Máquina Sincrónica de Polos Salientes Las máquinas sincrónicas de polos salientes son de baja velocidad y de gran número de polos; la reluctancia magnética a lo largo del polo es baja y alta en la zona interpolar, por tanto la corriente de armadura (Ia) producirá mayor flujo en la zona de baja reluctancia (zona polar) de nominado “eje directo” que en la zona interpolar denominado “eje de cuadratura” es decir la reactancia es variable y varia según la posición del rotor. Este hecho fue introducido por “Andrés Blendel. La teoría propone descomponer las fuerzas magnetomotrices dadas en dos componentes mutuamente perpendiculares, una a lo largo del polo saliente de rotor, conocida como eje directo (o eje d) y la otra en cuadratura, conocida como eje de cuadratura (o eje q)” En la figura reacción de armadura máquina sincrónica de polos salientes
Máquinas Inducción La máquina de inducción tiene un gran éxito funcionando como motor en aplicaciones industriales de potencia; esta compuesta de un rotor que es un trozo de metal con incrustaciones de hierro y cobre y un estator que se parece al primario de un transformador; toda la energía eléctrica es proporcionada desde el estator hacia el rotor. Los flujos producidos por las corrientes del estator generan un campo magnético rotatorio que corta a los conductores del rotor, y de esta forma se obtiene sobre ellos fuerza electromotriz inducida que es utilizada para forzar corrientes en los ejes, directo y axial del rotor. Al interactuar el campo magnético rotatorio del estator con el campo magnético rotatorio originado por las corrientes que circulan en el rotor se produce el torque eléctrico. El fenómeno descrito, similar a la operación de un transformador, ha permitido la construcción de una máquina de gran difusión industrial debido a que por su sencillez, esta máquina resulta económica, robusta y de poco mantenimiento ya que no tiene escobillas ni contactos móviles con el rotor.
En muy contados casos esta máquina se puede utilizar como generador por ejemplo en conversión de energía eólica, mini centrales eléctricas, con el propósito único de minimizar costo.
Circuito Equivalente Máquina de Inducción El circuito equivalente de la maquina de inducción es semejante al de un transformador, esto se debe a la transformación que existe al inducir corrientes en el rotor, desde el estator. Suponiendo que el rotor está parado (?m = 0, S = 1) podemos construir un circuito equivalente monofásico igual al del transformador tal como se indica en la figura siguiente
Circuito equivalente general
Máquinas Corriente Continua Las máquinas de corriente continua u homo polares, se denomina así por que están energizadas por una fuente de corriente continua a demás se caracterizan por adaptarse a diferentes funciones debido a las diversas combinaciones de conexiones posibles a los devanados; los devanados se pueden conectar en derivación (shunt), en serie y excitación separada de los campos, lo que le da un amplio rango de volt-ampere y velocidad-torque, tanto para funcionamiento dinámico como para estado estacionario. Debido a la facilidad con la que se pueden controlar, a menudo se usan en sistemas que necesiten un amplio rango de velocidad y preciso control de torque. En los últimos años la tecnología de sistemas de control de estado sólido se ha desarrollado lo suficiente para controladores de corriente alterna (ca), y por lo tanto se comienzan a ver dichos sistemas en aplicaciones que antes se asociaban casi exclusivamente con las máquinas de cc
Principio de Funcionamiento de la Máquina de Corriente Continua. La máquina de corriente continua se utiliza para generar una tensión constante cuando funciona como generador y para producir par mecánico (torque) cuando funciona como motor. El principio de funcionamiento como generador se basa en la ley general de la inducción electromagnética. La máquina tiene básicamente dos arrollamientos, uno ubicado en el estator cuya función es crear un campo magnético por lo que se le denomina inductor. El otro arrollamiento está ubicado en el rotor y se denomina inducido ó armadura; básicamente se fundamenta en la inyección de corriente continua tanto en el circuito estator y rotor. Diagrama de la máquina de corriente continua.
Aplicaciones Máquinas Eléctricas El mundo de hoy esta construido sobre el avance del sector de la industria; las máquinas eléctricas abarca gran parte del desarrollo industrial y económico. Las constantes investigaciones han ido mejorando para que las máquinas eléctricas sean eficientes, de gran rendimiento y más que todo proporcionen gran seguridad al sector industrial. Las máquinas eléctricas están utilizadas en la vida cotidiana desde el uso de un foco hasta los suministros de gran potencia; este avance ha hecho que las máquinas estén inmersas a diferentes cambios y mejoras; en estos párrafos siguientes analizamos la aplicabilidad de las máquinas eléctricas estudiadas en los capítulos anteriores:
Transformadores En los sistemas industriales los transformadores tienen gran aplicabilidad: Se utilizan para la transmisión y subtransmisión de energía eléctrica en las subestaciones transmisoras, generadores y distribución en general estos transformadores son de gran potencia. Los transformadores de distribución se utilizan para la distribución de energía eléctrica de media tensión; se encuentran en las zonas urbanas, rurales, en las industrias, en la minería, en general en toda actividad que requiera la utilización de energía eléctrica. Los transformadores de corriente y los transformadores de voltaje utilizados en general dentro de la industria para toma de muestras de corriente y de voltaje respectivamente, reducirla y a un nivel medible y seguro, que actúa en conjunto con otros dispositivos de medida. Los transformadores para radio frecuencia, utilizados en la electrónica para acople de señal. En el sector eléctrico es importante el uso, aplicación y mantenimiento de transformadores para ofrecer una eficiencia y seguridad al momento de generar distribuir y consumir energía eléctrica.
Máquina Sincrónica.
Las máquinas sincrónicas operando como generadores, están en las grandes centrales hidráulicas, térmicas y nucleares; este tipo de máquina genera la mayor parte de energía eléctrica, como motor no es muy usual encontrar dentro de la industria debido a que muy pocos impulsadores funcionan a velocidad constante y no se desarrolla el par de arranque. Las máquinas sincrónicas de rotor liso se utilizan en los sectores de la industria en donde deben operar en altas velocidades en el rango de 3000- 3600 rpm; y, las máquinas sincrónicas de polos salientes en sectores donde se operan a menor velocidad.
Máquina de Inducción.
Las máquinas de inducción son los convertidores electromecánicos más utilizados dentro de la industria, debido a su construcción sencilla y robusta, con una tasa de fallas muy reducidas; en pocos casos es utilizado como generador, como motor tiene amplias aplicaciones estas son: Ventiladores, bombas, tornos, compresores, transportadores, troqueladoras y cortadoras
Maquinas de Corriente continua Son ampliamente utilizadas en la industria donde se requiere control de par y de velocidad debido a su alta velocidad de respuesta. Puede utilizarse como generador y como motor, con diferentes tipos de conexiones y control de arranque y velocidad, aquí en los diferentes campos que se utiliza las máquinas de corriente continua: motores de tracción, grúas móviles, trenes eléctricos, motores de arranque, motores para ventiladores, y en general en muchas aplicaciones de control como activadores, sensores de velocidad y de posición.
Evaluación Elemental del Estudio de Máquinas Eléctricas ¿Qué es conversión de energía electromagnética? La conversión de energía electromecánica es el paso que se da entre energía eléctrica y mecánica o viceversa, a través del campo eléctrico o magnético creado por un dispositivo de conversión. ¿Cite los tipos de máquinas eléctricas? Máquinas estáticas: Transformadores Máquinas rotativas: Máquinas AC, máquinas CC, máquinas sincrónicas, máquinas de inducción. ¿Subraye los elemento básicos de las maquinas rotativos? Tacómetro Estator Devanados de inducido Cojinete Devanados de Campo Compresor Escobillas Rotor Termostato
¿Cuál es la constitución de un transformador? Un transformador esta constituido básicamente de un núcleo de material ferromagnético y dos devanados que respectivamente se denominan primario y secundario.
¿Qué es transformador? Un transformador es una máquina electromagnética que permite aumentar o disminuir la tensión manteniendo igual la potencia de entrada con la de salida. Subraye: ¿Inducción electromagnética es? A. Fuerza que existe entre las placas (con cargas opuestas) de un capacitor; ya que si se coloca un dieléctrico entre las placas, tenderá a moverse a la parte del campo con mayor densidad. B. Es el movimiento relativo entre un campo magnético y un conductor de electricidad para generar una fuerza electromotriz. Subraye: ¿Fuerza electromagnética? Interacción o fuerza que actúa sobre partículas de carga eléctrica. Interacción transmitida por los bosones vectoriales.
¿A que se debe que la máquina sincrónica se llame así? Debido a que su operación realiza a la velocidad sincrónica, esto es, a la velocidad mecánica equiva1ente a la velocidad de rotación de campo magnético rotativo producido por las corrientes del estator. ¿Dibuje el circuito equivalente de la máquina de inducción?
¿Enuncie el principio de funcionamiento de la máquina de corriente continua? El principio de funcionamiento se basa en la ley general de la inducción electromagnética. La máquina tiene básicamente dos arrollamientos, uno ubicado en el estator cuya función es crear un campo magnético y el otro arrollamiento está ubicado en el rotor y se denomina inducido ó armadura; mediante estos se realiza la inyección de corriente continua tanto en el circuito estator y rotor creando el torque necesario para mover una carga.
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