Máquinas síncronas, asíncronas y de cc

INDICE


Clasificación general de las máquinas eléctricas.

En la expresión siguiente se han relacionado las frecuencias del inductor e inducido de una máquina eléctrica por medio del número de polos y las r.p.m. del rotor.


(1)
Los diferentes tipos de máquinas se pueden clasificar (véase Fig. 1) atendiendo a una serie de criterios selectivos y ordenados que tienen en cuenta laexistencia de órganos móviles, el tipo de corriente aplicada al inductor y la forma de las conexiones externas, de acuerdo con el siguiente proceso:
PRIMER CRITERIO: Movimiento del inductor o inducido.
a) Si no existen órganos móviles, n = 0, lo que indica, de acuerdo con el epígrafe (1), que:


(2)

Es decir, coinciden las frecuencias del inductor e inducido, resultando las llamadas máquinasestáticas.

b) En el caso en que se sigue conservando la ecuación general

(3)
Dando origen a las máquinas rotativas.


SEGUNDO CRITERIO. Características del flujo inductor.
a) Si el flujo inductor es constante, es decir, independiente del tiempo, indica que la frecuencia de la corriente que alimenta este devanado es En el caso de máquinas estáticas, teniendo en cuenta (2) se cumplirá:(4)
No existiendo ninguna máquina que cumpla con esta condición, ya que al no aparecer variaciones de flujo en el inducido no se tiene conversión de energía.


Figura 1. Cuadro de clasificación general de las máquinas eléctricas.
Para las máquinas dotadas de movimiento, la condición , teniendo en cuenta (3), da lugar a la expresión general:

(5)
Es decir, lafrecuencia del inducido es función directa de la velocidad del rotor. Normalmente cuando el inductor está recorrido por una c.c. (), la máquina tiene una estructura física en forma de polos salientes, tal como se observa en las Figuras 2.5b y c, sobre los cuales van arrolladas las bobinas inductoras.
b) Si el flujo inductor es variable, es , lo cual indica, en el caso de las máquinas estáticas, y deacuerdo con (2.142), que:

(6)
Y para las máquinas rotativas se sigue cumpliendo la expresión general (4).
TERCER CRITERIO: Dispositivo de conexión al circuito exterior.
a) Si la máquina tiene un inducido cuya unión con un circuito exterior se realiza por medio de conexiones fijas (caso en que el inducido está situado en el estator) o por anillos (inducido en el rotor), de acuerdocon lo explicado en el epígrafe 2.3, la frecuencia en el circuito

(7)
En el caso de máquinas estáticas se obtiene el transformador y el regulador de inducción monofásico. En el caso de las máquinas móviles con , teniendo en cuenta (3), se cumplirá:

Que dan origen a las máquinas síncronas constituidas por el generador síncrono o alternador y el motor síncrono.
En el caso demáquinas móviles con , teniendo en cuenta que responden la expresión general (3), se cumplirá:

(8)
Que dan lugar a las máquinas asíncronas o de inducción, constituidas por el generador asíncrono, el motor asíncrono y los convertidores asíncronos.
b) Si la máquina tiene un inducido cuya unión con el circuito exterior se realiza por medio de colector de delgas, de acuerdo con loexplicado en el epígrafe 2.3, la frecuencia en el circuito exterior es de diferente valor que la del inducido, es decir:

(9)
El colector de delgas se coloca siempre en el rotor, y por ello en las máquinas estáticas esta combinación no existe.
En las máquinas móviles en que , de acuerdo con (5) se cumplirá:

(10)
Que dan origen a las máquinas de c.c. (denominadas así porqueen ellas se cumple ); estas máquinas incluyen: generador c.c. o dinamo, el motor c.c., la conmutatriz y otras máquinas especiales como la amplidina, la metadina, el rototrol, etc.
En las máquinas móviles en las que , teniendo en cuenta que responden a la expresión general (3), se cumplirá:

(11)
Que dan lugar a los motores de c.a. con conmutador o con colector de delgas.
En...