura y la corriente de carga son las mismas.
(2). Voltaje terminal del generador
>(3). Potencia eléctrica total generada por el generador
>(4). La potencia entregada a la carga por el generador de CC excitado por separado
>Generador de CC autoexcitado
Un tipo de generador de CC en el que el devanado de campo se excita con una parte de la potencia producida por el propio generador se denomina generador de CC autoexcitado. Por lo tanto, una de las principales ventajas de un generador de CC autoexcitado es que no requiere ninguna fuente externa de energía para la excitación del devanado de campo.
Los generadores de CC autoexcitados son de tres tipos según la disposición de conexión del devanado de campo y el devanado de armadura.
- Generador de CC en serie
- Generador de CC de derivación
- Generador de CC compuesto
Generador de CC en serie
A generador de corriente continua en serie es aquel en el que el devanado de campo está conectado en serie con el devanado de armadura. La figura 2 muestra un diagrama de circuito de un generador de CC en serie típico.
>De la figura, es claro que toda la corriente de armadura fluye a través del devanado de campo en serie y la carga. Por lo tanto, el devanado de campo de un generador en serie de CC está hecho con alambre grueso y pocas vueltas.
Con la ayuda del diagrama de circuito del generador de CC en serie, podemos escribir la expresión importante de un generador de CC de la siguiente manera:
(1). La corriente de armadura del generador de CC en serie es,
>(2). El voltaje terminal del generador en serie de CC es,
>(3). La potencia total producida por el generador es,
>(4). La potencia entregada a la carga por el generador es,
>En la práctica, los generadores de CC en serie se utilizan en locomotoras para el frenado regenerativo, como refuerzos en la transmisión de señales, etc.
Generador de CC de derivación
A generador de CC de derivación es aquel en el que el devanado del inducido y el campo están conectados en paralelo. Por lo tanto, en este generador, el voltaje terminal y el voltaje a través del devanado de campo en derivación son iguales. Por lo tanto, el devanado de campo de un generador de derivación de CC contiene una gran cantidad de vueltas de alambre delgado para que fluya una corriente mínima a través de él. El diagrama de circuito de un generador de CC en derivación se muestra en la figura 3.
>Al referirnos a este diagrama de circuito, podemos escribir la expresión de un generador de derivación de CC como:
(1). La corriente de armadura del generador de CC en derivación es,
>(2). La corriente a través del devanado de campo en derivación es
>(3). El voltaje terminal de un generador de CC en derivación es,
>(4). La potencia total generada por el generador de CC en derivación es,
>(5). La potencia entregada a la carga por el generador es
>Los generadores DC shunt se utilizan en iluminación general, carga de baterías, excitación de máquinas síncronas, procesos electrolíticos, etc.
Generador de CC compuesto
Como su nombre lo indica, un generador de CC compuesto es un compuesto de generadores en serie y en derivación, es decir, tiene devanados de campo en serie y en derivación para producir el campo magnético requerido en la máquina.
Dependiendo de la disposición de conexión de los devanados de campo en serie y en derivación, los generadores de CC compuestos son de dos tipos, a saber,
- Generador compuesto de derivación corta
- Generador compuesto de derivación larga
Generador de CC compuesto de derivación corta
En el generador de CC compuesto de derivación cortael devanado de campo en derivación se conecta en paralelo con la armadura y luego, con esta combinación, se conecta un devanado de campo en serie como se muestra en la figura 4.
>Las expresiones importantes de un generador de CC compuesto de derivación corta son las siguientes.
(1). La corriente de armadura de un generador de derivación corta es,
>(2). La corriente de campo de derivación del generador de derivación corta es,
>(3). El voltaje a través de las terminales de carga de un generador de derivación corta es,
>Generador de CC compuesto de derivación larga
Cuando la combinación en serie del inducido y el devanado de campo en serie se conecta en paralelo con el devanado de campo en derivación, lo llamamos generador compuesto de derivación larga. El diagrama de circuito de un generador compuesto de CC compuesto de derivación larga se muestra en la figura 5.
>Del circuito del generador compuesto de derivación larga, podemos escribir las siguientes expresiones.
(1). La corriente de armadura del generador compuesto de derivación larga es,
>(2). La corriente de campo de derivación del generador compuesto de derivación larga es,
>(3). El voltaje a través de las terminales de carga del generador compuesto de derivación larga es,
>Nota: Tanto los generadores compuestos de derivación corta como los de derivación larga se pueden clasificar en dos tipos, a saber Generador compuesto acumulativo y Generador diferencialmente compuesto. En el generador compuesto acumulativamente, el campo de la derivación y el campo en serie se ayudan mutuamente, mientras que, en un generador compuesto diferencialmente, los flujos del campo en serie y el campo en derivación se oponen entre sí.
Los generadores compuestos acumulativamente se utilizan en aplicaciones de iluminación y suministro de energía. Mientras que los generadores de compuestos diferenciales se utilizan principalmente en aplicaciones de soldadura por arco.
Tipos de Generadores de CC: Serie, Derivación y Compuesto
En el fascinante mundo de la electricidad, los generadores de corriente continua (CC) juegan un papel fundamental en el suministro de energía para numerosas aplicaciones, desde dispositivos electrónicos pequeños hasta grandes maquinarias industriales.
En este artículo, exploraremos los tipos de generadores de CC. Existen tres categorías principales: serie, derivación y compuesto, cada uno con características únicas y aplicaciones específicas.
1. Generadores de CC en Serie
Un generador de CC en serie es aquel en el que el devanado de campo está conectado en serie con el devanado de armadura. En este tipo de conexión, toda la corriente que fluye a través del devanado de armadura también pasa por el devanado de campo.
Ventajas:
- Capacidades de generación altas para cargas grandes.
- El aumento en la carga incrementa la fuerza del campo magnético, lo que mejora la capacidad de generación.
Aplicaciones:
- Locomotoras eléctricas.
- Sistemas de frenado regenerativo.
2. Generadores de CC de Derivación
Un generador de CC de derivación tiene el devanado de campo conectado en paralelo con el devanado de armadura. Esto significa que el voltaje en el devanado de campo es el mismo que en la armadura, permitiendo que una porción de la corriente fluya a través del devanado de campo.
Ventajas:
- Estable en condiciones de carga variable.
- Permite una respuesta rápida a los cambios en la carga.
Aplicaciones:
- Iluminación general.
- Carga de baterías.
- Excitación de máquinas síncronas.
3. Generadores de CC Compuestos
Los generadores de CC compuestos combinan características de los generadores en serie y en derivación. Tienen devanados de campo conectados de ambas maneras, lo que permite aprovechar las ventajas de ambos tipos.
Tipos:
- Compuesto de derivación corta.
- Compuesto de derivación larga.
Ventajas:
- Capaz de ajustar la tensión en diferentes condiciones de carga.
- Más versátil en aplicaciones industriales y comerciales.
Aplicaciones:
- Sistemas de emergencia.
- Alimentación de maquinaria pesada.
FAQs sobre Generadores de CC
¿Qué es un generador de CC?
Un generador de corriente continua (CC) es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica en forma de corriente continua. Se utiliza en diversas aplicaciones donde se requiere un suministro constante de electricidad.
¿Cuáles son las diferencias entre los generadores de serie y de derivación?
La principal diferencia radica en cómo se conectan los devanados de campo y de armadura. En un generador de serie, el devanado de campo está en serie con la carga, lo que produce un alto voltaje bajo cargas altas. En cambio, en uno de derivación, los devanados están en paralelo, lo que proporciona una tensión más constante a través de diferentes condiciones de carga.
¿Dónde se utilizan comúnmente los generadores de CC?
Los generadores de CC son empleados en diversas áreas, incluyendo sistemas de carga de baterías, alimentación de equipos de señalización, en locomotoras eléctricas y en maquinaria industrial, donde se requiere un flujo constante de energía.
Conclusión
Los generadores de corriente continua son esenciales en muchas aplicaciones modernas. Conocer sus tipos y características puede ayudarte a seleccionar el modelo más adecuado para tus necesidades energéticas. Para más información técnica sobre generadores de electricidad, consulta fuentes como la Fundación Endesa y artículos especializados en máquinas de CC.
Vinardell: ¡Qué fresco leer sobre esto! A mí me pasó algo parecido cuando traté de entender el generador de tipo compuesto. En un proyecto del cole, quería hacer un mini generador con un amigo y ni idea de cómo funcionaba, ¡fue una locura! Al final, gracias a unos tutoriales y a un poco de repaso, lo logramos, pero esas primeras confusiones son algo que todos pasamos. Este artículo es un buen recordatorio de lo importante que es entender las bases. ¡Saludos!
Siller: ¡Totalmente de acuerdo! La verdad es que al principio me sentía igual que tú, perdidísimo con las diferencias entre los generadores de CC. La primera vez que usé uno de derivación, me llevó un rato entender cómo funcionaba la regulación de voltaje. Pero una vez que le agarras el truco, es sorprendente ver cómo cada tipo tiene su propia aplicación. ¡Gracias por compartir esta info!
¡Hola! La verdad es que me pareció súper interesante el artículo sobre los tipos de generadores de CC. Recuerdo la primera vez que tuve que trabajar con uno en el taller de electricidad, fue un caos total tratar de entender cómo funcionaba la serie y la derivación. Al final, terminó siendo más sencillo de lo que pensaba, pero esos términos al principio son bastante confusos. ¡Gracias por compartir esta info!