Alternadores y Motores Asíncronos: Funcionamiento, Características y Acoplamiento

2º ¿Con qué tipo de corriente se alimenta el inductor en este caso? ¿Cómo pueden ser sus polos? ¿Cómo se coloca el bobinado del inducido?

• La alimentación de los devanados del inductor se realiza con C.C. a través de dos anillos colectores y un par de escobillas.
• Los polos pueden ser lisos o salientes.
• Se colocan 3 bobinas a 120° una de otra y alojadas en ranuras practicadas en un núcleo cilíndrico y hueco de chapas magnéticas.

4º ¿Qué dos formas fundamentales existen para alimentar el inductor? Describe brevemente cada una de ellas.

• Mediante una dinamo excitatriz que se acopla en el eje del alternador. Los terminales K-J se corresponden con el devanado inductor del alternador; la dinamo excitatriz posee una autoexcitación SHUNT y la tensión continua que proporciona la dinamo se conecta al devanado inductor a través de un reóstato de regulación.
• Mediante alternador auxiliar que también se acopla en el eje del alternador. En este caso se monta un pequeño alternador principal. El devanado K-J del alternador auxiliar se alimenta a través de un rectificador monofásico conectado a los bornes de salida del alternador.

6º ¿A qué llamamos velocidad síncrona? ¿Qué importancia tiene? ¿De qué magnitudes dependerá la frecuencia?

• A una velocidad que es constante y depende de la frecuencia de la red eléctrica a la que esté conectado y del número de pares del motor.
• La importancia que tiene es que la velocidad es directamente proporcional a la frecuencia (f), por tanto, mayor f > velocidad tiene el alternador.
• Depende de los pares de los polos del inductor y de la velocidad.
  • f = p n/60 siendo f la frecuencia de la C.A (Hz), p el par o pares de polos del inductor y n la velocidad en r.p.m.

8º ¿Cómo es la característica de vacío en esta máquina?

• La f.e.m. en vacío frente a la corriente de excitación tiende a cero, y luego se produce un pico en el que se permanece.

9º ¿Qué nos proporciona la característica externa del alternador? ¿Cómo varía en función del tipo de carga?

• Nos suministra información de la tensión que proporciona el alternador para diferentes intensidades de corriente del inducido a velocidad e intensidad de excitación constante.
• Si la carga es del tipo capacitivo, la tensión proporcionada por el alternador tiende a aumentar.
• Para la carga inductiva, aumenta la corriente que suministra el alternador a la carga, se produce una caída de tensión interna, que hace que la tensión de salida disminuya con la intensidad.

10º ¿Qué condiciones deben darse para efectuar un acoplamiento entre alternadores cuando estos se conectan en paralelo, o cuando uno se conecta a la red eléctrica?

• Que la tensión y frecuencia de los alternadores sean iguales.
• Que el orden de sucesión de fases de los alternadores debe ser iguales.
• Que las sinusoides que representan a las tensiones de cada uno de los alternadores deben superponerse exactamente.

11º ¿Qué problema puede existir cuando se le demanda al alternador mayor potencia? ¿Cómo se soluciona?

• El problema es que cuando se exige una mayor potencia eléctrica al alternador, este reacciona proporcionando una mayor resistencia al movimiento, por lo que la tendencia es perder la velocidad, y puede llegar a perder el sincronismo.
• Se dota al conjunto de alternador y grupo motor, que le impulsa, de un sistema de regulación automático de velocidad.

12º ¿Cómo describirías de forma breve el principio de funcionamiento del motor asíncrono?

• El principio de funcionamiento del motor asíncrono se basa en la generación de un campo magnético giratorio en el estator que coincide con la velocidad síncrona, que corta a los conductores del rotor y los hace girar.

15 ¿A qué llamamos deslizamiento? ¿Cómo es su valor en función de la carga mecánica?

• A la diferencia relativa entre la velocidad del campo magnético (velocidad de sincronismo) y la velocidad del rotor.
• Cuando trabaja en vacío, el deslizamiento es mínimo (del orden de 0,1%).
• Cuando arrastra la carga nominal, el motor tiende a frenarse y el deslizamiento aumenta un poco (del orden del 4%), S = ns –n/ ns x100.

16º ¿Cómo es la FEM inducida en el rotor en el momento del arranque? ¿Qué implica ello?

• La f.e.m en el momento del arranque es muy elevada.
• Implica que va a producir una fuerte corriente en el rotor. Estas corrientes, al interactuar con el campo giratorio, producen elevadas fuerzas mecánicas que, al actuar sobre el rotor, le proporciona un fuerte par de arranque.

17º ¿Por qué en el arranque del motor trifásico asíncrono se produce una elevada corriente absorbida de la red?

• Porque al conectar las bobinas del estator de un motor trifásico, permaneciendo el motor sin movimiento, en un principio, el campo giratorio corta los conductores del rotor e induce en ellos, como si fuese un transformador, una f.e.m. elevada que a su vez producirá una fuerte corriente en el rotor.

18º ¿Cuándo se aproxima la velocidad del rotor a la velocidad del campo magnético giratorio? ¿Cuándo absorbe menos corriente el motor? ¿Qué ocurre cuando se aplica una carga mecánica resistente al motor superior al par máximo que este puede proporcionar?

• Cuando el motor está en vacío, alcanza una velocidad muy próxima a la de sincronismo (campo magnético).
• Cuando aumenta la velocidad del giro del motor, hasta que se alcanza la velocidad nominal.
• La velocidad tiende a disminuir hasta alcanzar el equilibrio entre el par motor y el par resistente.

22º ¿En qué consiste el arranque estrella-triangulo? ¿Cómo se consigue reducir la corriente? ¿En qué factor se reduce?

• Consiste en conectar el motor primero en estrella para, una vez arrancado, conmutar a la conexión en triangulo. El motor debe estar preparado para que funcione en triangulo.
• Conectando en estrella-triángulo el motor, ya que las bobinas del motor estarán sometidas a una tensión raíz de tres inferior que si se hubiese conectado en triángulo. Conviene que el motor arranque en vacío o con poca carga.

23º ¿Cómo se reduce la intensidad en el arranque por resistencias estatóricas? ¿Qué inconveniente presenta? ¿Cuándo se emplea?

• Reduciendo la tensión a través de las resistencias conectadas en serie con el estator.
• Que se consigue disminuir la corriente en función lineal de la caída de tensión, por lo que su aplicación se ve muy limitada.
• Se utiliza para la puesta en marcha de motores de mediana y gran potencia cuyo par resistente en el arranque es bajo.

25º ¿En qué se diferencia la placa de característica de un motor en cortocircuito a un bobinado o de anillos rozantes? ¿Qué ventajas tiene este tipo de motor frente al anterior en cuanto a la reducción de corriente? ¿Qué inconvenientes generales?

• Poseen las mismas características salvo que el rotor se construye, insertando un devanado trifásico en las ranuras de un núcleo cilindro de chapas magnéticas.
• Que no es necesario disminuir la tensión en el estator para disminuir el flujo, y con él, la corriente rotórica.
• Es bastante caros y necesitan de un mayor mantenimiento.

29º ¿Cómo puede conectarse un motor trifásico como monofásico?

• Se realiza la conexión de una de sus fases mediante un condensador. Este tipo de conexión sólo es recomendable en motores de pequeña potencia, además la potencia útil que se consigue es inferior a la indicada en sus características normales, también se reduce el par de arranque.