Fundamentos y Componentes Esenciales de las Máquinas Eléctricas Rotativas y Estáticas

Introducción a las Máquinas Eléctricas

Una máquina eléctrica es, en general, todo conjunto de mecanismos capaces de generar, aprovechar o transformar la energía eléctrica.

Conceptos Electromagnéticos Fundamentales

Campo Magnético

Así como una masa origina un campo gravitatorio, un imán o una corriente eléctrica perturban el espacio, dando origen a un campo magnético.

Flujo Magnético

Es una magnitud escalar relacionada con el número de líneas de inducción que atraviesan una superficie imaginaria situada en el interior de un campo magnético.

Ley de Faraday

El valor de la fuerza electromotriz (FEM) depende de la rapidez con la que varía el flujo a través de la superficie limitada por el circuito y del número de espiras que este posee.

Corrientes de Foucault

Son corrientes eléctricas, cerradas sobre sí mismas, originadas por inducción en los conductores macizos cuando el flujo magnético los atraviesa.

Clasificación General de las Máquinas Eléctricas

Tipos de Máquinas

• Estáticas: Sin partes móviles (ej. transformadores).
• Rotativas: (Dínamos, alternadores y motores). Compuestas por el estator (parte fija), el rotor (parte móvil) y el entrehierro (espacio entre ambos).

Clasificación por Tipo de Corriente

• Máquinas de CC (Corriente Continua).
• Máquinas de CA (Corriente Alterna): Pueden ser excitadas por CC o por CA, siendo síncronas y asíncronas, respectivamente.

Máquinas de Corriente Continua (CC)

Motor de Corriente Continua (CC)

El motor de CC puede actuar como motor y como generador.

Componentes del Motor CC

• Estator: Genera el campo magnético. En su interior se encuentran los polos (en número par), en los cuales se arrollan los devanados de excitación.
• Rotor: Pieza cilíndrica ranurada donde se aloja el devanado inducido de la máquina, constituido por bobinas de cobre.
• Colector de Delgas: Conjunto de láminas de cobre que giran con el rotor.
• Portaescobillas y Escobillas: Escobillas de grafito que permanecen fijas. Al deslizar sobre ellas el colector de delgas, se efectúa el contacto eléctrico entre el devanado inducido y los bornes.

Motores de Corriente Alterna (CA) Asíncronos

Componentes del Motor CA

• Estator: Parte fija constituida por una corona de chapas magnéticas aisladas por medio de barniz. En las ranuras se dispone un devanado.
• Rotor: Parte móvil. Presenta unas ranuras interiores en las que se encuentra el devanado rotórico.

Tipos de Rotor en Motores CA

Rotor de Jaula de Ardilla

El devanado del rotor está constituido por barras de cobre o de aluminio unidas en sus extremos por dos anillos del mismo material (de ahí su nombre).

• Características: El par de arranque es pequeño y la intensidad absorbida es elevada.

Rotor Bobinado

En las ranuras de la corona se alojan tres devanados conectados por un punto común. Los extremos libres están unidos a tres anillos de cobre que giran con el eje. Haciendo contacto con los anillos se encuentran las escobillas.