Conmutatriz
Como la gran mayoría de las máquinas eléctricas, es reversible y también puede funcionar como generador, dínamo o motor.
[1] Los sistemas de tracción eléctrica hasta hace muy poco sólo utilizaban corriente continua.
Un convertidor rotativo o conmutatriz puede ser visto como un motor-generador, donde las dos máquinas en vez de estar unidas por el eje, comparten la misma armadura y bobinados.
Si al bobinado de una dinamo bipolar se le realizan tres tomas separadas a 120° geométricos (que corresponderán a 120° eléctricos por ser bipolar) la una de la otra (las nombramos U, V y W), cuando el inducido gire se generará en cada una de las tomas una fuerza electromotriz sinusoidal.
La otra parte es corriente alterna que entra por los anillos rozantes, y que es rectificada a DC por el conmutador giratorio(escobillas y colector de delgas).
Esto hace a la conmutatriz rotativa una ingeniosa máquina, siendo una dinamo híbrida y un convertidor síncrono.
Los anillos rozantes permiten a la máquina trabajar como alternador (ver Formas de utilización).
Una conmutatriz es más compleja que este sencillo caso, porque genera prácticamente corriente continua en vez de la corriente continua 'pulsante' en forma de sinusoide que resultaría de este interruptor inversor, pero la analogía puede que sea útil para entender que el convertidor evita transformar toda la energía eléctrica a mecánica, y de nuevo a eléctrica.
Al trabajar estas máquinas con corriente alterna y continua, el bobinado inducido debe cumplir con las condiciones de ambos casos.
En cuanto a las características de un bobinado de corriente continua, este debe ser rotórico y cerrado con un paso lo más próximo posible a la distancia diametral.
En cuanto a las características para corriente alterna es necesario que las tomas para los anillos rozantes estén dispuestas de tal forma que las fuerzas electromotrices correspondientes a cada anillo sean iguales y su fase sea igual al ángulo característico del sistema.
El inducido, al igual que en una dinamo, puede ser ondulado o imbricado.
[1] Si en el bobinado inducido de una conmutatriz se realizan tres tomas U, V y W en tres puntos separados 120°, tendremos una conmutatriz trifásica con las fases conectadas en triángulo cerrado.
El valor eficaz de la fuerza electromotriz es proporcional al arco abarcado por cada fase.
Para este cálculo hay que tener en cuenta en qué sistema de corriente alterna trabaja la conmutatriz: en un sistema polifásico se deben tener en cuenta las fases del mismo y el ángulo característico.
En este modo de trabajo hay que hacer girar la máquina inicialmente.
Para ello hay dos métodos, uno consiste en utilizar un motor externo a la misma que la arrastre hasta la velocidad de giro establecida por la red (de sincronismo) y otro es arrancar la máquina como un motor asíncrono.
El campo giratorio que se crea mediante el bobinado de la armadura produce corrientes inducidas en las barras del bobinado amortiguador comenzando la parte rotórica a girar hasta alcanzar una velocidad próxima a la velocidad de sincronismo, como cualquier motor asíncrono, llamándose a esta pequeña diferencia de velocidad respecto la de sincronismo "deslizamiento".
En este momento, ya es posible obtener energía eléctrica DC en el colector de delgas, de manera que esta puede usarse para alimentar las bobinas del inductor y convertir la máquina asíncrona en una síncrona.
Este modo de arranque es muy delicado y hay que hacerlo con cuidado.
