Funcionament i principis dels motors elèctrics

L’estator i el rotor del motor elèctric

L’estator conté el sistema inductor. Està format per la carcassa nucli, el bobinatge inductor i la caixa de bornes.

El rotor constitueix el sistema induït. Bàsicament està format per un eix, suportat per coixinets, i un paquet cilíndric de xapa magnètica, amb ranures longitudinals per allotjar-hi els conductors del bobinatge induït. D’acord amb el tipus de bobinatge, poden ser de gàbia d’esquirol o bobinats.

A la pràctica té dificultats i no és econòmic construir els motors asíncrons amb un imant giratori. De totes maneres, s’obtenen els mateixos resultats alimentant tres bobines equidistants amb tres corrents alterns desfasats 120 graus, és a dir, un CA trifàsic. Amb aquesta disposició s’obté un camp magnètic giratori d’amplitud constant que gira a una velocitat ns que depèn de la freqüència del corrent, anomenada velocitat de sincronisme. Si a l’interior del camp hi col·loquem un rotor amb un grup d’espires curtcircuitades, giraran en el sentit del camp magnètic giratori a una velocitat de gir n, inferior a la de sincronisme.

Velocitat de sincronisme i lliscament

• La velocitat de sincronisme ns d’una màquina asíncrona és la velocitat del camp giratori, que depèn de la freqüència f de la marxa d’alimentació i dels parells de pols p de l’estrator.

• La potència activa absorvida de la xarxa elèctrica és igual a la suma de l’energia mecànica que cedeix l’eix, que és la potència útil; les pèrdues magnètiques, elèctriques i mecàniques del motor.

• La potència nominal és la que caracteritza el motor i correspon a la potència útil quan funciona a plena càrrega.

• La potència reactiva és la que el motor absorbeix de la xarxa per crear el camp magnètic.

Motors síncrons trifàsics

El funcionament d’un motor síncron es fonamenta en la reversibilitat de l’alternador. Si alimentem l’estator d’un alternador trifàsic amb un CA trifàsic engendrarà un camp magnètic giratori de velocitat ns. Si impulsem el rotor en el sentit del camp magnètic giratori, s’orientarà dins del camp de manera que en tot moment el camp resultant sigui mínim, per tant girarà a la mateixa velocitat que la del camp giratori ns.

Motors de corrent altern monofàsic

Els motors monofàsics són motors de poca potència, normalment inferior a 1kW, i el seu gran camp d’aplicació és el sector dels electrodomèstics i el de les màquines eina portàtils. Hi ha molts tipus de motors monofàsics, però ens limitaríem a explicar els més utilitzats: el motor d’inducció amb bobinatge auxiliar i el motor universal.

Motors d’inducció amb bobinatge auxiliar

La constitució dels motors

Transformadors

El transformador és una màquina estàtica que permet variar el voltatge i la intensitat del corrent altern, mantenint-ne la freqüència.

• El circuit magnètic és l’encarregat d’acoblar magnèticament els enrotllaments. Està format per columnes o nuclis on es col·loquen els enrotllaments i els qualts que tenen el circuit magnètic.

• Els enrotllaments es fan amb fils i planxes de coure, d’acord amb la intensitat que han de suportar.

Principi de funcionament

Els transformadors es fonamenten en els fenòmens d’inducció electromagnètica, que es produeixen en els conductors estàtics sotmesos a la variació de flux per l’acció d’un camp magnètic creat per un corrent variable. Com tota màquina elèctrica està format per un circuit magnètic i dos circuits elèctrics. En connectar el primari a una xarxa de CA s’estableix un flux variable en el circuit magnètic que indueix una FEM en el primari i una FEM en el secundari de manera que el primari es comporta com un receptor ja que rep l’energia de la xarxa elèctrica i el secundari com un generador ja que alimenta el circuit d’utilització.