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CLASIFICACIÓN MOTORES TRIFÁSICOS

Aunque hay más tipos, la clasificación de losmotores trifásicos de corriente alterna másutilizados es:

Inducción o asíncronos

Rotor en cortocircuito

Jaula de ardilla

Doble jaulaRotor

bobinadoSíncronos

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MOTORES ASÍNCRONOS (INDUCCIÓN)

Estos motores basan su funcionamiento enlos fenómenos de inducción electro-magnética. Pueden considerarse los motores

industriales por excelencia por su sencillez,robustez y seguridad en su funcionamiento.Son los más usados.

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COMPONENTES

Estator, o parte fija de la máquina, donde seencuentran los devanados o bobinadosestatóricos (3 bobinados en los motorestrifásicos) Rotor, o parte móvil de la máquina. En

función de cómo esté construido el rotortendremos: Motores de rotor en cortocircuito Motores de rotor bobinado

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ROTOR EN CORTOCIRCUITO

Se denominan también de jaula de ardilla,puesto que la forma del rotor tiene el mismoaspecto que éstas. El devanado del rotor está formado por

barras de cobre o aluminio colocadas en lasranuras de la corona rotórica y unidas en losextremos a dos anillos del mismo material.

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ROTOR DE JAULA DE ARDILLA

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ROTOR BOBINADO

En estos motores el rotor, al igual que elestator, está constituido por bobinas de hilode cobre. En las ranuras del rotor se alojan 3 bobinas

uno de cuyos extremos generalmente seunen en un punto común. Los otros 3extremos se llevan a 3 anillos de cobre(anillos rozantes) que giran con el eje.

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ROTOR BOBINADO

En contacto con estos tres anillos seencuentran 3 escobillas que permitenrealizar las conexiones de los bobinadosrotóricos en el exterior. Estas conexiones exteriores permiten

realizar operaciones de arranque de losmotores.

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ROTOR BOBINADO

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PARTES MOTOR AC

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PARTES MOTOR AC

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COMPARATIVA

Los motores de rotor de jaula de ardillatienen un par de arranque relativamentepequeño, mientras que la intensidad queconsumen en dicho arranque es muyelevada. Los de doble jaula disponen de dos jaulas

concéntricas y se emplean para mejorar elpar de arranque.

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COMPARATIVA

Los motores de rotor bobinado son máscomplejos y menos robustos que losanteriores, sin embargo el par de arranquees más elevado y la corriente en el arranquees menor.

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Los motores de inducción asíncronostrifásicos basan su funcionamiento en lageneración de un campo magnéticogiratorio en el estator a la velocidadsíncrona. Este campo, al cortar a los conductores del

rotor (en cortocircuito), los hace girar.

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El giro del rotor se debe a que en él deinduce una f.e.m. (Ley de Faraday). La f.e.m. inducida genera unas corrientes

eléctricas en el rotor (al estar encortocircuito). Dichas corrientes inducidas quedan

sometidas al campo electromagnético delestator, originando un par de fuerzas que lohace girar.

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El sentido de giro es tal que tiende aoponerse a la causa que lo produce (Ley deLenz), por lo que el rotor comienza a giraren el sentido del campo electromagnéticogiratorio generado por el estator. La velocidad síncrona de giro es:

pf60nS⋅

=

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CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO

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CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

La velocidad del rotor nunca es la mismaque la del campo generado en el estator(velocidad síncrona) pues, en ese caso, elmovimiento relativo entre ambos sería nuloy desaparecería la f.e.m. y corrientesinducidas, desapareciendo el par de fuerzasque provocan el movimiento de rotación.

funcionamiento motor síncrono 1funcionamiento motor síncrono 2

motores trifásicos

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DESLIZAMIENTO

Esta diferencia entre las velocidades delcampo y del rotor da lugar al concepto dedeslizamiento. El valor del deslizamiento puede darse en

valor absoluto (rpm) o relativo (%).

(%)100n

nnS;)rpm(nnSS

SRsA ⋅

−=−=

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DESLIZAMIENTO

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BALANCE DE POTENCIAS

Potencia eléctrica consumida por un motorasíncrono:

Potencia perdida en el devanado estatóricopor efecto Joule:

Las pérdidas en el hierro (por histéresis) sedenominan: PFe

ϕ⋅⋅⋅= cosIU3P FF

EST2F1Cu RI3P ⋅⋅=

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BALANCE DE POTENCIAS

Potencia eléctrica perdida en el devanadorotórico:

Las pérdidas mecánicas por rozamientos sedenominan: Pmec

La potencia útil del motor será:

mec2CuFe1Cuu PPPPPP −−−−=

ROT2F2Cu RI3P ⋅⋅=

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CONEXIONADO

Caja de bornas

Conexión en estrella

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CONEXIONADO

Caja de bornas

Conexión en triángulo

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TENSIONES EN UN MOTOR AC

La placa de características de cualquiermotor trifásico nos va a indicar dostensiones a las que podemos conectar dichomotor. Si la línea nos suministra la tensión menor

podremos conectarlo en triángulo. Si la línea nos suministra la tensión mayor

podremos conectarlo en estrella.

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TENSIONES EN UN MOTOR AC

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CURVAS CARACTERÍSTICAS

Motor de inducción

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ARRANQUE DE MOTORES ASÍNCRONOS

Arranque por resistencias estatóricas Arranque por resistencias rotóricas (en

motores de rotor bobinado) Arranque por autotransformador Arranque estrella-triángulo (es el más

utilizado)

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ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO

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ARRANQUE DE MOTORES ASÍNCRONOS

Curvas arranque estrella-triángulo

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INVERSIÓN DE GIRO

Para invertir el sentido de giro de un motortrifásico bastará con intercambiar entre sídos de las tres fases. En este caso cambiará el sentido de giro del

campo electromagnético en el estatorprovocando un cambio de giro del rotor.

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INVERSIÓN DE GIRO

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MOTORES ASÍNCRONOS MONOFÁSICOS

En aquellas aplicaciones donde se dispongade líneas monofásicas, se precisen potenciaspequeñas o cuando no sea imprescindibletener un buen rendimiento o factor depotencia se suelen emplear motoresasíncronos monofásicos.

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MOTORES ASÍNCRONOS MONOFÁSICOS

En este tipo de motores, al disponer de unaúnica fase, el flujo magnético será alterno,pero no giratorio. Este campo, por si solo, no es capaz de hacer

girar al rotor. ¡No son capaces de arrancarpor sí solos!. Eso si, una vez arrancado comenzado el

movimiento de rotación, el giro se mantiene.

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MOTORES ASÍNCRONOS MONOFÁSICOS

Por tanto es necesario disponer de algúndispositivo auxiliar de arranque. Esto nos da lugar a una clasificación de este

tipo de motores (en función de su sistemade arranque): Motores con devanado auxiliar de arranque Motores con espira en cortocircuito Motores universales

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MOTORES CON DEVANADO AUXILIAR

Este sistema pretende obtener un motorbifásico (dos fases) en el momento delarranque. El devanado auxiliar provoca undesfase entre las corrientes del bobinadoinductor y el de arranque, proporcionandoun campo magnético giratorio. Una vez arrancado el motor se desconecta

dicho devanado auxiliar. El devanado auxiliar puede disponer de un

condensador en serie con él.http://fermoya.com

MOTORES CON DEVANADO AUXILIAR

Esto generalmente se consigue añadiendoun condensador en serie con dichodevanado, lo que provoca un desfase entretensión e intensidad, generando un campomagnético desfasado 90º con el campoprincipal.

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MOTORES CON DEVANADO AUXILIAR

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ESQUEMA MOTOR CON DEVANADO AUXILIAR DE ARRANQUE

MOTORES CON DEVANADO AUXILIAR

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CONDENSADORARRANQUE

ESPIRA EN CORTOCIRCUITO

Se trata de dividir los polos en dos partesdesiguales lo que se produce añadiendo lallamada espira en cortocircuito. Esto altera la uniformidad de las líneas de

fuerza del campo magnético que provoca lapuesta en marcha del motor.

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ESPIRA EN CORTOCIRCUITO

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MOTOR UNIVERSAL

Se llaman así porque pueden funcionartanto conectados a una red de corrientealterna monofásica como a una red decorriente continua. Tiene el mismo principio de funcionamiento

de los motores de corriente continua vistosen el tema anterior (escobillas incluidas).

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MOTOR UNIVERSAL

Como sabéis al alimentar los bobinadosinductor e inducido se producen fuerzas deatracción y repulsión, debidas a lainteracción entre los campos magnéticosproducidos, que hacen girar el motor.

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MOTORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS

Son motores cuyo estator se alimentamediante un sistema trifásico de corrientealterna por lo que se genera un campomagnético giratorio. Si en estas circunstancias, con el rotor

parado, se alimenta el devanado del mismocon corriente continua se produce un campomagnético rotórico fijo, delante del cualpasa el campo magnético del estator.

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MOTORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS

Los polos del rotor están sometidos ahora aatracciones y repulsiones, en brevesperiodos de tiempo, por parte de los polosdel estator, pero el rotor no consigue girar, alo sumo vibrará.

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MOTORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS

Si llevamos el rotor a la velocidad desincronismo, haciéndole girar mediante unmotor auxiliar, al enfrentarse polos de signoopuestos se establece un enganchemagnético que les obliga a seguir girandojuntos, pudiéndose retirar el motor auxiliar.

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MOTORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS

Con el motor en carga se produce undesplazamiento del eje de los polos delrotor respecto de los polos ficticios delestator, que aumenta con la carga del motor. Si este desplazamiento supera un límite el

motor se para.

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MOTORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS

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MOTORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS

Por tanto su uso queda limitado aaplicaciones donde sea importantemantener una velocidad constante y dondela carga también lo es.

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