Motores de corriente alterna de inducción trifásicos o monofásicos.

Motores de corriente alterna de inducción trifásicos o monofásicos.

Las relaciones de flemming: es la regla de la mano derecha,  dedo pulgar es el movimiento (arriba-abajo) , el dedo índice es  el campo magnético (←)  y el dedo medio  el sentido de la corriente  (dedo medio apuntando hacia ti).

Ley de Lenz: la corriente que circula  en un conductor en un circuito cerrado, genera un campo magnético opuesto al campo magnético que produce la corriente.  (es el principio del giro de motor, porque  cuando el polo norte del iman pasa por el circuito cerrado este generara un campo magnético opuesto al iman,  y cuando pasa por el polo sur o negativo, también genera un campo opuesto, y ese campo opuesto para polo norte y polo sur  se refleja en el cambio  y sentido de la corriente en el conductor.

Motor de inducción trifásico tiene un estator  que es parte fija,  con 3 devanados  (bobinas, circuito cerrado de un conductor) que están a 120° ,

La velocidad que gira  el campo magnético  es = a la frecuencia de la corriente    y se llama velocidad de sincronismo.

El motor trifásico de inducción se autoarranca, porque no necesita auxiliares para llegar a su velocidad. Son motores de campo giratorio porque el estator hace que gire el campo magnético,

La velocidad del rotor nunca alcanza a la velocidad síncrona o sea  a la velocidad del campo magnético,

La diferencia entre  velocidad síncrona y  velocidad efectiva  del rotor se llama  DESLIZAMIENTO.

Y aumenta cuando hay carga el deslizamiento,  sin cargar esta entre 2-7%.

Hay dos tipos de rotor: de jaula de ardilla y  el rotor devanado,  y la diferencia es que  esta ultima puede modificar su devanado  como por ejemplo meter unas resistencias  en serie para cada fase.

El par es determinado  por la corriente de fase en el rotor y el flujo rotatorio en el estator,

Para variar el par solo se logra variando  la resistencia del rotor devanado (con baja resistencia aumenta el par) , si la velocidad  alcanza al del sincronismo el par es cero porque el deslizamiento es cero,  si el deslizamiento se incrementa  aumenta el par, el par máximo es el par de arranque,  

Para establecer  las características  de los motores de inducción,  se hace prueba al vacio,  motor operando con carga,  y características a rotor bloqueado.

En los motores existen perdidas mecánicas (friccion (chumaceras, baleros etc) y perdidas eléctricas (perdidas en el conductor (se calientan los condutores del estator y rotor), perdidas en las escobillas,  y perdidas en el fierro), las perdidas en función de la carga (la I del devanado del estator se incrementa con carga), si se rebasa la potencia nominal pues el motor se sobrecalienta, el aislamiento se deteriora y reduce su tiempo de vida. Se puede sobrecargar pero en tiempos muy pequeños (pocos minutos/hora).

La potencia mecánica depende de su par y velocidad rotacional,  para medir su eficiencia  se mide el motor  como si fuera  transformador, pero se hacen diferentes tipos de pruebas.

Para construir una maquina eléctrica se necesitan  conductores de alta conductividad,  el menor coeficiente de temperatura por resistencia,  el cobre  es ejemplar pero el aluminio para  transformadores  es empezado a utilizar.

Motores monofásicos se componen por: motores de inducción, motores síncronos,  motores con conmutador.

Motores de inducción para generar el par de arranque  se clasifican en: de fase partida, de polos sombreados,  de repulsión de arranque.

Los motores con conmutador son:  motor en serie, motor universal (en ca o cc), motor de repulsión y motor de inducción-repulsión.

Los motores monofásicos tienen un devanado del estator; la teoría  del doble campo rotatorio y  la teoría del flujo universal del rotor hablan del funcionamiento del motor monofásico.

Para  la primera teoría, el campo   se divide en 2 campos magnéticos  que giran en dos direcciones opuestas de igual magnitud producidas por la misma corriente,  cuando están en 0° se anulan, en 90° se suman, en 135° se anulan las campos horizontales pero los campos se suman  para que den 1.414 veces, para 180° se anulan  pero cambian de giro las componentes fasoriales.

Para generar el par  en motores monofásicos,  es por medio del doble campo rotatorio; si el deslizamiento =1  no hay par neto.

Par de arranque  es  que el par de motor supere al par resistente para generar aceleración angular, y el proceso de arranque finaliza cuando la velocidad se estabiliza  (par de motor se equilibra con par resistente).

Teoría del flujo universal del rotor: se induce voltaje en el rotor, y genera corrientes en el rotor, y hay desfasamiento de corriente por la reactancia inductiva del motor , 90 grados atrasada la corriente del voltaje y la corriente genera un flujo magnético en el rotor, e interactua con el flujo del estator casi por 90 grados de desfase y como tiene perdidas el flujo del rotor es mas fuerte la del estator, y  el flujo resultante de las dos  no tiene intensidad constante, y su movimiento no es uniforme; para arrancar los motores monofásicos necesita  un campo magnético de arranque para que empieze a girar el rotor, incluyen la simulación de una segunda fase  para arrancar.

Los motores monofásicos no tienen autoarranque pero se puede arrancar de la sig manera:

Motor de fase partida o dividida con arranque  por resistencia:

Son dos devanados, la principal y la de arranque  desfasados  90 grados entre si,  el devanado auxiliar o de arranque tiene mas resistencia  y menor reactancia que el devanado principal (por eso tiene alambre mas grueso el devanado principal, con  reactancia alta y baja resistencia),  la  auxiliar a veces es conectado por una resistencia externa  para el arranque,  si el arranque es de mas de 5 segundos el devanado se calienta y echa humo.

Motor de inducción de  arranque con capacitor .

Se conecta en serie  el capacitor al devanado auxiliar del motor de fase dividido y genera un par de arranque  4 o 5 veces el par de motor. Se utiliza cuando se requiere un par de arranque alto.

El capacitor hace que la corriente de   rotor bloqueado se adelante  a la  corriente de arranque 80° masomenos,  y la  corriente del devanado auxiliar es aprox la mitad del  que tiene el  motor de fase dividida. Se usan para arranques   frecuentes de motores, hechos de 1/6hp a 10 hp,

Hay motores  de arranque con capacitor y operación con capacitor : el capacitor de arranque se desconecta  cuando el motor  esta al 70% de su velocidad síncrona,  y el capacitor de operación q esta en serie con el devanado auxiliar, genera par constante y no pulsante como las otras mencionadas.

Motores con Imán permanente: Utilizan un capacitor conectado en serie con los devanados de arranque y de trabajo. El crea un retraso en el devanado de arranque, el cual es necesario para arrancar el motor y para accionar la carga.

La principal diferencia entre un motor con permanente y un motor de arranque con capacitor, es que no se requiere switch centrífugo. Éstos motores no pueden arrancar y accionar cargas que requieren un alto par de arranque.

Motores de inducción-repulsión: Los motores de inducción-repulsión se aplican donde se requiere arrancar cargas pesadas sin demandar demasiada corriente. Se fabrican de 1/2 HP hasta 20 HP, y se aplican con cargas típicas como: compresores de aire grandes, equipo de refrigeración,

etc.

Motores de polos sombreados: Este tipo de motores es usado en casos específicos, que tienen requerimientos de potencia muy bajos.

Su rango de potencia está comprendido en valores desde 0.0007 HP hasta 1/4HP, y la mayoría se fabrica en el rango de 1/100 a 1/20 de HP. La principal ventaja de estos motores es su simplicidad de construcción, su confiabilidad y su robustez, además, tienen un bajo costo. A diferencia de otros motores monofásicos de C.A., los motores de fase partida no requieren de partes auxiliares (capacitores, escobillas, conmutadores, etc.) o partes móviles (switches centrífugos). Esto hace que su mantenimiento sea mínimo y relativamente sencillo.

CLASIFICACION DE MOTORES ELECTRICOS  NO MONOFASICOS.

Motores de rotor de polos lisos o polos no salientes: se utilizan en rotores de dos y cuatro polos. Estos tipos de rotores están construidos al mismo nivel de la superficie del rotor. Los motores de rotor liso trabajan a elevadas velocidades.

Motores de polos salientes: Los motores de polos salientes trabajan a bajas velocidades. Un polo saliente es un polo magnético que se proyecta hacia fuera de la superficie del rotor.

Los rotores de polos salientes se utilizan en rotores de cuatro o más polos.

Por el tipo de rotor

1. Motores de anillos rozantes:   Es similar al motor trifásico jaula de ardilla, su estator contiene los bobinados que generan el campo magnético giratorio.

El objetivo del diseño del motor de anillos rosantes es eliminar la corriente excesivamente alta del arranque y el troqué elevado asociado con el motor de jaula de ardilla. Cuando el motor se arranca un voltaje es inducido en el rotor, con la resistencia agregada de la resistencia externa la corriente del rotor y por lo tanto el troqué pueden controlarse fácilmente

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