Cambio de Polaridad

Para cambiar el sentido de los polos en un generador se puede hacer de tres maneras: cambiando el sentido de giro de la dinamo, cambiando los dos polos con dos contactores o permutando el rotor. Esto se aplica tanto en serie, paralelo o sueltos en excitación, siendo el último caso la mejor forma de hacerlo.

Máquinas de CC

El principio básico de la generación de energía eléctrica se basa en la interacción entre líneas de campo magnético y movimiento. Al generar un movimiento en un conductor dentro de un campo magnético, se crea una corriente eléctrica. Esta corriente se genera al alternar las líneas de campo en la bobina.

Imaginemos dos imanes y una bobina. Para que la corriente inducida en la bobina esté en su punto más alto, la bobina debe estar perpendicular al campo magnético. Después, al girar la bobina, la corriente llega prácticamente a «0» cuando está paralela al campo. Si seguimos girando, la corriente cambia de sentido y pasa a ser negativa. Finalmente, la corriente alcanza su punto máximo negativo al completar la vuelta.

Excitación de los Inductores

El campo magnético necesario para que una dinamo pueda funcionar se puede generar de dos formas: mediante un imán permanente o mediante electroimanes alimentados por corriente continua (CC).

Rectificación de la Corriente Mediante Colector de Delgas de una Dinamo

Partiendo de un solo anillo en el colector y colocando las escobillas, la corriente se toma en el mismo sentido. Al aumentar el número de delgas, la corriente se rectifica con mayor frecuencia y se asemeja más a la corriente continua, aunque presenta un rizado.

En un generador de corriente continua se pueden realizar diferentes configuraciones. Los generadores suelen tener cuatro bobinas, dos en el rotor y dos en el estator. Ambas partes pueden funcionar solas, en serie, en paralelo o en compound, que consiste en tomar la mitad del bobinado de uno y la del otro y conectarlas en serie y en paralelo, respectivamente.

Máquinas Síncronas

Son dispositivos de conversión de energía electromecánicos que convierten energía eléctrica en mecánica. Su velocidad depende directamente de la frecuencia de la red.

Tipos de Máquinas Síncronas

Están compuestas por un rotor (parte móvil del motor) y un estator (parte fija del motor).

Rotor

Situado en el interior del estator, consiste en un acoplamiento de chapas de acero que forman un cilindro solidario con el árbol del motor.

Estator

Constituido por una carcasa en la que está fijada una corona de chapas de acero provistas de ranuras.

Alternadores Polos Salientes

Originan un flujo que magnetiza la masa de hierro, creando en sus extremidades los polos correspondientes. En estos alternadores se completa el circuito magnético con otra parte metálica llamada armadura, que está provista de ranuras en las que va alojado el segundo circuito eléctrico.

Alternadores Polos Lisos

Se forman zonas por las cuales sale el flujo desde la culata (norte) o entra en ella después de recorrer la armadura (sur).

Alternadores 4 Polos

Sobre los 4 brazos del rotor se bobinan sendos devanados de corriente, de N espiras cada uno, conectados en serie de modo que la orientación de los 2 devanados de cada travesaño sea opuesta. Cuando se pone en marcha la máquina, se hace circular una intensidad continua sobre el circuito del rotor que hace que aparezcan 2 polos N opuestos y 2 polos S opuestos.

Motores Síncronos

En este tipo de máquina, la velocidad de giro es constante y depende de la frecuencia aplicada y del número de pares de polos. Esta velocidad se conoce como velocidad de sincronismo. Estos motores son muy útiles en automatización, ya que su velocidad se mantiene constante. Para describir este fenómeno, se utilizan las siguientes variables:

• n: velocidad de giro en rpm
• f: frecuencia
• p: número de pares de polos

La fórmula que relaciona estas variables es: n = (120 * f) / p

Máquinas Asíncronas

En este tipo de máquinas, el estator funciona a la velocidad de sincronismo, pero el rotor gira a una velocidad diferente del campo magnético del estator. A esta variación de velocidad se le denomina deslizamiento. La velocidad de este tipo de máquinas, por tanto, es ligeramente diferente de la de sincronismo. Al aumentar la carga de un motor asíncrono, varía el deslizamiento y aumenta el consumo de corriente. El deslizamiento también se mide en porcentaje.

Motores Monofásicos

No resulta sencillo iniciar el campo giratorio en este tipo de motores, por lo cual se tiene que usar algún elemento auxiliar.

Tipos de Inducción

De Fase Partida

Tiene dos devanados bien diferenciados: un devanado principal y un devanado auxiliar. El devanado auxiliar es el que provoca el arranque del motor, logrando tener dos fases en el momento de arranque. Dispone de un rotor de jaula de ardilla como los utilizados en los motores trifásicos.

Con Condensador

Disponen de dos devanados, uno auxiliar y otro principal. Sobre el devanado auxiliar se coloca un condensador en serie.

Con Espira en Cortocircuito

No lleva devanado auxiliar, en su lugar se coloca una espira alrededor de una de las masas polares. La velocidad dependerá del número de polos que tenga el motor. El par de arranque es muy inferior respecto a un motor de fase partida, alrededor del 60%.

Tipos de Colector

Universales

Este tipo de motor puede ser alimentado con corriente alterna (CA) o con corriente continua (CC). Los bobinados del estator y del rotor están conectados en serie a través de unas escobillas. El par de arranque se sitúa en 2 ó 3 veces el par nominal. La velocidad cambia según la carga.

Tipos Paso a Paso

Híbridos

Su funcionamiento se basa en la combinación de los otros dos tipos de motores paso a paso: el motor de reluctancia variable y el motor de magnetización permanente.

Funcionamiento de Máquinas Síncronas

El principio de funcionamiento de este tipo de máquinas es igual que el de los motores síncronos, basándose en las mismas variables y en la interacción de campos magnéticos con corrientes variables.

Tipos de Máquinas

Las máquinas eléctricas se clasifican en tres grandes grupos: generadores, motores y transformadores.

• Los generadores transforman energía mecánica en eléctrica.
• Los motores transforman energía eléctrica en mecánica.
• Los transformadores conservan el mismo tipo de energía pero transforman sus características.

Desde una visión mecánica, las máquinas se pueden clasificar en rotativas y estáticas.

• Rotativas: generadores, motores y alternadores.
• Estáticas: transformadores.

En las máquinas rotativas hay una parte fija llamada estator y otra móvil llamada rotor.

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