Maquinària Elèctrica: Alternadors, Motors Síncrons i Asíncrons

Maquinària Elèctrica: Conceptes Fonamentals

Alternadors

Els alternadors produeixen diferència de potencial.

• Inductor = Rotor
• Induït = Estator

Detalls constructius:

• Rotor: Armadura ferromagnètica de CC.
• Estator: Xapes apilades i troquelades.
• Col·lector (anells): Freguen escombretes, subministren CC.

Motor de Corrent Continu (DC)

En un motor de CC:

• Inductor = Estator
• Induït = Rotor

Detalls constructius del Rotor:

• Rotor: Nucli de xapes magnètiques, tipus gàbia d'esquirol o bobinats amb terminals en anells.

Màquines Síncrones

El rotor gira a velocitat de sincronisme.

• Inductor = Rotor
• Induït = Estator

Tipus de Rotors Síncrons

Hi ha 2 tipus de rotors:

1. Pols sortints: (+2 pols, més grans, més força, menys velocitat).
2. Pols llisos: (-pols, menys potència, més velocitat).

Circuits de Màquines Síncrones

Components principals:

• Inductor (rotor): Pols alterns N-S.
• Col·lector (anells): Alimenta els terminals de l'inductor.
• Induït (estator): El nombre de pols és igual al nombre de pols del devanat d'excitació.
• Bornes: 2 per fase i 2 portaescombretes.

Funcionament com a Generador i Motor

• Generador: L'eix té una força motriu i s'alimenta l'inductor amb CC; s'obté CA als bornes trifàsics (3F).
• Motor: S'aplica CA a l'estator i s'excita amb CC el rotor.

Arrencada del Motor Síncron

Amb gàbia d'esquirol

1. L'estator es connecta a tensió regulable per limitar el corrent d'arrencada.
2. Al rotor apareixen corrents induïdes, iniciant la posada en marxa del motor.
3. Quan la velocitat és pròxima a la de sincronisme, es desconnecta la resistència del circuit d'excitació.

Sense gàbia d'esquirol

1. Es posa en funcionament regulant la velocitat fins a assolir la nominal de la màquina síncrona.
2. Es regula la velocitat de gir fins a la freqüència de la xarxa i es regula el corrent d'excitació.
3. S'aconsegueix tensió i freqüència iguals.
4. Un cop acoblada la màquina síncrona, es desconnecta el motor motriu.
5. Es desconnecta el motor síncron eliminant la càrrega progressivament, reduint la tensió d'excitació del rotor i desconnectant-lo de la xarxa.

Motor Asíncron

Té una velocitat diferent de la sincrona.

• Estator: 3 devanats desfasats 120º.
• Rotor: Devanat gàbia d'esquirol, connectat a 3 anells en estrella.

Funcionament del Motor Asíncron

Quan passa la tensió (V) per l'estator, es produeix un Camp Magnètic a velocitat síncrona. Aquest camp magnètic indueix una FEM en el devanat del rotor, fent girar el rotor a una velocitat inferior.

Canvi de Sentit de Gir

Es permuten 2 conductors d'alimentació.

Connexions

• Connexió Triangle: $V_{ ext{linea}} = V_{ ext{fase}}$
• Connexió Estrella: $I_{ ext{linea}} = I_{ ext{fase}}$

Correcció del Factor de Potència (FP)

Un baix FP provoca un consum d'intensitat més alt. Això es corregeix amb condensadors.

Arrencada del Motor Asíncron

La màquina ha de vèncer el parell resistent de l'eix. Com més càrrega, més costa arrencar.

Arrencada Estrella-Triangle

Procés de posada en marxa en 2 temps:

1. El motor funciona en Estrella.
2. Quan el motor ja té velocitat, es commuta a Triangle.