Motores eléctricos Concepto: Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que

transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. 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 realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

Partes de un motor:

Carcasa:La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor. EstatorEl estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente.

Caja, placa de bornes: Por lo general, en la mayoría de los casos los motores

eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor,

Tapas: Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de

los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor.

Cojinetes: También conocidos como rodamientos, contribuyen a la

óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción.

Rotor: El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que

de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete.

Principio de funcionamiento Los motores de corriente alterna y los de corriente

continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético.

Ley de Lorentz

Clasificación de motores eléctricos Motores de corriente alterna:Los motores de corriente alterna son los más utilizados, porque

la distribución de energía eléctrica es hecha en corriente alterna.

Motores de corriente continua Los motores de corriente continua son motores con costo más

elevado pues necesitan de una fuente de corriente continua, o de un dispositivo que convierta la corriente alterna en corriente continua. Este tipo de motor se utiliza en casos especiales.

Motores de corriente alterna se clasifican: Sincrónicos: Velocidad constante (independiente de la variación de la

carga) Asincrónicos: Velocidad variable (dependiendo de la variación de la

carga)

Potencia: Es la fuerza que el motor genera para mover la carga en una determinada velocidad. Esta fuerza es medida en HP (horse power), cv (caballo vapor) o en kW (Kilowatt)

Ejemplo: Dado un motor de 5 CV, transforme para kW:5 CV x 0,736 = 3, 68 kW

Velocidad de rotación: Es el número de giros que el eje desarrolla por unidad de

tiempo La velocidad de Rotación se expresa normalmente en RPM

(revoluciones por minuto). Para las frecuencias de 50 Hz y 60 Hz, tenemos:

Para saber el numero de polos de un motor se debe destapar y revisar el numero de paquetes de bobinas(son los grupos, y se ve físicamente), lo mas común es 2 o 4 polos, el numero de polos es el numero de grupos de bobinas que este posee, estos son de vital importancia para las revoluciones del motor, si son de dos polos las revoluciones son aprox, 3200-3750 rpm, si son de 4 polos, escila de 1170-1750 rpm.

Tensión: Tipos de tensión:

Monofásica:

Es la tensión medida entre fase y neutro. El motor monofásico normalmente está preparado para ser conectado en una red de 110 V o 220 V. Sin embargo, hay sitios donde la tensión monofásica puede ser 115 V, 230 V o 254 V.

En estos casos se debe utilizar un motor específico para estas tensiones.  Trifásica:

Es la tensión medida entre fases.Son los motores más utilizados, pues los motores monofásicos

tienen limitación de potencia, y además de esto suministran rendimientos y pares menores, lo que aumenta su costo operacional.

Las tensiones trifásicas más utilizadas son 220 V, 380 V y 440 V.

Frecuencia: Es el número de veces que un determinado evento se repite en un intervalo de

tiempo. La frecuencia de la red de alimentación utilizada en Latinoamérica es 50 Hz o 60 Hz, dependiendo del país. Eso significa que la tensión de la red repite su ciclo sesenta veces por segundo.

La frecuencia es un factor importante, ya que influye directamente en la velocidad de rotación del motor eléctrico.

Es la protección del motor contra la entrada de cuerpos extraños (polvo, fibras, etc.), contacto accidental y penetración de agua.

Así, por ejemplo, un equipo que va a ser instalado en un local sujeto a chorros de agua, debe poseer una carcasa capaz de soportar tales chorros de agua, bajo determinados valores de presión y ángulo de incidencia, sin que haya penetración que pueda ser perjudicial al funcionamiento del motor.

Grado de protección:

Deben trabajar en ambientes limpios y protegidos.

Pueden trabajar en ambientes no protegidos.

Generadores Eléctricosconcepto: Es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. La energía mecánica, a su vez, se produce a partir de la energía química o nuclear con varios tipos de combustible, o se obtiene a partir de fuentes renovables como el viento o los saltos de agua.

Partes de un generador

Principio de Funcionamiento El funcionamiento del generador de corriente alterna,

se basa en el principio general de inducción de voltaje en un conductor en movimiento cuando atraviesa un campo magnético.

Este generador consta de dos partes fundamentales, el inductor, que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor el cual es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo.

Clasificacion de los generadores Los generadores eléctricos se clasifican en DOS FACES.

PRIMARIOS y SECUNDARIOS PRIMARIOS: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza

que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos, etc.

SECUNDARIOS: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables

  Fuerza electromotriz de un generador

una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega

epsilon (ε), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador.

E=T/qDondeE= Fuerza electromotriz (FEM) todo el circuito en joules (J).q= Carga que recorre el circuien volts (V).T= Trabajo realizado para que la carga recorra to en coulombs (C ).

Ley de Faraday y ley de Lenz Supongamos que la espira gira con velocidad angular constante

ω . Al cabo de un cierto tiempo t el ángulo que forma el campo magnético y la perpendicular al plano de la espira es ф t. El flujo del campo magnético B a través de una espira de área S es

La fem en la espira es

La fem Vξ varía sinusoidalmente con el tiempo, como se muestra en la figura. La fem alcanza su valor máximo en valor absoluto cuando ω t=π/2 ó 3π/2, , cuando el flujo ф es mínimo (el campo magnético está en el plano de la espira), y es nula cuando ωt=0 ó π, cuando el flujo es máximo (el campo magnético es perpendicular al plano de la espira).

Cálculo de la fem (Fuerza Electromotriz Inducida)

FEM inducida en una espira girando dentro de un campo constante.

Cuando una o varias espiras giran dentro de un campo magnético de forma que el flujo varíe junto con la variación del ángulo sobre el eje, se induce una fuerza electromotriz que puede calcularse como:

N = Número de espiras B = Campo magnético A = Área de la espira ω = Velocidad angular, pulsación, 2 π f t = Instante de tiempo E = Fuerza electromotriz inducida o tensión inducida.