Motores.

Maquinas Corriente Continua.

Las máquinas de corriente continua son generadores que convierten energía mecánica en energía eléctrica de corriente continua, y motores que convierten energía eléctrica de corriente continua en energía mecánica.

Partes básicas de una máquina de corriente continua:

-Estator: Parte fija formada por polos salientes y culata. -Inductor: Devanado formado por bobinas situadas alrededor del núcleo de los polos principales. que al ser recorridos por la corriente de excitación crea el campo magnético inductor . -Rotor: Parte móvil que gira alrededor del eje. -Entrehierro: Distancia entre los polos principales y el rotor. -Inducido: Devanado situado en las ranuras del rotor y que por la influencia del campo eléctrico, es objeto de fuerzas electromotrices inducidas y de fuerzas mecánicas. -Zonas neutras: Puntos del inducido en los que el campo es nulo. -Colector: Cilindro formado por delgas de cobre endurecido separadas por aislante, conectadas al inducido y giran conjuntamente con él. -Escobillas: Piezas conductoras metalográficas resistentes al rozamiento que estando fijas frotan con el colector móvil conectando el inducido con el exterior, al tiempo que provoca la conmutación para que trabaje con corriente continua. -Polos auxiliares: Polos salientes situados entre los polos principales. cuyo arrollamiento está conectado en serie con el inducido de forma que al crear un campo contrario al de reacción del inducido evita sus problemas y provoca una buena conmutación sin chispas.

Principio de Funcionamiento.

Funciona por principio de inducción. Cuando se le induce corriente eléctrica a un inductor crea un campo magnético concéntrico alrededor de él, este campo es introducido en otro campo magnético generado por imanes. Al someter un campo dentro de otro se crea una fuerza perpendicular que hace que el rotor se mueva.

Diagrama Constructivo:

Conexiones: Autoexcitación: Paralelo:

Serie

Compuesto

Excitación Independiente:

Imán permanente:

Maquinas Corriente Alterna.

Son los tipos de motores más usados en la industria, ya que estos equipos se alimentan con los sistemas de distribución de energías "normales". En la actualidad, el motor de corriente alterna es el que más se utiliza para la mayor parte de las aplicaciones, debido fundamentalmente a que consiguen un buen rendimiento, bajo mantenimiento y sencillez, en su construcción, sobre todo en los motores asíncronos.

Principio de Funcionamiento:

Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético.El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica.

Diagrama constructivo:

Motores trifásicos

Es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica trifásica suministrada, en energía mecánica. La energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos rotativos en el bobinado del estator (o parte fija del motor).

Los motores eléctricos trifásicos, se fabrican en las mas diversas potencias, desde una fracción de caballo hasta varios miles de caballos de fuerza (HP), se los construye para prácticamente, todas las tensiones y frecuencias (50 y 60 Hz) normalizadas y muy a menudo, están equipados para trabajar a dos tensiones nominales distintas. Se emplean para accionar máquinas-herramienta, bombas, montacargas, ventiladores, grúas, maquinaria elevada, sopladores, etc.

Tipos: -Asíncronos -Síncronos

Conexiones:

Asíncrono Los motores asíncronos o de inducción son

un tipo de motor de corriente alterna en el que la corriente eléctrica del rotor necesaria para producir torsión es inducida por inducción electromagnética del campo magnético de la bobina del estator. Por lo tanto un motor de inducción no requiere una conmutación mecánica aparte de su misma excitación o para todo o parte de la energía transferida del estator al rotor.

El motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: a) de jaula de ardilla; b) bobinado, y un estator, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están desfasadas entre sí 120º en el espacio.

Funcionamiento:El motor asincrónico funciona según el principio de inducción mútua de Faraday. Al aplicar corriente alterna trifásica a las bobinas inductoras, se produce un campo magnético giratorio, conocido como campo rotante, cuya frecuencia será igual a la de la corriente alterna con la que se alimenta al motor. Este campo al girar alrededor del rotor en estado de reposo, inducirá corrientes en el mismo, que producirán a su vez un campo magnético que seguirá el movimiento del campo estátórico, produciendo una cupla o par motor que hace que el rotor gire.

Síncrono Los motores síncronos son un tipo de motor de

corriente alterna en el que la rotación del eje está sincronizada con la frecuencia de la corriente de alimentación; el período de rotación es exactamente igual a un número entero de ciclos de CA. 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". Este tipo de motor contiene electromagnetos en el estátor del motor que crean un campo magnético que rota en el tiempo a esta velocidad de sincronismo.

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

Frenado de un motor trifásico síncrono:Por regla general, la velocidad deseada de este tipo de motor se ajusta por medio de un reóstato. El motor síncrono, cuando alcance el par crítico se detendrá, no siendo esta la forma más ortodoxa de hacerlo. El par crítico se alcanza cuando la carga asignada al motor supera al par del motor. Esto provoca un sobrecalentamiento que puede dañar el motor. La mejor forma de hacerlo, es ir variando la carga hasta que la intensidad absorbida de la red sea la menor posible, y entonces desconectar el motor.

Otra forma de hacerlo, y la más habitual, es regulando el reóstato, con ello variamos la intensidad y podemos desconectar el motor sin ningún riesgo.

Motores monofásicos

Los motores de inducción son el sistema de accionamiento más utilizado, desde menos de un caballo hasta cientos de caballos de potencia, cuando no se requiere variación de la velocidad de giro. Los motores de inducción monofásicos son muy utilizados en aplicaciones de baja potencia. Por lo tanto, el diseño del rodamiento depende en gran medida de la aplicación final del motor.

Fase Partida Un motor monofásico de fase partida es

un motor de inducción con dos bobinados en el estator, uno principal y otro auxiliar o de arranque.

El motor de fase partida es uno de los distintos sistemas ideados para el arranque de los motores asíncronos monofásicos. Se basa en cambiar, al menos durante el arranque, el motor monofásico por un bifásico (que puede arrancar sólo). El motor dispone de dos devanados, el principal y el auxiliar; además, lleva incorporado un interruptor centrífugo cuya función es la de desconectar el devanado auxiliar después del arranque del motor.

MotoresMonofasicos

Universal El motor monofásico universal es

un tipo de motor eléctrico que puede funcionar tanto con corriente continua (C.C.) como con corriente alterna. (A.C.)

El uso de estos motores en corriente alterna está muy extendido por el mayor par de arranque respecto al de los motores de inducción y por su elevada velocidad de rotación, lo que permite reducir su tamaño y su precio.

Características de funcionamiento:- En corriente continua es un motor

serie normal con sus mismas características.

- Menor potencia en corriente alterna que en continua, debido a que en alterna el par es pulsatorio.

- Mayor chispeo en las escobillas cuando funciona en corriente alterna

MotoresMonofasicos

Espira de Frager

El motor con espira de arranque, o motor con espira en cortocircuito, es un motor eléctrico monofásico (sólo para corriente alterna), que se utiliza cuando se requiere poca potencia y larga duración sin mantenimiento, ya que no lleva escobillas.

Todo motor monofásico requiere la producción de un campo magnético para comenzar a girar. Una sección de cada polo está provisto de un anillo de bronce llamado "espira de Frager" (espira de arranque), donde las corrientes inducidas retrasan en su entorno el flujo magnético, lo suficiente como para proporcionar un campo giratorio.

AplicacionesEntre sus ventajas están: su bajo coste, una construcción simple y su consumo, entre las desventajas están su poca potencia, su escaso par y su baja eficiencia.

MotoresMonofasicos

Motores a Paso El motor a paso es un dispositivo

electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. El motor paso a paso se comporta de la misma manera que un conversor digital-analógico (D/A) y puede ser gobernado por impulsos procedentes de sistemas lógicos.

Este motor presenta las ventajas de tener precisión y repetitividad en cuanto al posicionamiento. Entre sus principales aplicaciones destacan como motor de frecuencia variable, motor de corriente continua sin escobillas, servomotores y motores controlados digitalmente

Tipos de motores paso a paso:-El motor de pasos de reluctancia variable : Tiene un rotor multipolar de hierro y un estátor devanado laminado, y rota cuando los dientes del rotor son atraídos a los dientes del estátor electromagnéticamente energizados.-El motor de pasos de rotor de imán permanente: Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no está energizado-El motor de pasos híbrido: Se caracteriza por tener varios dientes en el estátor y en el rotor, el rotor con un imán concéntrico magnetizado axialmente alrededor de su eje.

Alternadores: Un alternador es una máquina eléctrica, capaz

de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética.

Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa.

Un alternador de corriente alterna funciona cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En el mundo se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz (Europa,.. ) o 60 Hz (Brasil, Estados Unidos, ...), es decir, que cambia su polaridad 50 o 60 veces por segundo.

La principal aplicación del alternador es la de generar energía eléctrica de corriente alterna para entregar a la red eléctrica, aunque también, desde la invención de los rectificadores de silicio, son la principal fuente de energía eléctrica en todo tipo de vehículos como automóviles, aviones, barcos y trenes, desplazando a la dinamo por ser más eficiente y económico.

Alternador:

Motor a paso: