Cómo funcionan las máquinas asíncronas y quién las inventó

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Video: Cómo funcionan las máquinas asíncronas y quién las inventó

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La razón por la que las máquinas asíncronas se utilizan ampliamente es la simplicidad de su diseño, confiabilidad y capacidad de fabricación. Aplicabilidad para una red trifásica y monofásica, un amplio rango de potencia, facilidad para cambiar la dirección de rotación: todo esto los hace indispensables como accionamientos para una amplia variedad de dispositivos, incluidas máquinas herramienta y sistemas de transporte.

máquinas asíncronas
máquinas asíncronas

La ventaja esencial que tienen las máquinas asíncronas es su alta eficiencia.

Los motores eléctricos más comunes son los de kilovatio, su uso es muy amplio, en casi todas las empresas industriales constituyen la mayoría de los dispositivos de accionamiento.

Las máquinas eléctricas asíncronas obtuvieron su nombre porque su velocidad angular depende de la magnitud de la carga mecánica sobre el eje. Además, cuanto mayor es la resistencia al par, naturalmente gira más lentamente. El retraso de la velocidad angular del rotor con respecto a la frecuencia de rotación del campo magnético creado por la corriente que pasa a través de los devanados del estator se denomina deslizamiento. Se calcula, por regla general, como un valor relativo:

máquinas eléctricas asíncronas
máquinas eléctricas asíncronas

S=(ωn-ωp)/ ωn

Dónde:

ωn - velocidad de rotación del campo magnético, rpm;

ωp - velocidad del rotor, rpm.

La dependencia de la cantidad relativa de deslizamiento de la carga sobre el eje se manifiesta en particular en el hecho de que en el modo inactivo S es prácticamente igual a cero.

dispositivo de máquina asíncrona
dispositivo de máquina asíncrona

El dispositivo de una máquina asíncrona es el mismo que cualquier otro motor o generador eléctrico. La superficie interna del estator está equipada con ranuras especiales en las que se colocan los devanados (en el caso de una fuente de alimentación trifásica, hay tres y para motores monofásicos, dos). El rotor también es simple, con un diseño de jaula de ardilla, y los devanados están en cortocircuito o tienen anillos colectores.

En el caso de un rotor de jaula de ardilla debido a la captación inductiva de las corrientes del estator, se produce una FEM en los devanados del rotor de acuerdo con la regla de la mano derecha. Además, todo es simple: dos marcos a través de los cuales pasa una corriente eléctrica comienzan a interactuar entre sí y aparece un par.

Las máquinas asíncronas, cuyo rotor está equipado con anillos colectores, funcionan aún más fácilmente: la potencia de los devanados giratorios se suministra directamente a través de las escobillas de grafito. Estos rotores también se denominan rotores de fase.

Los motores asíncronos monofásicos tienen dos bobinados, trabajando y arrancando, diseñados para crear un par inicial y hacer girar el rotor a un ángulo de trabajovelocidad. Estos motores se utilizan cuando no se dispone de una red trifásica, por ejemplo, para accionar las piezas giratorias de los electrodomésticos.

Además de los motores, las máquinas de propósito opuesto, los generadores, son asincrónicos. Su dispositivo es casi el mismo. Para crédito de la ingeniería eléctrica rusa, podemos hablar con confianza sobre la prioridad de nuestro país en el campo de los motores eléctricos de este tipo. M. O. Dolivo-Dobrovolsky en 1889 fue el primero en el mundo en utilizar una fuente de alimentación trifásica y obtener un campo magnético giratorio. Las máquinas asíncronas modernas no son fundamentalmente diferentes de los primeros motores eléctricos trifásicos del gran inventor y científico ruso.

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