Reacción de inducido y desplazamiento del eje neutro
¿Dónde van las escobillas para no chispear?
El flujo principal (vertical) y el flujo transversal del inducido (horizontal) se suman en un resultante que se inclina hacia el giro. El eje neutro magnético donde el flujo es nulo (trazos dorados) se empuja igual. La conmutación debe ocurrir donde el flujo es cero. Prueba tres posiciones de escobilla y halla la alineada con el neutro magnético.
El inducido también es imán
Bajo carga el devanado del inducido lleva corriente, y el eje de la fuerza magnetomotriz que crea apunta a lo largo del eje de escobillas, el neutro geométrico. Si el flujo principal va vertical del polo al inducido, el del inducido es horizontal, perpendicular a él. Este flujo transversal es el comienzo de la reacción de inducido.
La suma vectorial empuja el eje neutro
Como el flujo principal y el transversal son perpendiculares, el resultante se inclina hacia el giro como su suma vectorial. El neutro magnético, donde la densidad es nula, es perpendicular al resultante, así que se desplaza del geométrico hacia el giro el mismo ángulo. El desplazamiento crece con la corriente. Una punta polar se satura de flujo y la otra se debilita, reduciendo algo el flujo total (efecto desmagnetizante).
Tres correcciones que protegen la conmutación
Mover las escobillas al nuevo neutro magnético limpia la conmutación a esa carga, pero el desplazamiento varía con la carga, lo cual es incómodo. Los interpolos son polos pequeños en el neutro que inducen justo la FEM opuesta en la bobina para cancelar la chispa. El devanado compensador, en ranuras de la cara polar, cancela el flujo transversal allí mismo y previene la distorsión. Las máquinas grandes usan ambos.
De vuelta a la primera pantalla
La chispa desapareció solo al mover las escobillas con el giro hasta el neutro magnético. El flujo transversal se suma vectorialmente al principal, inclina el resultante hacia el giro y empuja ese tanto el neutro de flujo cero. La conmutación debe ocurrir donde el flujo es nulo, así que las escobillas fijas se desajustan y chispean. La reacción de inducido es lo que altera la promesa de B1 de que el colector conmuta en el cruce por cero. De ahí el desplazamiento de escobillas, y los interpolos y el devanado compensador que mantienen el cruce en su sitio sin importar la carga.
La reacción de inducido es a la vez el quebradero y el arte del diseño de máquinas de CC. Con el eje neutro y el flujo en mano, pasamos a operar la misma máquina como motor: el par y la velocidad que producen flujo y corriente. La próxima unidad cubre el par T ∝ Φ·Ia y la velocidad N ∝ (V - IaRa)/Φ, y cómo cambiar el campo controla la velocidad (MC-B3).