Generadors de corrent continu i motors elèctrics

Generadors de corrent continu (dinamo)

El generador de corrent continu, també dit dinamo, és una màquina elèctrica rotativa a la qual li subministrem energia mecànica i la transforma en energia elèctrica en corrent continu. Aquest generador consta de dues parts fonamentals: l'estator, que és la part fixa de la dinamo i és format pels pols inductors, el bobinatge inductor i la carcassa. I, el rotor, que és la part mòbil d'una dinamo i és format pel nucli de l'induït, el bobinatge de l'induït i el col·lector de lamel·les.

Els pols inductors, que estan fixes a l’estator, generen un camp magnètic i quan el rotor té un moviment rotatiu dins d’aquest camp es produeix una variació de flux, fent que s'indueixi un corrent altern al rotor. Posteriorment, per transformar el corrent altern a continu, és necessari un col·lector de lamel·les que està format per lamel·les aïllades elèctricament entre elles.

Finalment, d'aquí és conduït a l'exterior mitjançant altres components fixos, anomenats escombretes que connecten per fregament amb les lamel·les del col·lector.

Motors de corrent continu

Estan compostos per un rotor i un estator. El estator està format per un bobinatge pel qual circula un CC (corrent d’excitació), de manera que aquest corrent continu genera un camp magnètic constant. Al rotor, que està format per un bobinatge pel qual circula un CA, ens interessa que hi hagi la interacció d’aquest camp magnètic polsant amb el del estator. Per això, es pot passar de un corrent altern a un corrent continu mitjançant el col·lector de lamelles.

Motors de corrent altern

• Motors de CA síncrons trifàsics

El funcionament d'un motor síncron es fonamenta en la reversibilitat de l'alternador. Si alimentem l'estator d'un alternador trifàsic amb un CA trifàsic, engendrarà un camp magnètic de velocitat (ns). Si impulsem el rotor en el sentit del camp magnètic giratori, s'orientarà dins del camp de manera que en tot moment el camp resultant sigui mínim; per tant, girarà a la mateixa velocitat que la del camp giratori (ns) o velocitat de sincronisme.

• Motors de CA asíncrons (o d’inducció) trifàsics

El motor asíncron trifàsic és un motor industrial, amb una construcció senzilla i robusta, absència de col·lector i té l’adaptació del seu funcionament a les variacions brusques de càrrega mantenint així una velocitat pràcticament constant. Les seves parts són l’estator i el rotor. El seu funcionament es basa en la producció d’un camp magnètic giratori. En girar l’imant i amb ell el camp magnètic, es crea una FEM i com a conseqüència un corrent induït, ja que l’espira és un curtcircuit. Per l’acció del camp sobre el corrent es genera un parell de forces que fa girar l’espira. El corrent induït s’oposa a la causa que el provoca, per tant, l’espira girarà en el mateix sentit que l’imant. Cal dir que l’espira gira a una velocitat inferior a la de l’imant, ja que si girés a la mateixa velocitat, no hi hauria cap variació de flux i no s’engendraria una FEM induïda.

Alternadors

Un alternador és un generador de corrent altern que té 2 parts principals: l'estator (part fixa) i el rotor (part giratòria). En les dues contenen bobinatges i en el bobinatge del rotor hi fem circular un corrent d'excitació continu, per poder crear un camp magnètic constant. D'altra banda, a l'estator tindrem un bobinatge induït trifàsic (tres bobinatges aïllats independentment desfasats 60 graus). Aquestes bobines poden estar connectades en estrella o triangle i s'indueix un corrent quan el camp magnètic gira amb una turbina, ja que fa que hi hagi una variació de flux en el bobinatge de l’estator i, per tant, s'indueix un corrent elèctric.

Transformadors

Els transformadors són màquines de corrent altern la funció de les quals és modificar alguna de les característiques d'un corrent elèctric. Poden transformar un corrent d'alta tensió i baixa intensitat en un corrent de baixa tensió i elevada intensitat, o viceversa, sense modificar la seva freqüència.

Estan formats per dues parts principals, el nucli ferromagnètic i els bobinatges:

El nucli ferromagnètic es tracta d'un bloc metàl·lic format per moltes xapes d'un metall ferromagnètic. Dins d'un transformador hi ha dues bobines, bobina primària i bobina secundària, la bobina primària és la que té una tensió aplicada i la bobina secundària és aquella a la qual es connecta la càrrega.

Funcionament: la bobina primària està connectada a una tensió. Aquesta tensió provoca la circulació d'un corrent d'excitació perquè genera un camp magnètic. Aquest camp magnètic indueix una tensió a la bobina secundària. Un voltatge és induït per un camp magnètic quan hi ha una variació en el seu flux.