MOTORES DE INDUCCION

MOTORES DE INDUCCIÓN 3ø

Objetivos

1. Distinguir desde el punto de vista de construcción, los diferentes tipos de motores de inducción 3ø.
2. Relacionar el aspecto de construcción, de cada uno de los diferentes tipos de motores de inducción 3ø con la función que desempeñan.
3. Identificar e interpretar los datos de placa de un motor de inducción 3ø.  

Antecedentes teóricos

Describir y/o explicar según sea el caso c/u de los tópicos siguientes:

1. Concepto de MERI.
2. Maquina asíncrona.
3. Componentes de una MERI 3ø de rotor jaula de ardilla.
4. Componentes de una MERI 3ø de rotor devanado.
5. Construcción de núcleos magnéticos de estator y rotor.
6.  Clases NEMA de motores de inducción.
7. Datos de placa.

Un motor de inducción es un dispositivo electromecánico rotatorio uniexitado, esto quiere decir que solo se energiza o se aplica un potencial eléctrico al devanado de la parte estacionaria del motor(estator), y la parte rotatoria(rotor) se conectan en corto circuito sus terminales, para que exista una inducción del estator hacia el rotor y se produzca una [pic 1][pic 2] que circula en el rotor. Un motor de inducción es capaz de convertir potencia eléctrica de entrada (watts eléctricos) a potencia mecánica de salida (watts mecánicos).

Maquina asíncrona: una maquina asíncrona es un motor eléctrico rotatorio de inducción el cual al ser uniexitado produce un campo magnético [pic 3][pic 4] de naturaleza giratoria en el devanado de estator (parte estacionaria) que gira a la velocidad de sincronismo el cual induce un corriente en el devanado del rotor (parte rotatoria) creando otro campo magnético [pic 5][pic 6] que gira desfazado de [pic 7][pic 8] a este desfasamiento se le conoce como deslizamiento.

Para que una maquina se denomine asincrona la velocidad mecanica del rotor (N) siempre debe ser diferente ala velocidad sincrona ([pic 9][pic 10]) del campo magnetico del estator.

Siempre:  

N[pic 11][pic 12]

3) Componentes de un motor de inducción 3 ø de rotor jaula de ardilla

Dentro de las características fundamentales de los motores eléctricos, estos se hallan formados por varios elementos sin embargo las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes.

[pic 13]

Partes de un motor trifásico con rotor jaula de ardilla.

Las tapas o escudos sostienen y portan los cojinetes, que a su vez permiten centrar el eje que soportan la acción del rotor. Cierra el motor por sus lados y unen a la carcasa por medio de pernos o de tornillos de fijación.

Los cojinetes también conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales.

1. De deslizamiento

• Operan en base al principio de la película de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de apoyo.

1. De rodamiento

• Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque, son compactos en su diseño, no se desgastan tanto, se reemplazan fácilmente.

La carcasa constituye el soporte del núcleo magnético del estator, se construye en hierro fundido o acero laminado. Es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:

1. Totalmente cerrada
2. Abierta
3. A prueba de goteo
4. A prueba de explosiones
5. De tipo sumergible

Los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla, y en general todos los motores eléctricos, se pueden clasificar también de acuerdo con el ambiente de operación.

Como parte integral de la carcasa los pies de fijación están situados en un plano para que el motor descanse bien asentado sobre su base. Dependiendo de su fijación, algunos motores no lo traen. El estator está constituido por un núcleo y un arrollamiento o devanado. Una carcasa de acero o aleación ligera rodea una corona de chapas delgadas (del orden de 0,5 mm de grosor) de acero de silicio.

El arrollamiento del estator lo forma un conjunto de bobinas barnizadas, confeccionadas en alambre de cobre esmaltado y alojadas en las ranuras del núcleo del estator

[pic 14]

Partes del estator.

Las chapas tienen unas ranuras en las que se colocan los arrollamientos estatoricos y cuando están recorridas por una corriente eléctrica originan un campo magnético destinado a producir el campo giratorio, tres arrollamientos en este caso (ø3).

 El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que dé él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica.

Los rotores son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete. El número de fases del devanado rotorico no es preciso que sea igual al del estator, pero si es condición indispensable el que ambos devanados tengan el mismo número de polos, para que la interacción de sus f.m.m. sea correcta. El rotor de jaula de ardilla presenta la particularidad de que el número de polos rotoricos se iguala espontáneamente al del devanado estatorico.

[pic 15]

Rotor jaula de ardilla

Construido de chapas laminadas de hierro en cuyas ranuras alojan el devanado secundario que tiene forma de jaula y se fabrican de aluminio o de cobre. Integrado a las coronas de la jaula.

El rotor jaula de ardilla, suele ser jaula simple, la jaula está cerrada por dos anillos resistentes. Estos motores a par nominal tienen un gran deslizamiento. Su par de arranque es elevado y la corriente de arranque es baja. En los huecos o muescas dispuestas a lo largo del rotor se colocan conductores conectados en cada extremo de una corona metálica; estos conductores desarrollan el par motor generado por el campo giratorio. Para que el par sea homogéneo, los conductores están ligeramente inclinados respecto al eje del motor. El conjunto tiene aspecto de una jaula de ardilla, de ahí el nombre de este tipo de motor.

[pic 16]

4)Componentes de una maquina eléctrica rotatoria de inducción 3 fases de rotor devanado

TAPA Y SOPORTE RODAMIENTO DEL LADO EJE:
Elemento que va sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor.

[pic 17]

RODAMIENTO O BALEROS:[pic 18]

 Elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a este por medio de una rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.

ROTOR BOBINADO:
 
El rotor devanado o bobinado, como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar hasta poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de ardilla.[pic 19]

ESCOBILLAS:

Elemento que ejerce de conexión eléctrica entre la parte fija y la giratoria dentro de un motor eléctrico (rotor):
[pic 20]

CAJA DE BORNES:

La caja de bornes de las máquinas de corriente alterna permite conectar los devanados estatóricos a la red de potencia que alimenta a la máquina o recibe energía de ella.

[pic 21]

VENTILADOR:

[pic 22]

Dispositivo que absorbe el aire del ambiente y lo hace circular por las ranuras de ventilación de la carcasa. Facilita el intercambio de temperatura, entre el aire interior del motor y el aire del medio ambiente, permitiendo así la refrigeración de la máquina.

ESTATOR:
[pic 23] [pic 24]
Es la parte fija del motor está constituido por un núcleo y un arrollamiento o devanado uno de los dos elementos fundamentales para la transmisión de potencia. Suministra el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio.

[pic 25]

TAPA DE ACCESO A LAS ESCOBILLAS: 

Tiene una conexión a las escobillas por lo que permite que   el acceso a ellas sea fácil al igual que les brinda  protección.

SOPORTE SEMIEJE LADO ESCOBILLAS:

En esta estructura van montados los rodamientos y sirve de unión al ensamblar nuestra máquina. Además de dar estabilidad y/o soporte del sistema de refrigeración de esta a través del ventilador.

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