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Fundamentos de motores electricos

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Daniel Mza

on 21 September 2014

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Transcript of Fundamentos de motores electricos

Fundamentos de motores eléctricos
estos se conocen por su control preciso de velocidad y por su ajuste fino, y por lo tanto, se usan en aplicaciones que requieren de estas características. en los últimos años, los motores de corriente directa han tenido un incremento en su utilización, gracias al apoyo que ha dado la potencia electrónica.
Motores de corriente directa
tipos de motores eléctricos
MOTOR CD
un motor eléctrico es una maquina que transforma energía eléctrica en energía mecánica o en general energía cinética, es decir; en un motor la simple presencia de corriente eléctrica
ya sea corriente directa o continua, garantiza el movimiento de un eje, y que se puede aprovechar de distintas maneras, dependiendo de la aplicación del motor.


las fuentes estáticas de corriente directa son tiristores confiables, de bajo costo y mantenimiento simple, puedes sustituir eventualmente a los grupos de conversion rotativos,con esto, los motores de corriente con tinua son una alternativa para una serie de aplicaciones
los motores eléctricos están básicamente divididos en dos grandes categorías cuando se considera el tipo de tensión: corriente continua y corriente alterna.
principales tipos de motores
monofásico
universal
motores CA
trifásico
excitación en serie
excitación independiente
excitación compuerta
de imanes permanentes
se tratan con mayor de talle los motores de corriente alterna, ya que la mayoría de ls motores eléctricos utilizados en la industria pertenece a esa categoría.


los motores de inducción se han convertido en el tipo mas usado de la industria porque la mayoría de los sistemas actuales de distribución de energía eléctrica son de corriente alterna. comparando con los motores de corriente directa, el motor tiene como ventana: su simplicidad; que se traduce en bajo costo y máxima eficiencia con mantenimiento mínimo.

constitución del motor de inducción
el motor de inducción esta constituido básicamente por los siguientes elementos :
-
un circuito magnético estático:
compuesto de placa s ferromagnéticas empacadas y aisladas entre si y al cual se le da el nombre de estator, en el que se fija la carcaza, que es la estructura y que tambien t la funcion de soporte del conjunto .
-
bobina
: de acuerdo con el numero de grupos que caracterizan al motor monofásico o polifásico, localizadas en ranuras abiertas en estator y alimentadas por la red en corriente alterna
-
rotor:
esta construido por niveles ferromagnéticos; también esta laminado y dobre el se encuentra un devanado sobre un conjunto conductores en paralelo y en los cuales son inducidas corrientes producidas por la corriente alterna de las bobinas del estator.
motor trifásico de induccion
es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estátor y un rotor.
estator: -carcasa
-núcleo laminado
- devanado trifasico

rotor: -eje
-núcleo laminado
-barras y anillos en corto circuito
(jaula de ardilla)

otras partes: -tapa
-ventilador
-tapa deflectora
-caja de conexión y terminales
fundamentos de los motores trifásicos de corriente alterna
los motores trifásicos de inducción en C.A se les conoce como "los caballos de trabajo de la industria" debido a sus múltiples aplicaciones y aceptación, son muy populares porque tienen bajo costo, son compactos en tamaño, requiere menos mantenimiento; soportan agresivos, etc. son una clase de motores que convierten la energía trifásica en las terminales de entrad a potencia mecánica en el eje de rotación, por medio de la acción de un campo magnético rotatorio producido por un devanado distribuido en el estator.
clasificación de motores de corriente alterna
1.
motor de inducción:
como su nombre indica, no se aplica ningún voltaje al rotor, el voltaje de alimentacion se aplica al devanado de estator, y cuando circula la corriente en el devanado del estator se induce una corriente en el rotor por la accion del transformador.
el campo magnético resultante en el rotor actúa con el campo magnético del estator produciendo un par para forzar al rotor.
motor sincrono
motor sincrono
: como su nombre sugiere, la velocidad del rotor permanece en sincronismo con aquella del campo magnético del estator y el motor opera a la misma velocidad. a diferencia de los motores de inducción, los motores síncronos no son de auto arranque , sene que llevar hasta la velocidad sincronía , una vez que se ha fijado el rotor continua girando.

motor de inducción de rotor devanado
: este tipo de motor tiene un "rotor con alambres" o conductores a partir de los cuales tres terminales se llevan hacia el exterior sobre los llamados anillos rozantes. es posible variar es variar la resistencia a través de los anillos rozantes, de esta manera lavelocidad y el par de arranque son ahora variables.

características de los motores trifásicos de inducción
-
no se requiere de ningún mecanismo externo de arranque.
-tiene gran variedad de potencias o capacidades
-su velocidad es constante.
-para cargas reducidas, el factor de potencia se hace pobre.
-el motor opera a una velocidad menor que la velocidad síncrona, debido a un factor conocido como el deslizamiento
Los motores de rotor bobinado posibilitan el aumento de su
resistencia rotórica a través de la utilización de una
resistencia externa variable (reóstato), conectada al circuito
rotórico, aumentando el conjugado de partida con corriente
relativamente baja.
El motor parte con las escobillas bajadas y los anillos
colectores no cortocircuitados, lo que debe ser garantizado
por el intertrabado de las llaves fin de curso de señalización,
localizadas en los conjuntos de movimiento de estos
componentes
motor de inducción de rotor con resistencias exteriores
fundamentos de los motores monofásicos de corriente alterna
los motores monofásico de C.A . son también en aplicaciones industriales, comerciales y residenciales, los principales tipos motores monofásicos de C.A. son:

-motores de inducción.
-motores universales.
-motores síncronos.

tipos de motores monofásicos de inducción
1
.motor de inducción de fase partida
: en estos motores una fase esta dividida en dos corrientes de fase para crea runa condición de dos fases, por lo tanto, la separación de fases crea un campo rotatorio en e motor de fase partida.
el devanado de arranque de un motor de fase partida esta construido de pocas espiras, de conductor de diámetro pequeño, dando con esto una alta resistencia y una reactancia baja; estos motores se usan en maquinas pequeñas que requieren de un bajo par.

2
. motor de inducción de arranque con capacitor
: este se conecta en serie con un devanado auxiliar en el estator y un swich centrifugo, durante el arranque y el periodo de aceleración e motor opera como un motor de inducción de dos fases.
3.motor d arranque con capacitor y operación de arranque
:
en el motor monofásico de inducción de arranque con capacitor y de operación con capacitor, el devanado de arranque o auxiliar permanece conectado en el circuito durante la operacion. para tener un par de arranque elevado, la capacidad al capacitor debe ser alta, pero la operacion es solo necesaria una capacidad pequeña.
4.
motor de polos sombreados
: este otro método de crear dos fases con diferencias de fase usando un polo sombreado que tiene polos salientes, cada polo se divide en dos secciones, una pequeña parte de la cara de cada polo tiene como devanado un anillo de cobre en corto circuito.

5.motor monofásico tipo universal: el motor monofásico con devanado con serie tiene el devanado del rotor en serie con el devanado del estator, que es una situación similar a la del motor de corriente directa con conexión serie. tiene también un alto par de arranque y se le conoce como: motor universal, debido a que esta diseñado para operar en forma indistinta con corriente alterna con corriente directa.
motores de corriente directa
-
motor con excitación separada:
en un motor de C.D. con excitacion separada, como el mostrado en la siguiente figura, el campo alimentado esta proporcionado de una manera distinta que el que alimenta al devanado de armadura
-
motor de C.D. en serie:
en este tipo de motores la armadura y el devanado de campo encuentra conectados en serie, de aquí su nombre de motor serie. el devanado de campo esta construido de relativamente pocas espiras, de alambre de gran diámetro, de manera que la resistencia de campo es baja.
-
motor de C.D. con excitación en serie:
el motor de C.D. con devanado en serie, los devanados de campo están fijos en el marco del estator y los devanados de armadura están colocados alrededor del rotor. estos están conectados en serie, la corriente que pasa por la armadura también lo hace a través del campo, de modo que en un motor con conexión serie, cualquier incremento en la carga se refleja como mas corriente pasando a través de la armadura y el devanado de campo.
-motor de C.D en conexión derivación o shunt
: los motores de C.D. en conexión shunt o en derivación se usan en aplicaciones en donde se requiere una buena regulación de velocidad.cen estos motores, el devanado de campo esta conectado en paralelo con el devanado de armadura. el devanado de campo tiene muchas espiras de alambre de pequeño diámetro para mantener el valor de resistencia elevado.
el motor de conexión shunt puede trabajar también como un motor de velocidad ajustable por medio del control de armadura o control de campo.

si se conecta una resistencia variables en el circuito del devanado de campo, se puede controlar la cantidad de corriente en el campo y la velocidad del motor.

los motores de C.D. en conexión shunt con velocidad ajustable se usan en grandes maquinas como: molinos, tornos, aplanadoras, etc. son particularmente importantes para el accionamiento de ejes, debido a su característica de potencia constate que permite cortes pesados a baja velocidad y cortes ligeros a altas velocidades
-
motor de C.D. en conexión compuesta
: este tipo de motores proporciona las característica deseables de los motores en conexión serie y conexión derivado, pueden proporcionar , alto par de arranque como los motores serie, asi como una buena regulación de velocidad como una buena regulación de velocidad como los motores en conexión derivación.
tipos de motores de carcasa
los motores se fabrican con tamaños de carcasas estándar. de acuerdo con su potencia nominal de salida, el tamaño de la carcasa se incrementa naturalmente con la potencia de salida.
el tamaño del motor y su carcaza depende tambien del tipo de servicio que va a prestar, ya sea continuo o intermitente.
terminales y diagrama de conexiones
generalmente el diagrama de conexiones de las terminales del motor esta dado en el mismo. para un motor trifásico se tiene conexiones de tres devanados.
bobinas de motor trifasico
conexión de motores con 12 terminales
conexión de los motores de C.A.
motor de varias velocidades: un motor de inducción trifásico es una maquina de velocidad contante, el control de velocidad en los motores de induciion se puede lograr por:
-cambio en el voltaje aplicado.
-cambio en la frecuencia de alimentación.
-cambio en el numero de polos.

función de arrancador electrónico:
cada uno de los devanados esta terminado
sobre un conjunto distinto de terminales
las cuales se pueden conectar y desconectar
para juntar el devanado a la alimentacion.

motor de voltaje dual. 110 o 220
operando un motor para sentido hacia delante y opuesto
en ciertas aplicaciones como grúas o levadores se requiere que el motor sea capaz de invertir su sentido de rotación, esto requiere de un motor reversible, es decir, uno que tenga un eje con rotación bidireccional, en sentido u opuesto a las manecillas del reloj.
cambio de dirección en motores de C.D.
en el caso de motor serie de C.D. la dirección del motor se puede invertir, ya sea cambiando la dirección de la corriente de la armadura o la corriente de campo
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