Este documento describe diferentes tipos de motores de corriente alterna, incluyendo motores asíncronos trifásicos, motores de jaula de ardilla y bobinados, y motores monofásicos como de fase partida y polos sombreados. Explica que los motores asíncronos trifásicos son los más comúnmente usados en la industria, y que se componen de un estator fijo y un rotor móvil. También describe las características y usos de los diferentes tipos de motores monofásicos.
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Este documento describe diferentes tipos de motores de corriente alterna, incluyendo motores asíncronos trifásicos, motores de jaula de ardilla y bobinados, y motores monofásicos como de fase partida y polos sombreados. Explica que los motores asíncronos trifásicos son los más comúnmente usados en la industria, y que se componen de un estator fijo y un rotor móvil. También describe las características y usos de los diferentes tipos de motores monofásicos.
Este documento describe diferentes tipos de motores de corriente alterna, incluyendo motores asíncronos trifásicos, motores de jaula de ardilla y bobinados, y motores monofásicos como de fase partida y polos sombreados. Explica que los motores asíncronos trifásicos son los más comúnmente usados en la industria, y que se componen de un estator fijo y un rotor móvil. También describe las características y usos de los diferentes tipos de motores monofásicos.
Este documento describe diferentes tipos de motores de corriente alterna, incluyendo motores asíncronos trifásicos, motores de jaula de ardilla y bobinados, y motores monofásicos como de fase partida y polos sombreados. Explica que los motores asíncronos trifásicos son los más comúnmente usados en la industria, y que se componen de un estator fijo y un rotor móvil. También describe las características y usos de los diferentes tipos de motores monofásicos.
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MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA (AC)
Estos tipos de motores se clasifican en:
1. Induccin (asncronos) 2. Sncronos 3. Universales (DC devanado serie) MOTORES ASNCRONOS DE INDUCCIN TRIFSICOS: Dado que la mayora de las mquinas utilizadas en la industria estn movidas por motores asncronos alimentados por corriente alterna trifsica, Como toda mquina elctrica, los motores asncronos constan de dos partes fundamentales y distintas: El estator.- Es la parte fija del motor. Est constituido por una carcasa en la que est fijada una corona de chapas de acero al silicio provistas de unas ranuras. Los bobinados de seccin apropiada estn dispuestos en dichas ranuras formando las bobinas que se dispondrn en tantos circuitos como fases tenga la red a la que se conectar la mquina.
El rotor.- Es la parte mvil del motor. Est situado en el interior del estator y consiste en un ncleo de chapas de acero al silicio apiladas que forman un cilindro, en el interior del cual se dispone un bobinado elctrico. Los tipos ms utilizados son:
Rotor de jaula de ardilla Rotor bobinado.
A este tipo de motores se les denomina motores de induccin debido a que su funcionamiento se basa en la interaccin de campos magnticos producidos por corrientes elctricas. En el caso de estos motores, las corrientes que circulan por el rotor son producidas por el fenmeno de induccin electromagntica, conocido comnmente como ley de Faraday, que establece que si una espira es atravesada por un campo magntico variable en el tiempo se establece entre sus extremos una diferencia de potencial dado por la expresin:
De donde: e = Diferencia de potencial inducida en la espira en voltios = Flujo que corta a la espira en Weber t = Tiempo en segundos
El signo menos de la ecuacin es una expresin de la ley de Lenz. Esta establece que la polaridad del voltaje inducido en la bobina es tal que si sus extremos se pusieran en cortocircuito, producira una corriente que causara un flujo para oponerse al cambio de flujo original. Puesto que el voltaje inducido se opone al cambio que lo causa, se incluye el signo menos en la ecuacin.
MOTORES DE ROTOR DE JAULA DE ARDILLA:
El motor de rotor de jaula de ardilla, tambin llamado de rotor en cortocircuito, es el ms sencillo y el ms utilizado actualmente. En ncleo del rotor est construido de chapas estampadas de acero al silicio en el interior de las cuales se disponen unas barras, generalmente de aluminio moldeado a presin. Las barras del devanado van conectadas a unos anillos conductores denominados anillos extremos. El bobinado as dispuesto tiene forma de jaula de ardilla.
Las ranuras del rotor y suelen hacerse oblicuas respecto al eje para evitar as puntos muertos en la induccin electromagntica. Un inconveniente de los motores con rotor de jaula de ardilla es que en el arranque absorbe una corriente muy intensa (de 4 a 7 veces la nominal o asignada), y lo hace adems con un bajo factor de potencia, y a pesar de ello, el par de arranque suele ser bajo. La baja resistencia del rotor hace que los motores de jaula de ardilla tengan excelentes caractersticas para marchas a velocidad constante.
MOTORES DE ROTOR DE ANILLOS ROZANTES (DEVANADO): Es similar al motor trifsico jaula de ardilla, su estator contiene los bobinados que generan el campo magntico giratorio. El objetivo del diseo del motor de anillos rozantes es eliminar la corriente excesivamente alta del arranque y el troqu elevado asociado con el motor de jaula de ardilla. Cuando el motor se arranca un voltaje es inducido en el rotor, con la resistencia agregada de la resistencia externa la corriente del rotor y por lo tanto el troqu pueden controlarse fcilmente. Son motores asncronos con un devanado trifsico de cobre dispuesto en las ranuras de rotor, que va conectado a tres anillos metlicos por uno de sus extremos, en tanto que, por el otro lado se conectan en estrella. De este modo se puede controlar desde el exterior la resistencia total del circuito rotrico, facilitando un control de la velocidad y corriente de arranque con un elevado par de arranque y un mejor factor de potencia que con el rotor en jaula de ardilla.
Conexin de los bobinados de un motor elctrico trifsico:
Es estator de un motor trifsico suele bobinarse con tres devanados distintos que se corresponden con cada una de las fases a las que habr de conectarse en la red elctrica. Hasta hace tan slo unos aos la designacin de las bobinas era la que se indica en la figura, por lo que es usual encontrar motores y textos escritos con esa denominacin.
Segn la forma de conectar las bobinas se pueden obtener dos conexiones:
La placa de caractersticas de un motor trifsico da el valor mximo de la tensin a que se puede conectar el motor a la red elctrica. Un motor conectado en estrella soporta la tensin ms alta que indica la placa, en tanto que en tringulo la tensin mxima a que se puede conectar es la ms baja indicada en dicha placa de caractersticas. Con las corrientes absorbidas ocurre justo lo contrario, correspondiendo la corriente ms alta a la conexin tringulo.
Para cambiar el sentido de giro de un motor basta con intercambiar dos de las fases de alimentacin.
MOTORES ASNCRONOS DE INDUCCIN MONOFSICOS DE JAULA DE ARDILLA:
De acuerdo a las caractersticas de par, intensidad, velocidad y lugar de instalacin; tambin los motores monofsicos de induccin se clasifican en relacin con si funcionamiento, asignando letras, como los motores trifsicos de induccin.
Clasificacin:
1. Motor de fase partida 2. Motor de polos sombreados 3. Motor por reluctancia
1. MOTOR DE FASE PARTIDA: En general consta de una carcasa, un estator formado por laminaciones, en cuyas ranuras aloja las bobinas de los devanados principal y auxiliar, un rotor formado por conductores a base de barras de cobre o aluminio embebidas en el rotor y conectados por medio de anillos de cobre en ambos extremos, denominado lo que se conoce como una jaula de ardilla. Se les llama as, porque se asemeja a una jaula de ardilla. Fueron de los primeros motores monofsicos usados en la industria, y an permanece su aplicacin en forma popular. Estos motores se usan en: mquinas herramientas, ventiladores, bombas, lavadoras, secadoras y una gran variedad de aplicaciones; la mayora de ellos se fabrican en el rango de 1/30 (24.9 W), 1/2 HP (373 W) y 2.0 HP.
Estas mquinas no tienen par de arranque, el rendimiento, factor de potencia y capacidad de sobre carga son bajos.
MOTOR DE FASE PARTIDA CON CAPACITOR:
Para poder arrancar este motor se requiere de dos devanados funcionales, pero una vez que el motor est girando a una velocidad cerca a la velocidad sncrona del eje giratorio, unos de los devanados puede desconectarse. Los fabricantes con frecuencia aprovechan este hecho instalando un interruptor centrifugo en el eje del motor, cuando el eje se acelera aproximadamente 50% a 70% de la velocidad sncrona, la accin centrifuga abre el interruptor normalmente cerrado, esto interrumpe la corriente en el devanado de fase conectado al capacitor, que se denomina devanado de arranque, pero la alimentacin de la red continua en el otro devanado, llamado devanado de operacin. El motor entonces es conocido como Motor de Arranque por Capacitor.
Es utilizado ampliamente en muchas aplicaciones de tipo monofsico, tales como accionamiento de mquinas herramientas (taladros, pulidoras, etctera), compresores de aire, refrigeradores, etc. En la figura se muestra un motor de arranque con capacitor.
MOTOR DE FASE PARTIDA SIN CAPACITOR:
El motor de fase partida sin capacitor, es uno de los ms populares, es un motor de induccin pero a diferencia de los motores trifsicos, no tienen par de arranque, como casi todos los motores monofsicos, pero a travs de elementos adicionales en sus devanados, principalmente en el estator, se logra obtener un par de arranque. Estos estn formados por un rotor en jaula de ardilla y un estator laminado sobre cuya ranura se instalan dos devanados. El devanado de arranque y el devanado de operacin. En el arranque ambos devanados conectados en paralelo, crean un campo giratorio que barre el devanado en jaula de ardilla del rotor, induciendo en el corriente las cuales se combinan con el campo para un par de aceleracin.
MOTORES DE POLOS SOMBREADOS: Este tipo de motores es usado en casos especficos, que tienen requerimientos de potencia muy bajos. Su rango de potencia est comprendido en valores desde 0.0007 HP hasta 1/4HP, 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 (capacitores, escobillas, conmutadores, etc.) o partes mviles (switches centrfugos). Esto hace que su mantenimiento sea mnimo y relativamente sencillo.
MOTORES SNCRONOS:
HISTRESIS: Fenmeno causado cuando los tomos de un material ferromagntico se alinean en forma diferente a la curva de magnetizacin. Es la energa que se requiere para que los tomos del material ferromagntico vuelvan a su posicin inicial en el proceso de magnetizacin. Un material ferromagntico es el que se magnetiza fcilmente por sus propiedades ya que las lneas de campo no escapan con facilidad. Dentro de un metal hay pequeas regiones llamadas dominios en donde todos los tomos se alinean con sus campos magnticos apuntando en la misma direccin de modo que el domino acta dentro del material como un imn permanente pequeo. Un material ferromagntico no representa polaridad magntica definida porque los dominios se encuentran al azar en la estructura del metal cuando se aade campo magntico externo los dominios se alinean en direccin del campo magntico y al quitar el campo magntico estos regresan a su posicin original, los tomos alineados incrementan el flujo magntico en el hierro lo cual causa ms alineamiento de los dominios es por esto que el material ferromagntico adquiere una permeabilidad mayor a la del aire. Ahora en la figura 1 se observa la curva de histresis de un material cuando se agrega un campo externo y luego eliminado se nota que la magnetizacin no es igual a la de origen.
Universal Motors Un motor universal es un motor de serie de fase simple, el cual puede funcionar con corriente alterna (CA) o corriente directa (CD) y posee caractersticas similares tanto a AC como DC. Las bobinas de una serie de motores estn conectadas en serie con las armaduras de las bobinas.
Principios bsicos de motores universales Las reas de diseo elctrico de un motor universal son los circuitos magnticos, el campo y la armadura de las bobinas, el conmutador y las escobillas, el aislamiento y los sistemas de refrigeracin.
Proceso de conmutacin de motores universales
Caractersticas de funcionamiento de los motores universales