O bé l’energia elèctrica d’unes característiques determinades en una altra de característiques diferents (com és el cas dels transformadors, dels convertidors o dels rectificadors). Pròpiament, en tota màquina elèctrica hi ha sempre una part fixa, anomenada estator, i una part que gira, anomenada rotor; però hom sol incloure dins l’estudi de les màquines el transformador i d’altres, i aleshores parla de màquines estàtiques, per oposició a les primeres, que són anomenades màquines rotatives. El primer tipus de màquina elèctrica ideat fou la màquina electroestàtica, però actualment les úniques màquines emprades són les d'inducció, basades en la inducció magnètica, la qual produeix una força electromotriu en un conductor que es mou en un camp magnètic. Si aquest és produït per imants permanents, les màquines són anomenades magnetoelèctriques; si ho és per electroimants (que és el cas més corrent), les màquines són anomenades dinamoelèctriques. Els motors i els generadors corrents són màquines rotatives que reben potència mecànica generador o en donen (motor elèctric) i, com que la potència mecànica és el producte de la força per la velocitat, hi ha d’haver sempre una part que giri a una certa velocitat. L’eix mecànic de la part giratòria és per on la màquina dóna o rep la potència mecànica. Els motors i els generadors són, en els diversos tipus, tant constructivament com en els principis de funcionament, una mateixa màquina, la qual pot treballar com a motor o com a generador, és a dir, té un funcionament reversible. Els transformadors són màquines estàtiques, o sia, sense cap element giratori; converteixen directament la potència elèctrica en potència elèctrica de característiques diferents. Els convertidors de freqüència poden ésser estàtics o rotatius. Els rectificadors poden ésser formats per un grup amb un motor de corrent altern i un generador de corrent continu (dinamo), però actualment gairebé sempre són de tipus estàtic a base d’elements semiconductors. Així mateix, els onduladors poden ésser constituïts per un motor de corrent continu i un generador de corrent altern, però majoritàriament són estàtics. Totes les màquines rotatives (motors, generadors, convertidors de freqüència rotatius) i els transformadors tenen un circuit magnètic i, almenys, dos circuits elèctrics acoblats, cadascun dels quals constitueix un enrotllament. Les màquines elèctriques rotatives consten bàsicament d’un rotor i un estator concèntrics, entre els quals hi ha l'entreferro. Ambdues parts són construïdes de material magnètic, i poden anar proveïdes de ranures transversals, on hi ha els conductors de l’enrotllament, o bé disposen de pols sortints, amb les bobines corresponents, units per la culata. Mitjançant l'excitació és creat el camp magnètic que permet la producció d’una fem d’inducció en girar la màquina. Les màquines homopolars gairebé no són emprades; la majoria són heteropolars, amb dos pols (bipolars) o bé un nombre superior, sempre parell (multipolars, anomenades tetrapolars, hexapolars, etc, segons que tinguin quatre pols, sis, etc). La distància entre dos pols consecutius és anomenada pas polar, que hom expressa en forma angular mitjançant l'angle elèctric. Hom distingeix, en general, entre màquines de corrent continu i de corrent altern. Les màquines de corrent continu, actualment poc emprades, consten —en llur constitució més corrent— d'inductor (que és destinat a produir el camp d’excitació), d'induït (generalment de tambor, perquè el d’anell de la primitiva màquina de Gramme ha caigut en desús) i de col·lector o commutador (on freguen les escombretes). Aquestes màquines han estat molt emprades com a generadors dinamo i com a motors, però han estat substituïdes, en la majoria dels casos, per les de corrent altern; tanmateix, en algunes aplicacions industrials hom empra motors alimentats amb corrent altern mitjançant rectificadors estàtics. Les màquines de corrent altern, molt corrents, es basen en la teoria del camp magnètic giratori, i poden ésser síncrones, si giren a la mateixa velocitat que aquest, o asíncrones, si ho fan a una velocitat lleugerament inferior (la diferència de velocitats és expressada mitjançant el lliscament). Segons el nombre de fases, hom parla de màquines monofàsiques o, en general, de polifàsiques; les trifàsiques, però, són les úniques que tenen interès pràctic. Generalment són màquines sense col·lector, la qual cosa representa un gran avantatge sobre les de corrent continu. Les màquines síncrones consten d’un estator ranurat que fa d’induït i un rotor amb pols sortints que fa d’inductor i és alimentat a través d’uns anells col·lectors mitjançant una font de corrent continu (sovint amb una excitatriu). Bé que poden ésser emprades com a motors síncrons, aquestes màquines són destinades universalment a funcionar com a generadors de corrent altern alternador. Les màquines asíncrones consten d’un estator anàleg al de les síncrones, però el rotor és també ranurat i és proveït d’un enrotllament (rotor bobinat), o bé en gàbia d’esquirol. Les màquines asíncrones polifàsiques disposen d’un enrotllament per fase, convenientment decalat; les monofàsiques només en tenen un, però en necessiten, a més, un d’auxiliar per a l’engegada. Aquestes màquines són emprades gairebé sempre com a motors (anomenats motors d’inducció), i rarament com a generadors. Un dels principals inconvenients de totes aquestes màquines és la dificultat de poder variar llur velocitat; per això hi ha màquines de col·lector que permeten aquesta variació, però són poc corrents, a causa dels inconvenients d’aquest òrgan. Acoblant mecànicament dues màquines elèctriques hom obté un grup.
f
Electrònica i informàtica
Tecnologia
Màquina eleèctrica asíncrona
© Fototeca.cat
Màquina capaç de transformar l’energia elèctrica en mecànica (motor), o a l’inrevés (generador).