Manual de Motores Monofasicos
Manual de Motores Monofasicos
Manual de Motores Monofasicos
ESPECIALIDAD:
Electricidad
NOVIEMBRE 2008
Unidad de Competencia:
Instalacin y Mantenimiento de Motores Elctricos.
Elementos de Competencias:
Motores asincrnicos monofsicos de AC de uso industrial.
NOVIEMBRE 2008
INDICE
Pgina
INTRODUCCION.....................................................................................................................1
OBJETIVO GENERAL...........................................................................................................1
OBJETIVOS ESPECIFICOS..................................................................................................1
RECOMENDACIONES GENERALES.................................................................................2
UNIDAD I: MOTORES ASINCRNICOS MONOFSICOS DE AC DE USO
INDUSTRIAL............................................................................................................................3
1. Motores Monofasicos..........................................................................................................3
1.1-Introduccin........................................................................................................................3
1.2-Principio de operacin........................................................................................................3
1.3-Partes principales de un motor monofsico. ....................................................................5
2. Clasificacin de los motores monofsicos............................................................................6
3 Motor monofsico de fase partida........................................................................................6
3.1-Caractersticas.....................................................................................................................8
3.2-Conexin del motor de fase partida ................................................................................10
3.3- Averas...............................................................................................................................10
3.4 Medir la resistencia elctrica de los devanados de rgimen y arranque.....................12
4- Motores monofsicos con condensador de arranque ...................................................13
4.1- Caractersticas..................................................................................................................14
4.2- Conexin...........................................................................................................................14
5 Motor monofsico con condensador permanente............................................................15
5.1- Caractersticas..................................................................................................................16
5.2- Conexin...........................................................................................................................17
6- Motores monofsicos universales.....................................................................................17
6.1- Introduccin.....................................................................................................................17
6.2- Partes principales ............................................................................................................18
6.3- Caracterstica de operacin.............................................................................................19
6.4- Control de velocidad........................................................................................................20
7 Motores monofsicos con espira de sombra......................................................................22
7.1-Introduccin......................................................................................................................22
7.2- Caractersticas..................................................................................................................22
7.3- Principio de operacin.....................................................................................................23
7.4- Inversin de giro de los motores.....................................................................................25
7.5- Descripcin de las pruebas a motores monofsicos......................................................25
EJERCICIOS DE AUTO EVALUACIN...........................................................................27
GLOSARIO.............................................................................................................................30
BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................31
INTRODUCCION
El manual del participante Motores Monofsicos pretende que los(as)
participantes adquieran las destrezas y habilidades necesarias para conectar y
brindar mantenimiento a motores elctricos monofsicos.
El manual contempla una unidad modular, donde sus contenidos se desarrollan en
orden lgico desde los elementos ms sencillos hasta llegar a los ms complejos.
El manual del participante esta basado en sus mdulos y normas tcnicos
respectivas y corresponde a la unidad de competencia Instalacin y
Mantenimiento de Motores Elctricos de la especialidad de tcnico en
electricidad.
Se recomienda realizar las actividades y los ejercicios de auto evaluacin para
alcanzar el dominio de la competencia: Instalacin y Mantenimiento de Motores
Elctricos, para lograr los objetivos planteados, es necesario que los y las
participantes tengan en cuenta las normas de seguridad, al momento de brindar
mantenimiento a maquinas elctricas.
OBJETIVO GENERAL
RECOMENDACIONES GENERALES
Para iniciar el estudio del manual, debe estar claro que siempre su dedicacin y
esfuerzo le permitir adquirir la Unidad de competencia a la cual responde el
Mdulo Formativo de Motores monofsicos.
Al iniciar el estudio de los temas que contiene el manual debe estar claro
que su dedicacin y esfuerzo le permitir adquirir la competencia a la cual
responde el Mdulo formativo.
Motores universales
Mquinas herramientas
Ventiladores
Bombas
Lavadoras
Secadoras, etc.
10
Sntoma
El
motor
arranca
Posibles causas
Causado usualmente
por problemas en la
no lnea, por ejemplo el
funcionamiento con una
sola
fase
en
el
arrancador.
Alto voltaje.
Zumbido excesivo
Entrehierro excntrico
(descentrado).
Sobrecarga. Compare
el Amperaje medido
con su valor nominal de
placa.
Funcionamiento
una sola fase.
con
Ventilacin inadecuada.
Recalentamiento
del motor
Voltaje desequilibrado.
El rotor roza el estator.
Sobrevoltaje o bajo
voltaje.
El devanado del estator
est abierto.
Devanado puesto a
tierra.
Conexiones
incorrectas.
Sntoma
Posibles causas
Posibles soluciones
Revise la fuente de alimentacin:
protectores de sobrecarga, fusibles,
controles, etc.
Revise las conexiones de la lnea de
entrada.
Haga reparar el motor en el centro
de servicio recomendado por el
fabricante
Localice y quite lo que produce la
friccin excesiva en el motor o la
carga.
Reduzca la carga o reemplace el
motor por uno de mayor capacidad.
Revise la corriente en todas las
fases (deber ser aprox. igual) para
aislar y corregir el problema.
Revise el ventilador externo para
asegurarse que el aire se mueve
bien entre las aletas de enfriamiento.
Acumulacin excesiva de suciedad
en el motor. Limpie el motor.
Revise el voltaje en todas las fases
(deber ser aprox. igual) para aislar
y corregir el problema.
Apriete los pernos pasantes.
Revise el voltaje de entrada en cada
fase al motor.
Revise si la resistencia del estator
en las tres fases est equilibrada.
Efecte una prueba dielctrica y
haga las reparaciones necesarias.
Revise
todas
las
conexiones
elctricas para determinar si la
terminacin, la resistencia mecnica
y la continuidad elctrica son
adecuadas.
Consulte el diagrama de conexin
de cables del motor.
Posibles soluciones
11
Mal alineamiento.
Excesiva tensin de
correa.
Excesivo
empuje
terminal.
Exceso de grasa en el
cojinete.
Insuficiente grasa en el
cojinete.
13
14
15
Par de arranque
Fig.12
5.1- Caractersticas
Caractersticas del motor de fase partida con capacitor permanente
16
5.2- Conexin
Motor de c.a. monofsico de fase partida con capacitor permanente (Ver Fig. 13),
no requiere de switch centrfugo, ya que el capacitor nunca se mueve del circuito
Motor universal
Fig. 14
17
La carcasa.
El estator
El inducido.
Los escudos.
18
Los escudos, como en todos los motores, van montados en los lados frontales de
la carcasa y asegurados con tornillos. En los escudos van alojados los cojinetes,
que pueden ser de resbalamiento o de bolas, en los que descansan los extremos
del eje. En muchos motores universales pueden desmontarse slo un escudo,
pues el otro est fundido con la carcasa. Los porta escobillas van por lo regular
sujetos al escudo frontal mediante pernos.
Conmutador o colector Fig.15, es un conjunto de barras conductoras situadas
unas a continuacin de la otra, aisladas entre s, generalmente dispuestas en una
posicin circunferencial y que estn conectadas a un conjunto de bobinas,
denominado inducido. Visto ms en profundidad, cada una de estas laminitas que
denominamos delgas est conectada a un punto que corresponde a un segmento
del embobinado del motor. Esta bobina da varias vueltas y regresa al conmutador
a una delga consecutiva. Si lo vemos de esta manera, las escobillas frotan en el
conmutador.
Conmutador
Fig.15
Escobillas, Son contactos deslizantes de grafito que rozan las delgas mientras el
rotor gira, una escobilla est conectada al polo positivo de la corriente y otra al
negativo, la corriente que transmiten a las delgas hace que el inducido gire, se
mantienen
pegadas
a
las
delgas
mediante
la presin de sendos muelles.
6.3- Caracterstica de operacin
Los motores universales funcionan generalmente en altas velocidades, de 3.500 a
20.000 r.p.m., esto da lugar a un alto cociente de energaapeso y de
energaatamao, hacindolos deseables para las herramientas, aspiradores y
mquinas de costura. Un motor universal tiene altas velocidades usando diversas
corrientes de una fuente de energa. El funcionamiento cerca de la carga
clasificada es similar para todas las fuentes, comenzar el esfuerzo de torsin es
alto y la regulacin de la velocidad es pobre, la velocidad es muy alta en las
cargas que son bajas. Tericamente, en la carga cero la velocidad llega a ser
infinita, as algunos motores universales deben emplear controles de velocidad.
Este motor est construido de manera que cuando los devanados inducidos e
inductor estn unidos en serie y circula una corriente por ellos, se forman dos
flujos magnticos que al reaccionar provocan el giro del rotor, tanto si la tensin
aplicada es continua como alterna.
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Entre las caractersticas de operacin del motor Universal deben contarse stas:
Esta accin de jalar y empujar esta creada por los polos norte y sur de los
devanados de campo y armadura.
6.4- Control de velocidad
El motor universal, se caracteriza por su velocidad, por eso se utiliza en equipos
electrodomsticos que requieren variaciones de velocidad, para poder controlar
esta velocidad existen varios mtodos entre ellos tenemos:
20
21
R1
100k, 1/2W
200k, 1W
R2
15k, 1/2W
R3
100
C1
0.1f , 200v
0.1f , 400v
C2
0.1f , 100v
C3
0.22f , 200v
0.22f , 400v
Y
T2700B
T27000
Control de velocidad Triac para motor universal
Fig. 18
El mtodo principal de control de velocidad empleado para motores monofsicos
universales de potencia fraccionaria (control de la tensin de inducido) es el
mtodo de control de la tensin de lnea primaria (de deslizamiento).
Lo cual implica una reduccin de la tension aplicada al devanado estatrico (de
motores de induccin) universal.
En el primer caso produce una reduccin del par y aumento del deslizamiento.
En el ltimo caso, representa simplemente un medio de controlar la velocidad
mediante control de la tensin o del flujo inducido.
7 Motores monofsicos con espira de sombra
7.1-Introduccin
Este tipo de motores es usado en casos especficos, como el de accionamiento de
ventiladores o sopladores, que tienen requerimientos de potencia muy bajos. Su
rango de potencia esta comprendido en valores desde 0.0007 HP hasta HP y la
mayora se fabrica en el rango de 1/100 a 1/20 de HP. La principal ventaja de
estos motores es su simplicidad de construccin, su confiabilidad y su robustez,
adems, tienen un bajo costo.
A diferencia de otros motores monofsicos de C.A, los motores de fase partida no
requieren de partes auxiliares (capacitares, escobillas, conmutadores, etc.) o
partes mviles (switchs centrfugos). Esto hace que su mantenimiento sea mnimo
y relativamente sencillo.
7.2- Caractersticas
Las principales caractersticas de los motores de polos sombreados son:
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Bobina de sombra
Fig. 20
Son conocidos los motores asincrnicos monofsicos con polo sombreado en los
cuales entre los polos prximos se colocan un puente electromagntico, para de
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esa forma lograr un entre hierro uniforme entre estator y rotor con lo que se logra
una disminucin de la prdidas provocadas por las armnicas superiores en el
rotor. La ejecucin tecnolgica de los motores de este tipo es no factible y acelera
considerablemente el gasto de instrumentos en el estampado de las lminas.
Adems con esta construccin, no se logra una altura completamente uniforme del
entre hierro, ya que en la zona en que est colocado el anillo cortocircuitado sta
aumenta en varias veces.
El motor de polo sombreado Fig. 21, se diferencia en que la bobina de encendido
forma parte del circuito en todo instante y adquiere la forma de dos lazos de cobre
que rodean parte de cada polo de arranque. Estas partes sombreados del campo
producido por el polo del arranque principal y la comente inducida en el lazo hacen
que el campo generado por esta parte sombreada atrase el campo principal. La
variacin en la fase es menor que la ideal de 90 y el mdulo del campo
sombreado considerablemente menor que el campo principal.
Debido a esto el momento inicial es muy pequeo, tpicamente es slo la mitad del
momento total.
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embargo, debido a sus grandes prdidas, este tipo de motores trabajan siempre a
altas temperaturas, incluso sin realizar ningn tipo de esfuerzo.
Las grandes maquinas bipolares y cuadrupolares utilizan simples arranques de
laminacin circular con bloques en cada uno de los polos de los anillos sombreado
(en algunos casos el anillo es de hecho rectangular).
Cuando se ensambla en su carcasa no parece muy diferente de su primo el motor
de divisin de fase.
Sin embargo, su reducido tamao y su construccin radicalmente diferentes se
utilizan para reducir los gastos de produccin.
El estator por lo general es de polos salientes, esta formado por un paquete de
chapas con zapata polar, alrededor de la zapata se junta los bobinados de campo.
El rotor es de tipo jaula de ardilla. Los escudos son de hierro fundido.
7.4- Inversin de giro de los motores
En los motores de polos rasgados la direccin de rotacin sta determinada por la
posicin de los anillos rasgados, el rotor siempre gira hacia el lado ms en punta
de los polos. La nica forma de hacer que un motor de polos rasgados gire al
revs es desmontarlo y volverlo a montar, pero intercambiando esta vez los
extremos del rotor. Esto no es normalmente dificultoso, tan slo se han de cambiar
de posicin un par de clavijas.
7.5- Descripcin de las pruebas a motores monofsicos
Las caractersticas de comportamiento (eficiencia, prdidas y factor de potencia)
de los motores de induccin monofsicos se obtienen aplicando carga a los
mismos y midiendo potencia de salida, potencia de entrada, velocidad y corriente,
en los motores que usualmente son de baja potencia. Para determinar las
constantes de la maquina es necesario desarrollar varias pruebas; las ms
comunes que se realizan sobre los motores monofsicos de induccin para la
determinacin de varias constantes son:
a) Medicin de la resistencia de los devanados del estator.
La resistencia de cada devanado del estator se mide por separado, y en el
caso de los motores de arranque con capacitor, el condensador se omite.
b) La prueba de rotor bloqueado.
Esta prueba se desarrolla con los devanados principal y de arranque
separados y las cantidades de entrada: voltajes, corrientes y potencia (watts)
se miden en cada caso. Esta prueba, en algunos casos, se hace a voltaje
reducido (Del orden del 40% del voltaje nominal) para evitar un valor excesivo
de corriente de corto circuito y de calentamiento.
c) Prueba de vaco
Esta prueba se desarrolla a voltaje nominal, excitando nicamente al devanado
principal, y se miden: la corriente, voltaje, potencia, as como la velocidad.
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GLOSARIO
Corto circuito:
Se produce por el contacto repentino de dos o ms conductores de corriente o una
lnea de corriente y un conductor a tierra.
Corriente alterna (c.a.): En este caso, las cargas elctricas circulan siempre en la
misma direccin del punto de mayor potencial al de menor potencial.
Par de giro: Es la fuerza con que gira un eje. Se mide en kilogramo*metro (MKS)
o newton*metro (S.I.).
Par motor: Es la fuerza con que gira un motor. El giro de un motor tiene dos
caractersticas: el par motor y la velocidad de giro. Por combinacin de estas dos
se obtiene la potencia.
Eficiencia: La eficiencia o rendimiento de un motor elctrico es una medida de su
habilidad para convertir la potencia elctrica que toma de la lnea en potencia
mecnica til. Se expresa usualmente en porciento de la relacin de la potencia
mecnica entre la potencia elctrica, esto es:
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BIBLIOGRAFIA
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