Motores de corriente alterna (electrotecnia)

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MOTORES DE 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. En los motores de corriente alterna se pueden distinguir los siguientes tipos: Motores síncronos Los motores síncronos son un tipo de motor de corriente alterna. Su velocidad de giro es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado y por el número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo". La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con los parámetros mencionados es: donde: f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz) P: Número de pares de polos que tiene la máquina p: Número de polos que tiene la máquina n: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

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MOTORES DE CORRIENTE ALTERNAUn 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.

En los motores de corriente alterna se pueden distinguir los siguientes tipos:

Motores síncronos

Los motores síncronos son un tipo de motor de corriente alterna. Su velocidad de giro es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectado y por el número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo".

La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con los parámetros mencionados es:

donde:

f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz)

P: Número de pares de polos que tiene la máquina

p: Número de polos que tiene la máquina

n: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

Motores asíncronos de anillos rozantes

Un motor de anillos rozantes o deslizantes, es un motor asíncrono, con dos bobinados.

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Motores de jaula de ardilla Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales dealuminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster(ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).

_____________________________________

La ecuación de la velocidad de sincronismo de un motor de corriente alterna es:

Siendo:n1= velocidad de sincronismo (r.p.m).f1= frecuencia de la red (Hz).p=número de pares de polos.

Los motores síncronos giran siempre a la velocidad de sincronismo. Por esto, para regular su velocidad se debe controlar la frecuencia de alimentación o, más raramente, el número de polos. La velocidad de un motor asíncrono es algo menor que la velocidad de sincronismo. La relación es la siguiente:

Siendo:

n=velocidad del motor

s=deslizamiento (en %)

 

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El deslizamiento depende de la carga y es otro factor que podemos controlar para regular la velocidad de un motor asíncrono. El par de un motor asíncrono tiene la siguiente expresión:

Siendo: 

I2= Intensidad rotórica.

W= N° de espiras.

La potencia eléctrica en el entrehierro es la siguiente:

La potencia mecánica suministrada tiene la siguiente expresión:

La diferencia PL - P2  se didiá como potencia eléctrica de pérdidas en el circuito rotórico (Pr).

Pr = PL -s

Un método de aumentar el deslizamiento s es intercalar resistencias en el circuito rotórico para aumentar Pr  .Otro método de controlar el deslizamiento es inyectar corriente continua en el rotor. Estos método sólo pueden aplicarse en motores de anillos rozantes.

=Flujo

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Los motores de corriente alterna más usados son los de jaula de ardilla. La única forma de regularlos completamente es controlando la tensión y la frecuencia de la alimentación. Son los más robustos y no requieren mantenimiento alguno.

Las gráficas I-n y M -n de un motor de jaula de ardilla de 975 r.p.m. son las que aparecen seguidamente. Al disminuir la frecuencia las curvas se comprimen en la ordenada de par e intensidad. 

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Fórmulas de motores de corriente alterna

Por la importancia que tienen, se ha requerido separar las fórmulas utilizadas en los motores, de las fórmulas de carácter más general, en la disciplina de la electricidad.

Entenderemos como fórmulas de motores de corriente alterna, todas las fórmulas que engloben a la red trifásica, independientemente si el motor es síncrono o asíncrono. Cuando sea necesario se indicará si hubiese alguna diferencia para cada clase de motor.

En un motor trifásico correctamente diseñado, las tensiones y las intensidades serán iguales entre fases.

Esto quiere decir

Vf1 = Vf2 = Vf3 ; If1 = If2 = If3

de otra forma consideraremos al motor en desequilibrio.

El mismo fenómeno ocurre cuando hablamos de tensiones e intensidades de línea. 

VL1 = VL2 = VL3 ; IL1 = IL2 = IL3.

La relación existente entre tensiones de línea y tensiones de fases, dependerá totalmente del sistema de conexión que hayamos instalado, o estrella o triángulo. Esta afirmación también es válida cuando deseemos interrelacionar las intensidades, las de fase y las de línea.

En lo referente a otras magnitudes tenemos que:

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1. Potencia absorbida.

2. Potencia útil.

 

3. Potencia pérdida.Será la diferencia entre la potencia absorbida y la potencia útil.

4. Rendimiento.

 

5. Potencia aparente.

6. Potencia reactiva.

7. Factor de potencia.

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8. Factor de potencia 2.

9. Velocidad motor asíncrono.

10. Velocidad motor síncrono.

11. Velocidad de sincronismo.

12. Deslizamiento.

13. Intensidad absorbida.

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Glosario de abreviaturas.

U Tensión de red, la indica el fabricante.I Intensidad.P Número pares de polos del motor, esta abreviatura corresponde a las fórmulas de velocidad.f Frecuencia de red.ns Velocidad de sincronismo.n Velocidad nominal en el eje del motor, lo indica el fabricante.S Deslizamiento.P Potencia, la indica el fabricante.Pa Potencia absorbida.Pz Potencia aparente.Px Potencia reactiva.Pu Potencia útil.