08 Ago
Alternador Asíncrono de Inducción
El alternador asíncrono de inducción se construye igual que un motor asíncrono de inducción. Para que funcione como generador se lo conecta a la red eléctrica y se le hace girar por encima de su velocidad de sincronismo. Al aplicarle al eje un par motor mediante una turbina, conseguimos que la potencia mecánica se convierta en energía eléctrica. Al conectarse la máquina asíncrona a la red eléctrica, primero funciona como motor, y cuando el rotor alcanza la velocidad de sincronismo, funciona como generador.
Magnitudes Características de un Alternador
Frecuencia del Alternador
Para que un alternador produzca una corriente alterna (CA) de frecuencia fija, como corresponde al funcionamiento normal de un alternador, debe girar a una velocidad constante, conocida como velocidad síncrona. La frecuencia que produce un alternador es directamente proporcional a la velocidad del alternador y al número de pares de polos del circuito inductor.
f = p ⋅ n / 60
Fuerza Electromotriz (F.E.M)
El valor eficaz de la f.e.m inducida en cada una de las fases del alternador se constituye a partir de la suma de todas las f.e.m de todos los conductores activos de la bobina del inducido de una fase que se encuentren bajo la influencia de uno de los polos del inductor.
Característica de Vacío
Los alternadores giran a una velocidad rigurosamente constante para conseguir siempre la misma frecuencia, así, la f.e.m. producida en los conductores del inducido depende del valor del campo magnético del inductor.
Característica Externa
Nos da información de la tensión que proporciona el alternador para diferentes intensidades de corriente del inducido a una velocidad e intensidad de excitación constante. Si la carga es del tipo capacitivo, la tensión que nos da el alternador aumenta por el efecto magnetizante del flujo magnético de reacción.
Acoplamiento de Alternadores
Si queremos aumentar la potencia de un sistema de generación de CA, acoplamos en paralelo varios alternadores. También los podemos acoplar a la red eléctrica para aportar energía al sistema de producción.
Condiciones para el acoplamiento:
- La tensión de los alternadores a acoplar debe ser igual.
- La frecuencia de los alternadores también debe ser la misma.
- El orden de sucesión de fases de los alternadores debe ser igual.
- En el momento de la conexión, las tensiones de los alternadores deben estar en fase.
Motor Asíncrono
Los motores asíncronos son los más utilizados en la industria por su sencillez, robustez y fácil mantenimiento. Estos motores consiguen mantener su velocidad bastante estable para diferentes regímenes de carga y tienen buen par de arranque. La única forma de regular su velocidad es con un variador de frecuencia.
Principio de Funcionamiento de un Motor Asíncrono Trifásico
Los motores de inducción asíncronos trifásicos basan su funcionamiento en la generación de un campo magnético giratorio en el estator, coincidente con la velocidad síncrona, que corta a los conductores del rotor y los hace girar.
Según la ley de Lenz, el disco gira en un sentido tal que tiende a oponerse a las variaciones del campo magnético que originan la corriente eléctrica y, por eso, el disco gira en el mismo sentido que el campo magnético y que el imán. El disco nunca puede alcanzar la misma velocidad de giro que el imán porque, si la alcanzase, el movimiento relativo de los dos se anularía y el campo magnético dejaría de ser variable respecto al disco y desaparecerían la f.e.m inducida, la corriente y el par de fuerzas.
Funcionamiento del Motor Asíncrono Trifásico con Rotor en Cortocircuito
Al ser recorridas las bobinas del estator por un sistema de corrientes trifásicas, se origina en él un campo magnético giratorio. Los conductores del rotor, que están parados, son barridos por el campo magnético giratorio y se induce en ellos una f.e.m. Como los conductores están en cortocircuito, aparece una corriente en ellos que, en unión con el campo magnético del estator, da lugar a un par de fuerzas que pone en movimiento el rotor en el mismo sentido que el campo giratorio.
- Si la velocidad del rotor alcanza la del campo giratorio, no se induciría tensión alguna en el rotor, por eso siempre gira a velocidad inferior a la de sincronismo y, por eso, se llama asíncrono.
Arranque
Al conectar las bobinas del estator de un motor trifásico, el rotor está sin movimiento y el campo giratorio corta los conductores del rotor e induce en ellos una f.e.m. elevada, como en los transformadores. Estas corrientes, al interactuar con el campo magnético, generan fuerzas mecánicas elevadas que, al actuar sobre el rotor, le dan un par de arranque fuerte.
Reacción del Inducido
El arrollamiento estatórico de una máquina síncrona monofásica, al ser recorrido por una corriente alterna, cualquier tipo de arrollamiento, determina una onda en f.m.m. de reacción de inducido alternativa de eje fijo en el espacio, cuya onda senoidal tiene un valor máximo.
Ley de Lenz
Esta ley se enmarca en el campo electromagnético y relaciona los cambios producidos en el campo eléctrico en un conductor con la variación de flujo magnético en dicho conductor, y afirma que las tensiones inducidas sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo magnético que las induce.
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