Corriente trifásica y el campo magnético giratorio
¿En qué suman tres campos pulsantes?
Tres devanados separados 120° en el espacio llevan corrientes trifásicas escalonadas 120° en el tiempo. Cada devanado solo pulsa un flujo por su propio eje. Elige qué aspecto tiene la suma vectorial de los tres. La animación muestra la respuesta.
Una sola fase solo pulsa
Cuando circula corriente alterna por un devanado monofásico, el flujo pulsa por un eje del pico a cero al pico opuesto, pero no gira. Es un campo alterno. Se descompone en la suma de dos campos de igual magnitud que giran en sentidos opuestos. Por eso un motor de inducción monofásico no tiene razón para girar en un sentido por sí solo y necesita un dispositivo de arranque.
Tres juntas hacen rotación
Tres devanados separados 120° en el espacio llevan corrientes trifásicas escalonadas 120° en el tiempo. En cada instante la suma de los tres vectores de flujo tiene una magnitud siempre 1.5 veces el pico, girando solo su dirección. Cuando la corriente avanza un paso en el tiempo, el campo resultante gira otro tanto en el espacio. La fase temporal de la corriente se vuelve el ángulo espacial del campo. Intercambiar la conexión de dos fases (cambiar la secuencia) invierte el sentido de giro.
La velocidad de giro es la síncrona
Mientras la corriente recorre un ciclo, el campo giratorio da exactamente una vuelta en el devanado más simple de dos polos. Añadir polos P densifica el patrón, así que el ángulo girado por ciclo se reduce y la velocidad baja en proporción. En revoluciones por minuto es la velocidad síncrona Ns = 120f / P [rpm]. En ángulo eléctrico y mecánico, θ_e = (P/2) θ_m. A 60 Hz un 2 polos gira a 3600, un 4 polos a 1800 y un 6 polos a 1200 rpm.
De vuelta a la primera pantalla
La suma de los tres flujos pulsantes era un solo campo girando a magnitud constante. Cada fase solo pulsa en su eje, pero al sumar tres escalonadas 120° en el tiempo sobre devanados separados 120° en el espacio, las partes pulsantes se cancelan y solo queda la rotación, girando a 1.5 veces el pico. Sin una sola pieza móvil, la fase temporal de la corriente se vuelve el ángulo espacial del campo. Esa velocidad de giro es la síncrona Ns = 120f/P, y al intercambiar dos fases se invierte. En la próxima unidad este campo giratorio arrastra al rotor y se vuelve el principio de la máquina de inducción.
El campo giratorio es el motor de la máquina de inducción. Coloca un rotor dentro de este campo creado por el estátor y el rotor intenta seguirlo pero nunca alcanza la velocidad síncrona. Ese retraso es el deslizamiento, y el deslizamiento es justo lo que induce corriente en el rotor y crea par. La próxima unidad deriva el principio de la máquina y el deslizamiento de la diferencia de velocidad entre el campo y el rotor (MC-C2).