maquinas de corriente alterna - Rosalina Alvarado Tirado

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Sección Primera
MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA.
CONSIDERACIONES GENERALES
CAPÍTULO PRIMERO
TIPOS FUNDAMENTALES DE MAQUINAS
DE CORRIENTE ALTERNA Y SU PROYECTO
1-1. Tipos fundamentales
Hay dos tipos fundamentales de máquinas de corriente alterna: g) sincrónicas y b) asincrónicas, las cuales se denominan usualmente máquinas de inducción. Éstas se subdividen en a) máquinas sin colector y ó) máquinas con colector.
En una máquina sincrónica existe una relación constante entre la velocidad n y la frecuencia de la línea o red de suministro de energía eléctrica, es decir,
f = pn o r = —.	(1-1)
P
siendo p el número de pares de polos de la máquina.
La máquina sincrónica se excita por corriente continua alimentada al arrollamiento de excitación de una red de energía de c.c. o de una máquina llamada excitadora. También se construyen máquinas sincrónicas con imanes permanentes, llamadas de reluctancia, que no tienen arrollamiento excitador (cap. XII).
En una máquina sincrónica o de inducción, con una frecuencia dada /, la velocidad n depende de la carga y por tanto
f^pn-	(1-2)
En una máquina de inducción el campo magnético lo crea una corriente alterna suministrada a la máquina por una fuente o red de c.a.
Tanto las máquinas sincrónicas como las asincrónicas son de fun
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MÁQUINAS DE C.A. Y SU PROYECTO
cionamiento reversible, es decir, pueden funcionar como generadores o como motores.* Las sincrónicas se utilizan principalmente para la producción de potencia de c.a. en las centrales de energía eléctrica. También se utilizan extensamente como motores sincrónicos y como condensadores sincrónicos, los cuales consisten en motores sincrónicos que funcionan sin carga (cap. XIII).
A diferencia de las máquinas sincrónicas, las asincrónicas se utilizan principalmente como motores.
1-2. Principios de funcionamiento de una máquina sincrónica
El principio de funcionamiento de la máquina sincrónica es esencialmente el mismo que el de una máquina de c.c. con la diferencia de que en la máquina sincrónica no es necesario rectificar la f.e.m. del
inducido, que es función del tiempo; por consiguiente, una máquina
sincrónica no tiene conmutador, o sea colector. La figura 1-1 a repre-
senta la disposición básica de un generador bipolar con inducido de
anillo. Para obtener la forma más sencilla de generador sincrónico
•trifásico con esta disposición es necesario elegir en la periferia del in-
-	2.t
ducido tres puntos a-b-c separados angularmente entre sí <x = ~ y co-
nectarlos a tres anillos rozantes respectivos montados sobre el eje de
DISEÑOS DE MÁQUINAS SINCRÓNICAS
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la máquina y aislados de éste y entre sí, para establecer las conexiones entre ellos y un circuito de suministro de c.a. mediante un sistema de escobillas Ax-Bi-Ci en contacto con los anillos y los bornes o terminales A-B-C. En este caso tenemos un inducido con tres arrollamientos o devanados conectados en triángulo (delta) a-x, b-x y c-z.
Cuando el inducido gira en un campo magnético, en los arrollamientos a-x, b-x y c-z se inducen las ff.ee.mm. E¿, En, Ec. Estas están
desplazadas entre sí un ángulo a = y su frecuencia es / = pn (fi
gura 1-1 b). Si la carga está equilibrada en el circuito, la máquina crea un sistema trifásico de corrientes equilibradas lA, lu, le y en el caso general las corrientes de las respectivas fases están desplazadas con respecto a la f.e.m. de su arrollamiento un ángulo <p determinado por la naturaleza de la carga. Se demuestra (cap. IV) que tal sistema de corrientes produce un campo magnético cuya onda fundamental gira con respecto al inducido con una velocidad n = ¡ en sentido contrario al de rotación del inducido.	p
Por consiguiente, estando ese campo fijo con respecto a los campos de los polos y en acción mutua permanente con ellos, el funcionamiento de la máquina es sustancialmente sincrónico. La energía aplicada en el árbol o eje de la máquina se convierte en energía eléctrica, y la máquina funciona como generador sincrónico. De acuerdo con el principio de reversibilidad, la máquina puede funcionar asimismo como motor sincrónico si se la alimenta con energía eléctrica de un circuito trifásico por medio de las escobillas Ai-B^-Ci.
En el caso general se puede establecer un sistema de m fases o zn-fásico si se toman en una máquina bipolar m puntos uniformemente espaciados en la periferia del inducido / a = ^ | y se los conecta
\ m I
a un circuito de c.a. por medio de m anillos rozantes montados sobre el eje y zri escobillas debajo de las cuales deslizan los anillos.