practica 2

Máquinas
eléctricas rotativas

7

Generador

7.1 Origen de las máquinas eléctricas
Las diferentes etapas en que han sido desarrollados los convertidores electromagnéticos de energía (máquinas eléctricas que transforman energía mecánica en eléctrica y viceversa) desde que en 1832 apareció el primer artilugio hasta
nuestros días, han sido muy valiosas si analizamos las aportaciones queéstos han prestado al desarrollo tecnológico e
industrial de la humanidad.
El fundamento teórico en el que se basa el funcionamiento
de los convertidores electromecánicos se encuentra en los
tres principios fundamentales de la inducción electromagnética, que podemos resumirlos en:
• Una corriente eléctrica que circula por un conductor arrollado a un núcleo metálico de hierro o acero hace queéste se comporte como un imán.
• Las corrientes eléctricas ejercen entre sí fuerzas a distancia.
• Cuando se mueve un conductor en el seno de un campo
magnético, se produce (induce) sobre él una corriente
eléctrica.
Estos principios constituyen la génesis de las máquinas eléctricas y son debidos, en gran medida, al trabajo de tres
grandes hombres de ciencia:
• Dominique François Jean Arago(1786-1853).
• André Marie Ampère (1775-1836).
• Michael Faraday (1791-1867).

7.2 Definición y clasificación de las
máquinas eléctricas rotativas
Definición
Se entiende por máquina eléctrica al conjunto de mecanismos capaces de generar, aprovechar o transformar la
energía eléctrica.
Si la máquina convierte energía mecánica en energía eléctrica se llama generador, mientras que si convierteenergía
eléctrica en energía mecánica se denomina motor. Esta relación se conoce como principio de conservación de la
energía electromecánica.

Energía
mecánica

Máquina
eléctrica

Energía
eléctrica

Motor

Teniendo en cuenta lo que hemos estudiado hasta el momento, podemos clasificar las máquinas eléctricas rotativas en:
• Generadores. Transforman la energía mecánica en energíaeléctrica.
Energía
mecánica

Generador

Energía
eléctrica

• Motores. Transforman la energía eléctrica en energía mecánica.
Energía
mecánica

Motor

Energía
eléctrica

Podemos realizar otra clasificación de las máquinas eléctricas teniendo en cuenta el tipo de corriente eléctrica que
utilizan, el número de fases, etc., tal como se muestra en la
Tabla 7.1 de la página siguiente.7.3 Constitución general de las
máquinas eléctricas rotativas
La constitución de toda máquina eléctrica rotativa (tanto de
c.c. como de c.a.) es muy similar. Si sacrificamos un excesivo rigor científico por brevedad y sencillez, describiremos
a continuación las partes más relevantes de toda máquina
eléctrica rotativa, lo cual nos permitirá conocer tanto sus limitaciones como sus aplicacionesmás adecuadas.
Toda máquina eléctrica rotativa consta de los siguientes elementos básicos, representados en la Figura 7.1.
• Inductor.
• Inducido.
• Escobillas.
• Culata o carcasa.
• Entrehierro.
• Cojinetes.

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Tipo de
corriente

Corriente continua

Máquina
eléctrica

Generadores

Dinamo
(con excitación)

Independiente
Serie
Shunt o derivación
Compound

Corrientealterna

Alternador

Monofásico
Trifásico
Polos lisos
Polos salientes

Jaula

Inducción
Monofásicos
Independiente
Serie
Shunt o derivación
Compound

Fase partida
Condensador
Espira de sombra

Rotor
devanado

Repulsión
Repulsión en arranque
Repulsión-inducción

Motor
(con excitación)

Síncrono

Histéresis
Reluctancia
Imán permanente

Inducción

MotoresJaula de ardilla
Rotor devanado

Polifásicos
Síncronos
Universales

Tabla 7.1. Clasificación general de las máquinas eléctricas rotativas.

Entrehierro

(a)
Borde polar
Pieza polar

• Inductor
Inducido
Culata
Bobina inductora

Núcleo polar

El inductor, a su vez, consta de los siguientes elementos: la
pieza polar, el núcleo, el devanado inductor y la expansión
polar....