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Motor asíncrono 1Motor compound 4Motor de arranque 5Motor de corriente alterna 6Motor de corriente continua 9Motor de cubo de rueda 13Motor de imanes permanentes 14Motor de magnetización permanente 15Motor de reluctancia variable 17Motor de tracción 18Motor eléctrico 19Motor eléctrico sin escobillas 23Motor monofásico de fase partida 24Motor paso a paso 26Motor paso a paso híbrido 29Motor piezoeléctrico 29Motor serie 30Motor shunt 30Motor sin núcleo 31Motor síncrono 31Motor ultrasónico 32

ReferenciasFuentes y contribuyentes del artículo 34Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 35

Licencias de artículosLicencia 36

Motor asíncrono 1

Motor asíncrono

Patente estadounidense n.° 381.968,correspondiente al motor asíncrono ideado por

Tesla.

Los motores asíncronos o de inducción son un tipo de motor decorriente alterna en el que la corriente eléctrica, en el rotor, necesariapara producir torsión es inducida por inducción electromagnética delcampo magnético de la bobina del estátor. Por lo tanto un motor deinducción no requiere una commutación mecánica aparte de su mismaexitación o para todo o parte de la energía transferida del estátor al rotor,como en los universales, DC y motores grandes síncronos. El primerprototipo de motor eléctrico capaz de funcionar con corriente alterna fuedesarrollado y construido por el ingeniero Nikola Tesla y presentado enel American Institute of Electrical Engineers (en español, InstitutoAmericano de Ingenieros Eléctricos, actualmente IEEE) en 1888.

El motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser dedos tipos: a) de jaula de ardilla; b) bobinado, y un estátor, en el que seencuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifásicas y estándesfasadas entre sí 120º en el espacio. Según el Teorema de Ferraris,cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicasequilibradas, cuyo desfase en el tiempo es también de 120º, se induce uncampo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnéticovariable va a inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducciónde Faraday: La diferencia entre el motor a inducción y el motoruniversal es que en el motor a inducción el devanado del rotor no estáconectado al circuito de excitación del motor sino que estáeléctricamente 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 loselectricistas) a cada extremidad del rotor. Están soldadas a lasextremidades de las barras. Este ensamblado se parece a las pequeñas jaulas rotativas para ejercitar a mascotas comohamsters y por eso a veces se llama "jaula de ardillas", y los motores de inducción se llaman motores de jaula deardilla.

Entonces se da el efecto Laplace (ó efecto motor): todo conductor por el que circula una corriente eléctrica, inmersoen un campo magnético experimenta una fuerza que lo tiende a poner en movimiento. Simultáneamente se da elefecto Faraday (ó efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induceuna tensión.El campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estátor, corta los conductoresdel 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 fuerzaelectrodinámica 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.

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Constitución del motor asíncronoLa parte fija del circuito magnético (estátor) es un anillo cilíndrico de chapa magnética ajustado a la carcasa que loenvuelve. La carcasa tiene una función puramente protectora. En la parte interior del estátor van dispuestos unasranuras donde se coloca el bobinado(correspondiente).En el interior del estátor va colocado el rotor, que es un cilindro de chapa magnética fijado al eje. En su periferia vandispuestas unas ranuras en las que se coloca el bobinado correspondiente.El entrehierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el mínimo posibleCircuitos eléctricos

Los dos circuitos eléctricos van situados uno en las ranuras del estátor (primario) y otro en las del rotor (secundario),que está cortocircuitado. El rotor en cortocircuito puede estar formado por bobinas que se cortocircuitan en elexterior de la maquina directamente o mediante reóstatos; o bien, puede estar formado por barras de cobre colocadasen las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos decortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el motor jaula de ardilla.También existen motores asíncronos monofásicos, en los cuales el estátor tiene un devanado monofásico y el rotor esde jaula de ardilla. Son motores de pequeña potencia y en ellos, en virtud del Teorema de Leblanc, el campomagnético es igual a la suma de dos campos giratorios iguales que rotan en sentidos opuestos. Estos motoresmonofásicos no arrancan por si solos, por lo cual se debe disponer algún medio auxiliar para el arranque (fase partida:resistencia o condensador, polo blindado).

Conceptos básicos de los motores de inducciónLa velocidad de rotación del campo magnético o velocidad de sincronismo está dada por:

Donde es la frecuencia del sistema, en Hz, y es el número de par de polos en la máquina. Estando así lavelocidad dada en revoluciones por minuto (rpm).Lo que produce el voltaje inducido en la barra del rotor es el movimiento relativo del rotor en comparación con elcampo magnético del estátor, esto se puede observar en la siguiente ecuación:

Donde:: Velocidad de la barra en relación con el campo magnético

: Vector de densidad de flujo magnético: Longitud del conductor en el campo magnético

: Representa la operación "producto vectorial"

Tipos ConstructivosEl motor de jaula de ardilla consta de un rotor constituido por una serie de conductores metálicos (normalmente dealuminio) dispuestos paralelamente unos a otros, y cortocircuitados en sus extremos por unos anillos metálicos, estoes lo que forma la llamada jaula de ardilla por su similitud gráfica con una jaula de ardilla. Esta 'jaula' se rellena dematerial, normalmente chapa apilada. De esta manera, se consigue un sistema n-fásico de conductores (siendo n elnúmero de conductores, comúnmente 3) situado en el interior del campo magnético giratorio creado por el estátor,con lo cual se tiene un sistema físico muy eficaz, simple, y muy robusto (básicamente, no requiere mantenimiento alcarecer de escobillas).

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El motor de rotor bobinado tiene un rotor constituido, en vez de por una jaula, por una serie de conductoresbobinados sobre él en una serie de ranuras situadas sobre su superficie. De esta forma se tiene un bobinado en elinterior del campo magnético del estátor, del mismo número de polos (ha de ser construido con mucho cuidado), y enmovimiento. Este rotor es mucho más complicado de fabricar y mantener que el de jaula de ardilla, pero permite elacceso al mismo desde el exterior a través de unos anillos que son los que cortocircuitan los bobinados. Esto tieneventajas, normalmente es como la posibilidad de utilizar un reostato de arranque que permite modificar la velocidady el par de arranque, así como el reducir la corriente de arranque.En cualquiera de los dos casos, el campo magnético giratorio producido por las bobinas inductoras del estátor generaunas corrientes inducidas en el rotor, que son las que producen el movimiento.

Cómo funcionaEl motor asincrónico funciona según el principio de inducción mútua de Faraday. Al aplicar corriente alternatrifásica a las bobinas inductoras, se produce un campo magnético giratorio, conocido como campo rotante, cuyafrecuencia será igual a la de la corriente alterna con la que se alimenta al motor. Este campo al girar alrededor delrotor en estado de reposo, inducirá corrientes en el mismo, que producirán a su vez un campo magnético que seguiráel movimiento del campo estátórico, produciendo una cupla o par motor que hace que el rotor gire (principio deinducción mútua). No obstante, como la inducción en el rotor sólo se produce si hay una diferencia en lasvelocidades relativas del campo estatórico y el rotórico, 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 cupla. A estadiferencia de velocidad se la denomina "deslizamiento" y se mide en términos porcentuales, por lo que ésta es larazón por la cual a los motores de inducción se los denomina asincrónicos, ya que la velocidad rotórica difierelévemente de la del campo rotante. El deslizamiento difiere con la carga mecánica aplicada al rotor, siendo máximocon la máxima carga aplicada al mismo. Sin embargo, a pesar de esto, el motor varía poco su velocidad, pero el parmotor o cupla aumenta (y con ello la intensidad de corriente consumida) por lo que se puede deducir que sonmotores de velocidad constante.Eléctricamente hablando, se puede definir al motor asincrónico como un Transformador eléctrico cuyos bobinadosdel estator representan el primario, y los devanados del rotor equivalen al secundario de un transformador encortocircuito.En el momento del arranque, producto del estado de reposo del rotor, la velocidad relativa entre campo estatórico yrotórico es muy elevada. Por lo tanto, la corriente inducida en el rotor es muy alta y el flujo de rotor (que se oponesiempre al del estator) es máximo. Como consecuencia, la impedancia del estator es muy baja y la corrienteabsorbida de la red es muy alta, pudiendo llegar a valores de hasta 7 veces la intensidad nominal. Este valor no haceningún daño al motor ya que es transitorio, y el fuerte par de arranque hace que el rotor gire enseguida, pero causabajones de tensión abruptos y momentáneos que se manifiestan sobre todo como parpadeo en las lámparas lo cual esmolesto, y puede producir daños en equipos electrónicos sensibles. Los motores de inducción están todos preparadospara soportar esta corriente de arranque, pero repetidos y muy frecuentes arranques sin períodos de descanso puedenelevar progresivamente la temperatura del estator y comprometer la vida útil de los devanados del mismo hastaoriginar fallas por derretimiento de la aislación. Por eso se utilizan en potencias medianas y grandes, dispositivoselectrónicos 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 delos devanados del estator, recordemos que es un fenómeno de inducción mútua. La situación es la misma que la deconectar un transformador con el secundario en corto a la red de CA y luego con una resistencia variable intercaladair aumentando progresivamente la resistencia de carga hasta llegar a la intensidad nominal del secundario. Por ende,lo que sucede en el circuito estatórico es un reflejo de lo que sucede en el circuito rotórico.

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Enlaces relacionados•• Motor síncrono•• Máquina síncrona

Enlaces externos• Resumen de la teoría de las máquinas asíncronas de la Universidad de Cantabria (España) [1]

• Catarina.udlap.mx [2]

Referencias[1] http:/ / personales. unican. es/ rodrigma/ PDFs/ asincronas%20caminos. pdf[2] http:/ / catarina. udlap. mx/ u_dl_a/ tales/ documentos/ lep/ salvatori_a_m/ capitulo3. pdf

Motor compound

Motor eléctrico compound.

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

Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinadodel campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de unalambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corrientede armadura.El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente dearmadura varía, y es directamente proporcional a la carga. El campo seriese conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principalshunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera yse 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 debilitacióndel campo puede resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga. Los motores de corrientecontinua compound son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta estable de par constante para unrango de velocidades amplio.El motor compound es un motor de excitación o campo independiente con propiedades de motor serie. El motor daun par constante por medio del campo independiente al que se suma el campo serie con un valor de carga igual queel del inducido. Cuantos más amperios pasan por el inducido mas campo serie se origina, claro está, siempre sinpasar del consumo nominal.

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Motor de arranque

Motor de arranque.

Volante de inercia con corona de arranqueinsertada en el mismo.

Despiece del motor de arranque:1 Tapas delantera y trasero de apoyodel inducido y de sujeción al bloque motor- 2 :Sistema de piñón de

engrane deslizante con rueda libre y palanca de acople- 3 inducido orotor - 4 devanados inductores de excitación para las masas polares -

5 placa portaescobillas - 6 relé de doble función, conexionado decorriente y desplazamiento del piñón de engrane

Un motor de arranque o motor de partida es un motoreléctrico alimentado con corriente continua con imanesde tamaño reducido y que se emplea para facilitar elencendido de los motores de combustión interna, paravencer la resistencia inicial de los componentescinemáticos del motor al arrancar. Pueden ser paramotores de dos o cuatro tiempos.

Funcionamiento

El sistema de arranque está constituido por el motor dearranque, el interruptor, la batería y el cableado. Elmotor de arranque es activado con la electricidad de labatería cuando se gira la llave de puesta en marcha,cerrando el circuito y haciendo que el motor gire. Elmotor de arranque conecta con el cigüeñal del motor decombustión por un piñón conocido como piñón bendixde pocos dientes con una corona dentada reductora quelleva incorporada el volante de inercia del motortérmico. Cuando el volante gira más rápidamente que elpiñón, el bendix se desacopla del motor de arranquemediante rueda libre que lo desengrana, evitando dañospor exceso de revoluciones.

En el caso de los automóviles, el motor de arranque sedesacopla mediante una palanca activada por unsolenoide (un electroimán) que está sujeto al cuerpo delmotor de arranque. En otros casos (motocicletas yaviación ligera) el relé va montado separado y sóloalimenta la corriente; el acople/desacople del piñónbendix se realiza por inercia y rueda libre, con unestriado en espiral. Cuando arranca el motor térmico ladiferencia de velocidades expulsa al piñón hacia atrás.

En los motores grandes (vehículos industriales, etc) elpiñón se desplaza junto con el inducido o rotor, pormedios electromagnéticos. En un inicio engranamediante una alimentación en paralelo de las bobinasinductoras. Cuando se acopla la fuerza se incrementaporque se alimenta con una bobina inductora en serie. El proceso termina cuando se corta la alimentación al relé, quetambién está integrado con el motor de arranque.

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Referencias• El motor de arranque [1] arpem.com [8-6-2008].

Referencias bibliográficasManual de la técnica del automóvil BOSCH ISBN 3 -934584 - 82 - 9

Enlaces externos• Motor de arranque [2] Automecánico.com• Reparar MOTOR DE ARRANQUE [3] Instrucciones, planos, imagenes y videos.

Referencias[1] http:/ / www. arpem. com/ tecnica/ arranque/ arranque_p. html[2] http:/ / www. automecanico. com/ auto2002/ Arrancador. html[3] http:/ / www. comohacer. info/ reparar-motor-de-arranque/

Motor de corriente alternaSe denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con corriente alterna. Unmotor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energíamecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de laacción mutua de los campos magnéticos.Un generador eléctrico, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se le puedellamar una máquina generatriz de fem. Las dos formas básicas son el generador de corriente continua y el generadorde corriente alterna, este último más correctamente llamado alternador.Todos los generadores necesitan una máquina motriz (motor) de algún tipo para producir la fuerza de rotación, pormedio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y producir una fem. La máquina mássimple de los motores y generadores es el alternador.

Motores de corriente alternaEn algunos casos, tales como barcos, donde la fuente principal de energía es de corriente continua, o donde se deseaun gran margen, pueden emplearse motores de c-c. Sin embargo, la mayoría de los motores modernos trabajan confuentes de corriente alterna. Existe una gran variedad de motores de c-a, entre ellos tres tipos básicos: el universal, elsíncrono y el de jaula de ardilla.

Motores universalesLos motores universales trabajan con voltajes de corriente continua o corriente alterna. Tal motor, llamado universal,se utiliza en sierra eléctrica, taladro, utensilios de cocina, ventiladores, sopladores, batidoras y otras aplicacionesdonde se requiere gran velocidad con cargas débiles o pequeñas fuerzas. Estos motores para corriente alterna ydirecta, incluyendo los universales se distinguen por su conmutador devanado y las escobillas. Los componentes deeste motor son: Los campos (estator), la masa (rotor), las escobillas (los excitadores) y las tapas (las cubiertaslaterales del motor). El circuito eléctrico es muy simple, tiene solamente una vía para el paso de la corriente, porqueel circuito está conectado en serie. Su potencial es mayor por tener mayor flexibilidad en vencer la inercia cuandoestá en reposo, o sea, tiene un par de arranque excelente, pero tiene una dificultad, y es que no está construido parauso continuo o permanente.

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Otra dificultad de los motores universales son las emisiones electromagnéticas. Las chispas del colector(chisporroteos) junto con su propio campo magnético generan interferencias o ruido en el espacio radioeléctrico.Esto se puede reducir por medio de los condensadores de paso, de 0,001 μF a 0,01 μF, conectados de las escobillas ala carcasa del motor y conectando ésta a masa.Estos motores tienen la ventaja de que alcanzan grandes velocidadespero con poca fuerza. Existen también motores de corriente alterna trifásica que funcionan a 380 V y a otrastensiones.

Motores asíncronosEl motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: a) de jaula de ardilla; b) bobinado,y un estátor, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están desfasadas entre sí120º en el espacio. Según el Teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicasequilibradas, cuyo desfase en el tiempo es también de 120º, se induce un campo magnético giratorio que envuelve alrotor. Este campo magnético variable va a inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducción de Faraday:

Entonces se da el efecto Laplace (ó efecto motor): todo conductor por el que circula una corriente eléctrica, inmersoen un campo magnético experimenta una fuerza que lo tiende a poner en movimiento. Simultáneamente se da elefecto Faraday (ó efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induceuna tensión. El campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estátor, corta losconductores del rotor, por lo que se genera una fuerza electromotriz de inducción. La acción mutua del campogiratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor, originan una fuerza electrodinámica sobre dichosconductores del rotor, las cuales hacen girar el rotor del motor. La diferencia entre las velocidades del rotor y elcampo magnético se denomina deslizamiento.

Motores síncronosImplicando, se puede utilizar un alternador como motor en determinadas circunstancias. Si se excita el campo conc-c y se alimenta por los anillos colectores a la bobina del rotor con c-a, la máquina no arrancará. El campo alrededorde la bobina del rotor es alterno en polaridad magnética pero durante un semiperiodo del ciclo completo, intentarámoverse en una dirección y durante el siguiente semiperiodo en la dirección opuesta. El resultado es que la máquinapermanece parada. La máquina solamente se calentará y posiblemente se quemará.Para generar el campo magnético del rotor, se suministra una CC al devanado del campo; esto se realizafrecuentemente por medio de una excitatriz, la cual consta de un pequeño generador de CC impulsado por el motor,conectado mecánicamente a él. Se mencionó anteriormente que para obtener un par constante en un motor eléctrico,es necesario mantener los campos magnéticos del rotor y del estator constantes el uno con relación al otro. Estosignifica que el campo que rota electromagnéticamente en el estator y el campo que rota mecánicamente en el rotorse deben alinear todo el tiempo.La única condición para que esto ocurra consiste en que ambos campos roten a la velocidad sincrónica:

Es decir, son motores de velocidad constante.Para una máquina sincrónica de polos no salientes (rotor cilíndrico), el par se puede escribir en términos de lacorriente alterna del estator, , y de la corriente continua del rotor, :

donde es el ángulo entre los campos del estator y del rotor

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El rotor de un alternador de dos polos debe hacer una vuelta completa para producir un ciclo de c-a. Debe girar 60veces por segundo (si la frecuencia fuera de 60 Hz), o 3.600 revoluciones por minuto (rpm), para producir una c-a de60 Hz. Si se puede girar a 3.600 rpm tal alternador por medio de algún aparato mecánico, como por ejemplo, unmotor de c-c, y luego se excita el inducido con una c-a de 60 Hz, continuará girando como un motor síncrono.Su velocidad de sincronismo es 3.600 rpm. Si funciona con una c-a de 50 Hz, su velocidad de sincronismo será de3.000 rpm. Mientras la carga no sea demasiado pesada, un motor síncrono gira a su velocidad de sincronismo y soloa esta velocidad. Si la carga llega a ser demasiado grande, el motor va disminuyendo velocidad, pierde susincronismo y se para. Los motores síncronos de este tipo requieren todos una excitación de c-c para el campo (orotor), así como una excitación de c-a para el estator.Se puede fabricar un motor síncrono construyendo el rotor cilíndrico normal de un motor tipo jaula de ardilla con doslados planos. Un ejemplo de motor síncrono es el reloj eléctrico, que debe arrancarse a mano cuando se para. Encuanto se mantiene la c-a en su frecuencia correcta, el reloj marca el tiempo exacto. No es importante la precisión enla amplitud de la tensión.

Motores de jaula de ardillaLa mayor parte de los motores que funcionan con c-a de una sola fase tienen el rotor de tipo jaula de ardilla. Losrotores de jaula de ardilla reales son mucho más compactos y tienen un núcleo de hierro laminado.Los conductores longitudinales de la jaula de ardilla son de cobre y van soldados a las piezas terminales de metal.Cada conductor forma una espira con el conductor opuesto conectado por las dos piezas circulares de los extremos.Cuando este rotor está entre dos polos de campos electromagnéticos que han sido magnetizados por una corrientealterna, se induce una fem en las espiras de la jaula de ardilla, una corriente muy grande las recorre y se produce unfuerte campo que contrarresta al que ha producido la corriente (ley de Lenz). Aunque el rotor pueda contrarrestar elcampo de los polos estacionarios, no hay razón para que se mueva en una dirección u otra y así permanece parado.Es similar al motor síncrono el cual tampoco se arranca solo. Lo que se necesita es un campo rotatorio en lugar de uncampo alterno.Cuando el campo se produce para que tenga un efecto rotatorio, el motor se llama de tipo de jaula de ardilla. Unmotor de fase partida utiliza polos de campo adicionales que están alimentados por corrientes en distinta fase, lo quepermite a los dos juegos de polos tener máximos de corriente y de campos magnéticos con muy poca diferencia detiempo. Los arrollamientos de los polos de campo de fases distintas, se deberían alimentar por c-a bifásicas yproducir un campo magnético rotatorio, pero cuando se trabaja con una sola fase, la segunda se consiguenormalmente conectando un condensador (o resistencia) en serie con los arrollamientos de fases distintas.Con ello se puede desplazar la fase en más de 20° y producir un campo magnético máximo en el devanado desfasadoque se adelanta sobre el campo magnético del devanado principal.Desplazamiento real del máximo de intensidad del campo magnético desde un polo al siguiente, atrae al rotor dejaula de ardilla con sus corrientes y campos inducidos, haciéndole girar. Esto hace que el motor se arranque por símismo.El devanado de fase partida puede quedar en el circuito o puede ser desconectado por medio de un conmutadorcentrífugo que le desconecta cuando el motor alcanza una velocidad predeterminada. Una vez que el motor arranca,funciona mejor sin el devanado de fase partida. De hecho, el rotor de un motor de inducción de fase partida siemprese desliza produciendo un pequeño porcentaje de reducción de la que sería la velocidad de sincronismo.Si la velocidad de sincronismo fuera 1.800 rpm, el rotor de jaula de ardilla, con una cierta carga, podría girar a 1.750rpm. Cuanto más grande sea la carga en el motor, más se desliza el rotor. En condiciones óptimas de funcionamientoun motor de fase partida con los polos en fase desconectados, puede funcionar con un rendimiento aproximado del75%.

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Otro modo de producir un campo rotatorio en un motor, consiste en sombrear el campo magnético de los polos decampo. Esto se consigue haciendo una ranura en los polos de campo y colocando un anillo de cobre alrededor de unade las partes del polo.Mientras la corriente en la bobina de campo está en la parte creciente de la alternancia, el campo magnético aumentae induce una fem y una corriente en el anillo de cobre. Esto produce un campo magnético alrededor del anillo quecontrarresta el magnetismo en la parte del polo donde se halla él.En este momento se tiene un campo magnético máximo en la parte de polo no sombreada y un mínimo en la partesombreada. En cuanto la corriente de campo alcanza un máximo, el campo magnético ya no varía y no se inducecorriente en el anillo de cobre. Entonces se desarrolla un campo magnético máximo en todo el polo. Mientras lacorriente está decreciendo en amplitud el campo disminuye y produce un campo máximo en la parte sombreada delpolo.De esta forma el campo magnético máximo se desplaza de la parte no sombreada a la sombreada de los polos decampo mientras avanza el ciclo de corriente. Este movimiento del máximo de campo produce en el motor el camporotatorio necesario para que el rotor de jaula de ardilla se arranque solo. El rendimiento de los motores de polos deinducción sombreados no es alto, varía del 30 al 50 por 100. Una de las principales ventajas de todos los motores dejaula de ardilla, particularmente en aplicaciones de radio, es la falta de colector o de anillos colectores y escobillas.Esto asegura el funcionamiento libre de interferencias cuando se utilizan tales motores. Estos motores también sonutilizados en la industria. El mantenimiento que se hace a estos motores es fácil.

Motor de corriente continuaEl motor de corriente continua (denominado también motor de corriente directa, motor CC o motor CD) es unamáquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción delcampo magnético.Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes. El estator dasoporte mecánico al aparato y contiene los devanados principales de la máquina, conocidos también con el nombrede polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre núcleo de hierro. El rotor esgeneralmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado con corriente directa medianteescobillas fijas (conocidas también como carbones).El principal inconveniente de estas máquinas es el mantenimiento, muy caro y laborioso, debido principalmente aldesgaste que sufren las escobillas al entrar en contacto con las delgas.Algunas aplicaciones especiales de estos motores son los motores lineales, cuando ejercen tracción sobre un riel, obien los motores de imanes permanentes. Los motores de corriente continua (CC) también se utilizan en laconstrucción de servomotores y motores paso a paso. Además existen motores de CD sin escobillas.Es posible controlar la velocidad y el par de estos motores utilizando técnicas de control de motores CD.

Motor de corriente continua 10

Principio de funcionamiento

Un motor de corriente directa produce torque gracias a laconmutación mecánica de la corriente. En esta imagen, existe un

campo magnético permanente producido por imanes en el estator. Elflujo de corriente en el devanado del rotor produce una fuerza deLorentz sobre el devanado, representada por las flechas verdes.

Debido a que en este caso el motor tiene dos polos, la conmutación sehace por medio de un anillo partido a la mitad, donde el flujo de

corriente se invierte cada media vuelta (180 grados).

Según la ley de Fuerza simplificada, cuando unconductor por el que pasa una corriente eléctrica sesumerge en un campo magnético, el conductor sufreuna fuerza perpendicular al plano formado por elcampo magnético y la corriente, siguiendo la regla dela mano derecha. Es importante recordar que para ungenerador se usará la regla de la mano derechamientras que para un motor se usará la regla de la manoizquierda para calcular el sentido de la fuerza.

• F: Fuerza en newtons• I: Intensidad que recorre el conductor en amperios• l: Longitud del conductor en metros• B: Densidad de campo magnético o densidad de

flujo teslas

El rotor tiene varios repartidos por la periferia. Amedida que gira, la corriente se activa en el conductorapropiado.Normalmente se aplica una corriente con sentidocontrario en el extremo opuesto del rotor, paracompensar la fuerza neta y aumentar el momento.

Motor de corriente continua 11

Esquema del funcionamiento de un motor de c.c.elemental de dos polos con una sola bobina y dos

delgas en el rotor. Se muestra el motor en tresposiciones del rotor desfasadas 90º entre sí.

1, 2: Escobillas;A, B: Delgas;

a, b: Lados de la bobina conectadosrespectivamente a las delgas A y B.

Fuerza contraelectromotriz inducida en un motor

Es la tensión que se crea en los conductores de un motor comoconsecuencia del corte de las líneas de fuerza, es el efecto generadorde pines.La polaridad de la tensión en los generadores es inversa a la aplicadaen bornes del motor.

Las fuertes puntas de corriente de un motor en el arranque sondebidas a que con la máquina parada no hay fuerzacontraelectromotriz y el bobinado se comporta como una resistenciapura del circuito.

La fuerza contraeloectromotriz en el motor depende directamente dela velocidad de giro del motor y del flujo magnetico del sistemainductor.

Número de escobillas

Las escobillas deben poner en cortocircuito todas las bobinas situadasen la zona neutra. Si la máquina tiene dos polos, tenemos también doszonas neutras. En consecuencia, el número total de escobillas ha deser igual al número de polos de la máquina. En cuanto a su posición,será coincidente con las líneas neutras de los polos.

Sentido de giro

En máquinas de corriente directa de mediana y gran potencia, escomún la fabricación de rotores con láminas de acero eléctrico paradisminuir las pérdidas asociadas a los campos magnéticos variables,como las corrientes de Foucault y las producidas por el fenómenollamado histéresis.

Reversibilidad

Los motores y los generadores de corriente continua están constituidos esencialmente por los mismos elementos,diferenciándose únicamente en la forma de utilización.Por reversibilidad entre el motor y el generador se entiende que si se hace girar al rotor, se produce en el devanadoinducido una fuerza electromotriz capaz de transformarse en energía en el circuito de carga.En cambio, si se aplica una tensión continua al devanado inducido del generador a través del colector de delgas, elcomportamiento de la máquina ahora es de motor, capaz de transformar la fuerza contraelectromotriz en energíamecánica.En ambos casos el inducido está sometido a la acción del campo inductor principal..

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Variaciones en el diseño del motorLos motores de corriente continua se construyen con rotores bobinados, y con estatores bobinados o de imanespermanentes. Además existen muchos tipos de motores especiales, como por ejemplo los motores sin escobillas, losservomotores y los motores paso a paso, que se fabrican utilizando un motor de corriente continua como base.

Motores con estator bobinadoSi el estator es bobinado, existen distintas configuraciones posibles para conectar los dos bobinados de la máquina:• Motor de CD en serie: el devanado de estator y el devanado de rotor se conectan en serie.• Motor de CD en paralelo: el devanado de estator y de rotor se conectan en paralelo.• Motor de CD compuesto: se utiliza una combinación de ambas configuraciones.

Rotor de una pequeña máquina de corrientedirecta de 12 V, con imanes permanentes, de dos

polos, cinco devanados, cinco delgas y dosescobillas.

Motores de imán permanente

Los motores de imán permanente tienen algunas ventajas derendimiento frente a los motores síncronos de corriente continua detipo excitado y han llegado a ser el predominante en las aplicaciones depotencia fraccionaria. Son más pequeños, más ligeros, más eficaces yfiables que otras máquinas eléctricas alimentadas individualmente.[1][2]

Motores sin escobillas

Los motores de corriente directa sin escobillas están diseñados paraconmutar la tensión en sus devanados, sin sufrir desgaste mecánico.Para este efecto utilizan controladores digitales y sensores de posición.Estos motores son frecuentemente utilizados en aplicaciones de bajapotencia, por ejemplo en los ventiladores de computadoras.

Enlaces externos• Control de motores de CC, Puente H [3]

• Control de motores de CC, Control por Ancho de Pulso (PWM) [4]

• Control de motores de CC, Circuitos con realimentación [5]

• Como funciona un motor [6] (en inglés)

Referencias[1][1] Singly fed electric machine[2] Gottlieb, I.M. (1994). Electric Motors & Control Techniques (2nd ed.). TAB Books.[3] http:/ / robots-argentina. com. ar/ MotorCC_PuenteH. htm[4] http:/ / robots-argentina. com. ar/ MotorCC_ControlAncho. htm[5] http:/ / robots-argentina. com. ar/ MotorCC_circuitosrealimentados. htm[6] http:/ / www. stefanv. com/ rcstuff/ qf200212. html

Motor de cubo de rueda 13

Motor de cubo de ruedaEl motor de cubo de rueda (también llamado motor de rueda, propulsión en el cubo de la rueda, motor de cubo omotor en rueda) es un motor eléctrico que se incorpora en el eje de una rueda y lo propulsa directamente.

Usos de los vehículos actuales y futuros• Los motores de ruedas se encuentran comúnmente en bicicletas y scooters.[1] y comienzan a incorporarse al resto

de vehículos, incluidos los autobuses.•• Los motores de las ruedas se aplican en la industria, por ejemplo, las ruedas que forman parte de las líneas de

montaje de conducción.

Coches de concepto

PML Mini QED electric vehicle

Varios coches de concepto se han desarrollado utilizando motores enruedas:

• General Motors Sequel 2005• Protean Electric 's Mini QED en 2006, y otros coches con su Hi-Pa

Drive.• Mitsubishi MIEV, modelo de concepto en 2005• Rimac Concept One en 2009• Citroën C-Métisse con ruedas en los motores eléctricos

desarrollados por TM4.• Siemens VDO (comprado por Continental) eCorner concept en

2006• Heuliez utilizará las Michelin Active Wheel (que incorpora

suspensión activa motorizada también) en 2008• El ZAP-X 2007 "en 2007 "usaría motores de cubo eléctricos de alta

tecnología en las cuatro ruedas, entregando 644 caballos de fuerzaal suelo, desde un paquete de baterías de litio-ion. Los motores decubo eliminarían la necesidad de transmisión, ejes y frenosconvencionales, abriendo espacio debajo del suelo del coche parauna batería gigante."

• El Peugeot BB1 2009 El Peugeot BB1 en 2009 incorpora trasera motores en rueda diseñados con Michelin.• The Protean Ford F-150 Camioneta Todo-Eléctrica de Protean Electric utiliza cuatro motores en rueda.• The Hiriko prototipo de coche eléctrico urbano plegable tiene los motores de accionamiento situados dentro de

cada una de las cuatro ruedas y una velocidad máxima controlada electrónicamente del 50 km/h. Cada ruedaintegra un motor, actuadores de dirección, suspensión y frenos directamente dentro de la rueda, controlado por unsistema de accionamiento por cable.

Motor de cubo de rueda 14

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Motor de cubo de ruedaCommons.•• [ Coche experimental Mitsubishi ', presentado en mayo de 2005, está equipado con motores de las ruedas]• Autobús eléctrico de carga rápida y motores en las ruedas [2] - Iveco revela Ellisup Busworld.

Referencias[1] http:/ / www. electricrider. com/ crystalyte/[2] http:/ / www. avem. fr/ actualite-bus-electrique-a-charge-rapide-iveco-revele-ellisup-a-busworld-4508. html

Motor de imanes permanentes

Rotor de una pequeña máquina de corrientedirecta de 12 V, con imanes permanentes, de dos

polos, cinco devanados, cinco delgas y dosescobillas.

Los motores de imanes permanentes son motores eléctricos cuyofuncionamiento se basa en imanes permanentes (motores de IP).Existen diversos tipos, siendo los más conocidos:

•• Motores de corriente continua de IP•• Motores de corriente alterna de IP•• Motores paso a paso de IPUno de los de mayor aplicación es el motor sincrónico de imánpermanente (en inglés Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM).

Motor Sincrónico de Imán Permanente

Las máquinas de imán permanente son extensivamente usadas enservomotores, accionamientos eléctricos para posicionamiento, robótica, máquinas herramienta, ascensores, etc. Sehan llegado a construir máquinas de una potencia por encima de 1 MW por ejemplo para el accionamiento desubmarinos. También es posible su aplicación en generación y bombeo a partir de energía solar fotovoltaica oenergía eólica.

La construcción de los rotores de los servomotores sincrónicos de imán permanente pueden adoptar una formacilíndrica con un bajo diámetro y gran longitud (cilinder rotor) llamados de flujo radial, o pueden tener un rotor enforma de disco más liviano rotor de disco (disk rotor), también llamadas máquinas de flujo axial, resultando así enambos casos un bajo momento de inercia y una constante de tiempo mecánica baja. Por otra parte, para aplicacionesindustriales con arranque de línea o mediante arrancadores de voltaje reducido, los motores poseen un damper queprotege los imanes de la des-magnetización durante los transitorios asociados en el arranque, y además amortigua lasoscilaciones pendulares.En aplicaciones en que el motor es operado electrónicamente desde un inverter, no es necesario el devanadoamortiguador para el arranque pues este lo realiza el control electrónico, y además el devanado amortiguador(damper) produce pérdidas de energía adicionales debido a las forma de onda no senoidales.Se analizará el caso de estátor trifásico, el cual es similar a uno de una máquina sincrónica trifásica clásica, debiendodestacarse dos tipos de PMSM según el tipo de rotor:•• Imanes montados en la superficie del rotor (Surface-mounted magnets)•• Imanes insertos en el rotor (Buried Magnets)

Motor de imanes permanentes 15

PMSM con imanes montados en la superficie del rotorEn el caso que los imanes van montados (pegados o zunchados) en la superficie del rotor, estos por el espacio queocupan obligan a tener un entrehierro relativamente grande, además los imanes cerámicos tienen efectos de salienciadespreciables. En estos casos no existe devanado amortiguador. El gran entrehierro hace que el flujo de la reacciónde armadura (RA) tenga efectos atenuados sobre el rotor, es decir la inductancia sincrónica Ld es pequeña pues tieneuna componente de reacción de armadura Lad pequeña y por consiguiente los efectos de la RA son muy atenuados.Por otra parte se deduce que el gran entrehierro resulta en una constante de tiempo eléctrica del estator T = L/Rpequeña.

PMSM con imanes insertos en el rotorSi los imanes están insertos en el rotor, quedan físicamente contenidos y protegidos, pero el espacio de hierro delrotor eliminado para insertar los imanes hace que no puede considerarse que en este caso se tenga un entrehierrouniforme, se tiene un efecto de saliencia, y aparece una componente de reluctancia del par.El criterio de diseño en el caso de servomotores deben encuadrar los siguientes requerimientos:•• Velocidad de operación y par controlado a todas las velocidades•• Alta relación [Potencia / peso] y [Par / inercia]•• Par electromagnético suave: sin pares pulsantes debido a las armónicas, ni efectos de posicionamiento

preferencial (cogging) debido a las ranuras•• Alta densidad de flujo en el entrehierro•• Diseño compacto con alto rendimiento y factor de potencia

Motor de magnetización permanenteUn motor de magnetización permanente es un tipo de motor eléctrico del tipo paso a paso. Se lo conoce tambiéncomo PMSM (permanent magnet synchronous motor).Son extensivamente usados en servomotores, accionamientos eléctricos para posicionamiento, robótica, máquinasherramienta, ascensores, etc.

EstructuraLa construcción de los rotores de los servomotores sincrónicos de imán permanente pueden adoptar una formacilíndrica con un bajo diámetro y gran longitud (cilinder rotor) llamados de flujo radial, o pueden tener un rotor enforma de disco más liviano rotor de disco (disk rotor), también llamadas máquinas de flujo axial, resultando así enambos casos un bajo momento de inercia y una constante de tiempo mecánica baja. Por otra para aplicacionesindustriales con arranque de línea o mediante arrancadores de voltaje reducido, los motores poseen un damper queprotege los imanes de la des-magnetización durante los transitorios asociados en el arranque, y además amortigua lasoscilaciones pendulares.

Motor de magnetización permanente 16

UsosSe han llegado a construir máquinas de una potencia por encima de 1 MW, por ejemplo para el accionamiento desubmarinos. También es posible su aplicación en generación y bombeo a partir de energía solar o energía eólica.En aplicaciones en que el motor es operado electrónicamente desde un inverter, no es necesario el devanadoamortiguador para el arranque pues este lo realiza el control electrónico, y además el devanado amortiguador(damper) produce pérdidas de energía adicionales debido a las forma de onda no senoidales.

TiposExisten dos tipos de motores, que se clasifican según donde estén montados los imanes:• PMSM con imanes montados en la superficie del rotor (Surface-mounted magnets): En el caso que los imanes van

montados (pegados o zunchados) en la superficie del rotor, estos por el espacio que ocupan obligan a tener unentrehierro relativamente grande, además los imanes cerámicos tienen efectos de saliencia despreciables. En estoscasos no existe devanado amortiguador. El gran entrehierro hace que el flujo de la reacción de armadura (RA)tenga efectos atenuados sobre el rotor, es decir la inductancia sincrónica Ld es pequeña pues tiene unacomponente de reacción de armadura Lad pequeña y por consiguiente los efectos de la RA son muy atenuados.Por otra parte se deduce que el gran entrehierro resulta en una constante de tiempo eléctrica del estator T = L/Rpequeña.

• PMSM con imanes insertos en el rotor (Buried Magnets): Si los imanes están insertos en el rotor, quedanfísicamente contenidos y protegidos, pero el espacio de hierro del rotor eliminado para insertar los imanes haceque no puede considerarse que en este caso se tenga un entrehierro uniforme, se tiene un efecto de saliencia, yaparece una componente de reluctancia del par.

DiseñoEl criterio de diseño en el caso de servomotores deben encuadrar los siguientes requerimientos:•• Velocidad de operación y par controlado a todas las velocidades•• Alta relación [Potencia / peso] y [Par / inercia]•• Par electromagnético suave: sin pares pulsantes debido a las armónicas, ni efectos de posicionamiento

preferencial (cogging)debido a las ranuras•• Alta densidad de flujo en el entrehierro•• Diseño compacto con alto rendimiento y factor de potencia

Motor de reluctancia variable 17

Motor de reluctancia variableLa expresión motor de reluctancia variable hacereferencia a un motor eléctrico del tipo paso a paso,cuyo funcionamiento se basa en la reluctancia variablemediante un rotor dentado en hierro dulce que tiende aalinearse con los polos bobinados del estátor. Sepueden conseguir pasos muy pequeños.

El rotor es de material magnético, pero no es un imánpermanente, y presenta una forma dentada, consalientes. El estátor consiste en una serie de piezaspolares conectadas a 3 fases.

En todo momento, el rotor "buscará" alinearse de formatal que minimize la reluctancia rotor-estátor,circunstancia que se da cuando el espacio entre polosdel estátor queda lo más ocupado posible por materialdel rotor, es decir, orientando los salientes o dienteshacia los polos energizados del estátor.

Este tipo de motor puede diseñarse para funcionar conpasos más pequeños que los pasos de un motor paso apaso de imán permanente. Por otra parte, su rotor es debaja inercia, con lo que se mejora su respuestadinámica, aunque tiene la desventaja de tener menorpar motor que un motor eléctrico de imán permanentede similar tamaño.

• Wikimedia Commons alberga contenidomultimedia sobre Motor de reluctancia variable.Commons

Motor de tracción 18

Motor de tracción

Locomotora eléctrica PRR DD1, sin la carrocería, mostrando susmotores de tracción.

Un motor de tracción es un motor eléctrico que proveeel par motor de giro principal de una máquina,usualmente convertido en movimiento lineal (tracción).

Los motores de tracción son usados en vehículosferroviarios de tracción eléctrica como locomotoraseléctricas y tren de unidades múltiples, otros vehículoseléctricos como coches eléctricos, ascensores y cintastransportadoras, así como también vehículos consistema de transmisión eléctrica como las locomotorasdiésel-eléctricas, vehículos híbridos eléctricos yvehículos eléctricos de batería. Adicionalmente, losmotores eléctricos en otros productos (como el motor principal en una lavadora) son denominados como motores detracción.

Aplicaciones en el transporte

FerrocarrilTradicionalmente, son motores de corriente continua con bobinado en serie, funcionando con aproximadamente 600voltios. La disponibilidad de semiconductores de alta potencia (como los tiristores y los IGBT) ha hecho posible lautilización de los motores de corriente alterna, más simples y altamente confiables, conocidos como motores detracción asíncronos. Motores CA síncronos son usados ocasionalmente, como en el TGV francés.Hasta mediados del siglo XX, a menudo se utilizaba un sólo motor grande para mover varios ejes de tracción,acoplados mediante bielas, muy similares a las usadas en las locomotoras de vapor. La Pennsylvania Railroad DD1,la PRR L5 y varias Cocodrilos Suizas son ejemplos de este sistema. La práctica estándar hoy día es utilizar un motorde tracción por cada eje motriz, acoplado con una caja reductora.Usualmente, los motores de tracción está suspendido por tres puntos, entre el marco del boje y el eje motriz; se lodenomina como "motor de tracción suspendido por la nariz". El problema de esta disposición es que una parte delmotor no tiene apoyo, incrementando las fuerzas sobre el boje. En el caso de las famosas GG1 del PennsylvaniaRailroad, cada eje era manejado por dos motores montados en el boje. Las locomotoras eléctricas "Bi-Polares"construidas por General Electric para el Milwaukee Road no tenían caja reductora. El eje del motor era también eleje de las ruedas. En el caso de la TGV francés, cada eje motrtiz es impulsado por un motor montado en el chasis dela unidad motriz. Montando los motores de tracción, relativamente pesados, en el cuerpo de la unidad en lugar delboje, se obtiene una mayor dinámica permitiendo operar a altas velocidades.El motor de CC fue el pilar de la tracción en las locomotoras eléctricas y diésel-eléctricas y en los autos de calle y tranvías por muchos años. Éstos consisten en dos partes, un bobinado que gira montado en un eje (el rotor), rodeado de un bobinado fijo, este último conocido como estator, o simplemente los "campos". Los campos fijos consisten de bobinas de alambre montadas en el interior de la carcasa del motor. El rotor es otro juego de bobinas montadas en un eje central y conectadas al estator por medio de "escobillas", las que mediante la presión de unos resortes, hacen contacto con la extensión del rotor conocido como "colector". Al colector están conectadas las terminales de las todas las bobinas del rotor, distribuidas en un patrón circular para permitir que la electricidad fluya en aquellas en la secuencia correcta. Cuando el rotor y los campos están conectados en serie, el motor completo se lo conoce como "bobinado en serie", teniendo un circuito de baja resistencia. Debido a esto, cuando se le aplica voltaje al motor, la corriente es alta (Ley de Ohm: corriente = voltaje/resistencia). La ventaja de la corriente alta es que los campos

Motor de tracción 19

magnéticos dentro del motor son fuertes, produciendo un elevado par de giro, siendo ideal para arrancar un tren. Ladesventaja es que el flujo de corriente dentro del motor debe limitarse de alguna manera, ya que podría sobrecargarsey producir daños al motor y su cableado. En el mejor de los casos, el torque puede exceder la adhesión de las ruedasal riel, y hacerlas patinar. Tradicionalmente, se usan resistencias para limitar la corriente.

Referencias

Enlaces externos• Esta obra deriva de la traducción de Traction motor, publicada bajo la Licencia de documentación libre de GNU y

la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 3.0 Unported por editores de la Wikipedia en inglés.

Motor eléctrico

Campo magnético que rota como suma devectores magnéticos a partir de 3 bobinas de la

fase.

Rotor, estátor y ventilador de un motor eléctrico.

El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energíaeléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los camposmagnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricasrotatorias compuestas por un estátor y un rotor.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que puedentransformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando comogeneradores o dinamo. Los motores eléctricos de tracción usados enlocomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambastareas, si se los equipa adecuadamente o con frenos regenerativos.

Son utilizados en infinidad de sectores; instalaciones industriales,comerciales, particulares; como ventiladores, teléfonos, bombas,máquinas herramientas, aparatos electrodomésticos, herramientaseléctricas y unidades de disco. Los motores eléctricos pueden serimpulsados por fuentes de corriente continua (DC), tal como bateríasde automóviles o rectificadores de corriente, y por fuentes de corrientealterna (AC) bien sea directamente de la red eléctrica bifasica otrifasica. Los pequeños motores se pueden encontrar hasta en relojeseléctricos. Los motores de uso general con dimensiones ycaracterísticas más estandarizadas proporcionan la potencia adecuadaal uso industrial. Los motores eléctricos más grandes se usan parapropulsión de trenes, compresores y aplicaciones de bombeo conpotencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores pueden serclasificados por el tipo de fuente de energía eléctrica, construccióninterna, aplicación, tipo de salida de movimiento, etcétera.

Historia

Werner von Siemens patentó en 1866 la dinamo. Con ello no sólo contribuyó al inicio de los motores eléctricos, sinotambién introdujo el concepto de Ingeniería Eléctrica, creando planes de formación profesional para los técnicos desu empresa. La construcción de las primeras máquinas eléctricas fue lograda en parte, en base a experiencia práctica.A mediados de la década de 1880, gracias a la teoría desarrollada por James Clerk Maxwell y al éxito de Werner vonSiemens, la ingeniería eléctrica se introdujo como disciplina en las universidades.

Motor eléctrico 20

La fascinación por la electricidad aumentó con la invención de la dinamo. Karl Marx predijo que la electricidadcausaría una revolución de mayores alcances que la que se vivía en la época con las máquinas de vapor. AntonioPacinotti inventó el inducido en forma de anillo en una máquina que transformaba movimiento mecánico encorriente eléctrica continua con una pulsación, y dijo que su máquina podría funcionar de forma inversa, esta es laidea del motor eléctrico de corriente continua.Los primeros motores eléctricos técnicamente utilizables fueron creados por el ingeniero Moritz von Jacobi, quienlos presentó por primera vez al mundo en 1834.

Principio de funcionamientoLos motores eléctricos son dispositivos que transforman energía eléctrica en energía mecánica. El medio de estatransformación de energía en los motores eléctricos es el campo magnético. Existen diferentes tipos de motoreseléctricos y cada tipo tiene distintos componentes cuya estructura determina la interacción de los flujos eléctricos ymagnéticos que originan la fuerza o par de torsión del motor.El principio fundamental que describe cómo es que se origina una fuerza por la interacción de en una carga eléctricapuntual q en campos eléctricos y magnéticos es la Ley de Lorentz:[1]

donde:q-carga eléctrica puntual

-Campo eléctrico-velocidad de la partícula-densidad de campo magnético

En el caso de un campo puramente eléctrico la expresión de la ecuación se reduce a:

La fuerza en este caso está determinada solamente por la carga q y por el campo eléctrico . Es la fuerza deCoulomb que actúa a lo largo del conductor originando el flujo eléctrico, por ejemplo en las bobinas del estátor delas máquinas de inducción o en el rotor de los motores de corriente continua.En el caso de un campo puramente magnético:

La fuerza esta determinada por la carga, la densidad del campo magnético y la velocidad de la carga . Estafuerza es perpendicular al campo magnético y a la dirección de la velocidad de la carga. Normalmente haymuchísimas cargas en movimiento por lo que conviene reescribir la expresión en términos de densidad de carga yse obtiene entonces densidad de fuerza (fuerza por unidad de volumen):

Al producto se le conoce como densidad de corriente (amperes por metro cuadrado):

Entonces la expresión resultante describe la fuerza producida por la interacción de corriente con campo magnético:

Este es un principio básico que explica cómo se origina las fuerzas en sistemas electromecánicos como los motoreseléctricos. Sin embargo, la completa descripción para cada tipo de motor eléctrico depende de sus componentes y suconstrucción.

Motor eléctrico 21

Ventajas• A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.• Se pueden construir de cualquier tamaño y forma, siempre que el voltaje lo permita.• Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.• Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando a medida que se incrementa la

potencia de la máquina).• Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las

redes de suministro sí emiten contaminantes.•• No necesita de refrigeración ni ventilación forzada, están autoventilados.• No necesita de transmisión/marchas.

Motores de corriente continua

Diversos motores eléctricos.

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

•• Motor serie•• Motor compound•• Motor shunt•• Motor eléctrico sin escobillasAdemás de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados enelectrónica:•• Motor paso a paso•• Servomotor•• Motor sin núcleo

Motor eléctrico 22

Motores de corriente alternaExisten 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

Usos

Oceanvolt, motor eléctrico marino

Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las máquinasmodernas. Su reducido tamaño permite introducir motores potentes enmáquinas de pequeño tamaño, por ejemplo taladros o batidoras. Suelevado par motor y alta eficiencia lo convierte en el motor ideal parala tracción de transportes pesados como trenes; así como la propulsiónde barcos, submarinos y dúmperes de minería, a través del sistemaDiésel-eléctrico.

Cambio de sentido de giro

Para efectuar el cambio de sentido de giro de los motores eléctricos decorriente alterna se siguen unos simples pasos tales como:•• Para motores monofásicos únicamente es necesario invertir las

terminales del devanado de arranque, esto se puede realizarmanualmente o con relés conmutadores

•• Para motores trifásicos únicamente es necesario invertir dos de lasconexiones de alimentación correspondientes a dos fases de acuerdoa la secuencia de trifases.

•• Para motores de a.c. es necesario invertir los contactos del par de arranque.

Regulación de velocidadSíncronos trifásicos existen dos formas de poder variar la velocidad, una es variando la frecuencia mediante unequipo electrónico especial y la otra es variando la polaridad gracias al diseño del motor. Esto último es posible enlos motores de devanado separado, o los motores de conexión Dahlander pero solo es posible tener un cambio depolaridad limitado ejem: 2 polos y 4.

Referencias[1][1] Fitzgerald,A.E., Kinglsley,C., Umans,S.,Electric Machinery, sexta Edición, Mc.Graw Hill, International Edition 2003, ISBN 0-07-112193-5

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre motores eléctricos. Commons• Motor eléctrico de Beakman (http:/ / fly. hiwaay. net/ ~palmer/ motor_sp. html)• Control de motores de CC, Puente H (http:/ / robots-argentina. com. ar/ MotorCC_PuenteH. htm)• Control de motores de CC, Control por Ancho de Pulso (PWM) (http:/ / robots-argentina. com. ar/

MotorCC_ControlAncho. htm)• Control de motores de CC, Circuitos con realimentación (http:/ / robots-argentina. com. ar/

MotorCC_ControlAncho. htm)

Motor eléctrico 23

• Simbología de motores eléctricos (http:/ / www. simbologia-electronica. com/ simbolos_electronicos/simbolos_motores_electricos. htm)

• Modulador de tensión y frecuencia para motor eléctrico (http:/ / bibliotecadigital. univalle. edu. co/ bitstream/10893/ 1316/ 6/ Modulador PWM de Tension y Frecuencia para Vehiculo. pdf)

Motor eléctrico sin escobillas

Ventiladores de ordenador desmontados. Se muestra elcircuito impreso que controla el motor.

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

Los motores eléctricos solían tener un colector de delgas o un parde anillos rozantes. Estos sistemas, que producen rozamiento,disminuyen el rendimiento, desprenden calor y ruido, requierenmucho mantenimiento y pueden producir partículas de carbón quemanchan el motor de un polvo que, además, puede ser conductor.Los primeros motores sin escobillas fueron los motores decorriente 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 controlera 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. Otrasveces se puede alimentar directamente con corriente continua, eliminado el primer paso. Por este motivo, estosmotores de corriente alterna se pueden usar en aplicaciones de corriente continua, con un rendimiento mucho mayorque un motor de corriente continua con escobillas. Algunas aplicaciones serían los coches y aviones conradiocontrol, que funcionan con pilas.

Otros motores sin escobillas, que sólo funcionan con corriente continua son los que se usan en pequeños aparatoseléctricos de baja potencia, como lectores de CD-ROM, ventiladores de ordenador, casetes, etc. Su mecanismo sebasa en sustituir la conmutación (cambio de polaridad) mecánica por otra electrónica sin contacto. En este caso, laespira sólo es impulsada cuando el polo es el correcto, y cuando no lo es, el sistema electrónico corta el suministrode corriente. Para detectar la posición de la espira del rotor se utiliza la detección de un campo magnético. Estesistema electrónico, además, puede informar de la velocidad de giro, o si está parado, e incluso cortar la corriente sise 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 seevita 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 estátor, que a lavez es inducido. Como el campo magnético del inductor necesita mucha menos corriente que la que se va generar enel inducido, se necesitan unos anillos con un rozamiento menor. Esta configuración la usan desde pequeñosalternadores de coche hasta los generadores de centrales con potencias del orden del megavatio.

Motor eléctrico sin escobillas 24

Enlaces externos• Cómo invertir el sentido de un ventilador sin escobillas [1]

• Construcción de un motor brushles casero [2]

• E-Radiocontrol - Motores Brushless [3]

Referencias[1] http:/ / www. rastersoft. com/ cacharreo/ ventilador. html[2] http:/ / www. e-aeromodelismo. com. ar/ Notas/ brushless/ brushless_1. htm[3] http:/ / www. e-radiocontrol. com. ar/ ?Motores_Brushless

Motor monofásico de fase partida

Esquema de un motor monofásico de fasepartida.

Un motor monofásico de fase partida es un motor de inducción con dosbobinados en el estator, uno principal y otro auxiliar o de arranque.

El motor de fase partida es uno de los distintos sistemas ideados para elarranque de los motores asíncronos monofásicos. Se basa en cambiar, almenos durante el arranque, el motor monofásico por un bifásico (que puedearrancar sólo). El motor dispone de dos devanados, el principal y elauxiliar; además, lleva incorporado un interruptor centrífugo cuya funciónes la de desconectar el devanado auxiliar después del arranque del motor.

Además del motor de fase partida existen otros sistemas para arrancarmotores monofásicos como es el caso de motores de arranque porcondensador.La necesidad del motor de inducción monofásico de fase partida se explicade la siguiente forma: existen muchas instalaciones, tanto industriales comoresidenciales a las que la compañía eléctrica solo suministra un servicio dec.a monofásico. Además, en todo lugar casi siempre hay necesidad demotores pequeños que trabajen con suministro monofásico para impulsardiversos artefactos electrodomésticos tales como máquinas de coser, taladros, aspiradoras, acondicionadores de aire,etc.La mayoría de los motores monofásicos de fase partida son motores pequeños de caballaje fraccionario. Tanto para115 v como para 230 v en servicio monofásico.Los motores monofásicos de inducción de fase partida experimentan una grave desventaja. Puesto que solo hay unafase en el devanado del estator, el campo magnético en un motor monofásico de inducción no rota. En su lugar,primero pulsa con gran intensidad, luego con menos intensidad, pero permanece siempre en la misma dirección.Puesto que no hay campo magnético rotacional en el estator, un motor monofásico de inducción no tiene par dearranque. Es por ello que se conecta en paralelo una bobina de arranque en forma paralela. Para así poder crear uncampo giratorio y de esta manera tener un torque de arranque, la bobina de arranque es desconectada por medio deun interruptor centrífugo.Partes principales de un motor de fase partida.a.- ROTOR:El rotor se compone de tres partes fundamentales. La primera de ellas es el núcleo, formado por un paquete deláminas o chapas de hierro de elevada calidad magnética. La segunda es el eje, sobre el cual va ajustado a presión elpaquete de chapas. La tercera es el arrollamiento llamado de jaula de ardilla, que consiste en una serie de barras de

Motor monofásico de fase partida 25

cobre de gran sección, alojadas en sendas ranuras axiales practicadas en la periferia del núcleo y unidas encortocircuitos mediante dos gruesos aros de cobre, situados uno a cada extremo del núcleo. En la mayoría de losmotores de fase partida el arrollamiento rotorico es de aluminio y esta fundido de una sola pieza.b.- ESTÁTOREl estátor se compone de un núcleo de chapas de acero con ranuras semicerradas, de una pesada carcasa de acero ode fundición dentro de la cual esta introducido a presión el núcleo de chapas, y de dos arrollamientos de hilo decobre aislado alojados en las ranuras y llamados respectivamente arrollamiento principal o de trabajo y arrollamientoauxiliar o de arranque. En el instante de arranque están conectados uno y otro a la red de alimentación; sin embargo,cuando la velocidad del motor alcanza un valor prefijado el arrollamiento de arranque es desconectadoautomáticamente de la red por medio de un interruptor centrífugo montado en el interior del motor.c.- ESCUDOS O PLACAS TÉRMICASLos escudos o placas térmicas, están fijados a la carcasa del estátor por medio de tornillos o pernos; su misiónprincipal es mantener el eje del rotor en posición invariable. Cada escudo tiene un orificio central previsto para alojarel cojinete, sea de bolas o de deslizamiento, donde descansa el extremo correspondiente del eje rotorico. Los doscojinetes cumplen las siguientes funciones: sostener el peso del rotor, mantener a este exactamente centrado en elinterior del estátor, permitir el giro del rotor con la mínima fricción y evitar que el rotor llegue a rozar con el estátor.d.- INTERRUPTOR CENTRÍFUGOEl interruptor centrífugo va montado en el interior del motor. Su misión es desconectar el arrollamiento de arranqueen cuanto el rotor ha alcanzado una velocidad predeterminada. El tipo más corriente consta de dos partes principales,una fija y otra giratoria. La parte fija está situada por lo general en la cara interior del escudo frontal del motor ylleva dos contactos, por lo que su funcionamiento es análogo al de un interruptor unipolar. En algunos motoresmodernos la parte fija del interruptor está montada en el interior del cuerpo del estátor. La parte giratoria vadispuesta sobre el rotor.El funcionamiento de un interruptor es el siguiente: mientras el rotor esta en reposo o girando apoca velocidad, lapresión ejercida por la parte móvil del interruptor mantiene estrechamente cerrados los dos contactos de la parte fija.Cuando el rotor alcanza aproximadamente el 75 % de su velocidad de régimen, la parte giratoria cesa de presionarsobre dichos contactos y permite por tanto que se separen, con lo cual el arrollamiento de arranque quedaautomáticamente desconectado de la red de alimentación.e.- ARROLLAMIENTO DE JAULA DE ARDILLASe compone de una serie de barras de cobre de gran sección, que van alojadas dentro de las ranuras del paquete dechapas rotorico; dichas barras están soldadas por ambos extremos a gruesos aros de cobre, que las cierran encortocircuito. La mayoría de los motores de fase partida llevan, sin embargo, un arrollamiento rotorico con barras yaros de aluminio, fundido de una sola pieza.f.- ARROLLAMIENTOS ESTATORICOSSon los siguientes:Un arrollamiento de trabajo o principal, a base de conductor de cobre grueso aislado, dispuesto generalmente en elfondo de las ranuras estatoricas y un arrollamiento de arranque o auxiliar, a base de conductor de cobre fino aislado,situado normalmente encima del arrollamiento de trabajo. Ambos arrollamientos están unidos en paralelo. En elmomento del arranque uno y otro se hallan conectados a la red de alimentación, cuando el motor ha alcanzadoaproximadamente el 75% de su velocidad de régimen, el interruptor centrifugo se abre y deja afuera y deja fuera deservicio el arrollamiento de arranque; el motor sigue funcionando entonces únicamente con el arrollamiento detrabajo principal.Durante la fase de arranque, las corrientes que circulan por ambos arrollamientos crean un campo magnéticogiratorio en el interior del motor. Este campo giratorio induce corrientes en el arrollamiento rotorico, las cualesgeneran a su vez otro campo magnético. Ambos campos magnéticos reaccionan entre si y determinan el giro del

Motor monofásico de fase partida 26

rotor. El arrollamiento de arranque solo es necesario para poner en marcha el motor, es decir, para engendrar elcampo giratorio. Una vez conseguido el arranque del motor ya no se necesita más, y por ello es desconectado de lared por medio del interruptor centrífugo.

Motor paso a paso

Motor paso a paso (PaP)

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

Este motor presenta las ventajas de tener alta precisión y repetitividaden cuanto al posicionamiento. Entre sus principales aplicacionesdestacan como motor de frecuencia variable, motor de corrientecontinua sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente.

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

Secuencia de funcionamientoObservese como la variación de la dirección del campo magnético creado en el estátor producirá movimiento deseguimiento por parte del rotor de imán permanente, el cual intentará alinearse con el campo magnético inducido porlas bobinas que excitan los electroimanes (en este caso A y B). Vcc es la alimentación de corriente continua (porejemplo 5V, 12V, 24V...)

Tabla de orden de fases. En este caso concreto el motor tendrá un paso angular de 90º y unsemipaso de 45º (al excitarse más de una bobina)

Paso Terminal1

Bobina A

Terminal2

Bobina A

Terminal1

Bobina B

Terminal2

Bobina B

Imagen

Paso 1 +Vcc -Vcc -Vcc

(Semi-)Paso 2 +Vcc -Vcc +Vcc -Vcc

Paso 3 +Vcc -Vcc

(Semi-)Paso 4 -Vcc +Vcc +Vcc -Vcc

Motor paso a paso 27

Paso 5 -Vcc +Vcc

(Semi-)Paso 6 -Vcc +Vcc -Vcc +Vcc

Paso 7 -Vcc +Vcc

(Semi-)Paso 8 +Vcc -Vcc -Vcc +Vcc

Control de las bobinasPara el control del motor paso a paso de este tipo (bipolar), se establece el principio de "Puente H", si se activan T1 yT4, permiten la alimentación en un sentido; si cambiamos el sentido de la alimentación activando T2 y T3,cambiaremos el sentido de alimentación y el sentido de la corriente.

Topología de "puente en H" para las bobinas A y B

variación de la alimentación de corriente de la bobinaA según los transistores T1, T2, T3, T4

Velocidad de rotación

La velocidad de rotación viene definida por la ecuación:

Donde:•• f: frecuencia del tren de impulsos• n: nº de polos que forman el motorSi bien hay que decir que para estos motores, la máximafrecuencia admisible suele estar alrededor de los 625 Hz, en casode que la frecuencia de pulsos sea demasiado elevada, el motorpuede reaccionar en alguna de las siguientes maneras:•• No realizar ningún movimiento en absoluto.•• Comenzar a vibrar pero sin llegar a girar.•• Girar erráticamente.

•• Girar en sentido opuesto.•• Perder potenciaComo ayuda es recomendable que también se coloque a disposición un simulador o circuito para probar estosmotores paso a paso para descartar fallas en ello.

Motor paso a paso 28

Tipos de motores paso a pasoEl motor de paso de rotor de imán permanente: Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor noestá energizado. Dependiendo de la construcción del motor, es típicamente posible obtener pasos angulares de 7.5,11.25, 15, 18, 45 o 90°. El ángulo de rotación se determina por el número de polos en el estatorEl motor de paso de reluctancia variable (VR): Tiene un rotor multipolar de hierro y un estator devanadolaminado, y rota cuando los dientes del rotor son atraídos a los dientes del estator electromagnéticamenteenergizados. La inercia del rotor de un motor de paso de reluctancia variable es pequeña y la respuesta es muyrápida, pero la inercia permitida de la carga es pequeña. Cuando los devanados no están energizados, el par estáticode este tipo de motor es cero. Generalmente, el paso angular de este motor de paso de reluctancia variable es de 15°El motor híbrido de paso: Se caracteriza por tener varios dientes en el estator y en el rotor, el rotor con un imánconcéntrico magnetizado axialmente alrededor de su eje. Se puede ver que esta configuración es una mezcla de lostipos de reluctancia variable e imán permanente. Este tipo de motor tiene una alta precisión y alto par y se puedeconfigurar para suministrar un paso angular tan pequeño como 1.8°. Según un estudio realizado por el prestigiosoinvestigador Dr. Fco. Javier Moreno, "esto es una auténtica castaña, valga la rebundancia",Motores paso a paso Bipolares: Estos tienen generalmente 4 cables de salida. Necesitan ciertos trucos para sercontrolados debido a que requieren del cambio de dirección de flujo de corriente a través de las bobinas en lasecuencia apropiada para realizar un movimiento.Motores paso a paso unipolares: estos motores suelen tener 5 ó 6 cables de salida dependiendo de su conexionadointerno. Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar, estos utilizan un cable común a la fuente dealimentación y posteriormente se van colocando las otras lineas a tierra en un orden específico para generar cadapaso, si tienen 6 cables es porque cada par de bobinas tiene un común separado, si tiene 5 cables es porque las cuatrobobinas tiene un solo común; un motor unipolar de 6 cables puede ser usado como un motor bipolar si se deja laslineas del común al aire.

Enlaces externos• «Tutorial sobre el control de motores paso a paso [1]» (en inglés). Consultado el 08/06/09.• Guía de Selección de motor paso a paso [2]

• «Motores paso a paso, características básicas [3]» (en español). Consultado el 08/06/09.

Referencias[1] http:/ / www. cs. uiowa. edu/ ~jones/ step[2] http:/ / www. ms-motor. com/ technical-support/ stepper-motor-selection-guide[3] http:/ / robots-argentina. com. ar/ MotorPP_basico. htm

Motor paso a paso híbrido 29

Motor paso a paso híbridoLa expresión Motor paso a paso híbrido se refiere a un motor eléctrico del tipo paso a paso, cuyo funcionamientose basa en la combinación de los otros dos tipos de motores paso a paso, el Motor de reluctancia variable y el motorde magnetización permanente.

EstructuraEl rotor suele estar constituido por anillos de acero dulce dentado en un número ligeramente distinto al del estator ydichos anillos montados sobre un imán permanente dispuesto axialmente. El tipo Híbrido es probablemente el másusado de todos los motores por pasos. Originalmente desarrollado como un motor de magnetización permanentesincrónico de baja velocidad, su construcción es una combinación de los diseños del último y de reluctancia variable.El motor Híbrido consiste en un estator dentado y un rotor de tres partes (apilado simple). El rotor de apilado simplecontiene dos piezas de polos separados por un magneto permanente magnetizado, con los dientes opuestosdesplazados en una mitad de un salto de diente para permitir una alta resolución de pasos.

Motor piezoeléctricoUn motor piezoeléctrico es un tipo frecuente de motor que utiliza la electricidad para producir vibraciones de formaque produzca un movimiento lineal o rotatorio.Un Móvil recrea un efecto parecido cuando se desplaza debido a las vibraciones cuando recibe una llamada.Los motores piezoeléctricos tiene mucha fuerza en movimientos lentos, pero pueden ser también muy rápidos,tienen muy pocas piezas, no necesitan lubricacion y son muy eficientes energéticamente. Tiene como desventaja queno pueden girar libremente cuando están detenidos.Actualmente se usan en los objetivos automáticos de varias cámaras digitales:• Canon EOS – USM, UltraSonic Motor• Minolta, Konica, Sony – SSM, SuperSonic Motor• Nikon – SWM, Silent Wave Motor• Olympus – SWD, Supersonic Wave Drive• Panasonic – XSM, Extra Silent Motor• Pentax – SDM, Supersonic Drive Motor• Sigma – HSM, Hyper Sonic Motor• Tamron - USD, Ultrasonic Silent Drive

Enlaces externos• Comparación entre sistemas electrocerámicos de desplazamiento mecánico. Motores y actuadores piezoeléctricos

[1]

Referencias[1] http:/ / digital. csic. es/ bitstream/ 10261/ 4417/ 1/ motores. pdf

Motor serie 30

Motor serie

Motor eléctrico serie.

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

Las principales características de este motor son:- Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motorde corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motorserie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en elinducido.- 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 unaumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contraelectromotriz, estabilizándose la intensidadabsorbida.

Motor shunt

Motor eléctrico paralelo.

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

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

En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que elmotor serie, (también uno de los componentes del motor de corrientecontinua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenassufre variación.Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye mas que ligeramente cuando el par aumenta.Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidadconstante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (pormedio del control del campo). El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en losaccionamientos para los generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores de corriente continua

Motor sin núcleo 31

Motor sin núcleo

Un pequeño motor de corriente directa sin núcleo.

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

Para optimizar el campo magnético que baña el rotor, para motoresque requieren cierta potencia, se puede construir el rotor plano enforma de disco, similar a un circuito impreso en el que las escobillasrozan ortogonalmente sobre un bobinado imbricado que gira entreimanes permanentes colocados a ambos lados del disco.

Motor síncrono

El campo magnético rotatorio en el estator estáformado por la suma vectorial del campomagnético producido por tres devanados.

Los motores síncronos son un tipo de motor de corriente alterna en elque la rotación del eje está sincronizada con la frecuencia de lacorriente de alimentación; el período de rotación es exactamente iguala un número entero de ciclos de CA. Su velocidad de giro es constantey depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que estéconectado y por el número de pares de polos del motor, siendoconocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo". Este tipo demotor contiene electromagnetos en el estátor del motor que crean uncampo magnetico que rota en el tiempo a esta velocidad desincronismo.

La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina conlos 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 máquinaoperará 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.

Motor síncrono 32

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

Frenado de un motor trifásico síncronoPor regla general, la velocidad deseada de este tipo de motor se ajusta por medio de un reostato. El motor síncrono,cuando alcance el par crítico, se detendrá, no siendo esta la forma más ortodoxa de hacerlo. El par crítico se alcanzacuando la carga asignada al motor supera al par del motor. Esto provoca un sobrecalentamiento que puede dañar elmotor. La mejor forma de hacerlo, es ir variando la carga hasta que la intensidad absorbida de la red sea la menorposible, y entonces desconectar el motor.Otra forma de hacerlo, y la más habitual, es regulando el reostato, con ello variamos la intensidad y podemosdesconectar el motor sin ningún riesgo.

Motor ultrasónicoUn motor ultrasónico es un tipo de motor eléctrico alimentado por la vibración ultrasónica de un componente, elestator, colocado contra el otro componente, el rotor o corredera, dependiendo del esquema de operación (rotación otransición lineal).Uno de los usos más comunes de los motores ultrasónicos es la aplicación en lentes de las cámaras fotográficas, y seutiliza para mover elementos de lentes como parte del sistema de enfoque automático. Los motores ultrasónicosreemplazan al micromotor que suele ser más ruidoso y lento que este.

AplicacionesCanon es uno de los pioneros en motores ultrasónicos y crearon el famoso "USM" a finales de 1980 incorporándoloen el mecanismo de auto foco para los lentes de montura Canon EF. Numerosas patentes de motores ultrasónicosfueron creadas por Canon, su rival Nikon y otras empresas similares. Canon no sólo incluyó su motor ultrasónico(USM) en sus Cámaras DSLR, sino que también lo agregó a la cámara bridge Canon PowerShot SX1 IS. El motorultrasónico es actualmente usado por muchos electrónicos de consumo y de oficina que requieren precisión derotación sobre largos periodos de tiempo.La tecnología es aplicada a los lentes fotográficos por una variedad de compañías bajo diferentes nombres:• Canon – USM, UltraSonic Motor• Minolta, Konica Minolta, Sony – SSM, SuperSonic Motor• Nikon – SWM, Silent Wave Motor• Olympus – SWD, Supersonic Wave Drive• Panasonic – XSM, Extra Silent Motor• Pentax – SDM, Supersonic Dynamic Motor• Sigma – HSM, Hyper Sonic Motor• Tamron - USD, Ultrasonic Silent Drive•• Actuated Medical, Inc. - Direct Drive, MRI Compatible Ultrasonic Motor

Motor ultrasónico 33

Lente Canon EF 28-105mm f/3.5-4.5 USM II

Motor ultrasónico de Canon (USM)

El motor ultrasónico o USM (del inglés Ultrasonic motor) apareció con la introduccióndel objetivo EF 300 mm f/2.8L USM en 1987. Canon fue el primer fabricante decámaras en comercializar exitosamente la tecnología USM. Los objetivos EF equipadoscon unidad de motor ultrasónico son más rápidos, silenciosos y precisos en operacionesde autofoco, y consumen menos energía que los motores convencionales.Existen dos tipos de motores ultrasónicos: los de tipo anillo y los de micromotor:•• Los de tipo anillo son más valorados debido a su rendimiento y a una mayor

eficiencia, y porque permiten el enfoque manual continuo sin salir del modo deautofoco.

•• Los de micromotor se utilizan en objetivos económicos para mantener su bajo costo. Es posible implementar elenfoque manual continuo en objetivos con micromotor USM, aunque se requieren componentes mecánicosadicionales, por lo que se realiza en raras ocasiones.

La mayoría de los objetivos con USM se identifican con un anillo dorado y la etiqueta "Ultrasonic" del mismo colorimpresa en el cañón. No obstante, los objetivos de la serie L que incluyen USM no poseen dicho anillo, ya queincluyen el anillo rojo que los identifica. En cambio, poseen la etiqueta "Ultrasonic" impresa en rojo en el cañón delobjetivo.

Fuentes y contribuyentes del artículo 34

Fuentes y contribuyentes del artículoMotor asíncrono  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=74078812  Contribuyentes: AbimaelLevid, Andrestand, Banfield, Barraza.ae, Biohazard910, Bucyrus, Davius, Dehzerus,Dodo, Fs63, Gelpgim22, Ingolll, Innoverdrive, Jsanchezes, MaKiNeoH, Ortisa, REX93, Rafael.heras, Rafael1193, Rastrojo, Rodrigma, SPQRes, Slastic, Tano4595, UA31, Wintermute83, Yix, 74ediciones anónimas

Motor compound  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=67889262  Contribuyentes: Barbol, Comakut, Demonacho, Ginés90, Halcón, JaviMad, Maldoror, Quetzacoatl, Roinpa,Tano4595, Tomatejc, 16 ediciones anónimas

Motor de arranque  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=70982259  Contribuyentes: Argentumm, Comohacer, Davidmosen, Diegusjaimes, Feliciano, Ferbr1, Ganímedes, HUB,Jcaraballo, Jkbw, Jmcastano, Jorghex, Kved, Local hero, Matdrodes, Mercenario97, Ortisa, Pablitopabletepedete, RoyFocker, Skotperez, SuperBraulio13, Tano4595, 37 ediciones anónimas

Motor de corriente alterna  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=73822499  Contribuyentes: 3coma14, Balles2601, Bucyrus, Camilo, David0811, Diegusjaimes, Edgar mye13,HUB, Helmy oved, JaviMad, Jkbw, MARC912374, Mar del Sur, Matdrodes, Mcc83, Ortisa, Oscar ., Poco a poco, Quijav, Rafa3040, SPQRes, Tano4595, Thingg, Tirithel, UA31, Vic Fede, 106ediciones anónimas

Motor de corriente continua  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=74213858  Contribuyentes: Abece, Abnormaal, Acratta, Alhen, Amanuense, AntiRomeo, Arielote, Barbol,Cobalttempest, Csar13, Dangelin5, Davius, Deshgloshe, Diamondland, Diegusjaimes, Edoarado, Elrezad, Elriki, Ferdinand, Furanko, HUB, Halfdrag, Halosecrets0032, Ing.fabian.lopez, Isha,JaviMad, Jgarciamo, Jjmontero9, Jkbw, Kved, Leonpolanco, Maldoror, Marcelo, Marcelo Huerta, Matdrodes, Netito777, Ortisa, PACO, Ppfk, Pólux, Queninosta, Ranhap, Rodrigma, Rosarino,RoyFocker, Santga, Shalbat, SimónK, Snakeyes, Tano4595, Technopat, Tomatejc, Triku, UA31, Vitamine, 245 ediciones anónimas

Motor de cubo de rueda  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=72840253  Contribuyentes: Diamondland, Gafotas, Grillitus

Motor de imanes permanentes  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=66958580  Contribuyentes: Barbol, Dodo, Especiales, Ex Puexto, Gelpgim22, Gmacri, Hanjin, Jjmontero9,Jkbw, Jorge C.Al, Lusboy, Ortisa, PACO, Racso, Snakeyes, Tano4595, 12 ediciones anónimas

Motor de magnetización permanente  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=66085559  Contribuyentes: Ensada, Sebastiancruz, Taichi, Wilfreddehelm, 4 ediciones anónimas

Motor de reluctancia variable  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=70804221  Contribuyentes: Barbol, Dmitriy Levkin, Glswfjsjsjs, GreexD, PACO, Rbadinez, Tano4595,Tarantino, Technopat, 13 ediciones anónimas

Motor de tracción  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=71168270  Contribuyentes: Grillitus, JetDriver, Nioger, Piero71, 5 ediciones anónimas

Motor eléctrico  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=74196273  Contribuyentes: -ecarv-, A. B., Aguante.riber.frio, Aledesanfer95, Alhen, Allforrous, AlonsoB51, Alvaro qc,Angelito7, Anlari, Antonio Barau, Antonorsi, Antur, Arkady, Astaroth1999, Autorojo, Axvolution, Açipni-Lovrij, Baiji, Balderai, Balles2601, Barbol, Braika13, Bucyrus, BuenaGente, Caiser,Camilo, Camima, Carmin, Charlitos, Chema57, Cobalttempest, CommonsDelinker, Cookie, Cristianrock2, Ctrl Z, Darthandymx, David0811, Davidiazrojas, Davop, Deavila, Dermot, Deshgloshe,Diamondland, Dianai, Diegusjaimes, Digigalos, Dircio, Dodo, Draxtreme, Dreitmen, Edmenb, Eduardosalg, Edub, El mago de la Wiki, Emijrp, Enric Naval, Ernesto Genis, Ezarate, FABIANLOPEZ RUIZ, FOREvErGoNe, Feliciano, Felipealvarez, Fitoschido, Fmariluis, Foundling, Frecuentemente, Gelpgim22, Greek, Gusgus, HUB, Halosecrets0032, Helmy oved, Hidoy kukyo,House, Humbefa, Humberto, Ibiltari, Ietsov, Igna, Ing.fabian.lopez, Isha, Jarisleif, Javierito92, Jgarciamo, Jkbw, Jmvgpartner, Johntesla01, Jorgelrm, Jsanchezes, Juan Antonio Miralles,Klystrode, Kovan, Kved, Lagoset, Laura Fiorucci, Leonpolanco, Locos epraix, Lucien leGrey, MARC912374, Magister Mathematicae, Makete, Marcelo Huerta, Matdrodes, Mike334, MissManzana, Mpeinadopa, Muro de Aguas, Murphy era un optimista, Mushii, Mutari, NaBUru38, Netito777, Netquimica, Nicadapa, NicolasAlejandro, Nicop, Orgullomoore, Ortisa, PACO,Pacovila, Paradoja, Paulita13, Pcmike2099, Pedro Nonualco, Petronas, Petruss, Pfarinav, PhJ, Pillamoto, Pitufeta-2011, Poco a poco, Pólux, Quaerendo, Queninosta, Quetzacoatl, Quijav, Relleu,Retama, Ricardogpn, Robererodriguez, Roinpa, Rosarinagazo, Rubpe19, Rutrus, Rαge, SPQRes, SaeedVilla, Santga, Savh, Serolillo, SuperBraulio13, Tano4595, Technopat, Tirithel, Travelour,Triku, UA31, Ugohd, Vitamine, Waka Waka, Walter closser, Xavigivax, Yhwh2007, YiYo, Yix, 719 ediciones anónimas

Motor eléctrico sin escobillas  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=64748214  Contribuyentes: Aleposta, Andrestand, Gelpgim22, Luisda1984, PACO, Rmarco, Tano4595, Triku,Wdwd, 17 ediciones anónimas

Motor monofásico de fase partida  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=73153174  Contribuyentes: Humbefa, JaviMad, Ricardogpn, 12 ediciones anónimas

Motor paso a paso  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=74257038  Contribuyentes: 3coma14, A. B., Akhram, Angel GN, Barbol, Digigalos, Gelpgim22, Guerrerojaguar3,Humberto, Isha, Jovi12, Marcelo Huerta, Matdrodes, Montgomery, Murphy era un optimista, Ortisa, PACO, Rbadinez, Tamorlan, Tano4595, Tarantino, Xuankar, 83 ediciones anónimas

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Motor piezoeléctrico  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=65379187  Contribuyentes: Mcapdevila, Triku, 4 ediciones anónimas

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Motor sin núcleo  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=72373884  Contribuyentes: Airunp, Jgarciamo, Jjmontero9, Matdrodes, Rosarinagazo, 5 ediciones anónimas

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Motor ultrasónico  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=71021234  Contribuyentes: Fremen, PoLiZe

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 35

Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentesArchivo:RMFpatent.PNG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:RMFpatent.PNG  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Original uploader was Rotating magneticfield at en.wikipediaArchivo:Motor compuesto.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Motor_compuesto.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0  Contribuyentes:JaviMadArchivo:Automobile starter.JPG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Automobile_starter.JPG  Licencia: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported Contribuyentes: Willdre 00:20, 8 February 2007 (UTC)Archivo:P307.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:P307.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: AdrianyukiArchivo:Automobile starter 2.JPG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Automobile_starter_2.JPG  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Willdre00:24, 8 February 2007 (UTC)File:Ejs Open Source Direct Current Electrical Motor Model Java Applet ( DC Motor ) 80 degree split ring.gif  Fuente:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Ejs_Open_Source_Direct_Current_Electrical_Motor_Model_Java_Applet_(_DC_Motor_)_80_degree_split_ring.gif  Licencia: CreativeCommons Attribution-Sharealike 3.0  Contribuyentes: User:LookangArchivo:Principio motor c.c.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Principio_motor_c.c.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution 3.0  Contribuyentes: MiguelAngel Rodríguez PozuetaFile:Small DC Motor Rotor.JPG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Small_DC_Motor_Rotor.JPG  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Contribuyentes: User:Jjmontero9Archivo:PMLMini QED-wheel.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:PMLMini_QED-wheel.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution 2.0  Contribuyentes: BrianSnelsonArchivo:Commons-logo.svg  Fuente: 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