PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA REVERSIBILIDAD DE LOS MOTORES

GENERADOR ELÉCTRICO

Para mostrar el mecanismo utilizaremos una única espira en la que sus extremos están unidos a dos anillos conductores sobre los que se apoyan dos escobillas, por las que la corriente generada en la espira puede salir hacia el circuito conectado exteriormente.

La espira se mueve en el sentido indicado por las flechas. El área de la espira sometida a la acción del campo magnético varía con su giro.

Será máxima cuando su superficie sea paralela a la superficie de las masas polares. En esta posición abarca todo el campo magnético de éstas. Será mínimo cuando la esperia se situe perpendicularmente a la superficie de las masas polares. En un giro de 90 grados se pasa de valor máximo a mínimo.

Durante ese giro de un cuarto de vuelta la acción del campo magnético sobre la espira va disminuyendo. Desde la posición mínima, en el siguiente cuarto de giro la acción del campo magnético sobre la espira va aumentando hasta nuevamente alcanzar el valor máximo.

En un giro completo de la espira se alcanzan dos valores máximos y dos valores mínimos. La F.E.M. inducida también alcanzará dos valores máximos en el giro completo de la espira.

¿Qué sentido tiene la F.E.M. y la corriente inducida en la espira?

La corriente ha de tener el sentido de circulación que produzca un campo magnético de polaridad tal que la acción de éste se oponga al giro de la espira.

Genera un par sobre la espira que se opone al par de rotación (la frena). El par que frena la espira es mayor cuanto mayor sea la corriente que recorre la espira.

Como se ve en la figura, con la espira en la posición en que se encuentra girando en el sentido de las flechas, la cara de la espira que se acerca al polo sur del imán ha de presentar un polo sur que se opondrá al giro.

Luego la corriente ha de circular según indican las flechas para producir en la espira un campo magnético con esa polaridad.

La corriente en el circuito exterior tendrá el sentido indicado en la figura por lo que el anillo B será el terminal positivo y el A será el negativo.

En la figura se muestra ahora una nueva posición de la espira. En su giro ya ha pasado la zona de máxima exposición al campo magnético (ya ha superado la línea media que separa las dos masas polares).

El lado de la espira conectado al anillo B que en la otra figura se encontraba ante el polo norte del imán ahora se encuentra ante el polo sur.

Haciendo un razonamiento análogo al de la posición anterior, la corriente en la espira ha de tener un sentido tal que produzca en la cara de la espira que se aproxima al polo sur un polo sur para oponerse a la rotación.

La polaridad de los bornes de conexión con el circuito exterior se invierte. Ahora el anillo A es el positivo y el B es negativo.

Durante una vuelta completa de la espira se producirá esta alternancia de la polaridad. La corriente generada por la espira es corriente alterna.

Se completa un ciclo en una evolución por tener sólo un par de polos. Cuanto más rápido gire la espira más ciclos realizará en un segundo y por tanto mayor será la frecuencia de la corriente. Como la acción del campo magnético varía progresivamente entre el valor máximo y mínimo, la tensión de la F.E.M. inducida en la espira tendrá una variación progresiva y esta variación sigue la forma de un sentido. La corriente y tensión generada es una corriente alterna senoidal.

Si la conexión con el circuito exterior se realiza mediante un colector con sus correspondientes escobillas, cuando en la espira se invierte la corriente y F.E.M. también cambia la posición relativa de las delgas y escobillas.

El gráfico de la tensión y corriente generada por la espira es el que se muestra en la figura.

Realmente las máquinas tienen más de una espira y pueden tener más de un par de polos. La corriente aunque siempre mantenga la polaridad, el voltaje de la F.E.M. no es constante.

Con más bobinas dispuestas sobre la superficie del rotor y más polos, menores serán las variaciones que haremos en la F.E.M.

El voltaje de la F.E.M. generado en una máquina eléctrica aumenta con la velocidad de rotación (RPM), con la intensidad del campo magnético y con el número de espiras puestas en serie en los bobinados de la máquina