Este documento introduce conceptos generales sobre máquinas eléctricas. Explica que las máquinas eléctricas convierten energía entre formas mecánica y eléctrica usando el principio de inducción electromagnética. Luego clasifica las máquinas eléctricas según el tipo de corriente, potencia, frecuencia de giro y función. Finalmente, describe características comunes como potencia, tensión, corriente, factor de potencia, frecuencia y rendimiento.

2. CONCEPTOS GENERALES DE
MAQUINAS ELÉCTRICAS
INTRODUCCIÓN
En los cursos previos como es el de CIRCUITOS ELECTRICOS, hemos
estudiado la Tensión y Corriente en el dominio del tiempo y de la frecuencia.
Adicionalmente debemos conocer los circuitos acoplados magnéticamente y los
principios básicos del fenómeno de la inducción electromagnética.
Estos principios son aplicados a las máquinas eléctricas que son unos
dispositivos empleados en la conversión de la energía mecánica a energía
eléctrica, energía eléctrica a energía mecánica y en la transformación de la
energía eléctrica con un nivel de voltaje a una energía eléctrica con otro nivel
de voltaje, mediante la acción de un campo magnético.

4. Elementos a través de
los cuales recibe la
energía del exterior
bajo forma dada
Máquina
Eléctrica
ENTRADA
Elementos a través de
las cuales la energía se
entrega bajo una forma
distinta salvo el caso de
los transformadores
SALIDA

5. CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS
ELÉCTRICAS
SEGÚN EL TIPO DE CORRIENTE ELÉCTRICA CON LA CUAL
OPERAN
A.-Máquinas de Corriente Continua
Generadores de Corriente Continua
Motores de Corriente Continua
B.-Máquinas de Corriente Alterna
Generadores de Corriente Alterna (Monofásicos/Trifásicos ;
Síncrono/Asíncrono)
Motores de Corriente Alterna (Monofásicos/Trifásicos ;
Síncrono/Asíncrono)
Transformadores Eléctricos

6. CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS
ELÉCTRICAS
CLASIFICACIÓN POR NIVEL DE POTENCIA
A.-Micromáquinas.-Cuya potencia varía de décimas de watt hasta
500w. Estas máquinas trabajan tanto en C.A. como en C.C., así
como a altas frecuencias (400-200Hz).
B.-De pequeña potencia.-.0.5-10 kW. Funcionan tanto en c.a.
como en c.c .y, en frecuencia normal(50-60Hz ó más).
C.-De potencia media.- 10kW, hasta varios cientos de kW.
D.-De gran potencia.-Mayor de 100kW. Por lo general las
máquinas de media y gran potencia funcionan a frecuencia
industrial.

7. CLASIFICACIÓN DE LAS
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
 CLASIFICACIÓN POR FRECUENCIA DE GIRO
De baja velocidad : con velocidad menor de 300 r.p.m.;
De velocidad media : (300 -1500 r.p.m.);
De altas velocidades : (1500 -6000 r.p.m.);
De extra altas velocidades: (mayor de 6000 r.p.m.).
Las micro máquinas se diseñan para velocidad es de algunos r.p.m. hasta 6000
r.p.m.

8. CLASIFICACIÓN DE LAS
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
CLASIFICACIÓN MODERNA DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS
A.-Máquinas Eléctricas Estáticas
Transformadores
Convertidores e Inversores
B.-Máquinas Eléctricas Rotativas
Generadores Eléctricos
Motores Eléctricos (De Corriente Continua / De Corriente
Alterna)

9. CARACTERÍSTICAS COMUNES
DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Es necesario definir las características fundamentales de las
máquinas eléctricas:
1.Potencia
2.Tensión
3.Corriente
4.Factor de Potencia
5.Frecuencia
6.Rendimiento
7.El Campo Magnético

10. 1.POTENCIA
En general es la potencia útil, que entrega o produce una máquina
eléctrica en sus terminales de salida. De allí que, la POTENCIA ÚTIL en
los Generadores y Transformadores es la “POTENCIA ELÉCTRICA” lo que
comúnmente llamamos potencia en los bornes, mientras que en los
Motores es la “POTENCIA MECÁNICA”, llamado también potencia en el
eje.
POTENCIA NOMINAL
Es la potencia útil disponible que entrega o produce en régimen
nominal (condiciones específicas de diseño: T°<75°C, duración de
funcionamiento) una máquina eléctrica. A condiciones diferentes se
llama POTENCIA ÚTIL o POTENCIA DE TRABAJO.
POTENCIA NOMINAL = POTENCIA A PLENA CARGA
POTENCIA NULA = TRABAJA EN VACIO

11.  LA POTENCIA QUE FIGURA EN LAS PLACAS CARACTERISTICAS SON LAS
POTENCIAS NOMINALES
POTECIA
NOMINAL DE UN
GENERADOR
POTECIA
NOMINAL DE UN
MOTOR
POTECIA NOMINAL
DE UN
TRANSFORMADOR
Potencia Aparente en
los bornes del
Secundario
Potencia Aparente en
los bornes del
Secundario
Potencia Mecánica
disponible en el eje
de Salida

12. POTENCIA ELECTRICA = POTENCIA APARENTE
POTENCIA APARENTE(S)
Es la Potencia Eléctrica Total de una máquina eléctrica que
involucra tanto a la Potencia Activa como la Potencia
Reactiva.
Sistema Monofásico S=VxI
Sistema Trifásico S=√3xVxI
La unidad es el VOLTIO–AMPERIO(VA)

13. POTENCIA ACTIVA (P)
Es la parte de la Potencia Eléctrica que realmente se transforma en el accionamiento mecánico (Potencia Mecánica) viceversa.
Sistema Monofásico P = V x I x cosθ
Sistema Trifásico P = √3 x V x I x cosθ
La unidad es el WATT (W)
P = (F x V x 0,736 ) / 75
P= Potencia Activa en KW
F= Fuerza Tangencial en Kg
V= Velocidad Periférica en m/s
P= (F x Πx 2 x r x n x 0,736 ) / (75 x 60)
P= Potencia Activa en KW
F= Fuerza Tangencial en Kg
r= Radio del eje de rotación o de la polea en m
n= N° de revoluciones por minuto
P = (HPx0,746 ) / (η)
P= Potencia Activa en KW
HP= Potencia Mecánica en HP
η= Eficiencia de la Máquina

14.  POTENCIA REACTIVA (Q)
 Es la parte de la Potencia Eléctrica que crea los campos magnéticos.
 Sistema Monofásico Q = V x I x senθ
 Sistema Trifásico Q = √3 x V x I x senθ
 La unidad es el VOLTIO AMPERIO REACTIVO (VAR)
 Potencia Reactiva Capacitiva o Potencia Reactiva Suministrada
 Potencia Reactiva Inductiva o Potencia Reactiva Absorbida

15. 2.-TENSIÓN
Es la diferencia de potencial entre los bornes de salida eléctrica en generadores y
transformadores, y bornes de entrada en los motores.
En servicio normal la tensiones función de la carga, en algunos casos dependen de
los órganos reguladores adicionales.
TENSIÓN NOMINAL (VN)
Es aquella para la cual la máquina ha sido diseñada (o dimensionada).Es la que
figura en la placa y para la cual valen las garantías del fabricante.
TENSIÓN DE SERVICIO (V servicio)
Es el valor de la tensión en los bornes de la máquina cuando está en servicio, es
decir, es la tensión que va ha ceder si es generador o recibir y ceder si es
transformador o recibir si es motor, en el lugar donde se instalan.
V servicio máximo admisible = 1,15 VN

16. 3.-CORRIENTE NOMINAL
Sistema Monofásico I= WN/ (VNx cosθ)
Sistema Trifásico I= WN/ (√3 x VNx cosθ)
Si la máquina se sobrecarga la corriente sobrepasa de un 10% a 15% su valor
nominal.
La Corriente de Arranque llega a valores de 2 INa 5 IN.

17. 4.-FACTORDEPOTENCIA(cosθ)
Es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente, siempre que las
tensiones y las corrientes sean sinusoidales.
cosθ= P / S

18. 5.-FRECUENCIA(f)
Es el numero de oscilaciones periódicas completas de la
onda fundamental durante un segundo.
En los generadores de corriente alterna la frecuencia
esta dada por:
f = P. n / 60
P=Par de polos de la máquina
n=revoluciones por minuto(RPM)

19. 6.-RENDIMIENTO(η)
Es la relación entre la potencia suministrada y la potencia absorbida por la
máquina.

20.  7.-EL CAMPO MAGNÉTICO
 Denominado también INDUCCIÓN MAGNÉTICA o DENSIDAD DE FLUJO
MAGNÉTICO.
 Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del
movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad).
 La forma de actuar los campos magnéticos se deduce de las Leyes de
MAXWELL y los parámetros correspondientes a los diferentes material es
magnéticos recorridos por dichos campos.
 Se desprecian la interacción de las corrientes de desplazamiento en las leyes
de MAXWELL, debido a que las frecuencias de 50Hz y 60Hz usados en las
máquinas eléctricas son realmente bajas y consecuencia se considera la
conversión casi estática, para todos los efectos del cálculo.

21. A partir de lo expuesto, la manera como el campo actúa en las
diferentes máquinas eléctricas, se pueden describir mediante
los cuatro principios básicos:
1. Al circular corriente por un conductor se produce un campo
magnético alrededor de él. Esta es la base de la PRODUCCION DE
CAMPO MAGNÉTICO.
2. Si a través de una espira se pasa un campo magnético variable con
el tiempo, se induce un voltaje en dicha espira. Esta es la base de la
ACCION TRANSFORMADORA.
3. Si un conductor por el cual circula corriente, se encuentra dentro de
un campo magnético, se produce una fuerza sobre dicho conductor.
Esta es la base de la ACCION MOTOR.
4. Cuando un conductor en movimiento se encuentra inmerso dentro
de un campo magnético, en dicho conductor se induce un voltaje.
Esta es la base de la ACCION GENERADORA

22. PRODUCCIÓN DEL CAMPO
MAGNÉTICO
La Ley Básica que gobierna la producción de un campo magnético, por una corriente
eléctrica es la Ley de Ampere que establece lo siguiente:
“AL CIRCULAR UNA CORRIENTE ELECTRICA “I” POR UN CONDUCTOR SE PRODUCE UN
CAMPO MAGNÉTICO DE INTENSIDAD “H” ALREDEDOR DE EL”

23. EN CONCLUSIÓN:
 Según la Ley de Ampere, la integral tangencial de “H” a lo largo de la
trayectoria cerrada “l”, es igual a la corriente encerrada por la trayectoria.
Cuando la trayectoria cerrada es atravesada “N” veces por la corriente “I”,
entonces un total de NI amperios atraviesa la trayectoria cerrada, la cual
produce una intensidad “H”, con ello la Ley de Ampere para una bobina de
“N” espiras establece:

27. CONCLUSIÓN:
El campo magnético producido por la corriente “NI”, es definida por su
Intensidad “H”, su Densidad “B” y la Magnitud de Flujo “φ” , la cual
recorre una trayectoria cerrada promedio “lm” de sección transversal
“A” de un núcleo de material magnético (hierro) cuya permeabilidad es
“μ”.