Conceptos Fundamentales y Funcionamiento de Máquinas Eléctricas

Parámetros Fundamentales de las Máquinas Eléctricas

Potencia

Es la potencia útil disponible que entrega o produce en régimen nominal una máquina eléctrica.

Tensión

Es la diferencia de potencial entre los bornes de salida eléctrica en generadores y transformadores, y los bornes de entrada en los motores.

Tensión Nominal (VN)

Es aquella para la cual la máquina ha sido diseñada o dimensionada.

Tensión de Servicio

Es el valor de la tensión de los bornes de la máquina cuando está en servicio; es la tensión que va a entregar si es generador, o la que va a recibir y ceder si es transformador, o recibir si es motor (tensión de servicio máxima: 1,15 VN).

Corriente Nominal

• Sistema monofásico: I = Pn / (Vn * cos φ)
• Sistema trifásico: I = Pn / (√3 * Vn * cos φ)

Si la máquina se sobrecarga, la corriente sobrepasa de un 10 a 15% su valor nominal.

Factor de Potencia

Es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente, siempre que las tensiones y las corrientes sean sinusoidales.

Frecuencia

Es el número de oscilaciones completas de la onda fundamental durante 1 segundo: f = p * n / 60.

Rendimiento

Es la relación entre la potencia suministrada y la potencia absorbida por la máquina.

Clasificación y Tipos de Motores Eléctricos

Motor Asíncrono

Son aquellos motores eléctricos en los que el rotor nunca llega a girar en una misma frecuencia con la que lo hace el campo magnético del estator. Cuanto mayor es el par motor, mayor es la frecuencia.

Motor Síncrono

Este motor tiene la característica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Es utilizado en aquellos casos en los que se desea una velocidad constante. Funcionan tanto como generadores como motores y están relacionados con la generación de energía eléctrica.

Motor de Rotor de Polos Lisos (o Polos No Salientes)

Se utiliza en rotores de 2 o 4 polos. Estos tipos de rotores están construidos al mismo nivel de la superficie del rotor.

Motor de Polos Salientes

Trabajan a bajas velocidades. Un polo saliente es un polo magnético que se proyecta hacia afuera de la superficie del rotor.

Motor de Anillos Rozantes

Es similar al motor trifásico de jaula de ardilla; su estator contiene los bobinados que generan el campo magnético giratorio. El objetivo del diseño es eliminar el alza de corriente en el arranque y el torque elevado asociado con el motor de jaula de ardilla.

Motores con Colector

Los colectores también son llamados anillos rotatorios; son comúnmente hallados en máquinas eléctricas de corriente alterna como generadores, alternadores y turbinas de viento, en las cuales conectan las corrientes de campo o excitación con el bobinado del rotor.

Sus características principales incluyen:

• Pueden entregar alta potencia con dimensiones y peso reducido.
• Soportan considerables sobrecargas temporales sin detenerse completamente.
• Se adaptan a las sobrecargas disminuyendo la velocidad de rotación sin excesivo consumo eléctrico.
• Producen un elevado torque de funcionamiento.

Motores Jaula de Ardilla

Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla consiste en un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o cobre con surcos, conectadas juntas en ambos extremos, poniendo en cortocircuito los anillos en forma de jaula.