Máquinas síncronas: componentes, circuito magnético y circuito eléctrico

Resumen

El documento explica qué son las máquinas síncronas y cuáles son sus componentes principales. Describe el circuito magnético del rotor, con sus dos tipos de rotor, y el circuito eléctrico formado por el inductor y el inducido, incluyendo el colector de anillos y la caja de bornes.

Puntos clave

En las máquinas síncronas el rotor gira a la velocidad de sincronismo.
El circuito magnético está en el rotor, construido con chapa magnética apilada, y aloja el devanado inductor.
Existen rotores de polos salientes, para máquinas de muchos polos, gran potencia y baja velocidad, y rotores de polos lisos o cilíndricos, para máquinas de poca potencia y gran velocidad.
El circuito inductor genera el campo magnético de excitación y está bobinado sobre el rotor.
La corriente de excitación llega al inductor mediante un par de anillos rozantes y escobillas.
El inducido está en el estator y, en las máquinas trifásicas, consta de tres devanados, uno por fase, formados por bobinas interconectadas.
La caja de bornes recibe 8 conductores: 6 del inducido trifásico y 2 de las escobillas del inductor.

Ponte a prueba

Máquinas Síncronas: Componentes y Principios

Las máquinas síncronas son aquellas en las que el rotor gira a la velocidad de sincronismo. Al igual que las máquinas de corriente continua, están formadas por un circuito magnético y dos circuitos eléctricos.

El Circuito Magnético

El circuito magnético, ubicado en el rotor, está construido con chapa magnética apilada y su función es alojar el devanado inductor. Existen dos tipos principales de rotores:

De polos salientes: Se utilizan especialmente para máquinas de más de dos polos, de gran potencia y tamaño, que giran a baja velocidad.
De polos lisos o rotor cilíndrico: Se emplean en máquinas de poca potencia o con un bajo número de polos, diseñadas para girar a gran velocidad.

El Circuito Eléctrico

Al igual que otras máquinas de corriente alterna, las síncronas tienen dos circuitos eléctricos: el inductor y el inducido. Sin embargo, una diferencia clave es que la disposición de estos devanados está invertida respecto a otras máquinas.

Circuito Inductor

Es el encargado de generar el campo magnético de excitación. Se encuentra bobinado sobre el rotor, formando un número fijo de polos que deben tener polaridad alterna en su contorno (Norte, Sur, Norte, Sur, etc.).

Colector de Anillos

La conexión eléctrica con el devanado inductor (que está en el rotor) se realiza mediante un par de anillos rozantes. Sobre estos anillos se apoyan las escobillas que suministran la corriente de excitación.

Circuito Inducido

El devanado del inducido se encuentra en el estator. Según su diseño, puede ser monofásico, bifásico o trifásico, siendo este último el más utilizado en aplicaciones industriales. El inducido de una máquina síncrona trifásica está formado por tres devanados, uno por cada fase. A su vez, cada uno de estos devanados consta de una serie de bobinas interconectadas, cuya disposición depende del número de polos de la máquina.

Caja de Bornes

A la caja de bornes de la máquina llegan un total de 8 conductores desde su interior. Seis de ellos corresponden a los terminales del devanado del inducido (trifásico), mientras que los otros dos están conectados a las escobillas que alimentan el circuito inductor.

Preguntas frecuentes

¿Dónde está el devanado inductor de una máquina síncrona?

El devanado inductor está bobinado sobre el rotor y forma un número fijo de polos con polaridad alterna en su contorno.

¿Qué diferencia hay entre un rotor de polos salientes y uno de polos lisos?

Los rotores de polos salientes se usan en máquinas de más de dos polos, de gran potencia y tamaño, que giran a baja velocidad. Los de polos lisos o cilíndricos se emplean en máquinas de poca potencia o pocos polos, diseñadas para girar a gran velocidad.

¿Cómo se alimenta el circuito inductor?

La conexión eléctrica con el devanado inductor se realiza mediante un par de anillos rozantes, sobre los que se apoyan las escobillas que suministran la corriente de excitación.