MOTORES ELCTRICOS MOTORES DE CORRIENTE

DIRECTA

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

Sncronos (imn permanente) Asncrono o de induccin

ING. MOISS MORENO VELZQUEZ

FUNDAMENTOS

Un motor elctrico opera primordialmente en base a dos principios: De induccin, Cuando una corriente circula a travs de un conductor se crea un campo magntico a su alrededor . Michael Faraday en 1831: Si un conductor se mueve a travs de un campo magntico, se induce una corriente elctrica en l.

COMPONENTES BSICOS

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA

Rotor (Circuito de armadura o inducido).

Constituye la parte mvil del motor,

proporciona el par para mover a la

carga.

Est formado por : Eje, Ncleo y

Devanado, Colector y Tapas

Estator

Constituye la parte fija de la mquina. Su funcin es suministrar el flujo magntico que ser usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio. Est formado por la armazn, devanado inductor o imn permanente, escobillas y porta escobillas.

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA.

Principales caractersticas:

Es necesario aplicar corriente continua en el inducido (bobinado situado en el rotor) y en el inductor (bobinado situado en el estator). Tiene par de arranque elevado (Par de arranque: Es una medida de fuerza que tiende a producir la rotacin, producido a velocidad cero,se mide en libra-pie o newton-metro). Son utilizados para accionar mquinas a velocidad variable con mayor precisin. El campo magntico es esttico . A diferencia del motor de CA, la armadura se alimenta por medio del conmutador.

Desventajas: Son menos robustos que los motores asncronos y requieren un mantenimiento regular del colector y de las escobillas. Los corrosivos pueden daar el conmutador.

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA.

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA.

SISTEMAS DE EXCITACIN

Excitacin en derivacin o motor shunt. El devanado del inducido y el de excitacin se encuentran conectados en paralelo . Se utiliza en motores de pequeo tamao ( menos de 1 HP) tienen un campo esttico con imanes permanentes. Se caracteriza por una ligera reduccin de la frecuencia de giro n cuando aumenta la carga. El motor se pone en marcha mediante un restato de arranque. Se utiliza en todos aquellos casos en que sea precisa una frecuencia de giro uniforme, por ejemplo, para accionar maquinas / herramientas.

La corriente de arranque es:

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA.

SISTEMAS DE EXCITACIN

Excitacin Independiente. El devanado de excitacin y el de inducido se alimentan mediante dos fuentes de tensin diferentes , cuyas tensiones suelen ser tambin de valores distintos. Presentan un comportamiento de rgimen Anlogo o equivalente a los motores con excitacin en derivacin. Se emplean cuando se desea poder gobernar la frecuencia de giro, para lo cual suele variarse la tensin del inducido. Tiene aplicaciones industriales de velocidad variable por medio de controles de velocidad electrnicos ( SCR). Se utilizan en aquellos casos en que haya de gobernarse la frecuencia de giro dentro de mrgenes muy amplios y se precisen grandes potencias, por ejemplo, para accionar maquinas/ herramientas, excavadoras, trenes laminadores, etc.

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA.

SISTEMAS DE EXCITACIN Excitacin en Serie. Los devanados estn conectados en serie, por lo tanto la corriente que circula por ellos es la misma. Cuando se reduce la carga aumenta fuertemente la frecuencia de giro. Si la carga en un motor devanado en serie se hace pequea, la velocidad aumenta mucho, de modo que un motor de este tipo siempre debe conectarse a la carga a travs de un engranaje reductor o directamente. Si se conectara mediante banda y sta se rompiera, la velocidad del motor se disparara y el motor probablemente estallara. La velocidad de un motor devanado en serie se puede incrementar al poner en derivacin el devanado en serie, o bien, al poner en cortocircuito algunas de las vueltas en serie, de modo que se reduzca el flujo magntico. La velocidad se puede reducir al introducir una resistencia en serie con la armadura. Presenta un gran par de arranque.

Cuando se alimenta el inductor, se crea un campo magntico en el entrehierro en la direccin de los radios del inducido. El campo magntico entra en el inducido por el lado del polo norte del inductor y sale por el lado del polo sur. Cuando se alimenta el inducido, dos corrientes de mismo sentido recorren sus conductores, situados bajo un mismo polo inductor (de un mismo lado de las escobillas). Por tanto, segn la ley de Laplace, los conductores quedan sometidos a una fuerza de igual intensidad y de sentido opuesto. Ambas fuerzas crean un par que hace girar el inducido del motor.

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA.

Regla de la mano derecha

El pulgar se sita en el sentido del campo del inductor. El ndice indica el sentido de la fuerza. El dedo del corazn se sita en el sentido de la corriente inducida. Por tanto, la espira se somete a un par que provoca su rotacin en el mismo sentido que el campo inductor, denominado campo giratorio.

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA Introduccin

El principio de funcionamiento de un motor asncrono se basa en la creacin de corriente inducida en un conductor cuando ste corta las lneas de fuerza de un campo magntico, de donde proviene el nombre motor de induccin. En un motor de induccin la corriente real en el rotor no es causada por cualquier conexin directa de los conductores a una fuente de voltaje, sino por la influencia de los conductores del rotor que cortan las lneas de flujo producida por los campos magnticos del estator. La corriente inducida que se produce en el rotor produce un campo magntico alrededor de los conductores del rotor. Este campo magntico alrededor de cada conductor del rotor producir que cada conductor actu como un imn permanente. Cuando el campo magntico del estator gira, debido al efecto de las tres-fases de CA, el campo magntico inducido del rotor se atraer y seguir la rotacin.

MOTORES ASNCRONOS

Consta de dos partes principales: Inductor, o estator: Es la parte fija del motor. Carcasa que encierra una corona de chapas delgadas (de 0,5 mm) de acero al silicio. Las chapas disponen de ranuras en las que se sitan los devanados que producen el campo giratorio (tres devanados en el caso de un motor trifsico). Cada devanado se compone de varias bobinas. El modo de acoplamiento de las bobinas entre s determina el nmero de pares de polos del motor y, por tanto, la velocidad de rotacin. Inducido, o rotor. Es la parte mvil del motor. Puede ser del tipo jaula de ardilla o devanado. Se compone de un apilamiento de chapas delgadas aisladas entre s que forman un cilindro enchavetado sobre el eje del motor.

MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA.

MOTOR ASNCRONO

El campo magntico giratorio del estator, creado por el sistema de corrientes trifsicas R S T, y que gira a la

velocidad NS corta los conductores del rotor, que gira a una velocidad NR < NS (NS flecha rosa, NR punto verde)

MOTORES MONOFSICOS

Para producir un campo rotatorio y un par de arranque, se debe tener un devanado auxiliar desfasado 90 con respecto al devanado principal. Una vez que el motor ha arrancado, el devanado auxiliar se desconecta del circuito. Debido a que un motor de corriente alterna (C.A.) monofsico tiene dificultades para arrancar, esta constituido de dos grupos de devanados: El primer grupo se conoce como el devanado principal o de trabajo, El segundo, conocido como devanado auxiliar o de arranque. Los devanados difieren entre s, fsica y elctricamente. El devanado de trabajo est formado de conductor grueso y tiene ms espiras que el devanado de arranque.

TIPOS DE MOTORES MONOFSICOS

Motores de Fase Partida: Consta de una carcasa, un estator 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. Motores de arranque con capacitor: Es similar en su construccin al de fase partida, excepto que se conecta un capacitor en serie con el devanado de arranque para tener un mayor par de arranque. Su rango de operacin va desde fracciones de HP hasta 15 HP. Motores con permanente: Utilizan un capacitor conectado en serie con los devanados de arranque y de trabajo. La principal diferencia entre un motor con permanente y un motor de arranque con capacitor, es que no se requiere switch centrfugo. stos motores no pueden arrancar y accionar cargas que requieren un alto par de arranque.

TIPOS DE MOTORES TRIFSICOS

Un motor asncrono trifsico consta de dos partes principales: Un inductor, o estator, es la parte fija del motor Un inducido, o rotor, es la parte mvil del motor.

Rotor de Jaula Simple: Existen unos taladros o ranuras ubicados hacia el exterior del cilindro en los que se sitan los conductores conectados a cada extremidad por medio de una corona metlica y sobre los que se aplica el par motor que genera el campo giratorio. Los conductores se inclinan ligeramente con respecto al eje del motor para que el par sea regular. El par de arranque de estos motores es Relativamente dbil y la corriente que se absorbe durante la puesta bajo tensin es muy superior a la corriente nominal.

Los motores de jaula son los nicos que pueden acoplarse directamente a la red por medio de un equipo simple. Tan slo las extremidades de los devanados del estator sobresalen de la placa de bornas.

TIPOS DE MOTORES TRIFSICOS

Rotor Devanado (Rotor de Anillos): Unos devanados idnticos a los del estator se sitan en Las ranuras de la periferia del rotor, que generalmente es trifsico. Una de las extremidades de cada uno de los devanados est unida a un punto comn (acoplamiento en estrella). Las extremidades libres pueden conectarse a un acoplador centrfugo o a tres anillos de cobre aislados y solidarios del rotor. Varias escobillas de grafito conectadas al dispositivo de arranque frotan los anillos. Dependiendo del valor de las resistencias insertadas en el circuito rotrico, este tipo de motor puede desarrollar un par de arranque que alcanza 2,5 veces el valor del par nominal. La punta de corriente durante el arranque es prcticamente igual a la del par.

ARRANQUE DIRECTO

CONEXIN DE MOTORES DE 9 TERMINALES TRIFSICOS

Conexin de motores de 9 terminales 2 voltajes con conexin interna ya conectado solo en estrella o solo en delta. La conexin mas comn es estrella. As, para bajo voltaje queda conectado en estrella paralelo (Y Y) y para alto voltaje en estrella serie ( Y ). El que viene en delta, para bajo voltaje conexin en delta paralelo (), para alto voltaje delta serie ().

ARRANQUE ROTRICO POR RESISTENCIAS

Un motor de anillos no puede arrancar en directo (devanados rotricos cortocircuitados) sin provocar puntas de corriente inadmisibles. Es necesario insertar en el circuito rotrico resistencias que se cortocircuiten progresivamente, al tiempo que se alimenta el estator a toda la tensin de red. El clculo de la resistencia insertada en cada fase permite determinar con rigor la curva de par-velocidad resultante: para un par dado, la velocidad es menor cuanto mayor sea la resistencia. Como resultado, la resistencia debe insertarse por completo en el momento del arranque y la plena velocidad se alcanza cuando la resistencia est completamente cortocircuitada.

Control de Motores Elctricos

Ing. Moiss Moreno Velzquez