7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 1/33
Tercera Unidad
Principio de
Funcionamiento de las
Máquinas
Eléctricas:
Motores y Generadores
Ing. Juan Carlos Valdez Loaiza
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 2/33
Principio de Funcionamiento de las
Máquinas Eléctricas
Las máquinas eléctricas son el resultado de la aplicaciónde los principios de electromagnetismo y en especial de la
Ley de Inducción de Faraday. Las máquinas eléctricas se
caracterizan por tener circuitos eléctricos y magnéticos
entrelazados.
Las máquinas eléctricas son
convertidores electromecánicos
capaces de transformar energía
desde un sistema eléctrico a unsistema mecánico ó viceversa
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 3/33
Clasificación de las Máquinas Eléctricas
A.-Máquinas Eléctricas Rotativas
• Generadores Eléctricos
• Motores Eléctricos
De Corriente Continua
De Corriente Alterna
B.-Máquinas Eléctricas Estáticas
• Transformadores• Convertidores e Inversores
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 4/33
Clasificación de las Máquinas Eléctricas Rotativas
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 5/33
Clasificación de las Máquinas Eléctricas Rotativas
Clasificación por nivel de Potencia
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 6/33
Clasificación de las Máquinas Eléctricas Rotativas
Clasificación por frecuencia de Giro
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 7/33
Características Comunes de las Máquinas Eléctricas
Es necesario definir las características
fundamentales de las máquinas eléctricas:1.Potencia
2.Tensión
3.Corriente4.Factor de Potencia
5.Frecuencia
6.Rendimiento7.El Campo Magnético
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 8/33
En general es la potencia útil, que entrega ó produce una máquina
eléctrica en sus terminales de salida. De allí que, la POTENCIA ÚTIL en los
Generadores y Transformadores es la “POTENCIA ELECTRICA” lo que
comúnmente llamamos potencia en los bornes, mientras que los Motores
es la “POTENCIA MECÁNICA”, llamado también potencia en el eje.
Potencia NominalEs la potencia útil disponible que entrega o produce en régimen nominal
(condiciones específicas de diseño: T°<75°C, duración de funcionamiento)
una máquina eléctrica. A condiciones diferentes se llama POTENCIA ÚTIL ó
POTENCIA DE TRABAJO.
POTENCIA NOMINAL = POTENCIA A PLENA CARGA
POTENCIA NULA = TRABAJA EN VACIO
1. Potencia
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 9/33
LA POTENCIA QUE FIGURA EN LAS PLACAS CARACTERISTICAS
SON LAS POTENCIAS NOMINALES
POTECIA
NOMINAL DE UN
GENERADOR
POTECIA
NOMINAL DE UN
MOTOR
POTECIA NOMINAL
DE UNTRANSFORMADOR
Potencia Aparente en
los bornes del
Secundario
Potencia Aparente en
los bornes delSecundario
Potencia Mecánica
disponible en el eje
de Salida
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 10/33
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 11/33
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 12/33
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 13/33
Es la diferencia de potencial entre los bornes de salida eléctrica engeneradores y transformadores, y bornes de entrada en los motores.
En servicio normal la tensiones son función de la carga, en algunos casos
dependen de los órganos reguladores adicionales.
TENSIÓN NOMINAL (VN)Es aquella para la cual la máquina ha sido diseñada (o dimensionada). Es laque figura en la placa y para la cual valen las garantías del fabricante.
TENSIÓN DE SERVICIO (V servicio)Es el valor de la tensión en los bornes de la máquina cuando está enservicio, es decir, es la tensión que va ha ceder si es generador o recibiry ceder si es transformador o recibir si es motor, en el lugar donde se
instalan.
Tensión de servicio máximo admisible 1,15 VN
2.-Tensión
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 14/33
i
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 15/33
• Es el numero de oscilaciones periódicas completasde la onda fundamental durante un segundo.
• En los generadores de corriente alterna la frecuencia
esta dada por:
f = P. n / 60
P=Par de polos de la máquina
n=revoluciones por minuto (RPM)
5.-Frecuencia
6 di i ( )
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 16/33
•
Es la relación entre la potencia suministrada yla potencia absorbida por la máquina.
6.-Rendimiento(η)
Res men
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 17/33
Resumen
Generalidades
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 18/33
Principio de funcionamiento como GENERADOR.
Campo magnético externo de valor constante que es visto por una espira (bobina)como variable al estar ésta en movimiento. Se induce, por tanto, una fuerza
electromotriz o potencial en los extremos de la bobina
Generalidades
Generalidades
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 19/33
Principio de funcionamiento como MOTOR.
Si se hace circular una corriente por una bobina inmersa en un campo magnético, éstasufre un par motor que tiende a alinear ambos campos magnéticos, el propio de la
bobina y el externo.
Generalidades
Generalidades
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 20/33
Generalidades
Generalidades
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 21/33
Generalidades
Generalidades
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 22/33
Generalidades
L M t d C i t Alt
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 23/33
Los Motores de Corriente Alterna
Pueden ser:
•El motor Síncrono.
•El Motor Asíncrono o de Inducción.
El motor Síncrono tiene la característica de que su velocidad de giro esdirectamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que loalimenta.
El motor síncrono es utilizado en aquellos casos en los que se deseavelocidad constante. En nuestro medio, sus aplicaciones son mínimas y casisiempre están relacionadas con sistemas de regulación y control mas no con
la transmisión de potencias elevadas.
Í
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 24/33
El más común de los
motores de corriente alterna
es el Motor de Inducción,
donde la corriente eléctrica
es inducida en el rotor.
La velocidad de giro del rotor es menor que la velocidad
del campo magnético
giratorio
Los bobinados que producen el campo magnético se llaman tradicionalmente los
"bobinados de campo" mientras que el rotor que gira se llaman la "armadura". En un
motor de C.A. trifásico el campo magnético gira con una velocidad que depende del
numero de polos y de la frecuencia.
MOTOR ASÍNCRONO
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 25/33
El campo magnético giratorio origina un flujo que induce corrientes en el
rotor que interactúan con el campo magnético del estator. En cada
conductor se produce una fuerza F=ilB que da lugar al par del motor.
M t A í d I d ió
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 26/33
De acuerdo a la forma de construcción del rotor, los motores asincrónicos se clasifican en:
►Motor Asincrónico tipoJaula de Ardilla
►Motor Asincrónico deRotor Bobinado
Motor Asíncrono o de Inducción
Es el motor eléctrico por excelencia. Es el
motor relativamente mas barato, eficiente,compacto y de fácil construcción y
mantenimiento. Siempre que sea
necesario utilizar un motor eléctrico, se
debe procurar seleccionar un motor tipo
jaula de ardilla y si es trifásico mejor.
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 en el rotor se aloja un conjunto de bobinas
que además se pueden conectar al exterior a
través de anillos rozantes.
Generalidades
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 27/33
Estructura básica de una máquina eléctrica rotativa.
Generalidades
Aspectos Constructivos: Partes del motor Asíncrono
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 28/33
3 devanados en el
estator desfasados
2 /(3P) siendo P nºpares de polos
El Nº de fases del rotor no tiene
porqué ser el mismo que el delestator, sí será igual el número
de polos. Los devanados del
rotor están conectados a anillos
colectores montados sobre el
mismo eje
Los conductores del rotor están
igualmente distribuidos por la
periferia del rotor. Los extremos de
estos conductores están
cortocircuitados, no habiendo
conexión con el exterior . La posición
inclinada de las ranuras mejora elarranque y disminuye el ruido
Aspectos Constructivos: Partes del motor Asíncrono
Aspectos constructivos: Sección
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 29/33
Aspectos constructivos: Sección.
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 30/33
Aspectos constructivos: Rotor de jaula
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 31/33
Su simplicidad y gran robustez son las ventajas más destacadas.
Aspectos constructivos: Rotor de jaula.
Aspectos Constructivos: Rotor Bobinado
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 32/33
Aspectos Constructivos: Rotor Bobinado.
Aspectos constructivos: Desglose
7/26/2019 Principio de Funcionamiento de Las Máquinas Eléctricas Generadores y Motores de CA UCSP 1 (1)
http://slidepdf.com/reader/full/principio-de-funcionamiento-de-las-maquinas-electricas-generadores-y-motores 33/33
Aspectos constructivos: Desglose
devanado preformado
o devanado aleatorio
Anillos rozantes
en la superficie
externa
Rotor Paquete
magnético
cilíndrico
Ranuras
en la superficie
Ranuras
interna
Estátor Paquete
magnético
Cilíndrico hueco
Paquetes Magnéticos
Chapa magnética de acero al silicio
apiladas y eléctricamente aisladasunas de otras
Entrehierro
CircuitoMagnético
Bobinas de cobreBobinado o
Anillos rozantes
Barras soldadas
Aluminio fundidoJaula de ardilla
Arrollamiento(polifásico)
en cortocircuito
Rotor
Circuitoeléctrico
rotórico
Bobinas de hilo esmaltado
Bobinas preformadas o Arrollamiento
trifásico
EstátorCircuito
eléctrico
estatóricoCircuito
Eléctrico
Estátor: Parte fija
Rotor: Parte giratoria
Estructura
mecánica
Cilindro que puede girar sobre su eje (rotor)
en el interior de otro cilindro hueco fijo (estátor)
Top Related