Descripción y características del motor

Capítulo 1.- Principios de operación

Descripción y características del motor.

Casi en cualquier parte de la vida cotidiana podemos encontrar un motor eléctrico, que esté funcionando para hacernos la vida más cómoda o que está sirviendo como una herramienta de trabajo en alguna de nuestras actividades, por lo que reviste una gran importancia el estudio de estas máquinas, pero para iniciar este trabajo partiremos definiendo al motor eléctrico.

Un motor eléctrico es una máquina que puede transformar la energía eléctrica en energía mecánica rotatoria y calor. Esta energía es aprovechada para mover máquinas, impulsar fluidos, transportarse, etc.

Los motores eléctricos se pueden clasificar de distintas formas de acuerdo a su construcción, a su operación, y aislamiento entre otras. En este trabajo se describirá la clasificación de acuerdo a la Figura 1 que se muestra a continuación.

Figura 1 Clasificación de motores

Como se puede observar, hay motores que no se encuentran en esta clasificación, pero dentro de cada grupo existen subgrupos en los cuales se encuentran otros tipos de motores, pero no se muestra porque se considera que es suficiente con esta información para esta sección, la información faltante se describirá en el transcurso del presente trabajo.

Para poder describir las ecuaciones que gobiernan la operación de los motores de corriente alterna jaula de ardilla, es necesario conocer los elementos que los constituyen, y la forma más ilustrativa es observando la figura 2.

Descripción de las partes del motor.

A continuación se describe la función de cada uno de los elementos de componen un motor eléctrico jaula de ardilla.

Eje del rotor (flecha).

Es una barra rígida de metal que se encarga de mantener y sostener al rotor, generalmente comunica la parte frontal y trasera del motor. Otra función muy importante es transmitir la potencia mecánica producida por los cambios de dirección del campo magnético.

Baleros del rotor.

Es la parte móvil que permite que gire el rotor sin que se afecte al estator.

Barras del rotor.

Son las placas conductoras del rotor encargadas de cortar las líneas del campo magnético que se generan en el estator. La forma de éste le da el nombre a los motores jaula de ardilla, porque su forma es similar a la jaula que se utilizaban en laboratorios para hacer experimentos con ardillas, pero en este tipo de motores las laminaciones que se le colocan están conectadas en corto circuito de tal manera que la corriente que se forma solo circula a largo y ancho del rotor. En ésta parte un gran número de ocasiones se colocan aletas de ventilación.

Base de cojinetes.

Es la base donde se coloca los baleros.

Carcaza del estator.

Es la parte fija que contiene las ranuras donde se empotrarán las bobinas del motor. Tiene la función de incrementar el campo magnético generado por las bobinas. También se encarga de mantener unido el motor y de transmitir el calor generado hacia el exterior. Su construcción puede variar dependiendo del tipo y aplicación de cada motor.

Ranuras del estator.

Tienen como función alojar las bobinas que transportaran la corriente eléctrica de la línea y donde se formaran los llamados polos del motor, para dirigir el campo magnético producido en el estator.

Devanados del estator.

Son los alambres de cobre que recibirán y transportaran la corriente eléctrica recibida de la red. Están aislados para evitar cortocircuitos, podemos considerar que existen varios cables en una ranura y con un grupo de ranuras con cables transportando corriente en una dirección tenemos los polos del motor, que de su forma se generara un campo magnético giratorio que dará movimiento al rotor.

Caja de alambrado.

En esta parte es donde se realizan las conexiones de los devanados del estator con las terminales de la toma de energía de la red eléctrica.

Placa del estator.

Aquí están escritos todos los datos relacionados con el motor, desde su potencia nominal, corriente, factor de potencia, diseño, tipo de motor eficiencia, fases. etc.

Ventilador.

Se encarga de impulsar corrientes de aire a través del espacio entre el rotor y estator (llamado entrehierro), para enfriar las bobinas y las barras del rotor, pero en general quita el calor a todo el motor.

Tapa de seguridad

Tiene la función de impedir que algún objeto sea introducido en las aspas del ventilador, provocándole un daño a este. También es seguridad para las personas que se encuentren cerca del motor.

Principios básicos de operación

Las bobinas en el estator se agrupan de tal forma que el campo magnético generado, por cada grupo de bobinas (llamado también polos), dan como resultado una fuerza perpendicular al rotor para que ésta pueda hacer gira el rotor. Pero el campo magnético es un campo giratorio por que la corriente de alimentación es alterna y cada fase tiene una diferencia de 120° una respecto a otra, para observarlo más detalladamente como se forma el campo, observamos la figura 1.3 donde se muestra un motor con dos polos, en el cual se observa en los puntos marcados con una “x” que la corriente entra y genera un campo en la dirección que marca la figura y los círculos con un punto en el centro marcan la corriente que sale y genera el campo en la dirección que marca el dibujo presentado, pero como la corriente es alterna cambiara su dirección dependiendo la frecuencia de la misma, y los puntos que son entradas se convertirán en salidas y las salidas en entradas, pero el campo siempre será perpendicular.

Figura 1.3.- Dirección del campo magnético

La generación del campo magnético es descrita por la ley de Ampere dice que una corriente en un conductor genera un campo magnético alrededor del mismo.

Se observa en la figura 1.3 como se forma el campo en el estator y como se hace que se mueva

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