Fandamentos de maquinas electricas

Fundamentos de máquinas eléctricas
Las máquinas de corriente alterna (ac) son los generadores que convierten energía mecánica en energía eléctrica ac y los motores que convierten energía eléctrica ac en energía mecánica. Aunque los principios fundamentales de las máquinas de corriente alterna son muy simples, parecen un tanto difíciles por la construcción complicada de las maquinas reales.Existen 2 clases principales de máquinas de corriente alterna: las maquinas síncronas y las máquinas de inducción. Las maquinas síncronas son motores y generadores cuya corriente de campo magnético es suministrada por una fuente de separada, mientras que las máquinas de inducción son motores y generadores cuya corriente de campo magnético es suministrada por inducción magnética (acción transformadoraen sus devanados de campo. Los circuitos de campo de la mayoría de las maquinas sincrónicas y de inducción están localizados en rotores.
Espira sencilla en un campo magnético uniforme
El estudio de las máquinas ac comenzara por una espira sencilla de alambre que rota dentro de un campo magnético uniforme. Esta es la maquina más sencilla posible que produce un voltaje sinusoidal alterno. Estecaso no es representativo de las maquinas ac reales puesto que el flujo en estas maquinas no ses constante ni en magnitud ni en dirección; sim embargo, los factores que controlan el voltaje y el par (par motor o par de torsión) sobre la espira serán los mismos que los factores que controlan el voltaje y el par en las maquinas ac reales.
En la figura se muestra una maquina sencilla formada por ungran magneto estacionario que produce un campo magnético constante y uniforme, y una espira de alambre conductor que rota dentro de ese campo. La parte rotante de la maquina se llama rotor, la parte estacionaria de la maquina se denomina estator.

El campo magnético rotacional
En el tema anterior se demostró que si dos campos magnéticos están presentes en una maquina se creara un par que tiene alinearlos. Si un cmapo magenetico es producido por el estator de una maquina ac y el otro es produciodo por el rotor, el par inducido en el rotor obligara a que gire para alinear los dos campos.
Si existe alguna forma de lograr que el campo magnético del estaotr rote, efectuara una “persecucion” circular constante del campo magnético del estator debido al par inducido en el rotor. En otraspalabras es el principio básico de la operación de todo motor ac.
El principo fundamental de operación de una maquina alterna es que si un grupo de corrientes trifásicas, cada una de igual magnitud y desfasadas a120°, influye en un devanado trifásico, se producirá un campo magnético rotacional de magnitud constante. El devanado trifásico consiste en tres devanados separados, espaciados 120° eléctricosalrededor de la superficie de la maquiena.
El concepto mas sencillos de campo magnético rotacional lo ilustra un estator vacio que contiene justamente tres bobinas, cada una a 120° de las otras. Puesto que cada devanado produce solo un polo norte y un polo sur magnético, es un devanado de dos polos.

Para entender el concepto de campo magnético rotacional, se aplicara un grupo de corrientes alestator de la figura anterior y se observara que ocurre en diferentes instantes de tiempo se supone que las corrientes de los tres devanados están dadas por las ecuaciones.

La corriente del devanado aa’ fluye hacia dentro del devanado por su extremo a y sale del devanado por su extremo a’ produciendo una intensidad de campo magnético.

Donde 0° es al Angulo en el espacio del vector deintensidad de campo magnético, como se muestra en la fig. Siguiente. La dirección del vector de intensidad de campo magnético Haa’(t) esta dad por la regla de la mano derecha: si la curva de los dedos de la mano derecho coincide con la dirección del flujo de la corriente del devanado el campo magnético resultante estará en la dirrecion del dedo pulgar. Notese que la magnitud del vector de intensidad de...