Maquinas Electricas AC

Las maquinas de corriente alterna pueden ser generadores que convierten energía mecánica en energía eléctrica de corriente alterna o motores que convierten energía eléctrica tambien de corriente alterna en energía mecánica. Existen dos clases principales de maquinas de AC, las sincrónicas y las de inducción.

Las maquinas sincrónicas son motores y generadores cuya corriente de campo la suminstra una fuente externa de potencia de DC mientras que la maquinas de induccion son motores y generadores cuya corriente de campo se suminsitra mediante inducción magnética (acción transformadora) dentro de sus embobinados de campo.

Las máquinas de AC se diferencian de las de DC en que los embobinados del inducido están siempre localiados en el estator mientras que los embobinados de campo están localizados en el rotor. El campo magnético giratorio originado en los embobinados de campo de una máquina de AC induce un sistema trifásico de voltajes de CA en los embobinados del inducido localizados en el estator. A la inversa, un conjunto trifásico de corrientes en los embobinados del inducido en el estator produce un campo magnético giratorio que interactúa con el campo magnético del rotor, produciendo un momento de torsíon en la máquina. Estos dos efectos son la versión de la máquina de AC de la acción como generador y de la acción como motor.

• Clasificación

Sincrónicos

Los motores síncronos son un tipo de motor eléctrico de corriente alterna . Su velocidad de giro es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado y por el número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo".

La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con los parámetros mencionados es:

donde:

f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz)

p: Número de pares de polos que tiene la máquina (número a dimensional)

n: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

Las maquinas sincronas como cualquier otro convertir electromecanico de energia esta sometida al principio reciprocidad electromagnetica. Motor o Generador. Sin embargo en la practica, es mas frecuente el uso de la maquina sincrona como generador, para producir energia electrica, casos pupulares como los alternadores o su uso en centrales hidroelectricas. Su frecuencia de trabajo generalmente varia entre un 50 Hz y 60 Hz, aunque para aplicaciones especiales como en la aviacion la frecuencia de trabajo es cercana a los 400 Hz lo cual estable una reduccion de tamaño.

Hablando del caso motor sincrono, estos motores son usados en la industria donde requieren velocidades de transmision constantes, se destacan por su capacidad de variar su f.d.p. ya que se evita la instalacion de condensadores para reducir la potencia reactiva absorvida.

- Alternador

Un alternador es una maquina eléctrica capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética.

Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.

Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor , que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor el cual es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo magnético.

Asincronos o de Induccion:

Estas maquinas se diferencian con las demas por una caracteristica fundamental y es que por uno de sus arrollamiento no circula corriente generalmente es el que se encuentra ubicado en el rotor.

Es importante tener en cuenta que durante el funcionamiento de este tipo de maquinas es posible apreciar una corriente en este arrollamiento, ya que las maquinas asincronas trabajan como un trafo, el estator(inductor) que es la parte fija induce una fem sobre el inducido a causa de los flujos magneticos, por este efecto reciben el nombre de maquinas de induccion.

¿Y porque reciben el nombre de maquinas asincronas?

Es porque tipo de maquinas no tienen una velocidad del giro del rotor sincronizada con la frecuencia de la red.

Este tipo de maquinas hoy en dia son tan prescindibles que la mitad de la energia electrica generada es consumida por estas.

Estas maquinas antiguamente presentaban el problema de la regulacion de la velocidad en el inducido, por lo que en aplicaciones donde se necesitara varias la velocidad se procedia a usar motores de C.C., hoy por hoy con el desarrollo de la electronica de potencia, se han diseñado dispositivos electronicos que por medio de la manipulacion de la onda permite la variacion de la velocidad, por lo que los motores sincronos poco a poco han tomado fuerza en aplicaciones de este tipo.

El estator en las maquinas asincronas o de induccion esta formado por un apilamiento de una serie de chapas de acero al silicio, las cuales disponen de unas ranuras donde se ubica el devanado trifasico distribuido de tal forma que permita la presencia de un flujo magnetico giratorio senosoidal y de amplitud constante.

• Rotor(Inducido) Jaula de Ardilla o corto Circuito:

Las maquinas con rotor Jaula de Ardilla son muy populares por su composicion robusta, simplicidad y su bajo costo en el mantenimiento.

"Los conductores del rotor estan igualmente distribuidos por la periferia del rotor. Los extremos de estos conductores estan cortocircuitados, por tanto no hay posibilidad de conexion del devanado del rotor con el exterior. La posicion inclinada de las ranuras mejora las propiedades del arranque y disminuye los ruidos."

• Rotor Bobinado o con Anillos

"Los devanados del rotor son similares a los del estator con el que esta asociado. El numero de fases del rotor no tiene porque ser el mismo que el del estator, lo que significa que el numero de polos si debe ser igual. Los devanados estan conectados a anillos montados sobre el mismo eje"