Criterios Para Seleccionar Un Motor

Introducción

Los motores eléctricos son el elemento fundamental de la industria como de otros sectores, tiene la capacidad de convertir la energía eléctrica en energía mecánica por medio de los campos magnéticos producidos en las bobinas de estos; y viceversa también puede convertir la energía mecánica en energía eléctrica, tal y como lo son los generadores de compañías suministradoras de energía eléctrica.

Dentro del universo de los motores eléctricos se sabe que los motores de inducción son los más comunes y pueden aplicarse casi todo tipo de operación industrial.

Como se mencionó anteriormente los motores son utilizados en infinidad de sectores; instalaciones industriales, comerciales, particulares; como ventiladores, teléfonos, bombas, máquinas herramientas, aparatos electrodomésticos, herramientas eléctricas y unidades de disco.

Los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (DC), tal como baterías de automóviles o rectificadores de corriente, y por fuentes de corriente alterna (AC) bien sea directamente de la red eléctrica bifásica o trifásica. Los pequeños motores se pueden encontrar hasta en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones y características más estandarizadas proporcionan la potencia adecuada al uso industrial. Los motores eléctricos más grandes se usan para propulsión de trenes, compresores y aplicaciones de bombeo con potencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores pueden ser clasificados por el tipo de fuente de energía, construcción interna, aplicación, tipo de salida de movimiento, etcétera.

Los factores considerados en la selección de los motores no son únicamente eléctricos sino también aquellos relacionados con el ambiente de trabajo y ciertas partes mecánicas, incluidas en este trabajo. Este trabajo tiene como objetivo de relacionar los requisitos de seguridad industrial con los eléctricos pero no tan sólo como en ciertos textos se encuentran que únicamente abarcan los factores eléctricos sino otros factores como el ambiente de trabajo, altura de ubicación del motor, vibraciones, entre otros. Actualmente con el avance de la tecnología, los ingenieros han ido descubriendo estos factores y su importancia para la vida útil del motor.

A lo largo de este trabajo se obtendrá la información base necesaria para determinar de manera correcta los criterios tanto para motores eléctricos, así como también para controles y protecciones de los motores.

Tipos de motores eléctricos

Clasificación de los motores eléctricos.

Los motores eléctricos suministran potencia motriz a una amplia variedad de maquinaria domestica e industrial. Ninguna otra forma de impulsión puede igualar su adaptabilidad, confiabilidad y economía La aplicación con éxito de los motores depende de la selección de un tipo de motor que satisfaga las necesidades cinéticas de arranque, funcionamiento y detención de la maquinaria accionada. Existen varios métodos para clasificar los motores eléctricos En primer lugar, con basa en la alimentación de energía eléctrica, los motores se clasifican como de CD y de CA.

Las clasificaciones que se basan en el tamaño y aplicación son micromotores, así como motores de fracción de caballo de potencia, de un numero entero de caballos de potencia, con engranaje reductor, de par, servomotores y paso a paso, tanto en diseño de eficiencia estándar como de calidad superior.

Motores de corriente directa

Los motores de corriente directa se usan en una amplia variedad de aplicaciones industriales en virtud de la facilidad con la que se puede controlar la velocidad. La característica velocidad-par se puede hacer variar para casi cualquier forma útil Es posible la operación continua sobre un rango de velocidades de 8:1. En tanto que los motores de CA tienden a pararse, los motores de cd pueden entregar más de cinco veces el par nominal (si lo permite la alimentación de energía eléctrica). Se puede realizar la operación en reversa sin conmutar la energía eléctrica Existen motores de imán permanente en capacidades nominales de fracciones de caballo de potencia, en tanto que los motores de cd de campo devanado se clasifican como:

1. Motor en derivación, en el que el devanado del campo está conectado en paralelo con la armadura.

2. Motor devanado en serie, en el que el devanado de campo está conectado en serie con la armadura.

3. Motor en compound, en el que se tiene un devanado de campo en serie y otro en paralelo.

El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los generadores de cd en los grupos motogeneradores de cd. El motor devanado en serie se usa en aplicaciones en las que se requiere un alto par de arranque, como en la tracción eléctrica, grúas, malacates, etcétera En los motores en compound, la caída de la característica velocidad-par se puede ajustar para que se adecue a la carga.

Construcción de los motores de cd con campo devanado

Esta es prácticamente idéntica a la de los generadores de cd con un pequeño ajuste, la misma máquina de cd se puede operar como generador o como motor de cd.

Los motores de cd de imán permanente tienen campos alimentados por imanes permanentes que crean dos o más polos en la armadura, al pasar flujo magnético a través de ella. El flujo magnético hace que se cree un par en la armadura que conduce corriente. Este flujo permanece básicamente constante a todas las velocidades del motor:

Las curvas de velocidad-par y corriente-par son lineales.

Motores en derivación

Los motores de cd en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control de campo). En estos motores, el par efectivo es menor que el generado por el par requerido para la fricción del viento y la de los cojinetes y las escobillas. La caída en la velocidad desde la condición en vacío hasta la de plena carga rara vez sobrepasa el 5%; de hecho, el flujo magnético por polo, disminuye al aumentar la carga, debido a la reacción de la armadura, es posible que la velocidad permanezca constante aproximadamente constante hasta la plena carga.

Motores serie

Velocidad y par de los motores devanados en serie. Si la carga en un motor devanado en serie se hace pequeña, la velocidad aumenta mucho, de modo que un motor de este tipo siempre debe conectarse a la carga a través de un engranaje reductor o directamente. Si se conectara mediante banda y esta se rompiera, la velocidad del motor se dispararía y el motor probablemente estallaría.

Para una carga dada, y por lo tanto, para una corriente dada, la velocidad de un motor devanado en serie se puede incrementar al poner en derivación el devanado en serie, o bien, al poner en cortocircuito algunas de las vueltas en serie, de modo que se reduzca el flujo magnético La velocidad se puede reducir al introducir una resistencia en serie con la armadura.

Motor compound

El motor en compound es un término medio entre los motores devanados en serie y los de en derivación. En virtud de la existencia del devanado en serie, que ayuda al devanado en derivación, el flujo magnético por polo aumenta con la carga, de modo que el par se incrementa con mayor rapidez y la velocidad disminuye más rápidamente que si no estuviera conectado el devanado en serie; pero el motor no se puede desbocar con cargas ligeras, por la presencia de la excitación en derivación.

La velocidad de un motor en compound se puede ajustar por medio de reóstatos en la armadura y el campo, como en el caso de la máquina en derivación.

Las compound indirectas se usan en algunos motores de cd. En este caso, el campo en serie con devanado de cinta gruesa se reemplaza con un campo con devanado de alambre, similar a un campo pequeño en derivación. Este campo se excita por medio de un excitador de cd no saturado, por lo general accionado por separado a velocidad constante. Este excitador, a su vez, es excitado por la corriente de línea del motor, por la cual se alimenta la excitación en serie. El voltaje de salida y la corriente del excitador son proporcionales a la corriente principal del motor; de modo que existe una proporcionalidad dada entre la corriente de carga del motor y la intensidad de su campo en serie con el devanado de alambre. El uso de un conmutador de polos y un reóstato en el circuito de la armadura del excitador en serie permite hacer variar la intensidad e incluso la polaridad del campo en serie. Esto da lugar a un método fácil para cambiar la condición de composición del motor, para diversas velocidades. Si se desea, se puede conectar mecánicamente el reóstato del excitador en serie con el reóstato del campo en derivación, para realizar en forma automática lo anterior.

Motores de cd de imán permanente

Existen motores de imán permanente en tamaños de fracciones de caballo y de números enteros de caballos. Tienen varias ventajas respecto a los del tipo de campo devanado. No se necesitan alimentaciones de energía eléctrica para excitación ni el devanado asociado. Se mejoran la eficiencia y el enfriamiento por la eliminación de pérdida de potencia en un campo excitado. Asimismo, la característica par contra corriente se aproxima más a lo lineal. Por último, un motor de imán permanente se puede usar en donde se requiere un motor por completo encerrado para un ciclo de servicio de excitación continua.

Sus desventajas son la falta de control

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