5to electricidad

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MOTORES ELÉCTRICOS

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INTRODUCCIÓN

Esta publicación tiene como cometido que el estudiante tenga acceso a la información de la teoría básica para la comprensión y manipulación de los motores eléctricos, así como los elementos que los forman. Dentro de la misma encontrará como puede reparar motores eléctricos monofásicos y trifásicos, los tipos de conexiones. Encontrará también las claves para la creación de bobinas eléctricas y el funcionamiento de cada uno de los elementos que forman un motor eléctrico utilizando los ejercicios que en él se encuentran, para facilitar el aprendizaje del área técnica y práctica.






INDICE TEMAS PÁGINA

Magnetismo y electromagnetismo 1 Campos y fuerzas magnéticas 3 Electromagnetos 4 Regla de la mano izquierda 5 Regla de la mano derecha 6 Tarea de fabricación. 7 Electromagnetismo 8 Motor eléctrico 7 Arranque de un motor trifásico síncrono 23 Conocimientos básicos de motores eléctricos 25 Partes Fundamentales de un Motor Eléctrico 29 Estator y Rotor 30 Bobinado 31 Caja de Conexiones 33 Cojinetes 33 Placa de características 34 Bobinado de motores eléctricos 37 Capacidad de los condensadores 39 Motores universales 40 Conexiones de motores monofásicos y bifásicos 40 Recomendaciones útiles para optimizar el consumo de energía en las

instalaciones eléctricas con motores eléctricos 41

Cálculo de eficiencia 42 Reparaciones de un motor eléctrico 44 Factor de potencia 45 Motor de fase partida 46 Motor de funcionamiento capacitivo 51 Motor con condensador permanente 54 Motores capacitivos y de arranque capacitivo 58 Principio de funcionamiento del mima 60 Motor asincrónico 60 Campo magnético rotatorio en los mima 61 Teoría del doble campo giratorio 62 Teoría del campo cruzado 63 Mima con bobinado auxiliar e interruptor centrífugo 64 Mima con bobinado auxiliar y condensador de partida 66 Mima con bobinado auxiliar, condensador de partida y de trabajo 68 Mima de repulsión 69 Mima universal 72 Mima de polos de sombra 74 Motor paso a paso 77 Ensayos de máquinas a los mima 81 Rendimiento de los mima 81 Curvas características de los mima 82 Trabajo de taller 87






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MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO

El magnetismo o energía magnética es un fenómeno físico por el cual los objetos ejercen

fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales

conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el

níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo

todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo

magnético.

Historia

Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los

antiguos griegos. Se dice que por primera vez se

observaron en la ciudad de Magnesia del Meandro en Asia

Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas

piedras atraían el hierro, y que los trocitos de hierro atraídos

atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes

naturales.

El primer filósofo que estudió el fenómeno del magnetismo

fue Tales de Mileto, filósofo griego que vivió entre 625 a. C. y 545 a. C. En China, la

primera referencia a este fenómeno se encuentra en un manuscrito del siglo IV a. C.

titulado Libro del amo del valle del diablo: «La magnetita atrae al hierro hacia sí o es

atraída por éste». La primera mención sobre la atracción de una aguja aparece en un

trabajo realizado entre los años 20 y 100 de nuestra era: «La magnetita atrae a la aguja».






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El científico Shen Kua (1031-1095) escribió sobre la brújula de

aguja magnética y mejoró la precisión en la navegación

empleando el concepto astronómico del norte absoluto. Hacia

el siglo XII los chinos ya habían desarrollado la técnica lo

suficiente como para utilizar la brújula para mejorar la

navegación. Alexander Neckham fue el primer europeo en

conseguir desarrollar esta técnica en 1187.

Peter Peregrinus de Maricourt, fue un

estudioso francés del siglo XIII que realizó

experimentos sobre magnetismo y escribió

el primer tratado existente para las

propiedades de imanes. Su trabajo se

destaca por la primera discusión detallada

de una brújula. Galileo Galilei y su amigo

Francesco Sagredo se interesaron en el

magnetismo engastando un buen trozo de

roca magnética de más de kilo y medio en

un bello artilugio de madera; la magnetita se

disponía de tal manera que, a modo de

imán, atraía una bola de hierro de casi cuatro kilos de peso; pero la falta de aplicaciones

prácticas y económicas del invento desalentó más experimentación por parte de estos

destacados científicos italianos. En 1600 el médico y físico William Gilbert publicó en

Londres su obra De magnete, magneticisque corporibus, et de magno magnete tellure;

Physiologia noua, plurimis & argumentis, & experimentis demostrata ("Sobre el imán y los

cuerpos magnéticos y sobre el gran imán la Tierra"), para abreviar citado como De

magnete, que estableció las bases del estudio profundo del magnetismo consignando las

características y tipologías de los imanes y realizando todo tipo de experimentos

cuidadosamente descritos. Observó que la máxima atracción ejercida por los imanes

sobre los trozos de hierro se realizaba siempre en las zonas llamadas "polos" del imán.

Clasificó los materiales en conductores y aislantes e ideó el primer electroscopio.

Descubrió la imantación por influencia y fue el primero en apercibir que la imantación del

hierro se pierde al calentarlo al rojo. Estudió la inclinación de una aguja magnética

concluyendo que la Tierra se comporta como un gran imán.






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Campos Y Fuerzas Magnéticas

El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, por ejemplo, una

corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, éste al girar imparte

una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.

Tipos De Materiales Magnéticos

Existen diversos tipos de comportamiento de los materiales magnéticos, siendo los principales el ferromagnetismo, el diamagnetismo y el paramagnetismo.

En los materiales diamagnéticos, la disposición de los electrones de cada átomo es tal, que se produce una anulación global de los efectos magnéticos. Sin embargo, si el material se introduce en un campo inducido, la sustancia adquiere una imantación débil y en el sentido opuesto al campo inductor.

Si se sitúa una barra de material diamagnético en el interior de un campo magnético uniforme e intenso, esta se dispone transversalmente respecto de aquel.

Los materiales paramagnéticos no presentan la anulación global de efectos magnéticos, por lo que cada átomo que los constituye actúa como un pequeño imán. Sin embargo, la orientación de dichos imanes es, en general, arbitraria, y el efecto global se anula.

Asimismo, si el material paramagnético se somete a la acción de un campo magnético inductor, el campo magnético inducido en dicha sustancia se orienta en el sentido del campo magnético inductor.

Esto hace que una barra de material paramagnético suspendida libremente en el seno de un campo inductor se alinee con este.






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El magnetismo inducido, aunque débil, es suficiente intenso como para imponer al efecto magnético. Para comparar los tres tipos de magnetismo se emplea la razón entre el campo magnético inducido y el inductor.

La rama de la química que estudia las sustancias de propiedades magnéticas interesantes es la magnetoquímica.

Electromagnetos

Un electroimán es un imán hecho de alambre eléctrico bobinado en torno a un material magnético como el hierro. Este tipo de imán es útil en los casos en que un imán debe estar encendido o apagado, por ejemplo, las grandes grúas para levantar chatarra de automóviles.

Para el caso de corriente eléctrica se desplazan a través de un cable, el campo resultante se dirige de acuerdo con la regla de la mano derecha. Si la mano derecha se utiliza como un modelo, y el pulgar de la mano derecha a lo largo del cable de positivo hacia el lado negativo (“convencional actual", a la inversa de la dirección del movimiento real de los electrones), entonces el campo magnético hace una recapitulación de todo el cable en la dirección indicada por los dedos de la mano derecha. Como puede observarse geométricamente, en caso de un bucle o hélice de cable, está formado de tal manera que el actual es viajar en un círculo, a continuación, todas las líneas de campo en el centro del bucle se dirigen a la misma dirección, lo que arroja un 'magnética dipolo ' cuya fuerza depende de la actual en todo el bucle, o el actual en la hélice multiplicado por el número de vueltas de alambre. En el caso de ese bucle, si los dedos de la mano derecha se dirigen en la dirección del flujo de corriente convencional (es decir, el positivo y el negativo, la dirección opuesta al flujo real de los electrones), el pulgar apuntará en la dirección correspondiente al polo norte del dipolo.

Magnetos Temporales Y Permanentes

Un imán permanente conserva su magnetismo sin un campo magnético exterior, mientras

que un imán temporal sólo es magnético, siempre que esté situado en otro campo

magnético. Inducir el magnetismo del acero en los resultados en un imán de hierro, pierde

su magnetismo cuando la inducción de campo se retira. Un imán temporal como el hierro

es un material adecuado para los electroimanes. Los imanes son hechos por acariciar

con otro imán, la grabación, mientras que fija en un campo magnético opuesto dentro de

una bobina solenoide, se suministra con una corriente directa. Un imán permanente






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puede perder su magnetismo al ser sometido al calor, a fuertes golpes, o colocarlo dentro

de un solenoide se suministra con una reducción de corriente alterna.

REGLA DE LA MANO IZQUIERDA

La regla de la mano izquierda, o regla de Fleming es una ley mnemotécnica utilizada en

electromagnetismo que determina el movimiento de un conductor que está inmerso en

un campo magnético o el sentido en el que se genera la fuerza dentro de él.

* Dedo índice: indica las líneas de flujo;

* Dedo pulgar: indica el movimiento del

conductor;

* Dedo corazón: indica entra y sale la corriente;

o el voltaje.

Funcionamiento

En un conductor que está dentro de un campo magnético perpendicular a él y por el cual

se hace circular una corriente, se crea una fuerza cuyo sentido dependerá de cómo

interactúen ambas magnitudes (corriente y campo). Esta fuerza que aparece como

resultado se denomina fuerza de Lorentz. Para obtener el sentido de la fuerza, se toma

el dedo índice de la mano (izquierda) apuntando a la dirección del campo magnético que

interactúa con el conductor y con el dedo corazón se apunta en dirección a la corriente

que circula por el conductor, formando un ángulo de 90 grados. De esta manera, el dedo

pulgar determina el sentido de la fuerza que experimentará ese conductor.

Partículas Cargadas Eléctricamente

También es útil para averiguar el sentido de la fuerza que el campo magnético ejerce

sobre una partícula con carga eléctrica positiva que circula por el seno de dicho campo

magnético, simplemente cambiando la dirección de corriente por la dirección de

movimiento de la partícula, como indica la ilustración. Si se requiere saber la dirección de

la fuerza de una partícula con carga negativa, debemos tomar como sentido de la fuerza

el opuesto al que indica el dedo pulgar de la mano izquierda.






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Regla De La Mano Derecha

La regla de la mano derecha o del sacacorchos es un método para determinar direcciones vectoriales, y tiene como base los planos cartesianos. Se emplea prácticamente en dos maneras; para direcciones y movimientos vectoriales lineales, y para movimientos y direcciones rotacionales.

Así, cuando se hace girar un sacacorchos o un tornillo "hacia la derecha" (en el sentido de la agujas de un reloj) el sacacorchos o el tornillo "avanza", y viceversa, cuando se hace girar un sacacorchos o un tornillo "hacia la izquierda" (contrario a las agujas del reloj), el sacacorchos o el tornillo "retroceden".

Dirección Para Un Producto Vectorial

La aplicación más común es para determinar la dirección de un vector resultado de un producto vectorial, así:

La dirección del vector "c" estaría definida por la dirección del pulgar, cerrando los demás dedos en torno al vector "a" primero y siguiendo con el vector "b". Un caso específico en que tiene gran importancia la aplicación de esta forma vectorial de la Ley de la mano derecha es en la determinación de la fuerza electromotriz (FEM) inducida en un conductor que se mueve dentro de un campo magnético en esta aplicación el pulgar representa el movimiento del conductor eléctrico dentro del campo magnético, cortando

las líneas de fuerza, el índice representa la dirección de las líneas de fuerza del campo magnético de Norte a Sur y el dedo del medio representa la dirección de la FEM inducida.






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Dirección Asociada A Un Giro

La segunda aplicación, está relacionada con el movimiento rotacional; el pulgar apunta

hacia arriba siguiendo la dirección del vector, el vector corriente por ejemplo, mientras

que los demás dedos se van cerrando en torno a la palma, lo cual describiría la dirección

de rotación. Por ejemplo si el pulgar apunta hacia arriba, como en la imagen, entonces la

dirección de rotación es de forma anti-horaria.

Aplicaciones

Muchas máquinas y procesos industriales observan este orden para ejes, vectores y

movimientos axiales, incluyendo la robótica, pues sus 12 movimientos fundamentales se

adhieren a esta regla.

Se la utiliza en general en todas las definiciones y descripciones basadas en un producto vectorial. Por ejemplo:

El producto vectorial. Sea el producto . Cuando el sacacorchos gira de hacia (llevando la punta de A hacia la punta de B, por la rotación menor que media vuelta

o radianes), el sacacorchos avanza (o retrocede) en la dirección de Momento de fuerzas o torque. El vector asociado a la velocidad angular. Cuando el sacacorchos gira como el objeto,

la dirección de avance del sacacorchos indica la dirección del vector asociado a la velocidad angular.

El vector asociado al momento angular. Dirección del campo magnético producido por una corriente. Cuando el sacacorchos

avanza en la dirección de la corriente, él gira en la dirección del campo magnético. Dirección de la corriente que produce un campo magnético. Fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga eléctrica en movimiento. Fuerza ejercida por un campo magnético sobre un conductor que conduce una

corriente. La fuerza tiene la dirección del avance del sacacorchos cuando se éste gira en el sentido de la corriente hacia el campo magnético.

Para definir la orientación de los ejes de un triedro rectángulo. Cuando el sacacorchos gira del eje x positivo al eje y positivo, él avanza en la dirección del eje z positivo.

Fabricar un motor de escobillas con imanes.

Hacer informe del motor fabricado, utilizando palabras técnicas y lógica.






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ELECTROMAGNETISMO

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.

El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

Campo Magnético Creado Por Una Corriente Eléctrica

La corriente que circula por un conductor genera un campo magnético alrededor del mismo.

El valor del campo magnético creado en un punto dependerá de la intensidad del corriente eléctrico y de la distancia del punto respecto el hilo, así como de la forma que tenga el conductor por donde pasa la corriente eléctrica.

El campo magnético creado por un elemento de corriente hace que alrededor de este elemento se creen líneas de fuerzas curvas y cerradas. Para determinar la dirección y sentido del campo magnético podemos usar la llamada regla de la mano derecha.

En el caso de un hilo conductor rectilíneo se crea un campo magnético circular alrededor del hilo y perpendicular a él.






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Cuando tenemos un hilo conductor en forma de espira, el campo magnético será circular. La dirección y el sentido del campo magnético depende del sentido de la corriente eléctrica. Cuando tenemos un hilo conductor enrollado en forma de hélice tenemos una bobina o solenoide. El campo magnético en su interior se refuerza todavía más en existir más espiras: el campo magnético de cada espira se suma a la siguiente y se concentra en la región central.

MOTOR ELÉCTRICO

El motor eléctrico es aquel motor que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, por medio de la repulsión que presenta un objeto metálico cargado eléctricamente ante un imán permanente. Son máquinas eléctricas rotatorias.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares como ventiladores, teléfonos y bombas, máquinas herramientas, aparatos electrodomésticos, herramientas eléctricas y unidades de disco, los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de la corriente continua (DC), tal como de baterías, automóviles o rectificadores, o por fuentes de la corriente alterna (AC), tal como de la rejilla de poder, inversores o generadores. Los pequeños motores se pueden encontrar en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones muy estandarizadas y características proporcionan el poder mecánico conveniente al uso industrial. Los más grandes de motores eléctricos se usan para propulsión del barco, compresión de la tubería y aplicaciones de almacenaje bombeado con posiciones que alcanzan 100 megavatios. Los motores eléctricos pueden ser clasificados por tipo de la fuente de la energía eléctrica, construcción interna, aplicación, tipo de la salida de movimiento, etcétera. Los dispositivos como solenoides magnéticos y altavoces que convierten la electricidad en el movimiento, pero no generan el poder mecánico utilizable






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respectivamente se les refiere como accionadores y transductores. Los motores eléctricos son usados para producir la fuerza lineal o la torsión (rotonda).

Motores De Corriente Continua

Los motores de corriente continua se clasifican según la forma como estén conectados, en:

Motor serie Motor compound Motor shunt Motor eléctrico sin escobillas

Además de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en electrónica:

Motor paso a paso Servomotor Motor sin núcleo

Motores De Corriente Alterna

Existen 4 tipos, siendo el primero y el último los más utilizados:

Motor universal, puede trabajar tanto en CA como en CC. Motor asíncrono Motor síncrono Motor de jaula de ardilla

Motor Serie

El motor serie o motor de excitación en serie, es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el inducido y el devanado inductor o de excitación van conectados en serie, El voltaje aplicado es constante, mientras que el campo de excitación aumenta con la carga, puesto que la corriente es la misma corriente de excitación. El flujo aumenta en proporción a la corriente en la armadura, como el flujo crece con la carga, la velocidad cae a medida que aumenta esa carga.






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Las principales características de este motor son:

Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido.

La potencia es casi constante a cualquier velocidad.

Le afectan poco la variaciones bruscas de la tensión de alimentación, ya que un aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contraelectromotriz, estabilizándose la intensidad absorbida.

Motor Compound

Un motor compound (o motor de excitación compuesta) es un Motor eléctrico de corriente continua cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar.

Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.

El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente de armadura varía, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulativo.

Esto provee una característica de velocidad que no es tan “dura” o plana como la del motor shunt, ni tan “suave” como la de un motor serie. Un motor compound tiene un limitado rango de debilitamiento de campo; la debilitación del campo puede resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga. Los motores de corriente continua compound son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta estable de par constante para un rango de velocidades amplio.






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El motor compound es un motor de excitación o campo independiente con propiedades de motor serie. El motor da un par constante por medio del campo independiente al que se suma el campo serie con un valor de carga igual que el del inducido. Cuantos más amperios pasan por el inducido más campo serie se origina, claro está, siempre sin pasar del consumo nominal.

Motor Shunt

El motor shunt o motor de excitación en paralelo es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar.

Al igual que en los dinamos shunt, las bobinas principales están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande.

En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie, (también uno

de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenas sufre variación.

Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye más que ligeramente cuando el par aumenta. Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo). El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores de corriente continua

Motor Eléctrico Sin Escobillas

Un motor eléctrico sin escobillas o motor brushless es un motor eléctrico que no emplea escobillas para realizar el cambio de polaridad en el rotor.

Los motores eléctricos solían tener un colector de delgas o un par de anillos rozantes. Estos sistemas, que producen rozamiento, disminuyen el rendimiento, desprenden calor






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y ruido, requieren mucho mantenimiento y pueden producir partículas de carbón que manchan el motor de un polvo que, además, puede ser conductor.

Los primeros motores sin escobillas fueron los motores de corriente alterna asíncronos. Hoy en día, gracias a la electrónica, se muestran muy ventajosos, ya que son más baratos de fabricar, pesan menos y requieren menos mantenimiento, pero su control era mucho más complejo. Esta complejidad prácticamente se ha eliminado con los controles electrónicos.

El inversor debe convertir la corriente alterna en corriente continua, y otra vez en alterna de otra frecuencia. Otras veces se puede alimentar directamente con corriente continua, eliminado el primer paso. Por este motivo, estos motores de corriente alterna se pueden usar en aplicaciones de corriente continua, con un rendimiento mucho mayor que un motor de corriente continua con escobillas. Algunas aplicaciones serían los coches y aviones con radiocontrol, que funcionan con pilas.

Otros motores sin escobillas, que sólo funcionan con corriente continua son los que se usan en pequeños aparatos eléctricos de baja potencia, como lectores de CD-ROM, ventiladores de ordenador, casetes, etc. Su mecanismo se basa en sustituir la conmutación (cambio de polaridad) mecánica por otra electrónica sin contacto. En este caso, la espira sólo es impulsada cuando el polo es el correcto, y cuando no lo es, el sistema electrónico corta el suministro de corriente. Para detectar la posición de la espira del rotor se utiliza la detección de un campo magnético. Este sistema electrónico, además, puede informar de la velocidad de giro, o si está parado, e incluso cortar la corriente si se detiene para que no se queme. Tienen la desventaja de que no giran al revés al cambiarles la polaridad (+ y -). Para hacer el cambio se deberían cruzar dos conductores del sistema electrónico.

Un sistema algo parecido, para evitar este rozamiento en los anillos, se usa en los alternadores. En este caso no se evita el uso de anillos rozantes, sino que se evita usar uno más robusto y que frenaría mucho el motor. Actualmente, los alternadores tienen el campo magnético inductor en el rotor, que induce el campo magnético al estator, que a la vez es inducido. Como el campo magnético del inductor necesita mucha menos corriente que la que se va generar en el inducido, se necesitan unos anillos con un rozamiento menor. Esta configuración la usan desde pequeños alternadores de coche hasta los generadores de centrales con potencias del orden del megavatio.






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Motor Paso A Paso

El motor paso a paso es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que un conversor digital-analógico (D/A) y puede ser gobernado por impulsos procedentes de sistemas lógicos.

Este motor presenta las ventajas de tener alta precisión y repetitividad en cuanto al posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan como motor de frecuencia variable, motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente.

Existen 3 tipos fundamentales de motores paso a paso: el motor de reluctancia variable, el motor de magnetización permanente, y el motor paso a paso híbrido.

Servomotor

Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.

Un servomotor es un motor eléctrico que puede ser controlado tanto en velocidad como en posición.

Los servos se utilizan frecuentemente en sistemas de radio control y en robótica, pero su uso no está limitado a éstos. Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos.






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Características

Está conformado por un motor, una caja reductora y un circuito de control. También potencia proporcional para cargas mecánicas. Un servo, por consiguiente, tiene un consumo de energía reducido.

La corriente que requiere depende del tamaño del servo. Normalmente el fabricante indica cuál es la corriente que consume. La corriente depende principalmente del par, y puede exceder un amperio si el servo está enclavado, pero no es muy alta si el servo está libre moviéndose todo camaro.

En otras palabras, un servomotor es un motor especial al que se ha añadido un sistema de control (tarjeta electrónica), un potenciómetro y un conjunto de engranajes. Con anterioridad los servomotores no permitían que el motor girara 360 grados, solo aproximadamente 180; sin embargo, hoy en día existen servomotores en los que puede ser controlada su posición y velocidad en los 360 grados. Los servomotores son comúnmente usados en modelismo como aviones, barcos, helicópteros y trenes para controlar de manera eficaz los sistemas motores y los de dirección.

Control

Los servomotores hacen uso de la modulación por ancho de pulsos (PWM) para controlar la dirección o posición de los motores de corriente continua. La mayoría trabaja en la frecuencia de los cincuenta hercios, así las señales PWM tendrán un periodo de veinte milisegundos. La electrónica dentro del servomotor responderá al ancho de la señal modulada. Si los circuitos dentro del servomotor reciben una señal de entre 0,5 a 1,4 milisegundos, éste se moverá en sentido horario; entre 1,6 a 2 milisegundos moverá el servomotor en sentido antihorario; 1,5 milisegundos representa un estado neutro para los servomotores estándares. A continuación se exponen ejemplos de cada caso:

Señal de ancho de pulso modulado:

_ __ ____ ____ _

| | | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

_________| |____| |___| |________| |_| |__________






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Motor en sentido horario (ejemplo 0,7 ms):

_ _ _ _ _ _

| | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | |

_________| |____| |___| |________| |__| |__| |___________

Motor neutral (1,5ms):

___ ___ ___ ___ ___ ___

| | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | |

_________| |____| |___| |___| |__| |__| |_____

Motor en sentido antihorario (ejemplo 1,8ms):

______ ______ ______ ______ ______

| | | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

_________| |____| |___| |___| |__| |____

Este tipo de motor no es muy usado en las industrias ni en los trabajos mecánicos por tener baja potencia de trabajo y no arrancar con carga.

Motor Sin Núcleo

Cuando se necesita un motor eléctrico de baja inercia (arranque y parada muy cortos), se elimina el núcleo de hierro del rotor, lo que aligera su masa y permite fuertes aceleraciones, se suele usar en motores de posicionamiento (p.e. en máquinas y automática).

Para optimizar el campo magnético que baña el rotor, para motores que requieren cierta potencia, se puede construir el rotor plano en forma de disco, similar a un circuito impreso en el que las escobillas rozan ortogonalmente sobre un bobinado imbricado que gira entre imanes permanentes colocados a ambos lados del disco.

Motor Monofásico Universal

El motor monofásico universal es un tipo de motor eléctrico que puede funcionar tanto con corriente continua como con corriente alterna.






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Su Constitución

Es similar a la de un motor serie de corriente continua, aunque con muchas y variadas modificaciones:

Los núcleos polares, y todo el circuito magnético, están construidos con chapas de hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir la pérdidas de energía por corrientes parásitas que se producen a causa de las variaciones del flujo magnético cuando se conecta a una red de corriente alterna.

Menor número de espiras en el inductor con el fin de no saturar magnéticamente su núcleo y disminuir así las pérdidas por corrientes de Foucault y por histéresis, aumentar la intensidad de corriente y, por lo tanto, el par motor y mejorar el factor de potencia.

Mayor número de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo debido al menor número de espiras del inductor.

Usos

El uso de estos motores en corriente alterna está muy extendido por el mayor par de arranque respecto al de los motores de inducción y por su elevada velocidad de rotación, lo que permite reducir su tamaño y su precio. Así, se emplea en máquinas herramientas portátiles de todo tipo, electrodomésticos pequeños, etc.

Características de funcionamiento:

En corriente continua es un motor serie normal con sus mismas características.

En corriente alterna se comporta de manera semejante a un motor serie de corriente continua. Como cada vez que se invierte el sentido de la corriente, lo hace tanto en el inductor como en el inducido, con lo que el par motor conserva su sentido.

Menor potencia en corriente alterna que en continua, debido a que en alterna el par es pulsatorio. Además, la corriente está limitada por la impedancia, formada por el inductor y la resistencia del bobinado. Por lo tanto habrá una caída de tensión debido a reactancia cuando funcione con corriente alterna, lo que se traducirá en una disminución del par.

Mayor chispeo en las escobillas cuando funciona en corriente alterna, debido a que las bobinas del inducido están atravesadas por un flujo alterno cuando se ponen en cortocircuito por las escobillas, lo que obliga a poner un devanado compensador en los motores medianos para contrarestar la fuerza electromotriz inducida por ese motivo.






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Principio De Funcionamiento En Corriente Continua

Al invertir la corriente continua del motor en serie, el sentido de rotación permanece constante. Si se aplica corriente alterna a un motor en serie, el flujo de corriente en la armadura y en el campo se invierte simultáneamente, el motor seguirá girando en el mismo sentido.

Principio De Funcionamiento En Corriente Alterna

Cuando el motor universal es conectado en ca, su flujo varía cada medio ciclo.

En la primera mitad de la onda de corriente alterna es denominada positiva, aquí la corriente en los devanados de la armadura tienen la dirección igual a las manecillas del reloj, es decir de izquierda a derecha, mientras que el flujo producto del devanado del campo tiene un

sentido de derecha a izquierda, así que el par desarrollado por el motor es contrario al de las manecillas del reloj.

En la segunda mitad de la onda de corriente alterna, denominada negativa, el voltaje aplicado invierte su polaridad, así mismo la corriente cambia su dirección y ahora está de derecha a izquierda, también el flujo producto de los polos está dirigido ahora de izquierda a derecha, el par de arranque no cambia su dirección, puesto que en la mitad negativa se invierten tanto la dirección de la corriente, como la del flujo.

Comparación Entre Las Características Del Bobinado Del Estator O

Campo En Corriente Alterna C.A. Y Corriente Continua C. C.

La cantidad de espiras de campo es menor en el motor en serie de c. a. que en el motor en serie de c. c. para disminuir la reactancia del campo y hacer que circule la cantidad de corriente suficiente. Al disminuir la magnitud del campo se reduce el par motor por lo tanto los motores de c. a. en serie se fabrican para potencias menores de un caballo de potencia en frecuencia de 60 ciclos por segundo. Las características del motor en serie de c. a. no son similares a las del mismo tipo para c. c.

Es una máquina de velocidad variable, de baja velocidad para cargas grandes y de gran velocidad para cargas livianas. El par de arranque también es muy grande. Los motores






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en serie de fracciones de caballo se emplean para propulsar ventiladores, perforadoras eléctricas y otros aparatos pequeños.

El motor de c.a. en serie tiene las mismas características generales que el de c. c. en serie, se ha fabricado un motor en serie para ambas corrientes que se le llama "motor universal" y tiene gran aplicación en aparatos eléctricos pequeños. Los motores universales funcionan con menor rendimiento que los motores en serie de c. a. o c. c. puros y solo se hacen en tamaños chicos. Para invertir el giro de este motor se deben invertir las conexiones en la armadura.

Bobinado De Compensación

Los motores universales son motores en serie de potencia fraccional, de c. a., diseñados especialmente para usarse en potencial ya sea de c. c. o de c. a. Estos motores tienen la misma característica de velocidad y par cuando funcionan en c. a. o en c. c. En general, los motores universales pequeños no requieren devanados compensadores debido a que el número de espiras de su armadura es reducido y por lo tanto, también lo será su reactancia de armadura. Como resultado, los motores inferiores al 50% de caballo generalmente se construyen sin compensación. El costo de los motores universales no compensados es relativamente bajo por lo que su aplicación es muy común en aparatos domésticos ligeros, por ejemplo aspiradoras, taladros de mano, licuadoras, etc.

Los motores universales grandes tienen algún tipo de compensación. Normalmente se trata del devanado compensador del motor de serie o un devanado de campo distribuido especialmente para contrarrestar los problemas de la reacción de armadura.

Una característica importante de los motores serie de c-a es el uso de motores compensadores para reducir la reacción de armadura. El medio más común para esta compensación implica incrustar devanados compensadores distribuidos en los polos del motor. Si el motor de serie de c. a. tendrá aplicaciones tanto con c. a. como con c. c., el devanado compensador se conecta siempre en serie con la armadura y se dice que el motor está compensado conductivamente. Si el devanado compensador está conectado en corto circuito sobre sí mismo, se dice que el motor está compensado inductivamente.

Motor Asíncrono

Los motores asíncronos o de inducción son un tipo de motor de corriente alterna. El primer prototipo de motor eléctrico capaz de funcionar con corriente alterna fue desarrollado y construido por el ingeniero Nikola Tesla y presentado en el American






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Institute of Electrical Engineers (en español, Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos, actualmente IEEE) en 1888.

El motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: a) de jaula de ardilla; b) bobinado, y un estator, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están desfasadas entre sí 120º en el espacio. Según el Teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es también de 120º, se induce un campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético variable va a inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducción de Faraday: La diferencia entre el motor a inducción y el motor universal es que en el motor a inducción el devanado del rotor no está conectado al circuito de excitación del motor sino que está eléctricamente aislado. Tiene barras de conducción en todo su largo, incrustadas en ranuras a distancias uniformes alrededor de la periferia. Las barras están conectadas con anillos (en cortocircuito como dicen los electricistas) a cada extremidad del rotor. Están soldadas a las extremidades de las barras. Este ensamblado se parece a las pequeñas jaulas rotativas para ejercitar a mascotas como hamsters y por eso a veces se llama "jaula de ardillas", y los motores de inducción se llaman motores de jaula de ardilla.

Entonces se da el efecto Laplace (ó efecto motor): todo conductor por el que






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circula una corriente eléctrica, inmerso en un campo magnético experimenta una fuerza que lo tiende a poner en movimiento. Simultáneamente se da el efecto Faraday (ó efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induce una tensión.

El campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estator, corta los conductores del rotor, por lo que se genera una fuerza electromotriz de inducción.

La acción mutua del campo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor, originan una fuerza electrodinámica sobre dichos conductores del rotor, las cuales hacen girar el rotor del motor.

La diferencia entre las velocidades del rotor y el campo magnético se denomina deslizamiento o resbalamiento.

Cómo Funciona

El motor asincrónico funciona según el principio de inducción mutua de Faraday. Al aplicar corriente alterna trifásica a las bobinas inductoras, se produce un campo magnético giratorio, conocido como campo rotante, cuya frecuencia será igual a la de la corriente alterna con la que se alimenta al motor. Este campo al girar alrededor del rotor en estado de reposo, inducirá corrientes en el mismo, que producirán a su vez un campo magnético que seguirá el movimiento del campo estatorico, produciendo una copla o par motor que hace que el rotor gire (principio de inducción mutua). No obstante, como la inducción en el rotor sólo se produce si hay una diferencia en las velocidades relativas del campo estatorico y el rotorico, la velocidad del rotor nunca alcanza a la del campo rotante. De lo contrario, si ambas velocidades fuesen iguales, no habría inducción y el rotor no produciría copla. A esta diferencia de velocidad se la denomina "deslizamiento" y se mide en términos porcentuales, por lo que ésta es la razón por la cual a los motores de inducción se los denomina asincrónicos, ya que la velocidad rotorica difiere levemente de la del campo rotante. El deslizamiento difiere con la carga mecánica aplicada al rotor, siendo máximo con la máxima carga aplicada al mismo. Sin embargo, a pesar de esto, el motor varía poco su velocidad, pero el par motor o copla aumenta (y con ello la intensidad de corriente consumida) por lo que se puede deducir que son motores de velocidad constante.

Eléctricamente hablando, se puede definir al motor asincrónico como un Transformador eléctrico cuyos bobinados del estator representan el primario, y los devanados del rotor equivalen al secundario de un transformador en cortocircuito.






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En el momento del arranque, producto del estado de reposo del rotor, la velocidad relativa entre campo estatorico y rotorico es muy elevada. Por lo tanto, la corriente inducida en el rotor es muy alta y el flujo de rotor (que se opone siempre al del estator) es máximo. Como consecuencia, la impedancia del estator es muy baja y la corriente absorbida de la red es muy alta, pudiendo llegar a valores de hasta 7 veces la intensidad nominal. Este valor no hace ningún daño al motor ya que es transitorio, y el fuerte par de arranque hace que el rotor gire enseguida, pero causa bajones de tensión abruptos y momentáneos que se manifiestan sobre todo como parpadeo en las lámparas lo cual es molesto, y puede producir daños en equipos electrónicos sensibles. Los motores de inducción están todos preparados para soportar esta corriente de arranque, pero repetidos y muy frecuentes arranques sin períodos de descanso pueden elevar progresivamente la temperatura del estator y comprometer la vida útil de los devanados del mismo hasta originar fallas por derretimiento de la aislación. Por eso se utilizan en potencias medianas y grandes, dispositivos electrónicos de "arranque suave", que minimizan la corriente de arranque del motor.

Al ganar velocidad el rotor, la corriente del mismo disminuye, el flujo rotórico también, y con ello la impedancia de los devanados del estator, recordemos que es un fenómeno de inducción mutua. La situación es la misma que la de conectar un transformador con el secundario en corto a la red de CA y luego con una resistencia variable intercalada ir aumentando progresivamente la resistencia de carga hasta llegar a la intensidad nominal del secundario. Por ende, lo que sucede en el circuito estatorico es un reflejo de lo que sucede en el circuito rotorico.

Motor Síncrono

Los motores síncronos son un tipo de motor de corriente alterna. Su velocidad de giro es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado y por el número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo". Este tipo de motor contiene electromagnetos en el estator del motor que crean un campo magnético que rota en el tiempo a esta velocidad de sincronismo.






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La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con los parámetros mencionados es:

donde:

f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz) P: Número de pares de polos que tiene la máquina p: Número de polos que tiene la máquina n: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

Por ejemplo, si se tiene una máquina de cuatro polos (2 pares de polos) conectada a una red de 50 Hz, la máquina operará a 1.500 revoluciones por minuto.

Funcionan de forma muy similar a un alternador. Dentro de la familia de los motores síncronos debemos distinguir:

Los motores síncronos. Los motores asíncronos sincronizados. Los motores de imán permanente.

Los motores síncronos son llamados así, porque la velocidad del rotor y la velocidad del campo magnético del estator son iguales. Los motores síncronos se usan en máquinas grandes que tienen una carga variable y necesitan una velocidad constante.

Arranque De Un Motor Trifásico Síncrono

Existen cuatro tipos de arranques diferentes para este tipo de motor:

Como un motor asíncrono. Como un motor asíncrono, pero sincronizado. Utilizando un motor secundario o auxiliar para el arranque. Como un motor asíncrono, usando un tipo de arrollamiento diferente: llevará unos

anillos rozantes que conectarán la rueda polar del motor con el arrancador.






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Frenado De Un Motor Trifásico Síncrono

Por regla general, la velocidad deseada de este tipo de motor se ajusta por medio de un reóstato. El motor síncrono, cuando alcance el par crítico, se detendrá, no siendo esta la forma más ortodoxa de hacerlo. El par crítico se alcanza cuando la carga asignada al motor supera al par del motor. Esto provoca un sobrecalentamiento que puede dañar el motor. La mejor forma de hacerlo, es ir variando la carga hasta que la intensidad absorbida de la red sea la menor posible, y entonces desconectar el motor.

Otra forma de hacerlo, y la más habitual, es regulando el reóstato, con ello variamos la intensidad y podemos desconectar el motor sin ningún riesgo.

Jaula De Ardilla

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).

La base del rotor se construye con láminas de hierro apiladas. El dibujo muestra solamente tres capas de apilado pero se pueden utilizar muchas más.

Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. En






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efecto, el rotor se lleva alrededor el campo magnético, pero en un índice levemente más lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.

A menudo, los conductores se inclinan levemente a lo largo de la longitud del rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con las barras del estator. El número de barras en la jaula de la ardilla se determina según las corrientes inducidas en las bobinas del estator y por lo tanto según la corriente a través de ellas. Las construcciones que ofrecen menos problemas de regeneración emplean números primos de barras.

El núcleo de hierro sirve para llevar el campo magnético a través del motor. En estructura y material se diseña para reducir al mínimo las pérdidas. Las láminas finas, separadas por el aislamiento de barniz, reducen las corrientes parásitas que circulan resultantes de las corrientes de Foucault (en inglés, 'eddy current').

El material, un acero bajo en carbono pero alto en silicio (llamado por ello acero al silicio), con varias veces la resistencia del hierro puro, en la reductora adicional. El contenido bajo de carbono le hace un material magnético suave con pérdida bajas por histéresis.

El mismo diseño básico se utiliza para los motores monofásicos y trifásicos sobre una amplia gama de tamaños. Los rotores para trifásica tienen variaciones en la profundidad y la forma de las barras para satisfacer los requerimientos del diseño. Este motor es de gran utilidad en variadores de velocidad.

Conocimientos Básicos De Motores Eléctricos

Los motores Eléctricos sirven para transformar energía mecánica en eléctrica como son los generadores o los motores ya que las máquinas eléctricas son reversibles y pueden trabajar como generador o como un motor de vehículo o lo que sea.






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Bueno estas máquinas asíncronas se basan en el principio de la acción de un campo magnético giratorio sobre un arrollamiento en cortocircuito.

Las máquinas asíncronas se les llaman así porque estas máquinas desarrollan un buen movimiento de transmisión eléctrico como pueden ser por ejemplo los motores jaula de ardilla, esto quiere decir que a una elevada fuerza mecánica hace desarrollar una fuerza magnética y esta la convierte a la eléctrica y así sea capaz de funcionar con corriente alterna.

El Sistema magnético de una máquina asíncrona consta de

2 núcleos: El núcleo exterior fijo que tiene la forma de un cilindro hueco y el núcleo interior giratorio.






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El Estator: son unas ranuras o unos arrollamientos de cables trifásicos, se le llama así porque son 3 hilos de cobre cortados y unidos iguales (uno por cada fase) desplazados a 120 grados entre sí por lo tanto si estos 3 se juntan forman un campo constante que gira a velocidad síncrona.

Estator

La parte fija de la máquina se llama estator y la parte giratoria rotor.

El Rotor: si en el interior del estator colocamos una espira en cortocircuito (rotor) que pueda girar alrededor de un eje deben tener en cuenta muchas cosas como por ejemplo que al conectar el estator a la red se origina un campo giratorio que originará una fuerza electromotriz inducida. La fuerza electromotriz (FEM) inducida se forma un campo de corriente en la espira del corto circuito (rotor) y gracias a esta fuerza hará que el campo giratorio se






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mantenga constante, dando origen a la Energía Eléctrica

Bueno una vez que tienes claro todo esto, ahora puedes saber su funcionalidad.

Funcionalidad

En los motores con rotor tipo jaula, la variación de la velocidad solo es posible variando la frecuencia, ya que la conmutación de los polos aquí es imposible.

La fórmula que describe el número de vueltas que da un motor es la siguiente.

N= 60xFrecuencia/P

Esto quiere decir que “n” es el número de vueltas que da un motor en un minuto, “f” la frecuencia y “P” el número de pares de polos. Por lo tanto a igual número de pares de polos, la frecuencia será la vía para cambiar la velocidad, pues bien, el variador de frecuencia nos ofrece esa posibilidad.

Cambiar la frecuencia significa que en el motor un cambio sustancial de sus condiciones eléctricas, y principalmente el cambio más importante ha de ser la tensión, si la frecuencia varia, la tensión lo ha de hacer proporcionalmente de lo contrario el motor podría sufrir un calentamiento excesivo.

Los variadores tienen como elemento más importante el tiristor, este es el encargado por un lado de rectificar la corriente continua en alterna y a su vez modificar la frecuencia de salida al motor.

Parte interna de un Variador De Frecuencia






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Partes Fundamentales de un Motor Eléctrico

Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito magnético y dos eléctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro en la parte móvil (rotor).

El circuito magnético de los motores eléctricos de corriente alterna está formado por chapas magnéticas apiladas y aisladas entre sí para eliminar el magnetismo remanente.

El circuito magnético está formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el rotor y en forma de anillo en el estator.

El cilindro se introduce en el interior del anillo y, para que pueda girar libremente, hay que dotarlo de un entrehierro constante.

El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bobinado inductor y se envuelve exteriormente por una pieza metálica con soporte llamada carcasa.

El cilindro se adosa al eje del motor y puede estar ranurado en su superficie para colocar el bobinado inducido (motores de rotor bobinado) o bien se le incorporan conductores de gran sección soldados a anillos del mismo material en los extremos del cilindro (motores de rotor en cortocircuito) similar a una jaula de ardilla, de ahí que reciban el nombre de rotor de jaula de ardilla.

El eje se apoya en unos rodamientos de acero para evitar rozamientos y se saca al exterior para transmitir el movimiento, y lleva acoplado un ventilador para refrigeración. Los extremos de los bobinados se sacan al exterior y se conectan a la placa de bornes.






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Estator y Rotor

Estator

Constituye la parte fija del motor. El estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores:

a) Estator de polos salientes. b) Estator ranurado.

El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (se les llama “paquete”), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos. Los polos de un motor siempre son pares (pueden ser 2, 4, 6, 8, 10, etc.,), por ello el mínimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos (un norte y un sur).






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Rotor Constituye la parte móvil del motor. El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser básicamente de tres tipos:

a) Rotor ranurado. b) Rotor de polos salientes. c) Rotor jaula de ardilla

Bobinado

Tipos De Bobinas

Un motor monofásico tiene dos grupos de devanados en el estator: el primer grupo, se conoce como el devanado principal o devanado de trabajo; el segundo, se le conoce como devanado auxiliar o de arranque. Estos dos devanados se conectan en paralelo entre sí, el voltaje de línea se aplica a ambos al

energizar el motor.

Los dos devanados difieren entre sí física y eléctricamente. El devanado de trabajo está formado






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de conductor grueso y tiene más espiras que el devanado de arranque, éste, generalmente se aloja en la parte superior de las ranuras del estator, en tanto que el de trabajo se aloja en la parte inferior. El devanado de arranque tiene menos espiras de una sección delgada o pequeña de conductor.

Carcasa

La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:

a) Totalmente cerrada b) Abierta c) A prueba de goteo d) A prueba de explosiones e) De tipo sumergible

Base

La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor, puede ser de dos tipos:

a) Base frontal b) Base lateral






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Caja de Conexiones

Por lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos.

Cojinetes

Contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales:

a) Cojinetes de deslizamiento: Operan basándose en el principio de la película de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre el eje y la superficie de apoyo.

b) Cojinetes de rodamiento: Se utilizan preferentemente en lugar de los cojinetes de

deslizamiento por varias razones:

Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque. Son compactos en su diseño. Tienen una alta precisión de operación.






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No se desgastan tanto como los cojinetes de tipo deslizante. Se remplazan fácilmente debido a sus tamaños estándares

Placa De Características

Cada motor debe contar con una placa de características, en idioma español, fácilmente visible y firmemente sujeta al motor con remaches del mismo material que las placas.

Deben ser de acero inoxidable, la pintura del motor no debe cubrirlas, la información debe ser grabada en el metal de las placas de tal manera que pueda ser leída aunque desaparezcan la coloración e impresiones de superficie.

La siguiente información o datos son los mínimos que debe llevar la placa de datos y placas auxiliares, de cualquier motor de corriente alterna monofásico o trifásico, en forma indeleble y en lugar visible.

1. Nombre del fabricante. 2. Tamaño, forma de construcción. 3. Clase de corriente. 4. Clase de máquina; motor, generador, etc. 5. Número de fabricación. 6. Identificación del tipo de conexión del arrollamiento. 7. Tensión nominal. 8. Intensidad nominal. 9. Potencia nominal. Indicación en kW para motores y generadores de corriente






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continua e inducción. Potencia aparente en kVA en generadores síncronos. 10. Unidad de potencia, por ejemplo kW. 11. Régimen de funcionamiento nominal. 12. Factor de potencia. 13. Sentido de giro. 14. Velocidad nominal en revoluciones por minuto revol/min. 15. Frecuencia nominal. 16. “Err” excitación en máquinas de corriente continua y máquinas síncronas. “Lfr”

inducido para máquinas asíncronas. 17. forma de conexión del arrollamiento inducido. 18. Máquinas de cc y síncronas: tensión nominal de excitación. Motores de inducido

de anillos rozantes: tensión de parada del inducido (régimen nominal). 19. Máquinas de cc y síncronas: corriente nominal de excitación. Motores de

inducido de anillos rozantes: intensidad nominal del motor. 20. Clase de aislamiento. 21. Clase de protección. 22. Peso en Kg o T. 23. Número y año de edición de la disposición VDE tomada como base.

La siguiente placa de características es de la casa comercial SIEMENS, veamos que nos indica:

Leyendo los datos podemos observar:

· 3 ~, representa que es trifásico de corriente alterna.






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· Mot. 1LA, motor y 1LA nos indica que es de jaula de ardilla este dato solamente lo sabemos a través del catálogo.

· IP 55, protección mecánica, clase de protección al polvo y al agua.

· IM B5, es la forma constructiva.

· IEC/EN, es la norma europea (Internacional Electrotecnical Comsion/Europeam Norm)

· TH.CI.F, es el tipo de aislamiento.

Leyendo los datos de la izquierda de la placa podemos observar:

· 50 Hz, como es lógico indica la frecuencia o ciclos por segundo.

· 230/400 V, la primera cifra indica que se debe conectar en triángulo en redes de 230 v y la segunda cifra indica la conexión en estrella del motor en redes de 400 v.

· 1.5 Kw, señala la potencia mecánica o úitl desarrollada en el eje.

· 5,9/3.4 A, amperaje absorbido (es decir la intensidad de la potencia útil más la intensidad de la potencia perdida en la máquina) por el motor en triángulo la primera cifra y en estrella la segunda.

· Cos φ 0,81, coseno de fi de la máquina.

· 1420/min, son las revoluciones por minuto, es decir, la velocidad a la que gira el eje del motor.

· 220-240/380-420 v, las primeras cifras es la conexión en triángulo y las segundas cifras la conexión en estrella.

· 6.1-6.1/3.5-3.5 A, son los amperajes consumidos con respecto a las conexiones anteriores, las primeras cifras en conexión triángulo y las segundas cifras el consumo en la conexión estrella.






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BOBINADO DE MOTORES ELÉCTRICOS

Proceso Para La Reparación De Los Motores Monofásicos De Inducción.

1. Tener una libreta y anotar los datos de la placa del motor a reparar. 2. Marcar con un punto la tapa y el estator del lado en que va la flecha, para evitarse

confusiones después. 3. Quitar los tornillos de la tapa delantera y extraer el rotor con todo y tapa, procurando

no rozar las bobinas. 4. Probar las cumaceras o baleros de la tapa delantera, si esta mala, hacer esta primera

anotación: CHUMACERAS O BALEROS MALOS. 5. Observar el rotor y la parte correspondiente al cloch que lleva este, y verificar el estado

del mismo, sus resortes y el carrete, todos los detalles que pudieran ocasionar el desperfecto.

6. Quitar los tornillos de la tapa trasera y extraer esta, procurando tener cuidado, pues lleva las conexiones del devanado auxiliar al cloch, desconectarlas y observar las partes del cloch, igual como se hizo para el rotor.

7. Ahora observe los devanados del motor, y como se verá el devanado delgado es el que corresponde al auxiliar y los devanados gruesos corresponden al de trabajo, además tiene que revisar perfectamente su aislamiento, sus conexiones, etc. A fin de que sepa lo que va hacer.

8. Si algún devanado se encuentra quemado, hay que tomar primero el diagrama de conexiones que en este blog se tratara más detalladamente, así como los datos necesarios. Este proceso será el que se tiene que seguir para los primeros trabajos, aunque después la misma práctica lo hará que tome confianza y podrá seguir la misma rutina sin necesidad de tomar tantas precauciones.

Datos Técnicos de Motores Eléctricos

Datos Técnicos de Motores Eléctricos

Motor Trifásico Siemens 2H.P.

Conexión 2 estrellas 6 Grupos

Calibre No. 25 2 Hilos Pesa 1Kg 320 gramos






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CV* 1 HILO 2 HILOS

14CV 84 42

16CV 84 42

18CV 84 42

*CV = Canal vuelta o paso de bobina.

Motor Bifásico Siemens 1H.P.

3535-3510 RPM 13.5/6.6 Amp SERIE 110/220 VOLTS

BOBINAS DE ARRANQUE

CV 1 HILO 2HILOS 2 HILOS

14cv 52 25 CALIBRES: 21 – 22

PESA: 500 gr.

16cv 53 26

18cv 53 26

BOBINAS DE TRABAJO

CV 4 HILOS 2 HILOS 4 HILOS

11cv 51 26 CALIBRES: 20 – 20 – 21 – 21

PESA: 920 gr.

13cv 41 21

15cv 48 24






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Motor General Electric 120/220volts 3450 rpm

Conexión serie 220volts Conexión en Paralelo 120 volts

BOBINAS DE ARRANQUE

CV 1 HILO 2 HILOS CALIBRES

6cv 23 ----- Calibre de conductor No. 21

AWG Pesa 400 gramos

8cv 30 -----

10cv 35 -----

12cv 40 -----

BOBINAS DE TRABAJO

CV 1HILO 2HILOS CALIBRES

4cv 32 16 Calibre de conductor No. 19-19

AWG Pesa 1 Kilo 400

gramos

6cv 48 24

8cv 66 33

10cv 72 36

12cv 76 38

Capacidad De Los Condensadores

La capacidad de los condensadores se mide en μF (microfaradios) , utilizándose generalmente para el arranque de los motores eléctricos monofásicos, capacidades que fluctúan de 10 μF en adelante, dependiendo esta de la capacidad del motor o bien, si solo van a servir conectados durante la marcha del motor, en cuyo caso se denominan condensadores para arranque y régimen.

Hay 2 fórmulas para determinar la capacidad de los condensadores y son como sigue:

1.- Cuando el condensador va a trabajar en 50 ciclos, la fórmula es:

3,200*Amperes/Volts

2.-Cuando el condensador va a trabajar en 60 ciclos, la fórmula es:

2,650*Amperes/ Volts






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Motores universales

INTRODUCCIÓN

La reparación de estos motores es costosa relativamente si se toma en cuenta el tamaño del motor, pero se requiere ciertos conocimientos y práctica, que solo se requieren mediante un estudio concienzudo de sus fenómenos y en el terreno ejecutivo.

Especializándose perfectamente en la reparación de estos motores, rinden muy buenas utilidades, pues el costo de material utilizado es prácticamente insignificante, comparando con el valor que se cobra por la compostura, como por ejemplo, en tiempos normales se cobra por el embobinado de un inducido (rotor) de un motor de pulidora mediana, el costo de Q.300.00, el costo del material a utilizar por muy elevado que sea no llega a Q.100.00, de manera que se tiene una utilidad de Q.400.00 en tres o cuatro horas de trabajo a lo mucho; como se verá, no es nada despreciable una utilidad de esta índole.

¿Cómo se toman datos para embobinar el inducido?

Para el principiante, es necesario que tome los datos de un inducido de forma cuidadosa, de ser posible deberá dibujar la pieza con toda clase de pormenores para evitar confusiones o equivocaciones que ocasionan serios daños, siguiendo las instrucciones que a continuación se dan:

1. Anotar el número de ranuras y delgas del inducido (rotor). 2. Paso de la bobina y la colocación de estas.

Conexiones De Motores Monofásicos Y Bifásicos






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RECOMENDACIONES ÚTILES PARA OPTIMIZAR EL CONSUMO DE ENERGÍA EN LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS CON MOTORES

ELÉCTRICOS

Introducción

Esta sección contiene recomendaciones útiles para optimizar el consumo de energía en sus instalaciones con motores eléctricos.

Alrededor del 70% del consumo de la energía eléctrica en la industria se debe al funcionamiento de los motores eléctricos.

El ahorro comienza desde la selección apropiada de los motores y, después, cuando el motor y su carga operan a su máxima eficiencia.

La guía contiene los siguientes temas:

Eficiencia en un motor eléctrico

Reparaciones del motor eléctrico

Factor de potencia

Motores eléctricos y su relación con la demanda eléctrica

Ejemplo de área de oportunidad Recomendaciones generales

Eficiencia en un motor eléctrico

¿Qué es eficiencia?:

La eficiencia es la medida de la capacidad de un motor eléctrico para convertir la potencia eléctrica que toma de la línea en potencia mecánica útil.

Disminución de eficiencia:

No toda la energía eléctrica que un motor recibe, se convierte en energía mecánica. En el proceso de conversión, se presentan pérdidas, por lo que la eficiencia nunca será del 100%. Si las condiciones de operación de un motor son incorrectas o éste tiene algún desperfecto, la magnitud de las pérdidas, puede superar con mucho las de diseño, con la consecuente disminución de la eficiencia.






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Cálculo De Eficiencia

El cálculo de eficiencia se hace con la relación de la potencia mecánica entre la potencia eléctrica expresada en porcentaje.

Eficiencia = Potencia Mecánica / Potencia Eléctrica *100

Las unidades de potencia deben ser iguales.

La potencia eléctrica se expresa en kilowatts (kW)

La potencia mecánica en caballos de potencia (CP o HP)

Equivalencias útiles para la conversión de unidades.

1CP = 0.746 kW

1kW= 1.34 CP

Ejemplo

Si un motor de 100 CP toma de la línea 87.76 kW tiene:

Potencia mecánica = 100x0.746

= 74.6 kW

Eficiencia = 74.6/87.76*100 = 85%

Pérdidas = 87.76 –74.6

= 13.16 kW

Entonces el motor convierte el 85% de su energía eléctrica en mecánica y pierde el 15% en el proceso de conversión. En términos prácticos, se consume (y se paga) la energía utilizada para hacer funcionar al motor.

Reducción De Pérdidas

Para reducir las pérdidas sustituya los motores por motores más eficientes.

Ejemplo:

Sustitución del motor anterior por uno con eficiencia del 90%.






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Cálculo de PA:

Para calcular la potencia ahorrada (PA) aplique la ecuación:

PA (kW) = 0.746 * CP (100/E1 - 100/E2)

Donde:

0.746 = Factor de conversión de CP a kW

CP = Caballos de potencia

E

1 = Motor con menor eficiencia E 2 = Motor con mayor eficiencia

Ejemplo

Suponga que los dos motores trabajaran 3000 horas al año. Esto es:

12 horas diarias.

5 días de la semana

50 semanas por año

La energía ahorrada anualmente equivale a:

PA = 0.746 *100(100/85 - 100/90) Kw = 4.87Kw

(Disminución de potencia)

3000 horas x 4.87 = 4,610 kWh

Ejercicio

Multiplique estos kWh por el costo de la tarifa que corresponda al servicio que usted tenga, para obtener el ahorro monetario por utilizar el motor de mayor eficiencia.

Qué tomar en cuenta

Los incrementos en el costo de los energéticos a nivel mundial, han orientado a los fabricantes de motores a construir, principalmente, motores de alta eficiencia, con rendimientos de hasta 96% y cuyo costo adicional sobre los convencionales se puede pagar rápidamente con los ahorros que se tienen en el consumo. Vale la pena considerar su utilización.






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Reparaciones de un motor eléctrico

Reparación inadecuada

Un motor mal reparado gastará más energía que antes. Esto ocasiona incremento en pérdidas, y en motores de corriente alterna, la reducción del factor de potencia. Es decir, disminuye su eficiencia.

Ejemplo

Un motor que sufrió un desperfecto en su devanado hay que rebobinarlo: disminuirá su eficiencia, si durante el proceso de reparación se presenta:

• Calentamiento desmedido del hierro al quitar el devanado.

• Daños en las ranuras al quitar el devanado dañado y montar el nuevo

• Diferente calidad y calibre del alambre

• Diferente número de vueltas

• Daños a los cojinetes y mal alineamiento• Mayor tiempo de secado final

Recomendaciones

Considere en la reparación de un motor:

• El procedimiento Para quitar el devanado dañado

• Personal calificado

• Alta calidad en los materiales

También ponga especial atención a las partes mecánicas:

• Eje

• Cojinetes o rodamientos

• Sistema de ventilación o enfriamiento.

Los desperfectos mecánicos, con frecuencia, ocasionan los daños en los devanados. Cuando los daños sean mayores, será más económico sustituir un motor que componerlo. Evalúe técnica y económicamente la posibilidad de hacerlo y si lo decide, utilice motores de alta eficiencia.






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FACTOR DE POTENCIA

Tipos De Cargas En Circuitos Eléctricos

En términos generales, se distinguen cuatro tipos de cargas eléctricas al conectar un equipo a una red por la que circula corriente eléctrica expresada en amperes (A) y voltaje expresado en volts (V).

Los tipos de cargas eléctricas son:

• Cargas resistivas

• Cargas inductivas

• Cargas capacitivas

• Cargas combinadas

Cargas Resistivas

Las cargas resistivas corresponden a una resistencia eléctrica designada con la letra R y expresada en ohms (Ω).

Las cargas resistivas pueden encontrarse en equipos como:

• Lámparas incandescentes

• Hornos

• Platinas de prensas

La energía eléctrica que requieren estos equipos para funcionar es transformada en energía lumínica o calorífica, en cuyo caso el valor del factor de potencia es de 1.0.






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MOTOR DE FASE PARTIDA

Fueron los primeros motores monofásicos usados en la industria y aún perduran. Un motor fase partida es un motor de inducción monofásico con dos embobinados de. Estator, uno principal (M) y otro auxiliar de arranque (A). Ambos bobinados se conectan en paralelo y la tensión de la red se aplica a ambos. Estos dos embobinados están separados por un espacio de 90 grados eléctricos a lo largo del estator, y el embobinado auxiliar está diseñado para desconectarse del circuito a una determinada velocidad mediante un interruptor centrifugo; Además, este embobinado está diseñado para tener un cociente resistencia / reactancia mayor que el embobinado principal, de tal manera que la corriente del embobinado auxiliar adelante la corriente en el embobinado principal. Generalmente esta mayor relación R / X se logra al utilizar alambre de menor diámetro para el embobinado auxiliar. Se permite este tipo de alambre allí porque se usa sólo para el arranque y por tanto no tiene que tomar continuamente corriente plena.

Puesto que la corriente del embobinado auxiliar adelante la corriente del embobinado principal, el campo magnético Ba alcanza su punto máximo antes que el campo magnético principal Bm. Como Ba alcanza primero su punto máximo luego Bm, hay una rotación neta en el campo magnético, con dirección contraria al avance de las agujas del reloj. En otras palabras, el embobinado auxiliar hace que uno de los campos magnéticos






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del estator con rotación contraria sea mayor que el otro y suministre un momento de arranque neto al motor.

La diferencia de fase es más pequeña de 90°, que es la ideal, la inductancia de la bobina de arranque es bastante pequeña, así que durante el arranque existe un gran flujo de corriente típicamente de siete o diez veces la corriente acumulada. Una gran parte de esta energía se consume en la bobina de arranque, así que para eliminar el peligro de sobrecalentamiento es necesario desconectar la parte de arranque tan pronto como el motor es acelerado lo suficiente, casi siempre al segundo más o menos del arranque. Esto se hace normalmente por un interruptor de centrifugado montado en la cubierta y que se opera mediante un muelle de carga situado en el rotor.

El resultado se esquematiza en la curva momento / velocidad que muestra la figura 1 – A. Los puntos discontinuos pertenecen a los puntos de desconexión del arranque debido a la fuerza centrífuga. La discontinuidad situada en la parte derecha es donde actuaría en un arranque normal la fuerza centrífuga. La discontinuidad situada a la izquierda es donde el interruptor se volvería a cerrar sí el motor está sobre forzado; esto nunca debe permitirse en un uso habitual ya que la energía disipada en el embobinado puede llegar a ser unas cincuenta veces la normal y se puede sobrecalentar en segundos.

Fig. 1-A Curva momento / velocidad de un motor monofásico con embobinados de arranque






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Fig. 2-B Puesto que alcanza su punto máximo antes que hay una rotación neta de los campos magnéticos, con dirección contraria al avance de las agujas del reloj. En C) aparece la característica momento de torsión velocidad resultante.






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En la figura aparece un diagrama en corte de un motor de fase partida. Allí se observa fácilmente los embobinados principales y auxiliares (estos últimos, con alambres de menor diámetro) y el interruptor centrifugo que saca del circuito los embobinados auxiliares cuando el motor se aproxima a la velocidad de funcionamiento (78-80% de su velocidad).

Sección de un motor de fase partida, donde se observan los embobinados principales y auxiliares y el interruptor centrifugo.

Si el interruptor centrífugo se encuentra abierto en el momento del arranque la corriente del bobinado de trabajo se eleva debido a la falta de giro del motor.

Esto es comparable a un transformador al que le hemos hecho un cortocircuito en el bobinado secundario.

En este caso el secundario en el motor está representado por el bobinado del rotor que en este caso (jaula de ardilla) es prácticamente un cortocircuito.

Los motores de fase partida tienen un moderado momento de arranque con una corriente de arranque medianamente baja. Se utiliza en equipos que no necesitan momentos de






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arranque muy altos, como ventiladores, secadores y bombas centrifugas; Se fabrican en potencias de 1/30 (25 W) a ½ HP (373 W).

En un motor de fase partida, la corriente de los embobinados auxiliares siempre alcanza su punto máximo antes que la del embobinado principal, y por tanto el campo magnético del embobinado auxiliar siempre llega a ese punto antes que el campo magnético del embobinado principal. La dirección de rotación del motor está determinada por el hecho de que el ángulo del campo magnético del embobinado auxiliar esté 90° adelante o 90atrás del ángulo del embobinado principal. Puesto que ese ángulo puede cambiarse de la posición de 90° adelante a la 90° atrás solo con la manipulación de las conexiones del embobinado auxiliar, la dirección de rotación del motor puede invertirse mediante la manipulación de las conexiones del embobinado auxiliar sin cambiar las conexiones del embobinado principal.

El momento producido es típicamente de media a dos veces el momento normal, el cual tiene un amplio rango para pequeñas maquinas, por ejemplo, prensas, tornos, trituradores.

Sin embargo, aunque el motor esté funcionando por debajo de su temperatura máxima, la puesta en funcionamiento sobrecalienta el arranque. Si esto es imposible es mejor el uso de un motor de arranque capacitivo (que se describe más adelante) o dejar el motor en funcionamiento continuo y efectuar las paradas y encendidos mediante un embrague.

La figura muestra el desplazamiento de los devanados y operaciones para motores de dos polos de fase partida.






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Figura - A Muestra un motor de inducción de fases partidas

Figura – B Muestra las corrientes del motor en condiciones de arranque

El devanado de arranque ayuda a arrancar al motor de C.A de fase partida y es removido del circuito por un switch (interruptor) centrífugo cuando el motor alcanza del 75% al 80% de su velocidad nominal.

Los devanados de arranque y principal están desfasados en 90° aproximadamente.

MOTOR DE FUNCIONAMIENTO CAPACITIVO

Algunas veces también son denominados motores capacitivos de división de fase permanente, éstos constituyen la extensión lógica de los motores de encendido capacitivo, pero donde el condensador permanece en funcionamiento durante todo el tiempo. Esto elimina el interruptor de centrifugado, pero introduce nuevos problemas que limitan el uso de estos motores a unas pocas aplicaciones muy especializados.






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Figura – A muestra el motor de inducción con condensador partida permanente

Figura – B característica momento de torsión velocidad de este motor

El problema está dado por el cambio en la impedancia de la bobina, cuando en el motor se acelera el rotor desde una posición de paro, hasta la velocidad de funcionamiento final. Cuando el rotor está parado, los conductores que lo componen se acoplan en un corto giro al embobinado de arranque, y esto resulta una impedancia baja del embobinado. Conforme la velocidad se incrementa este efecto se reduce hasta que para. Con la velocidad final, la impedancia de bobina es tres o más veces superior. El valor óptimo del






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condensador cambia según su finalidad, así que se debe escoger de forma que se adecué a un buen arranque o a un funcionamiento óptimo, pero no de ambos.

La figura muestra el motor de C.A monofásico con capacitor permanente, no requiere switch centrífugo. Ya que el capacitor nunca se mueve del circuito.

El segundo problema deriva del condensador en sí mismo. Los condensadores electrónicos utilizados como condensadores de arranque en los motores no son aptos para un uso continuo y es necesario que el uso de condensadores diseñados para tal fin en C.A.

Estos condensadores utilizan usualmente como material electrolítico polipropileno o papel impregnado de aceite y son de mayor tamaño y coste que sus equivalentes electrónicos.






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Debido a que estos motores son optimizados al máximo para su uso con una impedancia alta (es decir, más vueltas) la fase del condensador reduce la capacidad total necesaria. Cuando el motor alcanza su velocidad óptima trabaja como un verdadero motor bifásico, siendo más silencioso y produciendo menos vibraciones que la mayoría de los motores monofásicos.

Como contrapartida, estos motores tienen un pobre momento de arranque, pocas veces mayor que el momento total y la mayor parte de ellos una quinta parte del momento total. Incluso para la operación de arranque es necesario el uso del diseño de rotores con una resistencia muy alta que resultan en frecuencias de deslizamiento muy altas de forma que la velocidad del eje alcanza sólo el 90% de la sincronización en vez del 95% alcanzando con un rotor normal de baja resistencia.

Estos motores se utilizan principalmente en poleas, ya que éstas no necesitan de un gran momento inicial, o en motores muy reducidos donde no existe el espacio suficiente para alojar un interruptor de centrifugado.

MOTOR CON CONDENSADOR PERMANENTE

Se ha desarrollado un motor monofásico que funciona con los devanados permanentes. Los dos devanados tienen la misma sección y tiene el mismo número de espiras, es decir los dos devanados son idénticos. Este motor no tiene centrifugo el motor arranca y funciona por la partición de fase en cuadratura producido por dos devanados idénticos desfasados, este motor tiene un par de arranque bajo, en el momento de arranque la corriente en la rama capacitiva es pequeña y el par de arranque es alrededor del 50% del par nominal.

Debido al campo magnético giratorio producido por devanados iguales cuyas corrientes desfasan en casi 90° el par de funcionamiento es uniforme y el motor no presenta zumbidos al igual que otros motores monofásicos. El valor del condensador se elige de forma que las corrientes de marcha en ambos devanados son iguales y desfasados en 90°. El conmutador puede cambiar de posición con cierto tiempo por lo tanto, los devanados funcionan independientes y mediante el condensador en serie.

Motor De Arranque Capacitivo

Estos se diferencian de los motores de división de fases en el hecho de que las bobinas de encendido tienen más vueltas (frecuentemente más que el embobinado principal) y se alimenta mediante condensadores en serie. El resultado de complicar mínimamente el circuito es el de un mejor encendido. Los condensadores en serie son la causa de que






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la corriente que se da en la bobina de arranque esté atrasada respecto a la fase de la tensión suministrada, escogiendo de forma correcta la bobina y el condensador, podemos aproximar en gran manera la diferencia de fase ideal de 90°.

El condensador de encendido tiene la ventaja de dar una corriente de encendido más baja y momento inicial mayor que su equivalente motor de división de fase. En la figura 3 – C se muestra una curva momento / velocidad típica de estos motores.

La figura 3 – C muestra el porcentaje de velocidad d sincronización

El momento inicial es ahora dos o tres veces mayor que el momento total con una corriente inicial cuyos valores están comprendidos entre cuatro y seis veces la corriente normal. Para conseguir este funcionamiento se necesitan valores altos de la capacidad, usualmente unos 50HZ o más por caballo de potencia a 240V 50 HZ y s6bre unas cuatro veces superior para 115V 60HZ. El único tipo de condensador que puede proveer esta capacidad s dicho tensión con un tamaño y coste aceptable es el condensador electrónico. Este es una variedad de condensadores donde la carga se almacena en capas en forma de ánodos aislados, extremadamente finos y formados electrónicamente por aluminio puro. Un electrodo del condensador está formado por la capa de aluminio, el otro es un líquido conductor que está en contacto con la película en forma de ánodo. Esto nos da la gran capacidad necesaria en un volumen muy pequeño, pero desafortunadamente producen pequeñas aunque significantes pérdidas, que incrementan de forma muy espectacular la temperatura interna cuando






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circulan corrientes alternas muy altas. Esto no es de gran importancia cuando se utiliza únicamente como motor de arranque (en la mayor parte de los motores si se les da un mal uso, se quemaría primero el embobinado de arranque que el condensador), pero no se utilizan en un circuito de uso permanente.

La figura - A Muestra el motor de inducción con arranque por condensador

La figura – B Muestra el ángulo de la corriente en el arranque de este motor

El motor de encendido capacitivo monofásico es el más adecuado para utensilios domésticos. Tiene un gran momento inicial, tolera frecuentes paradas y puestas en marcha y es tan sólo un poco más caro que el de motor de división de fase. Es fácil de reconocer debido al pequeño saliente situado en la carcasa y que aloja el condensador cilíndrico para el arranque.






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La figura – A Muestra el motor de inducción con condensador de arranque

La figura – B Muestra los componentes de este motor






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MOTORES CAPACITIVOS Y DE ARRANQUE CAPACITIVO

Estos utilizan un gran condensador de arranque para ofrecer un buen momento en el encendido y, tan pronto como el motor alcanza una velocidad óptima, cambia a un valor más pequeño que se adapta mejor a las condiciones de funcionamiento permanente, esto combina el buen encendido que ofrece un motor de arranque capacitivo con el funcionamiento sin vibraciones de un motor de funcionamiento capacitivo. Este tipo de motor es de uso poco frecuente y se utilizan para motores monofásicos de gran tamaño donde el uso sin vibraciones y un incremento en el factor de potencia son realmente factores considerables.

La figura – A Muestra el motor de inducción con condensador de arranque y condensador de marcha

La figura – B Muestra la característica momento de torsión – velocidad de este motor






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Un motor de funcionamiento capacitivo como un motor trifásico, pero con un pobre momento inicial. Su sentido de giro se puede cambiar sí se intercambiando las conexiones en el embobinado principal, no importa cuál de ellas.

Tanto los motores de división de fase como los de arranque capacitivo pueden cambiar de sentido de giro intercambiando las conexiones en el embobinado de arranque, o intercambiando las conexiones de la bobina principal. Sin embargo, esto es factible sólo cuando se realiza en el reposo, una vez el motor ha alcanzado su velocidad de funcionamiento las bobinas de arranque se desconectan por el interruptor de fuerza centrífuga y el intercambio de las conexiones no produce ningún efecto en el sentido de giro del motor.

La figura - A Muestra el giro hacia la derecha

La figura - B Muestra el giro a la izquierda (dos devanados auxiliares separados)






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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MIMA

Funcionamiento Del Mima

El campo del motor asincrónico, se produce por inducción desde el estator y el flujo del rotor permanece normal mientras se aplique tensión al estator desde una fuente exterior. Si esta es eliminada bruscamente, como en el caso de que se produzca un cortocircuito en el sistema, el flujo en el rotor no puede variar instantáneamente. Teniendo en cuenta esto y que el motor se mantiene en movimiento por inercia, se deduce que en los arrollamientos del estator se generará una tensión que hará circular una corriente de cortocircuito por la falla, hasta que el flujo del rotor caiga a cero.

La corriente desaparece casi completamente en 4 ciclos, ya que no existe una corriente de campo que mantenga el flujo, como en el caso de las máquinas sincrónicas. Sin embargo el flujo magnético se mantiene el tiempo suficiente como para producir corriente de cortocircuito de magnitud tal que puedan llegar a efectuar al régimen de trabajo instantáneo en los interruptores y el régimen de trabajo de interrupción en dispositivos que abren dentro de uno o dos ciclos después de producido el cortocircuito. El valor de la corriente de cortocircuito producida por los motores de inducción depende de su potencia, de su tensión de régimen nominal, de la reactancia del motor y de la reactancia del tramo de líneas hasta el punto de cortocircuito. La impedancia que tiene ralamente la máquina en el instante del cortocircuito, es prácticamente igual a la impedancia de la máquina parada. Por consiguiente, el valor inicial simétrico de la corriente de cortocircuito, es aproximadamente igual a la corriente de arranque que tendría el motor si se aplicara directamente a sus bornes la tensión nominal.

El motor de inducción monofásico tipo jaula de ardilla asincrónico, se puede representar por los siguientes dibujos dependiendo de su fabricación.

MOTOR ASINCRÓNICO

Evidentemente no tiene hacer girar a los polos exteriores con la intención de hacer girar a un motor y al exterior explicación ha sido una nueva aproximación.

Supongamos ahora que en lugar de obligar a girar a los polos, se genera los polos aplicando corriente eléctrica alterna como se muestra en la figura.






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Se observa que hay cuatro polos magnéticos cuyos valores y sentidos de flujo magnético se alteran y se genera un efecto algo similar a obligar a girar a los polos externos.

Nótese además que los cuatro polos pueden formarse de acuerdo a la figura a) o de acuerdo a b). El segundo caso será más común que el primero.

La variación del sentido y la magnitud de tensión aplicada a las bobinas de los polos (aplicada al estator), originan una variación de flujo que a su vez origina la operación de corriente inducidas en el motor. La variación de flujo tendrá una frecuencia (fs) y el girara a una velocidad con una frecuencia (f) cercana, pero no igual a Fs. Si se carga el motor obligándolo a realizar algún trabajo, la velocidad del motor disminuirá, aumentara la corriente en el motor además aumentara la corriente en el bobinado de la parte fija o estator. Es raro que las barras de la jaula se malogren por el exceso de corriente, siendo más común que el bobinado del estator sea el que hay que reparar o rebobinar cuando el motor “se queme”

CAMPO MAGNETICO ROTATORIO EN LOS MIMA

Generalidades

Los motores monofásicos asíncronos o también llamados motores monofásicos de inducción son las máquinas de impulsión eléctrica más utilizadas por su sencillez, seguridad y costo. En general en todas las dependencias industriales se necesitan “pequeños motores” que funcionen mediante alimentación monofásica para los diversos aparatos eléctricos.






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La denominación “motor pequeño” se aplica a motores de potencia inferior a un caballo de fuerza, es decir, menor a un HP. También llamado motor de potencia fraccional y casi la totalidad de los motores monofásicos son de potencia fraccional. Aun cuando, se fabrican en potencias enteras normalizadas: 1.5, 2.5, 5, 7.5 y 10 HP tanto para tensiones de 115, 230 e incluso 440 volt para las potencias de 7.5 y 10 HP

El motor monofásico de inducción es netamente inferior al motor de inducción trifásico. Para iguales pesos, su potencia bordea solo el 60% de la del motor de inducción trifásico; tiene un factor de potencia más bajo y menor rendimiento.

Estos motores también presentan una gran desventaja: puesto que hay una sola fase en el bobinado del estator, el campo magnético de este motor no gira; en cambio, pulsa, al principio con gran intensidad que va disminuyendo luego, pero permaneciendo en la misma dirección. Como no hay campo magnético giratorio en el estator, un motor de inducción no tiene momento de arranque.

El hecho que los motores de inducción monofásica no tengan momento de arranque intrínseco constituyó un grave problema para el desarrollo inicial del motor de inducción. Los primeros sistemas disponibles con potencia de corriente alterna eran monofásicos de 133 HZ. Que con los materiales y técnicas del momento era prácticamente imposible construir un motor que funcionara de buena manera.

Sin embargo, una vez que comienza a girar el rotor se producirá en este un momento inducido. Existen dos teorías básicas que explican por qué se produce momento en el rotor cuando este comienza a girar. La teoría del doble campo giratorio de los motores de inducción monofásicos y la teoría de campo cruzado de dicho motores. Ambas explicadas a continuación.

TEORÍA DEL DOBLE CAMPO GIRATORIO

Básicamente, esta teoría sostiene que un campo magnético pulsante y estacionario puede descomponerse en dos campos magnéticos giratorios de igual magnitud pero que giran en direcciones opuestas. El motor responde separadamente a cada campo magnético, y el momento neto de la maquina será la suma de los momentos correspondientes a cada uno de los dos campos magnéticos.

Que a la velocidad cero no tendrá momento neto, y lo cual explica el par que este tipo de motor no tiene momento de arranque.

Por otra parte, en un motor monofásico los campos magnéticos tanto de avance como de inversión están presentes y ambos son producidos por la misma corriente.






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TEORÍA DEL CAMPO CRUZADO

Esta teoría considera el motor de inducción desde un punto de vista totalmente diferente, y se ocupa de las tensiones y corrientes que el campo magnético estacionario del estator puede inducir en las barras del rotor cuando esta se halla en movimiento.

Las tensiones del rotor producen un flujo de corriente en el mismo, pero debido a la alta reactancia del rotor la corriente atrasa a la tensión en cerca de 90°. Como el rotor está girando casi a la velocidad sincrónica, este retardo de tiempo de 90° en la corriente produce una desviación angular de casi 90° entré el plano de la tensión máxima del rotor y el plano de la corriente máxima.

El campo magnético del rotor es, por tanto, un poco menor que el campo magnético del estator debido a las pérdidas del rotor, pero difieren en casi 90° tanto en espacio como en tiempo.

El estator de este tipo de motores es físicamente el mismo que el de una maquina sincrónica, es decir, un estator típico de dos polos. Pero la construcción del rotor constituye la diferencia fundamental entre un motor de inducción trifásico y un motor de inducción monofásico. No existe conexión física entre el rotor y el estator, ya que se encuentran separadas uniformemente (entrehierro).

Las ranuras del estator están distribuidas uniformemente, y, en general, se utiliza un devanado dividido imbricado de doble capa monofásico. Ya que un devanado monofásico simple no produciría campo magnético giratorio ni par de arranque. Lo que explican las teorías antes mencionadas.

Obtención del campo giratorio con corriente alterna

a) Grafica de las intensidades de las corrientes en las bobinas

b) Campos magnéticos para los instantes t1 a t5

c) Campos magnéticos para los instantes t1 a t5 después de intercambiar los terminales






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MIMA CON BOBINADO AUXILIAR E INTERRUPTOR CENTRÍFUGO

Componentes

Los motores monofásicos están constituidos principalmente como ha sido explicado al comienzo de este trabajo. Y varían algunos de sus componentes dependiendo de los diferentes diseños y sistemas que éstos utilicen.

Un motor de fase partida está compuesto por dos bobinados de estator, el bobinado principal y el auxiliar (o de arranque). Los cuales están separados por un espacio de 90° eléctricos. El bobinado auxiliar está construido con alambre de menor diámetro que el






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bobinado principal, con la finalidad de que este posea un mayor cociente resistencia / reactancia de manera tal que la corriente de éste adelante a la del bobinado principal.

Se utiliza este tipo de alambre ya que este bobinado solo actúa en el arranque del motor y por lo tanto no tiene que tomar continuamente corriente plena.

Además este motor posee un dispositivo que desconectara el bobinado auxiliar cuando el motor haya alcanzado una velocidad determinada el cual se denomina interruptor centrífugo.

Estructura

Como los motores monofásicos de inducción no arrancan por si solos se disponen medios auxiliares para obtener un par suficiente. Uno de los sistemas consiste en dividir la fase por medio de la combinación de la autoinducción, la resistencia y la capacidad.

En los motores de inducción monofásicos con devanado auxiliar, los devanados estatóricos se componen de dos devanados desplazados en 90° uno de otro: el devanado principal (de marcha) y el auxiliar (arranque). Los cuales están conectados en serie entre sí.

Existen diversos tipos de motores monofásicos con devanado auxiliar, que se diferencian según la forma de obtención del desfase entre las corrientes de los dos devanados. El devanado de auxiliar tiene menos espiras y está construido con un conductor de menor sección que el devanado principal. El devanado auxiliar, por consiguiente, presentara una resistencia elevada y una reactancia reducida. Inversamente, el devanado principal (conductor de mayor sección y mayor número de espiras) presentara una resistencia reducida y una reactancia elevada.

A causa de su menor impedancia, la corriente en el devanado principal, es mayor que la corriente en el devanado auxiliar. Los motores de fase partida necesitan una corriente de arranque medianamente baja. Por lo que, se utilizan en equipos que no necesitan momentos de arranque muy altos, como ventiladores, secadores y algunos tipos de bombas; no son costosos y se consiguen en tamaños de frecuencia de HP.

Funcionamiento

La corriente en el devanado auxiliar se encuentra retrasada aproximadamente en 15° respecto de la tensión de alimentación. En tanto que la corriente del devanado principal, que es mayor, esta retrasada en unos 40° respecto de la tensión monofásica. A pesar del






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hecho que la corriente en los dos devanados en cuadratura en el espacio no es igual, aun cuando las componentes en cuadratura son prácticamente iguales.

Si los devanados están desplazados en 90° en el espacio y si las componentes en cuadratura de la corriente, que están desfasadas en 90°, son prácticamente iguales, se produce entonces un campo giratorio bifásico equivalente en el arranque que desarrolla el par suficiente para acelerar el rotor en el sentido del campo giratorio producido por las corrientes.

Cuando el rotor acelera genera su propia Fem. De rotación (teoría del campo transversal) y tiende a producir un par resultante en virtud de su propia rotación en un sentido particular (teoría del campo giratorio). El par desarrollado por el campo principal pulsatorio (producido por el devanado principal) supera al desarrollo por ambos devanados a un valor del deslizamiento de alrededor del 15%. Asimismo, es evidente, que la corriente sola produciría menos perdida ya que se eliminarían las pérdidas del devanado auxiliar. Por estas dos razones se utiliza un interruptor centrífugo (normalmente cerrado en reposo) que se accione a un deslizamiento de alrededor de un 25% (par máximo como motor monofásico), con lo que el motor alcanza su deslizamiento nominal (aproximadamente el 5% o menos según la carga aplicada) como motor monofásico en virtud de su propio campo transversal.

Las características nominales de un motor del devanado auxiliar se basan en razón de su servicio intermitente. Si el interruptor centrífugo se descompone y no abre (por lo general debido a contactos soldados), la temperatura presente en el devanado auxiliar es alta, debido a la alta resistencia que presenta éste. Al averiarse el interruptor centrífugo la temperatura aumentara excesivamente en el estator pudiendo provocar su avería por sobrecalentamiento.

MIMA CON BOBINADO AUXILIAR Y CONDENSADOR DE PARTIDA

Componentes

1. Conjunto rotor – interruptor de arranque giratorio

2. conjunto estator

3. tapas de rodamientos o cojinetes

4. condensador de arranque






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5. cubierta del condensador

6. ventilador

7. interruptor estacionario

8. bloque de terminales

9. cubierta de ventilador

Estructura

En estos motores se utiliza la capacidad para dividir la fase, en lugar de resistencias el empleo de condensadores tiene muchas ventajas. Puede conseguirse que los flujos de las dos fases estén desfasados prácticamente en 90°, de modo que el motor queda convertido en bifásico. El par de arranque es, pues, considerablemente mayor que en el motor corriente de fase partida, de idénticas características. Hasta hace un tiempo, el alto costo de los condensadores impedía su uso en arranque de motores; su bajo costo actual permite emplearlos en motores de potencia fraccional.

En algunos equipos, el momento de arranque proporcionado por un motor de fase partida es insuficiente para arrancar la carga en el eje del motor. En tales casos pueden utilizarse los motores de arranque por condensadores. En los motores de este tipo se conecta un condensador en serie con el bobinado auxiliar.

Funcionamiento

Mediante la adecuada elección del tamaño del condensador, la fuerza magnetomotriz de la corriente de arranque del bobinado auxiliar puede ajustarse para que sea igual a la fuerza magnetomotriz de la corriente del bobinado principal, y puede lograrse que el ángulo de fase de la corriente del bobinado auxiliar adelante la corriente del bobinado principal a 90°. Ya que los dos bobinados están separados físicamente en 90°, una diferencia de fase de 90° en la corriente producirá un solo campo magnético de estator de rotación uniforme, y el motor se comportara como si arrancara mediante una fuente de potencia trifásica. En este caso el momento de arranque puede superar el 300% de su valor nominal.

En el motor de arranque por condensador el desfase entre las corrientes de los devanados se logra, como ya lo mencionamos, conectando un condensador en serie con el devanado auxiliar. El comportamiento de régimen del motor dependerá de la capacidad de dicho condensador: cuanto mayor sea la capacidad mayor será también el par de arranque.






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No obstante, si la capacidad es muy grande circulará por el devanado una corriente de gran intensidad que provocará un calentamiento excesivo. Por tanto, la capacidad no deberá ser demasiado grande. Se recomienda que durante el funcionamiento el condensador de régimen deberá absorber una potencia reactiva de 1 Kva. Por cada Kw. de potencia de motor. Sin embargo, esto provocará por lado, que el motor presenta un par de arranque reducido.

La conexión en serie del condensador de régimen y del devanado de lugar a un circuito resonante serie. Por lo tanto, el condensador quedará sometido a tensiones mayores que las nominales del motor, tensiones que deberá poder soportar el condensador de régimen.

Los motores de arranque por condensador son más costosos que los de fase partida, y se utiliza en equipos donde es absolutamente necesario un alto momento de torsión de arranque. Estos motores tienen aplicación habitual en compresores, bombas, acondicionadores de aire, y otros equipos que deben arrancar bajo carga.

MIMA CON BOBINADO AUXILIAR, CONDENSADOR DE PARTIDA Y DE TRABAJO

Componentes

Los componentes de este tipo de motor solo varían de los del motor de fase partida con bobinado auxiliar y condensador de arranque, en que este motor posee además un condensador de menor valor que permanece conectado al bobinado auxiliar después del arranque, y no posee interruptor de arranque estacionario.

Estructura

El condensador de arranque hace tan buen trabajo de mejoramiento de las características momento torsión – velocidad de un motor de inducción, que a veces se deja permanentemente en el circuito del motor un bobinado auxiliar con un condensador más pequeño. Si se escoge correctamente el valor de condensador, tal motor tendrá un campo magnético giratorio perfectamente uniforme a cierta carga específica, y en ese punto se comportara como un motor de inducción trifásico.

Los motores de condensador partida permanente son más sencillos que los de arranque por condensador, ya que no necesitan interruptores de arranque. A cargas normales, son más eficientes y tiene mayor factor de potencia y un momento de torsión más uniforme que los motores de inducción monofásicos comunes.






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Una desventaja en este tipo de motores es que poseen un menor momento de arranque que los motores de arranque por condensador, ya que al condensador debe tener un valor adecuado para equilibrar las corrientes de los bobinados auxiliares y principal en condiciones normales de carga. Puesto que la corriente de arranque es mucho mayor que la de carga normal, un condensador adecuado ayuda mucho en el balance de las fases con carga normal en condiciones de arranque.

Cuando se hace necesario un mayor momento de arranque y mejores condiciones de funcionamiento, pueden utilizarse dos condensadores con el bobinado auxiliar. A estos motores se les llama también motores con condensadores de arranque y condensador de giro, o motores con condensador de dos valores.

Funcionamiento

Debido a que éste motor continuamente como un motor de fase partida permanente, no se precisa interruptor centrifugo. El motor arranca y funciona gracias a la partición de fase de cuadratura producida por dos devanados idénticos desfasados temporal y especialmente. Como resultado, este motor no posee el elevado par de marcha producido tanto en el motor de arranque por resistencias, como de arranque por condensador. Además, el condensador utilizado en el motor de fase partida permanente con condensador de un solo valor se proyecte para servicio continuo y es del tipio de aceite. El valor del condensador se determina en función de una marcha óptima en lugar de por su característica de arranque. En el momento del arranque, la corriente en la rama capacitiva es muy pequeña. El resultado es que el motor de fase partida permanente con condensador de un solo valor (a diferencia del motor de arranque por condensador) tiene un par de arranque muy pobre, de alrededor del 50% al 100% del par nominal.

MIMA DE REPULSIÓN

Clasificación: de un modo general estos motores pueden ser clasificados en tres distintos tipos: 1, motores de repulsión como tal; 2, motores de repulsión solo en arranque; 3, motores de repulsión e inducción. En razón de su característica común se les conoce también con el nombre de motores monofásicos de rotor bobinado, y están definidos en los siguientes términos.

Motor De Repulsión

Es un motor monofásico provisto de un arroyamiento estatorico destinado s ser conectado a una red de alimentación, y de un arroyamiento rotorico unido a un colector. Las escobillas que frotan sobre el colector están unidas en cortocircuito y dispuestas de






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manera que el eje del campo magnético creado por el arrollamiento esté inclinado respecto al eje del campo magnético estatorico. Este tipo de motores tiene una característica de velocidad muy variable con la carga.

Motor De Repulsión Sólo En El Arranque

Es el motor monofásico provisto de los mismos arrollamientos que uno de repulsión, en el cual, al alcanzarse una velocidad predeterminada, el arrollamiento rotorico queda puesto en cortocircuito o bien conectado en forma de resultante equivalente a uno en jaula de ardilla. Este tipo arranca como motor de repulsión, pero una vez en régimen de servicio funciona como motor de inducción, es decir, con una característica de velocidad casi constante.

Motor de inducción e inducción

Es un motor monofásico cuyo rotor lleva, además del arrollamiento propio de un motor de repulsión, otro de jaula de ardilla. Este tipo funciona simultáneamente como motor de repulsión y como motor de inducción, y su característica de velocidad puede ser variable o constante.

La única característica que comparten en común es la presencia de un devanado retórico unido a un colector. Estos motores se alimentan con corriente monofásica procedente de una red de iluminación o de fuerza, según la potencia de los mismos.

Construcción:

La mayoría de los motores de repulsión consta de las siguientes partes:

1. Un estator similar al de un motor fase partida o al de uno con condensador, provisto de un arrollamiento, normalmente subdividido en dos secciones y análogo al de trabajo que llevan los motores de los tipos citados para dos tensiones de servicio.

2. Un rotor, consistente en un núcleo de chapas de hierro ranurado donde va alojado un arrollamiento unido a un colector. Este rotor es similar, en cuanto a construcción, al inducido de un motor de corriente continua, y por este motivo será designado indistintamente con los nombres de rotor o inducido. Las ranuras suelen estar algo inclinadas con respecto al eje rotorico para que el par de arranque no depende de la posición del rotor y para reducir el zumbido magnético. El colector puede ser de dos tipos: axial con delgas en forma de cuñas perpendiculares al eje.

3. Dos escudos provistos de los cojinetes donde se apoya el eje del inducido.






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4. Escobillas del carbón encajadas en sendos porta escobillas, qué al rozar las delgas del colector permiten la circulación de corriente por el inducido.

5. Porta escobillas, montadas sobre el escudo o sobre el eje rotorico, según el tipo del motor.

Motor De Repulsión Solo En Arranque

Estos motores monofásicos, que se fabrican con potencias comprendida entre ¼ y 10 cv, poseen un par de arranque elevado y una característica de velocidad constante. Se utilizan en frigoríficos, compresores, bombas t otras aplicaciones en las que se requiere un par elevado.

Existen dos modalidades constructivas diferentes, según que las escobillas permanezcan o no en contacto con las delgas del colector. En variantes con escobillas separables, estas se separan automáticamente del colector cuando el motor ha alcanzado aproximadamente el 75% de su plena velocidad de régimen. El colector suele ser normalmente del tipo radial. En la variante con escobillas no separables éstas como su nombre lo indica, permanecen siempre en contacto con el colector. El colector suele ser en tal caso de tipo axial por lo que respecta al resto del funcionamiento ambas variantes son absolutamente idénticas.

Funcionamiento Del Motor Con Escobillas Separables

Para conseguir que un motor de inducción monofásico de inducción pueda arrancar con un par elevado, se bobina un arrollamiento estatorico a la red, la corriente que circula por él engendra un flujo magnético, y este induce a su vez una tensión en el arrollamiento rotorico. Como dicho arrollamiento queda cerrado por las escobillas, circula corriente a su vez, la cual origina otro flujo magnético. Los polos magnéticos creados en el estator y en el rotor son del mismo signo, y por tanto dan lugar a un par de repulsión; de ahí el nombre que recibe estos motores.

Cuando el motor alcanza aproximadamente el 75% de su plena velocidad de régimen, las delgas del colector quedan puestas en cortocircuito por la acción de un mecanismo centrífugo, y las escobillas son separadas automáticamente del colector. El inducido se convierte entonces en un rotor de jaula de ardilla, y el motor sigue girando como uno de inducción.






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Funcionamiento Del Motor Con Escobillas No Separables

Este tipo de motor posee un colector axial, y las escobillas se apoyan sobre la superficie longitudinal de las delgas.

El mecanismo centrífugo más corrientemente empleado en tal caso consiste en una serie de segmentos de cobre, sostenidos por un muelle circular que los une. El conjunto va dispuesto en el hueco central del colector, de forma que, por efecto de la fuerza centrífuga, los segmentos pongan en cortocircuito las delgas del colector cuando el motor alcanza una velocidad predeterminada. Cuando se para el motor, los segmentos vuelven a su posición inicial, accionando por el muelle circular y dejan de establecer contacto con el colector. Mientras más delgas de hallan en cortocircuito el motor funciona como uno de inducción.

Existen diversos tipos de mecanismos centrífugos aptos para este motor, pero su principio de funcionamiento es básicamente el mismo. En este tipo de motores, una vez alcanzada la velocidad que hace entrar en acción el mecanismo centrífugo ya no circula corriente alguna por las escobillas, a pesar de permanecer en contacto con él colector. El número de escobillas varía en función del número de polos del motor. Así, un motor tetrapolar suele llevar cuatro escobillas, sin embargo, pueden ser suficientes dos si el arrollamiento del inducido es ondulado o el colector lleva conexiones equipotenciales. Esta condición se cumple para todos los motores e repulsión, sea cual fuera el número de polos o de escobillas de los mismos.

MIMA UNIVERSAL

A grandes rasgos el motor universal es o son máquinas que trabajan tanto con DC como con AC son semejantes a los motores serie DC, tiene su misma característica velocidad – torque, y se fabrica con potencias desde 0.01 HP hasta 2 HP. Se utilizan principalmente para impulsar electrodomésticos pequeños y herramientas portátiles, como: máquinas de coser, aspiradoras, batidoras, taladros, sierra, etc.

Sus principales ventajas con su alto torque de arranque y su amplio rango de velocidad de trabajo, en muchos casos superior a los 10.000 r.p.m.

Aspectos Más Técnicos Del Motor Universal

Quizás el enfoque más sencillo utilizado para diseño un motor que funcione con una fuente de potencia de CA monofásica consiste en tomar una máquina de CC ponerla en marcha con un suministro de CA.






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Si se invierte la polaridad de la tensión aplicada a un motor de CC en serie tanto la dirección del flujo de campo como la dirección dela corriente inducida se invierten, y el momento inducido resultante continua en la misma dirección que tenía antes. Por tanto, debería ser posible alcanzar un momento pulsante pero unidireccional a partir de un motor de CC conectado a una fuente de potencia de CA.

Este tipo de diseño solo resulta practica para el motor de CC serie, puesto que la corriente inducida y la corriente de campo de la maquina debe invertirse exactamente al mismo tiempo. Para los motores de CC en derivación, altísima inductancia de campo tiende a retardar la inversión de la corriente de campo y por ende a reducir de manera inconveniente el momento inducido promedio del motor. Para que un motor de CC funcione efectivamente con CA, sus polos de campo y el marco del estator deben estar completamente laminados. Si no lo estuvieran, las pérdidas de núcleo serian enormes. Al estar laminados los polos y el estator, el motor se llama generalmente motor universal por cuanto éste puede marchar a partir de una fuente bien sea de CA como CC.

Cuando el motor está funcionando con una fuente de CA, la conmutación será mucho más pobre que con una fuente de CC el chispeo extra en las escobillas se deben a las tensiones que inducen acción transformadora en las escobillas y en algunos ambientes pueden ser una fuente de interferencia para las frecuencias radiales.

Una característica típica en momento de torsión – velocidad de un motor universal; ésta difiera de la característica de la misma máquina que funciona con una fuente de tensión de CC, por dos razones:

1. Los embobinados de inducción y de campo tienen unas reactancias grandes a 50 o 60 HZ, una parte significativamente de la tensión de entrada cae a través de estas reactancias, y por tanto la tensión A es más pequeña para una determinada tensión de entrada durante el funcionamiento con CA que con CC puesto que para una determinada corriente de inducido y un momento de inducido, el motor es más lento con corriente alterna que con corriente continua.

2. Además, la tensión cresta de un sistema de CA es raíz de dos veces su valor rms y por esto la saturación magnética podría ocurrir cerca de la corriente cresta de la máquina. Esta saturación podría disminuir notablemente el valor del flujo rms del motor para determinado nivel de corriente, teniendo a reducir el momento inducido de la máquina. Se debe tener presente que una disminución del flujo aumenta la velocidad de una máquina de corriente continua, por lo cual este efecto puede compensar principalmente la disminución de velocidad ocasionada por el primer efecto.






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Control De Velocidad De Los Motores Universales

La mejor manera de controlar la velocidad de un motor es variar el valor rms de su tensión de entrada. Cuando más alto sea esta tensión, mayor será la velocidad resultante de este motor. En la practica la tensión promedio aplicado a este motor varia con uno de los circuitos SCR, o TRAC. La función específica de los SCR es comandar la tensión que se le aplica al motor para controlar su velocidad de funcionamiento. Como se dice anteriormente entre más cerca se dispara el SCR mayor tensión alcanzará el motor.

MIMA DE POLOS DE SOMBRA

La invención está relacionada con la electrotecnia, y en específico con los motores con polo sombreado o pantalleado, la misma puede ser utilizada en la industria de la construcción de pequeños motores monofásicos (ventiladores, extractores, etc.).

Son conocidos los motores asincrónicos monofásicos con polo sombreado en los cuales entre los polos próximos se colocan un puente electromagnético, para de esa forma lograr un entre hierro uniforme entre estator y rotor con lo que se logra una disminución dela pérdidas provocadas por las armónicas superiores en el rotor. La ejecución tecnológica de los motores de este tipo es no factible y acelera considerablemente el gasto de instrumentos en el estampado de las láminas.

Además con esta construcción, no se logra una altura completamente uniforme del entre hierro, ya que en la zona en que está colocado el anillo cortocircuitado ésta aumenta en varias veces.

Corte de un motor de inducción de polos sombreados






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Todos los motores descritos anteriormente hacen uso de una bobina encendida de múltiples vueltas. El motor de polo sombreado se diferencia en que la bobina de encendido forma parte del circuito en todo instante y adquiere la forma de dos lazos de cobre que rodean parte de cada polo de arranque. Estas partes “sombreados” del campo producido por el polo del arranque principal y la comente inducida en el lazo hacen que el campo generado por esta parte sombreada atrase el campo principal. La variación en la fase es menor que la ideal de 90° y el módulo del campo sombreado considerablemente menor que el campo principal. Debido a esto el momento inicial es muy pequeño, típicamente es sólo la mitad del momento total.

a) Diagrama de un motor de inducción de polos sombreados

b) Su característica resultante momento de torsión- velocidad

Una parte considerable de la energía se pierde en los lazos que están en el circuito en todo instante y esto da como resultado una baja eficiencia. Una eficiencia mayor del 20% es muy difícil de encontrar y en los motores pequeños puede ser tan pequeño como un 2 o 3%. Esto también trae consigo una pobre regulación de la velocidad.

Bajo la óptica de su uso, e motor de polo sombreado es de uso muy extendido debido a su simplicidad, su bajo coste y su idoneidad para usos en baja potencia. La potencia de salida oscila entre 1 y 50 W (0.001 a 0.07 HP) y para estos valores tan bajos de potencia requerida la eficiencia es raramente un problema. Sin embargo, debido a sus grandes pérdidas, este tipo de motores trabajan siempre a altas temperaturas, incluso sin realizar ningún tipo de esfuerzo.






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Las grandes maquinas bipolares y cuadrupolares utilizan simples arranques de laminación circular con bloques en cada uno de los polos de los anillos sombreado (en algunos casos el “anillo” es de hecho rectangular).

Cuando se ensambla en su carcasa no parece muy diferentes de su primo el motor de división de fase. Sin embargo, su reducido tamaño y su construcción radicalmente diferentes se utilizan para reducir los gastos de producción.

El estator por lo general es de polos salientes, está formado por un paquete de chapas con zapata polar, alrededor de la zapata se junta los bobinados de campo. El rotor es de tipo jaula de ardilla. Los escudos son de fierro fundido.

Construcción general y principio del motor con espiras de sombra






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En los motores de polos rasgados la dirección de rotación ésta determinada por la posición de los anillos rasgados, el rotor siempre gira hacia el lado más en punta de los polos. La única forma de hacer que un motor de polos rasgados gire al revés es demostrarlo y volverlo a montar, pero intercambiando esta vez los extremos del rotor. Esto no es normalmente dificultoso, tan sólo se han de cambiar de posición un par de clavijas.

MOTOR PASO A PASO

Un motor paso a paso es un tipo especial de motor sincrónico diseñado para rotar un determinado número de grados por cada pulso eléctrico que recibe por su unidad de control. Los pasos habituales son 7.5° o 15° por pulso. Estos motores se usan en muchos sistemas de control, puesto que la posición de un eje o de otra pieza mecánica puede controlarse de modo preciso mediante ellos.

Un estator trifásico bipolar con rotor de imán permanente. Si se aplica una tensión de CC a la fase (a) del estator sin aplicar ninguna tensión a las fases (b), (c) entonces en el rotor se inducirá un momento de inducción lo que hace alinearse con el campo magnético (bs), del estator.






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Supongamos que se apaga la fase (a) y que se aplica en la fase (c) una tensión continua negativo. El nuevo campo magnético del estator (a) gira 60° con respecto al campo magnético previo, y el rotor del motor lo limita. Continuando este modelo, es posible construir una tabla que muestra la función del estator en función de la tensión aplicada al rotor. Si la tensión producida por la unidad de control cambia con cada pulso de entrada, entonces el motor paso a paso avanzara 60° con cada pulso de entrada.

Es fácil construir un motor paso a paso con intervalo de paso mejor mediante el aumento del número de polos del motor la cantidad de grados mecánicos que corresponde a determinada cantidad de grados eléctricos en cada paso de la tabla corresponde a 60° eléctricos, la cantidad de grados mecánicos movidos por paso disminuye al aumentar el número de polos. Por ejemplo si el motor paso a paso tiene 8 polos, entonces el ángulo mecánico del eje del motor cambiara a 15° por paso.

La velocidad de un motor paso a paso puede relacionarse con la cantidad de pulsos que han en su unidad de control por unidad de tiempo hay una ecuaciones que da el ángulo mecánico de un motor paso a paso en función del ángulo eléctrico. Los dos lados de esta ecuación están diferenciados con respecto al tiempo, entonces tenemos una relación entre las velocidades eléctrica y mecánica de rotación del motor.

Hay dos tipos de motores básicos Paso a paso, que solo difieren en la disposición de rotor: el de imán permanente y el de reluctancia. El primero tiene un rotor de imán permanente, mientras el segundo tiene un rotor ferromagnético que no es un imán permanente. (El rotor antes descrito es el del tipo reluctancia). En general, el motor paso a paso de imán permanente puede producir mayor momento de torsión que el de tipo reluctancia, puesto que el de imán permanente tiene momento de torsión tanto del campo magnético del rotor como de los efectos de reluctancia.

Generalmente los motores paso a paso de tipo reluctancia se construyen con un embobinado de estator de cuatro fases en vez del embobinado trifásico descrito anteriormente. El embobinado de estator de cuatro fases reduce el paso entre los pulsos, de 60° a 45| eléctricos. Como mencionamos anteriormente, el momento de torsión de un motor de reluctancia varia en proporción a sen 2 gama, por lo cual el momento de torsión de reluctancia entre los pasos será máximo para un ángulo de 45° por tanto, un determinado motor paso a paso puede producir mayor momento de torsión con un embobinado de estator de cuatro fases que con uno trifásico.

Esto puede generalizarse con el fin de aplicar todos los motores paso a paso, independientes del número de fases de los embobinados de estator. En general si un estator tiene n fases, se requieren dos n pulsos por revolución eléctrica en tal motor. Por






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consiguiente, la relación entre la velocidad del motor y rpm y él número de pulsos por minuto es: nm=1/np*n pulsos.

Los motores paso a paso se utilizan frecuentemente en sistemas de control y posición porque el computador que efectúa el control puede saber la velocidad y la posición exactas del motor paso a paso sin necesitar información de retorno del eje del motor.

Los motores paso a paso son ideal para la construcción de mecanismos en donde se requieran movimientos muy precisos. La característica principal de estos motores, es él hecho es de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, para completar un giro completo de 360°.

Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o totalmente libre. Si una o más de sus bobinas esta energizada, el motor estará enclavados en la posición correspondiente y por el contrario quedara completamente libre si no circula corriente por sus bobinas.

Principio De Funcionamiento

Básicamente estos motores están construidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintas imágenes permanentes y por un cierto número de bobinas en su estator.

Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imán permanente. Toda la conmutación (o excitación de las bobinas) deben ser externamente manejadas por un controlador.

Existen Dos Tipos De Motores Paso A Paso De Imán Permanente

Bipolar: estos tienen generalmente cuatro cables de salida. Necesitan ciertos trucos para ser controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo de corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento.

Unipolar: estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno, este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar, se puede controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULM2803, el cual es un array de 8 transistores de tipo darlington capaces de manejar cargas de hasta 500ma las entradas de activación (activa A, B, C y D) pueden ser directamente activadas mediante un microcontrolador.






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Secuencias Para Manejar Motores Paso A Paso Bipolares

Como se dijo anteriormente, estos motores necesitan la inversión de la corriente que circula en sus bobinas en una secuencia determinada, cada inversión de la polaridad provoca el movimiento del eje en un paso, cuyo sentido está determinado por la secuencia seguida.

A continuación veremos la tabla con la secuencia necesaria para controlar motores paso a paso del tipo bipolares.

PASO TERMINALES

A B C D

1 +V – V + V – V 2 +V – V – V + V 3 –V + V – V + V 4 –V + V + V – V

Secuencia Para Manejar Motores Paso A Paso Unipolar

Existen tres secuencias posibles para este tipo de motores, las cuales se detallan a continuación. Todo las secuencias comienzan nuevamente por el paso uno, una vez alcanzado el peso final (4u 8) para revertir el sentido de giro, simplemente se debe ejecutar las secuencias en modo inverso.

Secuencia Normal

Esta es la secuencia más usada y la que generalmente recomienda el fabricante. Con esta secuencia el motor avanza un paso por ves y debido a que siempre hay al menos dos bobinas activadas, se obtienen un alto torque de paso y de retención.

Paso bob a bob b bob c bob c 1 on off off off 2 off on on off 3 off off on on 4 on off off on






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ENSAYOS DE MÁQUINAS A LOS MIMA

Ensayo Sin Carga (Vació)

El motor de inducción se conecta a una alimentación a su tensión nominal y se hace funcionar sin (ninguna) carga acoplada a su eje. En estas condiciones, como en el caso de los anteriores ensayos “en vació”, la potencia de entrada al inducido estatorico del motor de inducción presenta (1) las pérdidas por rotación (pérdidas en el hierro y mecánicas), y (2) unas pequeñas perdidas en vacío equivalentes a las perdidas en el cobre del estator y el rotor.

Ensayo con rotor bloqueado (cortocircuito)

El motor se desconecta y su rotor se bloquea para impedir su rotación. Al estator se aplica una pequeña y gradualmente creciente tensión trifásica (procedente o bien de un variac trifásico o de un regulador de inducción polifásico) hasta que circule la corriente nominal de línea indicada en la placa de características. Como en el ensayo de cortocircuito del transformador, y por las razones justificadas en el apartado 12-11, las perdidas en el hierro son despreciables y no hay perdidas mecánicas ya que el motor no gira. La potencia total absorbida por el motor representa, por tanto, las perdidas eléctricas en el cobre a plena carga del estator y del rotor.

RENDIMETO DE LOS MIMA

El rendimiento de los motores monofásicos de potencia fraccional se determina ordinariamente por cualquiera de los siguientes métodos.

1. Ensayos dinamométricos en los que el motor se acopla a un generador dinamométrico de CC cargado con una resistencia y cuyo estator se asienta mediante gorrones. Al estator dinamométrico se suelda una palanca de par, que se opone a su rotación mediante un muelle calibrado o instrumento del tipo chatillon para medir la fuerza o par desarrollados por el dinamométrico. Este método emplea la carga directa.

2. También puede utilizarse generadores calibrados (de rendimiento conocido) para medir los rendimientos relativos de los métodos monofásicos de potencia fraccional. Este método también emplea carga directa.

3. Los motores monofásicos no fraccionales de pequeña potencia pueden ensayarse mediante el método clásico a rotor bloqueado. La técnica es algo más fácil debido a la relatividad sencillez de los cálculos monofásicos y no se precisa equipo especial.






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4. El método de la AIEE de carga directa descrito, también puede utilizarse si está garantizada una determinación del rendimiento más precisa.

5. A veces se utiliza un freno de prony en el punto (1) anterior en lugar del generador dinamométrico con una palanca de par y escala para leer los HP de salida por carga directa.

CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MIMA

Curvas Características Del Motor De Fase Partida

a) Motor de inducción de fase partida. b) Corrientes del motor en condiciones de arranque.

Los motores de fase partida tienen un par de arranque moderado con una corriente de arranque relativamente baja. Se emplean en aplicaciones que no requieren pare de arranque muy elevados.






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Curva Característica Del Motor De Funcionamiento Capacitivo

a) Motor de inducción con condensador partida permanente. b) Característica momento de torsión – velocidad de este motor.

Curva Característica Del Motor De Arranque Capacitivo

a) Motor de inducción con arranque por condensador. b) Angulo de la corriente en el arranque de este motor.






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c) Característica momento de torsión – velocidad de un motor de inducción con arranque por condensador.

Curva Característica Del Motor Capacitivo Y Arranque Capacitivo

a) Motor de inducción con condensador de arranque y condensador de marcha b) Característica momento de torsión – velocidad de este motor






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Curvas Características Del Motor Polos De Sombra

a) Diagrama de un motor de inducción de polos sombreados. b) Su característica resultante momento de torsión – velocidad.

Circuito Equivalente Del Mima

Un motor de inducción depende para su funcionamiento de que el circuito del estator induzca tensiones y corrientes en el circuito del rotor (acción transformadora). Puesto que la inducción de tensiones y corrientes en el circuito del rotor de un motor de inducción es, esencialmente, una operación de transformación; el circuito equivalente de un motor de inducción, terminara por ser muy similar al circuito equivalente de un transformador. A un motor de inducción se le da el nombre de máquinas individualmente excitada (al contrario de máquina sincrónica doblemente excitada), puesto que la potencia se entregará únicamente al circuito del estator. Como un motor de inducción no tiene circuito de campo independiente, su prototipo no tendrá una fuente de tensión interno, como la tensión generada internamente (Ea) de una máquina sincrónica.

Es posible deducir el circuito equivalente de un motor de inducción basándose en el conocimiento de los transformadores y de lo que ya sabemos sobre la variación de la frecuencia del rotor, con la velocidad en los motores de inducción. El prototipo del motor de inducción de desarrollará con base en el modelo de transformador del capítulo 2 y luego resolviendo cómo considerar la frecuencia variable del rotor y teniendo en cuenta otros efectos similares del motor de inducción.






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Modelo De Un Motor De Inducción Como Transformador

En la figura se ve el circuito equivalente por fase de un transformador, que representa el funcionamiento de un motor de inducción.

Como cualquier transformador, hay una cierta resistencia y autoinductancia en los embobinados primarios (estator), los cuales deben recentarse en el circuito equivalente de la máquina. La resistencia del estator se denomina R1, y la reactancia de dispersión del estator X1. Estas dos componentes aparecen justo a la entrada del modelo de la máquina.

Modelo de transformador de un motor de inducción, con rotor y estator conectados por medio de un transformador ideal con relación de espiras (Aef)

También como cualquier transformador con un núcleo de hierro, el flujo en la máquina está relacionado con la tensión aplicada E1. En la figura a) – 4 la fuerza magnetomotriz – versus – la curva de flujo (curva de magnetización) de la máquina se coteja con una curva similar de un transformador de potencia. Observe que la pendiente de la curva del flujo versus fuerza magnetomotriz del motor de inducción es mucho menos pronunciada que la curva de un buen transformador. Esto sucede, porque existe un entrehierro en el motor de inducción, que aumenta enormemente la reluctancia de la trayectoria del flujo y por tanto debilita el acoplamiento entre los embobinados primario y secundario. Cuanta más alta la reluctancia causada por el entrehierro, se necesita una corriente de magnetización más alta para lograr un nivel de flujo determinado. Por tanto, la reactancia de magnetización en el circuito equivalente Xm tendrá un valor mucho menor (o la susceptancia Bm tendrá un valor mucho mayor que el que correspondería a un transformador corriente.

La tensión primaria interna del estator E1 se acopla con el secundario Er por medio de un transformador ideal con una relación de espiras Aef. La relación de espiras efectiva






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Aef es bastante fácil de determinar para un motor de rotor devanado; es básicamente la relación del número de conductores por fase del estator, con el número de conductores por fase en el rotor, modificada por cualesquiera diferencias de factores de paso y de distribución.

En cambio, es un poco difícil definir exactamente Aef, en el caso de un motor de rotor de jaula de ardilla, porque no hay embobinados diferentes en el rotor de jaula de ardilla. En ambos casos, hay una relación de espiras efectivas para el motor. La tensión Er producido en el rotor produce, a su vez, un flujo de corriente en el circuito del rotor de la máquina (o secundario), puesto en cortocircuito.

Fig. a) – 4 Muestra la curva de magnetización de un motor de inducción cotejada con la de un transformador.

Las impedancias del primario y la corriente de magnetización del motor de inducción son muy parecidas a los componentes correspondientes del circuito equivalente de un transformador. El circuito equivalente de un motor de inducción se diferencia del circuito equivalente de un transformador, primera, en los efectos que tiene la frecuencia variable del rotor sobre la tensión Er y las impedancias Rr y jXr., del mismo.

Traer un motor monofásico para iniciar su reparación y embobinado.

Hacer informe paso a paso del método que utilizó para la reparación, en forma de bitácora.


5to electricidad

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