Técnico Industrial

MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS:
Introducción a la Teoría General
José Manuel Aller
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Departamento de Conversión y Transporte de Energía
MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS:
INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA GENERAL
José Manuel Aller
°c 2007 EDITORIAL EQUINOCCIO
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Coordinación editorial: Carlos Pacheco
Producción:
Composición gráfica: José Manuel Aller
Corrección:
ISBN 980-237-223-4
Depósito legal LF: 2442004600958
al profesor Gastón Pesse, quien dedicó muchos años paraenseñarnos su visión de las máquinas eléctricas
y
a todos aquellos estudiantes que durante tantos años han
contribuido y enriquecido este libro con sus valiosas sugerencias

Índice general
I. Fundamentos Generales de las Máquinas Eléctricas 11
1. Conversión de Energía Eléctrica 13
1.1. Conceptos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2. Convertidorelectromecánico elemental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.3. Curvas características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4. Balance energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.5. Sumario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.6. Ejemplos resueltos . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.7. Ejercicios propuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2. Fundamentos de Conversión 43
2.1. Energía y coenergía en el campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2. Balance energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.3. Ecuaciones internas del convertidor . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.4. Ecuaciones de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.5. Generalización de las ecuaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.6. Sumario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.7. Ejemplos resueltos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
2.8. Ejercicios propuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3. Circuitos Acoplados Magnéticamente 81
3.1. Definiciones básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.2. Ecuaciones de tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3. Coeficientes de acoplamiento y dispersión . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 85
3.4. El transformador como circuito acoplado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.5. Sumario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.6. Ejercicios propuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5
4. Máquinas Eléctricas Rotativas 97
4.1. Características comunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 97
4.2. Bobinas ortogonales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.3. Múltiples pares de polos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.4. La máquina generalizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.5. Cálculo del par eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074.6. Par eléctrico y fuerzas magnetomotrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.7. El campo magnético rotatorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.8. La máquina trifásica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.9. Transformación de Coordenadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.10. Transformación de...