Estructura y Funcionamiento de Rotores y Estatores en Máquinas Eléctricas

Componentes Fundamentales y Tipos de Rotores en Máquinas Eléctricas

1. Elementos Constitutivos Principales

• Inductor (Estator)

  Ubicado en el estator. Es idéntico al utilizado en el estator de la máquina síncrona. Existen devanados de tipo monofásico y bifásico, aunque mayoritariamente son de tipo trifásico, distribuidos por el perímetro de la armadura y separados entre sí 120º eléctricos.

• Inducido (Rotor)

  Ubicado en el rotor y puede ser de barras en cortocircuito o bobinado.

• Circuito Inductor

  Es el encargado de generar el campo magnético de excitación. Se encuentra bobinado sobre el rotor formando un número fijo de polos, que en el recorrido de su contorno deben ser de signo alternativo (N, S, N, S).

• Colector de Anillos

  La conexión se realiza mediante un par de anillos que alimentan cada uno de los terminales del devanado inductor, y sobre los que se apoyan las escobillas.

2. Tipologías de Rotores

2.1. Rotores de Máquinas Síncronas

• Rotor de Polos Salientes

  Se utiliza para máquinas de más de dos polos, de gran potencia y tamaño, que van a girar a baja velocidad. Los polos están unidos por la culata que se encuentra en el eje del rotor.

• Rotor Ranurado o de Polos Lisos

  Se utilizan en máquinas de pequeña potencia o bajo número de polos que van a girar a gran velocidad. El rotor es un tambor, pudiendo estar total o parcialmente ranurado.

2.2. Rotores de Máquinas Asíncronas

• Rotor de Barras en Cortocircuito (Jaula de Ardilla)

  Está formado por barras, normalmente de aluminio, embutidas en ranuras ciegas en el tambor del rotor, que se cierran en sus extremos mediante discos del mismo material, dando al sistema un aspecto de jaula de ardilla. Para mejorar el par de arranque pueden ser: de doble jaula o ranura profunda.

• Rotor Bobinado

  El tambor del rotor es de tipo ranurado y en él se alojan las bobinas que constituyen el devanado que recibe el nombre de rotórico. Dispone de un elevado par de arranque respecto a los motores de rotor en jaula de ardilla de ranura normal. El devanado del rotor suele estar formado por tres devanados, que se conectan en estrella por uno de sus extremos y a los anillos del colector por el otro.

3. Control de Excitación y Tensión en Alternadores

• La corriente del conductor debe mantenerse como un valor fijo.
• La variación de dicha corriente permitirá ajustar el valor de la tensión de salida del alternador.

4. Componentes Comunes y Aplicaciones

• El rotor de máquinas síncronas, bien sea de polos salientes o de polos lisos.
• El rotor de las máquinas asíncronas de polos lisos.
• El estator de máquinas síncronas y asíncronas, ya sea funcionando como motor o como generador, siendo el proceso de cálculo, diseño y ejecución idéntico en ambos casos.

Métodos de Arranque de Motores Eléctricos

Arranque con Relé de Corriente

Se conecta en serie con el devanado de trabajo, y su contacto en serie con el devanado de arranque.

Arranque con Relé de Tensión

Está diseñado para trabajar con motores de dos condensadores (arranque y permanente). La bobina del relé funciona por tensión y se conecta en paralelo con el devanado auxiliar.