Maquinas Cc Y Ca

TABLA DE CONTENIDO

1 DESCRIPCIÓN GENERAL

2 CLASIFICACIÓN

2.1 MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

2.2 MOTORES ASÍNCRONOS

2.2.1 CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS

2.2.2 CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS

2.3 MOTORES SÍNCRONOS

2.3.1 CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN DE LOS MOTORES SÍNCRONOS

3 PARÁMETROS DE SELECCIÓN EN MOTORES

3.1 ANÁLISIS DEL RENDIMIENTO

3.2 DETERMINACIÓN ÓPTIMA DE LA POTENCIA DE MOTORES.

3.3 CONVENIENCIA DE LA INSTALACION DE MOTORES TRIFÁSICOS EN LUGAR DE MONOFÁSICOS

4 FALLAS FRECUENTES EN MOTORES

4.1 FALLAS EN LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN Y CONTROL

4.2 FALLAS ORIGINADAS EN LA OPERACIÓN

4.3 FALLAS DEBIDAS A LA NO CALIDAD DE LA POTENCIA

5 PROTECCIONES ELÉCTRICAS

5.1 FUSIBLE

5.2 INTERRUPTOR AUTOMÁTICO

5.3 RELÉ TÉRMICO

5.4 INTERRUPTOR DIFERENCIAL

5.5 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

6 NORMAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE MOTORES

7 MANTENIMIENTO DE MOTORES

7.1. CADA SEMANA

7.2. CADA SEIS MESES

7.3. CADA AÑO

7.4. CADA DOS AÑOS

7.5. RECOMENDACIONES GENERALES

8 NUEVAS TECNOLOGÍAS

ANEXOS

BIBLIOGRAFIA

MOTORES ELÉCTRICOS

1. DESCRIPCIÓN GENERAL

Se llama motor eléctrico al dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en energía mecánica, es decir, puede producir movimiento al convertir en trabajo la energía eléctrica proveniente de la red o almacenada en un banco de baterías.

Básicamente, un motor está constituido por dos partes, una fija denominada Estator, y otra móvil respecto a esta última denominada Rotor. Ambas están fabricadas en material ferromagnético (chapas magnéticas apiladas), y disponen de una serie de ranuras en las que se alojan los hilos conductores de cobre que forman el devanado eléctrico.

En todo motor eléctrico existen dos tipos de devanados: el inductor, que origina el campo magnético para inducir las tensiones correspondientes en el segundo devanado, que se denomina inducido, puesto que en él aparecen las corrientes eléctricas que producen el par de funcionamiento deseado (torque).

El espacio entre el rotor y el estator es constante y se denomina entrehierro. Por efecto de las intensidades que atraviesan el rotor y el estator; se crean campos magnéticos en el entrehierro. La interacción de estos campos magnéticos con las intensidades que atraviesan los conductores del rotor produce unas fuerzas tangenciales que hacen girar el rotor produciéndose de este modo la energía mecánica.

Desde su invención hasta nuestros días, el uso de los motores eléctricos ha sido creciente debido a:

• Gran versatilidad de utilización y potencias que hacen posible su uso en el hogar, la industria, el transporte, etc.

• Altos rendimientos: un motor diesel 18.5 HP a 1500 rpm tiene una eficiencia del orden del 36%, mientras que uno eléctrico de la misma potencia a 440 V tiene una eficiencia del 87%.

• Larga duración: Con buena utilización y mantenimiento su vida útil es superior a 20 años.

2. CLASIFICACIÓN:

Los motores eléctricos, desde el punto de vista de su utilización industrial, suelen clasificarse en:

Corriente continua:

a) Derivación.

b) Independiente.

c) Serie.

d) Compound (Compuesto).

Corriente alterna

a) Asíncronos.

• Rotor en corto circuito.

• Rotor bobinado.

b) Síncronos.

2.1 Motores de corriente continúa

Son de gran facilidad para la regulación de velocidad, cambios o inversiones rápidas de la marcha, y sin necesidad de equipos costosos es posible efectuar control automático de torques y velocidades.

Por las ventajas descritas anteriormente se utilizan primordialmente en industrias Papeleras, Textileras, Químicas, Siderúrgicas y Metalúrgicas. En estos motores, el estator está formado por polos principales y auxiliares excitados por corriente continua, así mismo el rotor se alimenta con corriente continua mediante el colector de delgas y las escobillas.

Tipos: Dependiendo de la forma en que se alimentan los devanados del estator se clasifican:

• En derivación: El estator se alimenta con la misma tensión que el inducido.

• Independiente: El estator y el inducido se alimentan con fuentes separadas o independientes.

• En serie: El estator y el inducido se conectan de modo tal que por ellos circule la misma corriente.

• Compound: Es una combinación de las conexiones en serie y en derivación.

Una representación gráfica de la anterior clasificación se ilustra en la figura 1.

En los motores en derivación, el flujo por polo es prácticamente constante, y considerando que el par del motor es proporcional a la corriente y que la velocidad disminuye linealmente al aumentar esta, se tiene un motor en el que la velocidad varia muy poco cuando varía el par, por lo cual se utilizan en casos donde la velocidad debe ser lo más independiente posible de la carga.

Los motores con excitación independiente son prácticamente iguales a los anteriores.

En los motores serie, la corriente del inducido atraviesa los polos y como el flujo producido en un polo depende de la corriente, el flujo será variable. El comportamiento típico de este motor es el siguiente:

• El par del motor crece al principio en forma cuadrática, más adelante, crece en forma lineal.

• La velocidad disminuye más que proporcionalmente al crecer la intensidad.

Por lo cual, se tiene un par muy elevado a velocidades pequeñas (arranque) y velocidades muy grandes con pares muy pequeños.

Este tipo de motores no puede funcionar en vacío puesto que en estas condiciones el flujo es muy pequeño y según la velocidad aumenta produciéndose un embalamiento. No pueden usarse en aplicaciones donde la carga pueda faltar ocasionalmente. Suelen utilizarse para tracción eléctrica, grúas, etc.

Los Compuestos tienen características intermedias a los dos anteriores. Presentan elevados pares de arranque y no tienen velocidades tan altas a bajas cargas.

2.2 Motores Asíncronos:

Los motores asíncronos basan su funcionamiento en la creación de un campo magnético giratorio en el entre hierro, debido a la circulación de corriente alterna trifásica en el estator.

2.2.1 Clasificación de los motores asíncronos

Los motores asíncronos se clasifican de acuerdo a la forma constructiva del rotor. Dicha clasificación es la siguiente:

• Jaula de ardilla: El rotor está compuesto por un conjunto de barras conductoras de cobre unidas en sus extremos por anillos.

• Rotor bobinado: El rotor está compuesto por un arrollamiento (devanado) introducido en ranuras similares a las del estator. Los extremos de cada fase se conectan a unos anillos colectores montados sobre el eje, aislados eléctricamente de él. Lo anterior, permite conectar al devanado rotórico resistencias adicionales externas para reducir la corriente de arranque. Una vez finalizado el periodo de arranque se corto circuitan los anillos y se levantan las escobillas.

El motor asíncrono suministra cualquier potencia hasta los límites de su capacidad de sobrecarga.

2.2.2 Características de operación de los motores asíncronos:

Entre las características de operación que se deben tener en cuenta en un motor asincrónico se encuentran:

 Tensión: En funcionamiento normal, se permiten fluctuaciones del orden de ± 5% la tensión nominal, de tal forma que:

V↓: Mayor corriente en el rotor y el estator; Pérdidas ↑, Rendimiento ↓

V↑: Las corrientes reactivas (IR) ↑, pérdidas ↑, y el factor de potencia ↓

 Factor de potencia (fp): Los motores asíncronos presentan consumos de energía reactiva altos, por lo tanto presentan fp bajos. El fp tiende a mejorar a medida que aumenta la potencia y la velocidad del motor. Un ejemplo de esta tendencia se presenta en la tabla 1.

En la figura 2 se presenta un caso ilustrativo del comportamiento de algunas variables, entre ellas el factor de potencia, en función del índice de carga del motor (P/Pn).

 Par motor: Para seleccionar el motor, se debe determinar el tipo de carga:

A: Par constante: Ascensores, bombas, compresores de pistón, maquinaria herramientas.

B: Par proporcional a la velocidad: calandrias.

C: Proporcional al cuadrado de la velocidad: Bombas centrífugas, ventiladores, compresores rotativos, etc.

D: Par resistente a la velocidad: procesos de regulación o tornos.

Las curvas de operación del motor, así como los tipos de arranques más usuales se ilustran en la figura 3

 Variación de velocidad: Los motores asincrónicos son esencialmente de velocidad constante, sin embargo y dependiendo de la aplicación, en ocasiones es conveniente que sea variable. Las formas más usuales para variar la velocidad en este tipo de motor son las siguientes:

1. Intercalando resistencias en el rotor, es decir, variando el deslizamiento (figura 4).

En estos casos, la potencia absorbida de la red es prácticamente invariable, mientras que la potencia útil es proporcional a la velocidad→ aplicaciones especiales de poca duración.

2. Por variación de polos del estator.

3. Por

...