Motores De Imanes Permanentes

INDICE

Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………………..3

Motor de imanes permanentes……………………………………………………………………………………………………..4

Motor corriente directa devanado de campo………………………………………………………………………………..5

Motor de inducción de jaula de ardilla…………………………………………………………………………………………..6

Motor eléctrico sin escobillas………………………………………………………………………………………………………..7

Sistema Octal………………………………………………………………………………………………………………………………..8

Sistema Hexadecimal………………………………………………………………………………………………………………….…8

Conclusión………………………………………………………………………………………………………………………………..…14

Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………………………………..15

INTRODUCCION

Los motores eléctricos de corriente continua son el tema de base que se amplia en el siguiente trabajo, definiéndose en el mismo los temas de más relevancia para el caso de los motores eléctricos de corriente continua, como lo son: su definición, los tipos que existen, su utilidad, distintas partes que los componen, clasificación por excitación, la velocidad, la caja de bornes y otros mas.

Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su fácil control de posición, par y velocidad la han convertido en una de las mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos. Pero con la llegada de la electrónica su uso ha disminuido en gran medida, pues los motores de corriente alterna, del tipo asíncrono, pueden ser controlados de igual forma a precios más accesibles para el consumidor medio de la industria. A pesar de esto los motores de corriente continua se siguen utilizando en muchas aplicaciones de potencia (trenes y tranvías) o de precisión (máquinas, micro motores, etc.)

Un motor eléctrico de Corriente Continua es esencialmente una máquina que convierte energía eléctrica en movimiento o trabajo mecánico, a través de medios electromagnéticos.

MOTOR DE IMANES PERMANENTES

Rotor de una pequeña máquina de corriente directa de 12 V, con imanes permanentes, de dos polos, cinco devanados, cinco delgas y dos escobillas.

Los motores de imanes permanentes son motores eléctricos cuyo funcionamiento se basa en imanes permanentes (motores de IP). Existen diversos tipos, siendo los más conocidos:

• Motores de corriente continua de IP

• Motores de corriente alterna de IP

• Motores paso a paso de IP

Uno de los de mayor aplicación es el motor sincrónico de imán permanente (en inglés Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM).

Las máquinas de imán permanente son extensivamente usadas en servomotores, accionamientos eléctricos para posicionamiento, robóticos, máquinas herramienta, ascensores, etc. Se han llegado a construir máquinas de una potencia por encima de 1 MW por ejemplo para el accionamiento de submarinos. También es posible su aplicación en generación y bombeo a partir de energía solar fotovoltaica o energía eólica.

La construcción de los rotores de los servomotores sincrónicos de imán permanente pueden adoptar una forma cilíndrica con un bajo diámetro y gran longitud (cilinder rotor) llamados de flujo radial, o pueden tener un rotor en forma de disco más liviano rotor de disco (disk rotor), también llamadas máquinas de flujo axial, resultando así en ambos casos un bajo momento de inercia y una constante de tiempo mecánica baja. Por otra parte, para aplicaciones industriales con arranque de línea o mediante arrancadores de voltaje reducido, los motores poseen un damper que protege los imanes de la des-magnetización durante los transitorios asociados en el arranque, y además amortigua las oscilaciones pendulares.

En aplicaciones en que el motor es operado electrónicamente desde un inverter, no es necesario el devanado amortiguador para el arranque pues este lo realiza el control electrónico, y además el devanado amortiguador (damper) produce pérdidas de energía adicionales debido a las forma de onda no sinodales.

Se analizará el caso de estator trifásico, el cual es similar a uno de una máquina sincrónica trifásica clásica, debiendo destacarse dos tipos de PMSM según el tipo de rotor:

• Imanes montados en la superficie del rotor (Surface-mounted magnets)

• Imanes insertos en el rotor (Buried Magnets)

• PMSM con imanes montados en la superficie del rotor.

En el caso que los imanes van montados (pegados o zunchados) en la superficie del rotor, estos por el espacio que ocupan obligan a tener un entrehierro relativamente grande, además los imanes cerámicos tienen efectos de saliencia despreciables. En estos casos no existe devanado amortiguador. El gran entrehierro hace que el flujo de la reacción de armadura (RA) tenga efectos atenuados sobre el rotor, es decir la inductancia sincrónica Ld es pequeña pues tiene una componente de reacción de armadura Lad pequeña y por consiguiente los efectos de la RA son muy atenuados. Por otra parte se deduce que el gran entrehierro resulta en una constante de tiempo eléctrica del estator T = L/R pequeña.

PMSM con imanes insertos en el rotor

Si los imanes están insertos en el rotor, quedan físicamente contenidos y protegidos, pero el espacio de hierro del rotor eliminado para insertar los imanes hace que no puede considerarse que en este caso se tenga un entrehierro uniforme, se tiene un efecto de saliencia, y aparece una componente de reluctancia del par.

El criterio de diseño en el caso de servomotores deben encuadrar los siguientes requerimientos:

• Velocidad de operación y par controlado a todas las velocidades

• Alta relación [Potencia / peso] y [Par / inercia]

• Par electromagnético suave: sin pares pulsantes debido a las armónicas, ni efectos de posicionamiento preferencial (cogging) debido a las ranuras

• Alta densidad de flujo en el entrehierro

• Diseño compacto con alto rendimiento y factor de potencia.

MOTOR CORRIENTE DIRECTA DEVANADO DE CAMPO

MOTOR SERIE:

Es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el devanado de campo (campo magnético principal) se conecta en serie con la armadura. Este devanado está hecho con un alambre grueso porque tendrá que soportar la corriente total de la armadura.

Debido a esto se produce un flujo magnético proporcional a la corriente de armadura (carga del motor). Cuando el motor tiene mucha carga, el campo de serie produce un campo magnético mucho mayor, lo cual permite un esfuerzo de torsión mucho mayor. Sin embargo, la velocidad de giro varía dependiendo del tipo de carga que se tenga (sin carga o con carga completa). Estos motores desarrollan un par de arranque muy elevado y pueden acelerar cargas pesadas rápidamente.

MOTOR DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA

Un rotor de jaula de ardilla de una bomba centrifuga de agua para domicilio civil.

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).

La base del rotor se construye con láminas de hierro apiladas. El dibujo muestra solamente tres capas de apilado pero se pueden utilizar muchas más.

Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción instan al campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. En efecto, el rotor se lleva alrededor el campo magnético, pero en un índice levemente más lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.

Esquema del rotor de jaula de ardilla.

A menudo, los conductores se inclinan levemente a lo largo de la longitud del rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con las barras del estator.

...