Motores y Generadores Síncronos y Asíncronos
Generadores y Motores Síncronos
Un generador o motor se considera síncrono cuando la velocidad de giro del campo magnético del estator es igual a la velocidad de giro del rotor. En estos dispositivos, la velocidad de rotación es constante, uniforme y depende de la frecuencia de la corriente de la línea de alimentación o red eléctrica. Se caracterizan porque, en ellos, el rotor es el inductor, alimentado por una fuente de corriente continua, y el estator es el inducido, alimentado por una fuente de corriente alterna. Ambas corrientes son capaces de crear un campo magnético tal que favorece el movimiento giratorio del rotor.
Generadores y Motores Asíncronos
Un generador o motor se considera asíncrono cuando la velocidad de giro del campo magnético del estator supera la velocidad de giro del rotor. Este tipo de dispositivos carece de colector y solamente una parte, normalmente el estator, que es el que actúa de inductor, está conectada a la red, mientras que la otra parte, el rotor, trabaja por inducción, es decir, no recibe ningún tipo de corriente de excitación conducida. La corriente que circula por el devanado del rotor se debe a la fuerza electromotriz inducida en él por el campo giratorio del estator. Por esta razón, a este tipo de motor se le designa también como motor de inducción.
Motores Asíncronos Trifásicos
La mayor parte de las máquinas industriales está movida por motores asíncronos trifásicos, es decir, motores que reciben la energía eléctrica en forma de corriente alterna de tres fases o hilos y la transforman en energía mecánica.
Constitución
- Estator: Es la parte fija del motor. Está formada por la carcasa, que presenta una corona de chapas de acero provistas de ranuras, donde se introducen tres bobinas inductoras, desfasadas 120º eléctricos, y cuyos extremos van conectados a la placa de bornas, desde la cual el motor se conecta a la red de alimentación.
- Rotor: Es la parte móvil. Está situada en el interior del estator y corresponde al inducido, montado en cortocircuito. Se distinguen dos tipos de rotores que dan nombre al motor: el de jaula de ardilla y el bobinado o devanado. En ambos tipos, se dispone de un sistema de espiras en cortocircuito, devanadas o no, sobre un núcleo de material ferromagnético. El objetivo de las espiras es hacer circular a través de ellas las corrientes inducidas para crear un campo de sentido contrario al producido por el estator.
Funcionamiento
- En primer lugar, la corriente alterna trifásica a la que se conecta el motor se utiliza exclusivamente para que circule por las bobinas inductoras del estator con el fin de que genere en la máquina un campo magnético que, en este caso, es giratorio.
- En segundo lugar, en los conductores que forman el rotor aparecen corrientes eléctricas inducidas, como consecuencia del campo magnético giratorio. Estas corrientes no proceden de la conexión a la red del motor, tal y como sucedía en los motores de corriente continua.
De cualquier forma, disponemos de un campo magnético giratorio generado por las bobinas inductoras y, en su interior, una serie de conductores recorridos por una corriente eléctrica inducida. En consecuencia, sobre los conductores se ejercerán unas fuerzas electromagnéticas que obligarán a girar al rotor y a que el motor funcione.
Motores Asíncronos Monofásicos
Constitución
Similar a los motores asíncronos trifásicos.
Funcionamiento
Para explicar el funcionamiento de un motor asíncrono monofásico vamos a imaginar una pequeña experiencia con uno trifásico. Supongamos que tenemos un motor de estas características conectado a la red y funcionando en carga. El rotor gira a una determinada velocidad n2 y este movimiento es aprovechado para accionar otra máquina cualquiera. Si en un momento dado interrumpimos o desconectamos uno de los tres conductores que conectan el motor a la red, observaremos que sigue funcionando y girando a la misma velocidad anterior n2. Con esta acción hemos convertido el motor asíncrono trifásico en un motor asíncrono monofásico. Pero si el motor asíncrono trifásico no está funcionando y desconectamos, como antes, uno de los conductores a la vez que dejamos conectados los otros dos, comprobaremos que el motor no se pone en funcionamiento, es decir, no gira.
Arranque de un Motor Asíncrono Monofásico
De las dos experiencias anteriores deducimos que los motores asíncronos monofásicos no se ponen en funcionamiento por sí solos, sino que necesitan un elemento auxiliar para que comiencen a girar. Este elemento auxiliar puede ser un bobinado auxiliar o una espira en cortocircuito.
Bobinado Auxiliar
Los motores que incorporan este elemento poseen en el estator una bobina inductora principal o de trabajo T, conectada a la red, y otra bobina auxiliar A, que va a permitir que el motor se ponga en funcionamiento al conectarlo.
Espira en Cortocircuito
Los motores que utilizan este dispositivo de arranque disponen de un rotor en jaula de ardilla y un estator con polos salientes, similar al que emplean los motores de corriente continua. Cada uno de los polos lleva la bobina inductora correspondiente, más una espira en cortocircuito.