Motor eléctrico

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

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

Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos.

Existen varios tipos de motores y continuará proliferando nuevos tipos de motores según avance la tecnología. Pero antes de adentrarnos en la clasificación, vamos a definir los elementos que componen a los motores.

1. La carcasa o caja que envuelve las partes eléctricas del motor, es la parte externa.2. El inductor, llamado estartor cuando se trata de motores de corriente alterna, consta de un apilado de chapas magnéticas y sobre ellas está enrollado el bobinado estatórico, que es una parte fija y unida a la carcasa.3. El inducido, llamado rotor cuando se trata de motores de corriente alterna, consta de un apilado de chapas magnéticas y sobre ellas está enrollado el bobinado rotórico, que constituye la parte móvil del motor y resulta ser la salida o eje del motor.

clasificacion:1. Motores de corriente alterna, se usan mucho en la industria, sobretodo, el motor trifásico asíncrono de jaula de ardilla.2. Motores de corriente continua, suelen utilizarse cuando se necesita precisión en la velocidad, montacargas, locomoción, etc.3. Motores universales. Son los que pueden funcionan con corriente alterna o continua, se usan mucho en electrodomésticos. Son los motores con colector.

Pero no nos quedemos aquí, realicemos una clasificación más amplia:

Motor de corriente alterna.

Podemos clasificarlos de varias maneras, por su velocidad de giro, por el tipo de rotor y por el número de fases de alimentación. Vamos a ello:

1. Por su velocidad de giro.

1. Asíncronos. Un motor se considera asíncrono cuando la velocidad del campo magnético generado por el estártor supera a la velocidad de giro del rotor.2. Síncronos. Un motor se considera síncrono cuando la velocidad del campo magnético del estártor es igual a la velocidad de giro del rotor. Recordar que el rotor es la parte móvil del motor. Dentro de los motores síncronos, nos encontramos con una subclasificación:

- Motores síncronos trifásicos.- Motores asíncronos sincronizados.- Motores con un rotor de imán permanente.

2. Por el tipo de rotor.

- Motores de anillos rozantes.- Motores con colector.- Motores de jaula de ardilla.

3. Por su número de fases de alimentación.

- Motores monofásicos.- Motores bifásicos.- Motores trifásicos.- Motores con arranque auxiliar bobinado.- Motores con arranque auxiliar bobinado y con condensador.

Motor de corriente continua.

La clasificación de este tipo de motores se realiza en función de los bobinados del inductor y del inducido:

- Motores de excitación en serie.- Motores de excitación en paralelo.- Motores de excitación compuesta.

Motores asíncrono trifásicos

El motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: de jaula de ardilla; bobinado, y un estátor, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están desfasadas entre sí 120º. Según el Teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas, se induce un campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético variable va a inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducción de Faraday:

Entonces se da el efecto Laplace (ó efecto motor): todo conductor por el que circula una corriente eléctrica, inmerso en un campo magnético experimenta una fuerza que lo tiende a poner en movimiento. Simultáneamente se da el efecto Faraday (ó efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induce una tensión. El campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estator, corta los conductores del rotor, por lo que se genera una fuerza electromotriz de inducción. La acción mutua del campo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor, originan una fuerza electrodinámica sobre dichos conductores del rotor, las cuales hacen girar el rotor del motor. La diferencia entre las velocidades del rotor y el campo magnético se denomina deslizamiento. Una característica importante del motor asíncrono es que la velocidad de trabajo depende de la frecuencia de la red donde se lo conecta. Un motor asíncrono nunca supera esta frecuencia.

Partes del motor

ESTÀTOR:

Un estátor es una parte fija de una máquina rotativa, la cual alberga una parte móvil (rotor). En los motores asíncronos trifásicos, tienen un bobinado distribuido en ranuras a 120º. Tienen tres bobinados en el estator, estos bobinados están desfasados 2 π/ (3P), siendo P el numero de polos de la maquina

ROTOR:

El Rotor es el componente que gira (rota) en una máquina eléctrica, generalmente montada en un eje. En los motores asíncronos existen dos tipos, jaula de ardilla o rotor bobinado:

Jaula de ardilla: en su interior contiene barras conductoras a lo largo ,de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. Los bobinados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo

magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. Los conductores se inclinan levemente a lo largo de la longitud del rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con las barras del estator. El número de barras en la jaula de la ardilla se determina según las corrientes inducidas en las bobinas del estator y por lo tanto según la corriente a través de ellas. Las construcciones que ofrecen menos problemas de regeneración emplean números primos de barras. El núcleo de hierro sirve para llevar el campo magnético a través del motor. Su estructura y material se diseña para reducir al mínimo las pérdidas. Las láminas finas, separadas por el aislamiento de barniz, reducen las corrientes parásitas que circulan resultantes de las corrientes de Foucault. El material, un acero bajo en carbono pero alto en silicio, con varias veces la resistencia del hierro puro, en la reductora adicional. El contenido bajo de carbono le hace un material magnético suave con pérdida bajas por histéresis.

Rotor bobinado: El motor de rotor bobinado tiene un rotor constituido, en vez de por una jaula, por una serie de conductores bobinados sobre él en una serie de ranuras situadas sobre su superficie. De esta forma se tiene un bobinado en el interior del campo magnético del estátor, del mismo número de polos (ha de ser construido con mucho cuidado), y en movimiento. Este rotor es mucho más complicado de fabricar y mantener que el de jaula de ardilla, pero permite el acceso al mismo desde el exterior a través de unos anillos que son los que cortocircuitan los bobinados. Esto tiene ventajas, como la posibilidad de utilizar un reóstato de arranque que permite modificar la velocidad y el par de arranque, así como el

reducir la corriente de arranque.

Carcasa:

Es la cobertura del estator y la parte visible del motor, su función es la de proteger al bobinado y al rotor. También sirve para disipar el calor del motor, mediante ranuras que toman temperatura mientras el motor trabaja, y la circulación de aire (ya sea de forma natural o por un extractor) las enfría, logrando refrigerar el motor. Puede proteger al motor de distintos agentes externos según las normas de seguridad que cumpla:

Placa de un motor asíncrono:

En esta placa vemos que es un motor trifásico porque usa tres fases, que trabaja con una frecuencia de 60 Hz, que entrega 2900 rpm, que tiene una protección IP54 y que tiene una potencia nominal de 15 kw, esta potencia es la potencia mecánica que entrega el motor en

el cabo del eje, pero no la absorbida desde la red eléctrica, la cual será mayor por efecto de rendimiento y factor de potencia.

Clases de aislamiento:

El motor al trabajar comienza a tomar temperatura y los bobinados deben mantenerse aislados, por lo que hay que colocar un barniz que aislé al motor deacuerdo al trabajo que va a realizar o a la temperatura que va a tomar el bobinado. Estas aislaciones están escandalizadas según la el tipo de motor:

Clases de conexiones:

El motor se puede conectar de dos maneras básicas de conectar un motor asíncrono trifásico, en triángulo o en estrella, dependiendo de la tensión que soporta el motor, la conexión en estrella aprovecha solo 220 v (en el sistema argentino), y la conexión en triangulo aprovecha los 380v. Para realizar la conexión en estrella conectamos el final de todas las fases juntos, para la conexión en triángulo conectamos el final de una fase con el comienzo de la otra y el final de esa con el comienzo de la tercera y el final de esa tercera con el comienzo de la primera.

Cambio de sentido de giro

Intercambiano de lugar dos de las fases , cambia el sentido de giro de campo magnetico de estator y por lo tanto el sentido de giro del motor