Principio de funcionamiento del motor de CA con conceptos básicos y construcción

El principio de funcionamiento del motor de CA se basa en los principios simples del magnetismo. Pero antes de analizar en detalle el principio de funcionamiento del motor de CA, dejemos de lado los conceptos básicos. AC es una abreviatura de Corriente alterna. Mientras que una corriente continua o continua permanece constante con el tiempouna corriente alterna cambia su dirección periódicamente.

Diferencia entre corriente alterna y corriente continua:

En la siguiente figura se muestra un perfil de voltaje de CC. Vea cómo la magnitud del voltaje permanece constante a medida que avanza el tiempo. Un generador de CC y un motor de CC requieren este tipo de voltaje para funcionar.

Ahora, a continuación se muestra el perfil de voltaje de CA.

• En un suministro de forma de onda de CA del motor de CA, la magnitud del voltaje comienza desde cero, aumenta hasta un valor máximo y luego comienza a disminuir hasta que vuelve a cero. Hace medio ciclo y se conoce como semiciclo positivo.

• Después de completar el medio ciclo, la magnitud del voltaje aumenta nuevamente, pero ahora en la dirección opuesta. Sigue el mismo patrón que el semiciclo positivo y se conoce como el medio ciclo negativo.

• La combinación de ciclos positivos y negativos hace un ciclo completo.
• El tiempo que se tarda en completar este ciclo se conoce como Periodo de tiempo. El recíproco del período de tiempo es frecuencia. Entonces, para un sistema eléctrico de frecuencia 50 Hz, este ciclo se completa en 0.02 seg.
• Los motores de CA funcionan según el principio de Inducción electromagnética. Convierte la energía eléctrica (en forma de corriente alterna) en energía mecánica (rotación del eje).
• El principio de funcionamiento del motor de CA se explica en detalle después de la construcción básica del motor de CA.

Construcción básica de un motor de CA

**Fuente de imagen

Entonces, después de comprender los conceptos básicos, aprendamos cómo se ve el motor de CA desde adentro.

• Si simplificamos la construcción de un motor de CA, consta de dos partes principales. A estructura estacionaria (también conocido como estator) y un parte giratoria (también conocido como rotor).
• La parte estacionaria consta de bobinas que cubren toda su periferia interna. Al pasar una corriente eléctrica a través de estos devanados, los electroimanes se energizan para crear polos de polaridad alterna.
• Los motores de CA utilizan un imán permanente o un núcleo hecho de acero laminado delgado como el rotor. Este último utiliza barras conductoras en lugar de bobinas de alambre como conductor.
• Un eje sostiene la parte giratoria del motor. El aspectos entre ellos permiten el libre movimiento del rotor.
• Un marco exterior encierra tanto la parte estacionaria como la giratoria. Protege el motor del agua o de cualquier otro factor ambiental.

**Imagen de cortesía

Principio de funcionamiento del motor de CA en detalle

Para comprender cómo funciona un motor de CA, considere un rotor de imán permanente. El rotor se mueve libremente entre dos polos del estator electromagnético (Polo A y B), con un pequeño espacio de aire entre ellos. Los electroimanes se conectan directamente a una fuente de suministro de CA.
Al dar el suministro de CA, los electroimanes se energizan y forman polos magnéticos.

Caso 1:

Durante el medio ciclo positivo del suministro de CA, deje que el polo A alcance una polaridad de polo norte y que el polo B alcance una polaridad de polo sur. Ahora, de acuerdo con la ley del magnetismo, los polos opuestos se atraerán entre sí. Entonces, el polo A atrae al polo sur del rotor. Y el rotor se alinea en una posición, como se muestra en la figura.

Caso 2:

Durante el medio ciclo negativo, la polaridad del suministro de CA se invierte y, por lo tanto, la polaridad de los polos también se invierte. Así que ahora el polo A alcanza la polaridad del polo sur y el polo B obtiene la polaridad del polo norte.
En esta situación, los polos iguales se enfrentan entre sí. Entonces, la fuerza magnética repulsiva intentará desviar el rotor de esta posición. A medida que el rotor se desvía, la fuerza magnética atractiva entra en escena. Y por lo tanto ahora el Polo A atrae al polo norte del rotor. El rotor se alinea en una nueva posición, como se muestra en la figura.

Campo magnético giratorio en el motor de CA

El rotor ha girado en un ángulo de 180 grados. El rotor vuelve a girar 180 grados en el siguiente semiciclo positivo y así sucesivamente. Esta revolución del rotor continúa mientras haya suministro disponible para el devanado del estator.

Si observamos, el campo magnético del estator está cambiando continuamente. En cada ciclo de suministro de CA, el campo magnético parece estar girando dentro de la periferia del estator. En términos técnicos, esto se llama campo magnético giratorio.

¿Qué es RPM (revoluciones por minuto)?

Para cualquier máquina rotativa, RPM significa la velocidad del rotor. Es el número de revoluciones que da el rotor en un minuto. La figura anterior muestra que el rotor gira 180 grados en un ciclo de CA. Entonces, para un sistema de 50 Hz, el rotor completa una revolución en 0,02 segundos. ¿Correcto? Entonces, en un segundo, este rotor hará 50 revoluciones. Y por lo tanto, en un minuto, el rotor girará con éxito 3000 veces dentro de la periferia del estator. Muy rápido, ¿verdad? Entonces, en nuestro ejemplo discutido, la velocidad del rotor es 3000 RPM.

Conclusión

La teoría anterior fue solo un ejemplo para explicar cómo funciona un motor de CA. En los sistemas eléctricos, los motores AC suelen tener más de dos polos electromagnéticos para una mejor distribución del flujo. No todos los motores de CA utilizan un imán permanente. Se requieren diferentes tipos de rotores, dependiendo de la aplicación. Pero el principio básico de funcionamiento de un motor de CA siempre es el mismo. es decir, hacer girar el rotor de acuerdo con el campo magnético giratorio del estator.