MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA

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MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA Integrantes: Blas Tongombol Luis Gayoso Olivera Jaime Valdiviezo La Rosa Marvin

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MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNAIntegrantes:

Blas Tongombol Luis Gayoso Olivera Jaime Valdiviezo La Rosa Marvin

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Motor de corriente alternaSe denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con corriente alterna. Un motor es una máquina motriz , esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos.

Un generador eléctrico, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se le puede llamar una máquina generatriz de fem. Las dos formas básicas son el generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este último más correctamente llamado alternador.

Todos los generadores necesitan una máquina motriz (motor) de algún tipo para producir la fuerza de rotación, por medio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y producir una fem. La máquina más simple de los motores y generadores es el alternador.

Bajo el título de motores de corriente alterna podemos reunir a los siguientes tipos de motor.

*Motor Síncrono

*El Motor Asíncrono o de Inducción

 El Motor Síncrono

Este motor tiene la característica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Por ejemplo si la fuente es de 60Hz, si el motor es de dos polos, gira a 3600 RPM; si es de cuatro polos gira a 1800 RPM y así sucesivamente. Este motor o gira a la velocidad constante dada por la fuente o, si la carga es excesiva, se detiene.

El motor síncrono es utilizado en aquellos casos en que los que se desea velocidad constante. En nuestro medio sus aplicaciones son mínimas y casi siempre están en relacionadas con sistemas de regulación y control mas no con la transmisión de potencias elevadas.

Como curiosidad vale la pena mencionar que el motor síncrono, al igual que el motor de corriente directa, precisa de un campo magnético que posibilite la transformación de enegía eléctrica recibida por su correspondiente armadura en energía mecánica entregada a través del eje.

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A pesar de su uso reducido como motor, la maquina síncronica es la mas utilizada en la generación de energía eléctrica. Por ejemplo, en nuestro país, todas las centrales hidroeléctricas y termoeléctricas mediante generadores sincrónicos trifásicos. Además , la única fabrica de generadores eléctricos con la que contamos (ALGESA), fabrica solo generadores síncronicos , ya sea monofásicos o trifásicos.

 El Motor Asincrónico o de Inducción

Si se realizara a nivel industrial una encuesta de consumo de la energía eléctrica utilizada en alimentar motores, se vería que casi la totalidad del consumo estaría dedicado a los motores asíncronicos.

Estos motores tienen la peculiaridad de que no precisan de un campo magnético alimentado con corriente continua como en los casos del motor de corriente directa o del motor síncronico.

Una fuente de corriente alterna (trifásica o monofásica) alimenta a un estator. La corriente en las bobinas del estator induce corriente alterna en el circuito eléctrico del rotor (de manera algo similar a un transformador) y el rotor es obligado a girar.

De acuerdo a la forma de construcción del rotor, los motores asíncronicos se clasifican en:

*Motor Asincrónico de Rotor Bobinado

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*Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla

Motor Asincrónico de Rotor Bobinado

El motor de rotor bobinado tiene un rotor constituido, en vez de por una jaula, por una serie de conductores bobinados sobre él en una serie de ranuras situadas sobre su superficie. De esta forma se tiene un bobinado en el interior del campo magnético del estátor, del mismo número de polos (ha de ser construido con mucho cuidado), y en movimiento. Este rotor es mucho más complicado de fabricar y mantener que el de jaula de ardilla, pero permite el acceso al mismo desde el exterior a través de unos anillos que son los que cortocircuitan los bobinados. Esto tiene ventajas, como la posibilidad de utilizar un reóstato de arranque que permite modificar la velocidad y el par de arranque, así como el reducir la corriente de arranque.

Se utiliza en aquellos casos en los que la transmisión de potencia es demasiado elevada (a partir de 200 kW) y es necesario reducir las corrientes de arranque. También se utiliza en aquellos casos en los que se desea regular la velocidad del eje.

Su característica principal es que el rotor se aloja un conjunto de bobinas que además se pueden conectar al exterior a través de anillos rozantes. Colocando resistencias variables en serie a los bobinados del rotor se consigue suavizar las corrientes de arranque . De la misma manera, gracias a un conjunto de resistencias conectadas a los bobinados del rotor, se consigue regular la velocidad del eje. Un detalle interesante es que la velocidad del eje nunca podrá ser superior que la velocidad correspondiente si el motor fuera síncrono.

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Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla

en su interior contiene barras conductoras a lo largo ,de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. Los bobinados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. Los conductores se inclinan levemente a lo largo de la longitud del rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con las barras del estator. El número de barras en la jaula de la ardilla se determina según las corrientes inducidas en las bobinas del estator y por lo tanto según la corriente a través de ellas. Las construcciones que ofrecen menos problemas de regeneración emplean números primos de barras. El núcleo de hierro sirve para llevar el campo magnético a través del motor. Su estructura y material se diseña para reducir al mínimo las pérdidas. Las láminas finas, separadas por el aislamiento de barniz, reducen las corrientes parásitas que circulan resultantes de las corrientes de Foucault. El material, un acero bajo en carbono pero alto en silicio, con varias veces la resistencia del hierro puro, en la reductora adicional. El contenido bajo de carbono le hace un material magnético suave con pérdida bajas por histéresis.

Es el motor relativamente más barato, eficiente, compacto y de fácil construcción y mantenimiento.

Siempre que sea necesario utilizar un motor eléctrico, se debe procurar seleccionar un motor asíncronico tipo jaula de ardilla y si es trifásico mejor.

Por otro lado, la única razón para utilizar un motor monofásico tipo jaula de ardilla en lugar de uno trifásico será porque la fuente de tensión a utilizar sea también monofásica. Esto sucede en aplicaciones de baja potencia. Es poco común encontrar motores monofásicos de más de 3 kW.

La diferencia con el motor de rotor bobinado consiste en que el rotor esta formado por un grupo de barras de aluminio o de cobre en formas similar al de una jaula de ardilla.

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Otros Motores

Hemos mencionado los motores eléctricos de mayor uso en nuestro medio. Existen otros que son utilizados en casos especializados o domésticos. Entre ellos conviene destacar los siguientes:

*El motor universal

*El motor de pasos

Motor universal

Tiene la forma de un motor de corriente continua en conexión serie. La principal diferencia es que es diseñado para funcionar con corriente alterna. Se utiliza en los taladros, aspiradoras, licuadoras, lustradoras, etc. su eficiencia es baja (de orden del 51%), pero como se utilizan en maquinas de pequeña potencia esta ineficiencia no se considera importante.

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Motor del paso

Básicamente consiste en un motor con por lo menos cuatro bobinas que al ser energizadas con corriente continua de acuerdo a una secuencia, origina el avance del eje de acuerdo a ángulos exactos (submultiplos de 360). Estos motores son muy utilizados en impresoras de microcompuatdoras, en disketeras en general, el sistema de control de posición accionado digitalmente.

EL ALTERNADOR

• es un aparato que se ocupa de transformar energía mecánica en eléctrica, por lo tanto, se encarga de abastecer el auto de la energía necesaria para que funcione. Al mismo tiempo que realiza este proceso de energía, se preocupa de almacenarla en la batería, de modo que el vehículo cuente con la energía necesaria para que funcione el sistema eléctrico mientras el auto se encuentre apagado.

ESTURCTURA DEL ALTERNADOR

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El alternador: Comprobación de funcionamiento sobre el vehículo (1).

• Antes de desmontar el alternador, se deben realizar las siguientes pruebas y comprobaciones:

• Comprobar que el acumulador o batería se encuentra completamente cargado.

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El alternador: Comprobación de funcionamiento sobre el vehículo (2).

• Colocar un voltímetro entre el borne de salida de corriente B+ y masa. En caso que el alternador esté aislado, entre B+ y (-)

El alternador: Comprobación de funcionamiento sobre el vehículo (3).

• Medir con un amperímetro la corriente entre el alternador y la batería. Esta comprobación se puede hacer con una pinza amperimétrica y multímetro.

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El alternador: Comprobación de funcionamiento sobre el vehículo (4).

Accionar la llave de contacto sin arrancar el motor del vehículo. La luz de control debe encenderse, de no ser así es síntoma de avería.

El alternador: Comprobación de funcionamiento sobre el vehículo (5).

• Con los servicios desconectados, arrancar el motor y ponerlo a ralentí. La luz de control se debe apagar. Si permanece encendida y el amperímetro no marca carga es señal de avería.

• La lectura del tensión de B+ y masa debe estar entre 13,8 y 15,2 V.

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El alternador: Comprobación de funcionamiento sobre el vehículo (6).

• Acelerar lentamente el motor.

• La lectura del tensión de B+ y masa debe ser constante. Si aumenta al aumento de revoluciones el regulador trabaja defectuosamente.

El alternador: Comprobación de funcionamiento sobre el vehículo (7).

• Parar el motor del vehículo y descargar un poco la batería, encendiendo luces y accesorios (3-5 min).

• Arrancar y acelerar el motor, comprobando que el alternador carga la batería. El amperímetro debe de marcar de 15 a 20 A, según fabricante y modelo.

Alternador: Ventajas

Mayor gama de velocidad de giro:

Las revoluciones de giro van de 500 a 7.000 r.p.m.

• La corriente de la dínamo solo es efectiva a partir de 1.500 r.p.m.

• En el alternador la corriente es efectiva a partir de ralentí, garantizando la alimentación de batería y los servicios.

• En la dínamo, a altas r.p.m. sufre chisporroteo el colector y las escobillas con elevado desgaste y temperatura.

• En el alternador, al estar las bobinas del inducido en el estator se evitan los desgastes producidos en el colector de la dínamo.

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Conjunto rotor muy compacto:

• Las masas polares y la bobina inductora forman un conjunto motor muy compacto.

• La corriente de excitación es muy pequeño.

• Escobillas y anillos rozantes son unidireccionales.

• No existe formación de arco a altas velocidades.

• Velocidades de rotación de 14.000 r.p.m.

Un solo elemento regulador de tensión:

• El regulador para el alternador sólo necesita un elemento regulador de tensión, dado que los diodos se hacen cargo de la función de disyuntor para:

• Desconectar el alternador de la batería y los servicios al caer la tensión del alternador por debajo de la tensión de la batería, impidiendo la circulación de corriente en sentido contrario.

• No es necesario regulador de intensidad dado que es el propio inducido el que limita la intensidad máxima admisible.

Menor espacio y peso:

• Los alternadores son más ligeros y de menor tamaño que los generadores de corriente continua:

• Para una misma potencia nominal, el tamaño es de un 25 a 35% menor.

• El peso puede rondar entre el 40 y 45% menos.

• (P.e. Dinamo = 7 Kg, Alternador = 4 Kg).

Vida útil superior:

• La vida del alternador es superior porque:

• Es más robusto y compacto

• Ausencia de colector en el inducido.

• Mantenimiento superior a los 100.000 Km.

• Soporta mejor altas temperaturas, inclemencias meteorológicas, suciedad y vibraciones.

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Bibliografía:

http://html.rincondelvago.com/motores_7.html http://www.tuveras.com/maquinaasincrona/motorasincrono1.htm http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070523123931AAynl8W http://www.elprisma.com/apuntes/curso.asp?id=12953 http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_s%C3%ADncrono