Motores Eléctricos: Asíncronos y Síncronos

Motores Asíncronos

Funcionamiento

El flujo giratorio en el circuito primario induce corrientes en el secundario. Esta acción combinada genera fuerzas electromotrices que hacen girar el rotor. El sentido de giro es el mismo que el del flujo giratorio.

Velocidad de Rotación

La velocidad de rotación es siempre inferior a la velocidad síncrona (o velocidad de giro del flujo). La diferencia entre la velocidad de giro y la velocidad del flujo se denomina deslizamiento.

Constitución

Circuito Magnético

La máquina tiene un entrehierro constante. La parte fija es la carcasa, y en su interior, concéntrica con el estator, va la parte móvil o cuerpo del rotor. En esta superficie se encuentra el segundo circuito magnético del motor. Ambos circuitos están hechos de chapa magnética de 0,5 mm de espesor. El entrehierro debe ser lo más pequeño posible, pero sin que haya roce entre las partes móvil y fija.

Circuitos Eléctricos

Existen dos circuitos eléctricos: el estatórico (primario, por donde circulan las corrientes de línea) y el rotórico (secundario).

Clases de Rotor

Rotor en Cortocircuito o Jaula de Ardilla

El bobinado está constituido por barras soldadas a dos anillos. La corriente pasa a través de los anillos. Si otro conductor corta el flujo con f.e.m., esta será de sentido contrario.

• Dos jaulas: Doble ranura.
• Son de aluminio fundido.

Rotor Bobinado

El bobinado rotórico sigue las reglas de los bobinados de alternadores. Tiene anillos de latón o bronce sobre los que frotan escobillas que unen el bobinado con el reóstato.

Fuerza Contraelectromotriz (f.c-e.m.) del Estator

El flujo corta los conductores con velocidad igual a la de sincronismo, generando dos f.e.m. que dan lugar a la f.c-e.m. por fase del estator. Esta es alterna senoidal y su frecuencia es igual a la de la red de alimentación.

Deslizamiento

El deslizamiento es la diferencia de velocidades entre el flujo y la velocidad de giro del rotor. Se expresa en %.

Influencia de la Tensión

El momento de rotación del motor asíncrono varía en proporción directa con el cuadrado del valor de la tensión en bornes.

Influencia de la Frecuencia

Las corrientes (y por tanto, el momento de rotación) varían en proporción inversa al cuadrado del valor de la frecuencia de red.

Relación entre Deslizamiento y Momento de Rotación

• Sincronismo: Velocidad del rotor = velocidad síncrona. El momento de rotación es nulo.
• Vacío: El deslizamiento necesario es pequeño, la velocidad del motor asíncrono en vacío es muy cercana a la de sincronismo.
• Carga Nominal: El deslizamiento es suficiente (7-3%). El valor del momento de rotación es directamente proporcional al deslizamiento en carga nominal.
• Momento de Rotación Máximo: Es el mayor valor posible, y se produce al llegar a la velocidad crítica.

Motores Síncronos

Los motores de corriente alterna (CA) convierten la energía eléctrica CA en energía mecánica. Pueden ser síncronos o asíncronos, según si la velocidad de rotación de la parte móvil coincide con la velocidad síncrona de la red.

Un motor síncrono funciona por la reversibilidad de los alternadores (igual que las dínamos pueden ser motores de CC). Para tener el movimiento giratorio, los conductores son recorridos por corriente alterna según la velocidad de giro y el número de polos del motor. La corriente cambia de sentido en cada conductor en el instante de su paso por la línea neutra.

Alternadores en Paralelo

Para conectar alternadores en paralelo, deben tener la misma frecuencia, los mismos valores eficaces de las f.e.m. y la misma sucesión de fases.

Acoplamiento y Puesta en Servicio

Se regula la velocidad del alternador hasta igualar la frecuencia de la red. Se manipula el reóstato de intensidad de corriente hasta que la f.e.m. del bobinado sea mayor que la tensión de red. Se afina la igualdad de frecuencias y tensiones con un sincronoscopio.

Reparto de Carga

• Potencia Activa: Se regula con los reguladores de velocidad.
• Potencia Reactiva: Se regula la intensidad de corriente de excitación de los bobinados inductores.

Parada del Alternador

Se reduce la potencia del alternador, se disminuye la velocidad y cuando el amperímetro indica un valor nulo, se abre el interruptor. Luego se reduce la intensidad del reóstato de campo.