http://www.portalplanetasedna.com.ar/motor_electrico.htm
¿Qué encontramos dentro de un motor eléctrico?
Existen diferentes tipos de motores, pero de entre todos tal vez sean los llamados "motores de corriente continua" los que permiten ver de un modo más simple cómo obtener movimiento gracias al campo magnético creado por
una corriente. El gráfico muestra de modo esquemático las partes principales de un motor de corriente continua.
El elemento situado en el centro es la parte del motor que genera el movimiento. Se la llama armadura o rotor, y consiste en un electroimán que puede girar libremente entorno a un eje. Dicho rotor está rodeado por un imán permanente, cuyo campo magnético permanece fijo.
El electroimán recibe la corriente a través del contacto establecido entre las escobillas y el conmutador. Las escobillas permanecen fijas, mientras que el conmutador puede girar libremente entre ellas siguiendo el movimiento del rotor.
La corriente llega al electroimán del rotor a través del contacto entre las escobillas con el conmutador.
Cuando la corriente pasa a lo largo del electroimán, sus polos son atraídos y repelidos por los polos del imán fijo, de modo que el rotor se moverá hasta que el polo norte del electroimán quede mirando al polo sur del imán permanente. Pero tan pronto como los polos del rotor quedan "mirando" a los polos del imán, se produce un cambio en el sentido de la corriente que pasa por el rotor.
Este cambio es debido a que el conmutador, al girar, modifica los contactos con las escobillas e intercambia el modo en que el electroimán recibe la corriente de la pila.
Al modificarse el signo de los polos del electroimán, los polos del rotor resultarán repelidos por los polos del imán fijo, pues en esta nueva situación estarán enfrentados polos de igual signo, con lo cual el rotor se ve obligado a seguir girando. Nuevamente, cuando los polos del electroimán estén alineados con los polos opuestos del imán fijo, el contacto entre escobillas y conmutador modificará el sentido de la corriente, con lo cual el rotor será forzado a seguir girando.
Experiencia:
1. ¿Qué peculiaridad tiene el cable eléctrico del bobinado? ¿Por qué es así?
Es de cobre con la superficie esmaltada. Se fabrica de esta manera para evitar que los motores tengan un tamaño exagerado debido al aislamiento del cable. No podría ser cable normal desnudo ya que el inicio de la bobina y su final estarían cortocircuitados y no existiría una verdadera bobina eléctrica, aunque sí la hubiese de hilo de cobre.
4. ¿Qué le ocurre a un bobinado cuando se conecta a una fuente de alimentación?
Al conectar el bobinado a una fuente de alimentación, por ejemplo una pila, éste se convierte en un electroimán, aún más fuerte al tener un núcleo de hierro o acero. Si el campo magnético externo de los imanes está
convenientemente situado, la bonina comenzará a girar por efecto de las repulsiones y atracciones entre los dos campos magnéticos.
5. ¿De qué depende la fuerza del campo magnético que aparece en un bobinado? Dependerá de:
a) el número de espiras o vueltas de cable que tenga la bobina: a mayor número de espiras, mayor fuerza b) la tensión de la fuente de alimentación: cuantos más voltios, mayor será la fuerza
6. ¿Por qué los imanes deben estar con los polos enfrentados?
Porque en cada extremo de la bonina aparecerá un polo diferente y, al quedar enfrentados polos del mismo carácter, se repelerán y comenzará el giro.
Motores de corriente alterna: Los motores de corriente alterna tienen una estructura similar, con pequeñas variaciones en la fabricación de los bobinados y del conmutador del rotor. Según su sistema de funcionamiento, se clasifican en motores de inducción, motores sincrónicos y motores de colector.
Motores de inducción
El motor de inducción no necesita escobillas ni colector. Su armadura es de placas de metal magnetizable. El sentido alterno de circulación, de la corriente en las espiras del estator genera un campo magnético giratorio que arrastra las placas de metal magnetizable, y las hace girar. El motor de inducción es el motor de corriente alterna más utilizado, debido a su fortaleza y sencillez de construcción, buen rendimiento y bajo coste así como a la ausencia de colector y al hecho de que sus características de funcionamiento se adaptan bien a una marcha a velocidad constante.
Motores sincrónicos
Los motores sincrónicos funcionan a una velocidad sincrónica fija proporcional a la frecuencia de la corriente alterna aplicada. Su construcción es semejante a la de los
Motores de colector
El problema de la regulación de la velocidad en los motores de corriente alterna y la mejora del factor de potencia han sido resueltos de manera adecuada con los motores de corriente alterna de colector. Según el número de fases de las comentes alternas para los que están concebidos los motores de colector se clasifican en monofásicos y Polifásicos, siendo los primeros los más utilizados.
http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/v.-funcionamento-basico-de-generadores
1. Principio de funcionamiento de las maquinas eléctricas
En el capítulo de electromagnetismo hemos visto que cuando tenemos una espira por donde circula una corriente eléctrica situada dentro de un campo magnético, aparecen un par de fuerzas que provocan que la espira gire alrededor de su eje. También hemos visto que cuando tenemos una espira situada dentro de un campo magnético, la variación de flujo magnético provoca la aparición de una corriente inducida en la espira. El principio de funcionamiento de una máquina eléctrica se basará en estos dos efectos.
Llamamos máquinas eléctricas a los aparatos capaces de transformar energía eléctrica en cualquier otra forma de energía. Las máquinas eléctricas son reversibles y pueden trabajar de dos maneras diferentes:
Como motor eléctrico : Convierte la energía eléctrica en mecánica. Como generador eléctrico : Convierte la energía mecánica en eléctrica.
Para poder funcionar, una máquina eléctrica necesita siempre la aplicación de un campo magnético y una espira situada dentro de este campo. Así, hay que destacar también que un motor o generador eléctrico constará de dos partes fundamentales:
Una parte fija llamada estator donde se genera el campo magnético.
Generador
2. Generador de corriente continua
También es conocido con el nombre de dinamo . Una dinamo es un generador eléctrico destinado a la transformación de energía mecánica en eléctrica. En el momento en que hagamos girar una espira dentro de un campo magnético, aparecerá una corriente inducida en esa espira. La corriente inducida en esta espira será siempre positiva, por eso se le llama corriente continua, porque su valor no cambia de positivo a negativo.
Cuando hagamos girar la espira bajo la acción del campo magnético creado por el estator, habrá unas posiciones donde la f.e.m (fuerza electro motriz) inducida que recojan las escombrillas (D y E en la imagen) será máxima y otras donde será mínima. Fijémonos en una vuelta completa de la espira.
Posición 1: Cuando la espira está situada de manera que el plano que describe es perpendicular a la dirección del campo magnético, el flujo magnético que la atraviesa es máximo. La variación de flujo magnético es nula, la f.e.m. que se induce a la bobina es nula y no circula ninguna corriente.
Posición 1.
Posición 2: Cuando al espira gira 90º en sentido contrario a las agujas del reloj, el flujo magnético que lo atraviesa es nulo, pero la variación de flujo que tiene en ese instante llega a su valor máximo y, por lo tanto, la f.e.m. que se induce en la espira es máxima.
Posición 2.
Posición 3.
Posición 4: Si el espiral gira otros 90º, ahora estamos en la misma posición que en la figura 2, pero con los lados de la espira cambiados. De forma que la variación de flujo vuelve a ser máxima, por lo que tendremos otra vez el valor máximo de corriente inducida en la bobina.
Posición 4.
Si la espira gira 90º más, volvemos a la posición inicial. Hemos realizado así una vuelta completa (un ciclo) y hemos obtenido corriente inducida continua. Esta corriente es continua porque en todo momento la mitad de la espira por donde circula la corriente está en contacto con la misma escobilla. Cuando la espira gira indefinidamente, el ciclo completo se va repitiendo.
3. Generador de corriente alterna
También es conocido con el nombre de alternador y su funcionamiento se basa en el mismo principio que el generador de corriente continuo que hemos visto en el apartado anterior. Se llama alterna porque en este caso el valor de la corriente inducida cambia de positivo a negativo.
Así que volvemos a tener una espira que gira alrededor de su eje dentro de un campo magnético. Un ejemplo para entenderlo es el agua embalsada que se transforma en energía eléctrica, dado que, el movimiento de rotación es producido por el movimiento de una turbina accionada por un salto de agua. En este caso, cada uno de los extremos del espiral estará unido a un anillo acoplado con el eje. Cada una de las escobillas que recogen la corriente inducida estará conectada a cada anillo. Ahora realizaremos así una vuelta completa del espiral para comprobar la f.e.m. inducida que se crea.
Posición 1.
Posición 2: Al girar 90º en sentido antihorario (posición 2), la f.e.m. inducida será máxima. La corriente inducida es aquí positiva en tramo a-a’ y negativo en el tramo b-b’. El tramo a-a’ está en contacto con el anillo A i el b-b’ con en anillo B. El primero recoge una corriente de signo positivo y el segundo caso, una corriente inducida negativa.
Posición 2.
Posición 3.
Posición 4: Cuando vuelva a girar 90º estaremos al revés de la posición 2 y la f.e.m. inducida será máxima de nuevo. Ahora el tramo a-a’ será negativo y el b-b’ positivo. Observamos así que se han intercambiado el signo de las corrientes que circulan por el anillo A y B respecto a la posición 2.
Posición 4.
Generador de corriente alterna
4. Excitatriz
los alternadores necesitan una fuente de corriente continua para alimentar los electroimanes que forman el sistema inductor, por eso, en el interior del rotor se incorpora la excitatriz. Así, la excitatriz es la máquina encargada de subministrar la corriente de excitacion a las bobinas del estator, parte donde se genera el campo magnético. Según la forma de producir el flujo magnético inductor podremos hablar de:
Excitación independiente: La corriente eléctrica proviene de una fuente exterior.
Excitación serie: La corriente de excitación se obtiene conectando las bobinas inductoras en serie con el inducido. Toda la corriente inducida a las bobinas del rotor pasa por las bobinas del estator.
Excitación shunt o derivación: La corriente de excitación se obtiene conectando las bobinas del estator en paralelo con el inducido. Solo pasa por las bobinas del estator una parte de la corriente inducida.
Excitación compound: En este caso las bobinas del estator están conectadas tanto en serie como en paralelo con el inducido.
