La Energía eléctrica (1907-07-25 00:00:00), página 9

Estudio y cálculo de una máquina eléctrica de corriente continua.

Supongo conocido para el lector que el procedimiento económico, y por lo tanto industrial, para producir corrientes eléctricas es la transformación de la energía mecánica en energía eléctrica, mediante las máquinas, cuyo fundamento está basado en la inducción electromagnética. Toda máquina eléctrica se compone de tres partes principales: 1.º, el inductor formado por uno ó varios electroimanes, para producir el campo magnético; 2.º, el inducido ó armadura, formado por un núcleo de hierro dulce con los carretes sometidos á la acción del inductor, y 3.º, el colector, que por medio de las escobillas ó flotadores recoge todas las corrientes de inducción de los carretes, formando una sola y única corriente utilizable, sensiblemente constante, siempre del mismo sentido.

Prescindiendo, pues, de las demás partes que constituyen la máquina, calcularé separadamente las tres principales antes dichas, no metiéndome en definiciones que, como ya digo, el lector debe conocer.

Cálculo de la máquina.—Para el cálculo de una máquina de corriente continua se fijan siempre el voltaje y la intensidad que debe producir; otras veces se suele fijar también el número de revoluciones, el número de polos ó el mínimo rendimiento industrial. Con estos datos podemos ya calcular el inducido.

Cálculo del inducido.—Lo primero que se calcula es el diámetro exterior del inducido, para ello se fija la velocidad angular n en vueltas por minuto, y admitiendo una velocidad periférica v que oscila entre 15 y 25 metros por segundo. Siendo n el número de revoluciones por minuto, el camino recorrido en un segundo por un punto de la periferia será

\[
\frac{\pi d}{60} = 100 \frac{v}{n} \text{ cm}.
\]

de donde se deduce

\[
d = \frac{6000 v}{\pi n} = 1910 \frac{v}{n} \text{ cm}.
\]

Número de circuitos derivados.—Tendremos la intensidad total I, que la máquina debe producir, aumentando en 1 á 3 por 100 la intensidad que debe circular por el circuito exterior, teniendo en cuenta lo que debe gastar el circuito excitador en derivación.

Por cada conductor del inducido no han de circular más de 200 amperios, luego el número de circuitos derivados será

\[
2c > \frac{I}{200}.
\]

Conocido este número, puede fijarse el devanado, y el número de polos si no se impone entre los datos del problema.

Láminas del colector.—Entre dos láminas consecutivas del colector se debe admitir una diferencia de potencial e dada por la fórmula \( e \leq 45 - 0,21 \) y esta diferencia de potencial nunca ha de pasar de 20 voltios. Fijado el valor de e, conoceremos el número de láminas en cada derivación, partiendo V por e, y entonces el número total de láminas del colector será

\[
K > 2c \frac{V}{e} > \frac{2cV}{45 - 0,21}
\]

Haces activos.—El total de haces activos será forzosamente \( N' = 2K \).

Este número se fijará definitivamente de manera que satisfaga la fórmula del devanado que hayamos escogido, y una vez fijado, puede construirse la tabla de bobinaje.

Número de conductores inducidos.—El número N de conductores inducidos, debe ser múltiplo del de haces activos, y para fijarlos se tiene un límite superior, admitiendo que el producto de amperioconductores por centímetro de circunferencia, no puede pasar de 225 en los tambores y de 150 en los anillos.

Tendremos, pues,

\[
\frac{I}{2c} \cdot N : \pi d < 225 \text{ (tambores)}
\]
\[
\frac{I}{2c} \cdot N : \pi d < 150 \text{ (anillos)}.
\]