Motores electricos
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MOTORES ELÉCTRICOS
Los motores eléctricos se pueden clasificar según la corriente empleada en: motores de corriente continua, motores de corriente alterna y motores universales (sirven para los dos tipos de corriente).
Los motores de corriente continua se clasifican según el tipo de excitación en: independiente, serie, derivación, compuesta y de imanes permanentes (producen el campo magnético).
Los motores de corriente alterna se clasifican según la velocidad de giro (síncronos, asíncronos), tipo de rotor (bobinado, en cortocircuito o jaula de ardilla), número de fases (monofásicos -universales y de bobinado auxiliar y condensador- y trifásicos).
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
- Constitución de un motor de corriente continua.
Los motores de corriente continua (CC) se basan en los principios de fuerza electromagnética y de fuerza electromotriz inducida. Los motores constan de un inductor y un inducido.
· Inductor: Tiene como misión crear el campo magnético y se encuentra alojado en la parte fija del motor o estator. El inductor esta formado por unas bobinas de hilo de cobre colocadas alrededor de una expansión polar de material ferromagnético. Por la bobina circulara una corriente eléctrica. También puede ser de imanes permanentes.
· Inducido: Tienen como misión crear campos magnéticos que se opongan a los del motor. Esta formado por conductores de cobre dispuestos en forma de bobinas. Las bobinas están alojadas en ranuras practicadas en un paquete de chapas cilíndrico de material ferromagnético, el cual esta sujeto al eje de giro del motor y constituye la parte móvil o rotor de la maquina.
Los principios y los finales de las distintas bobinas están conectados eléctricamente a una pieza de cobre denominada colector de delgas, que gira con el eje. Las delgas son las partes en las que se divide el colector y están aisladas unas de otras. Para introducir la corriente en los conductores del inducido se utilizan las escobillas, que son piezas de grafito que están en contacto con el colector de delgas y que, por tanto conectan el circuito exterior con el interior de la maquina.
- Tipos de motores de corriente continua.
Para constituir un motor de corriente continua necesitamos un circuito inductor y un circuito inducido; en función de donde se conecten ambos, obtendremos los distintos tipos de motores de corriente continua.
· Motor de excitación independiente.
El devanado inducido (A, B) y el devanado inductor (J, K) están alimentados con fuentes de tensión distintas e independientes. El flujo y la intensidad serán constantes.
· Motor derivación
El motor derivación esta caracterizado porque el devanado de excitación (C, D) esta conectado a la misma fuente de tensión que el inducido (A, B).
· Motor serie
El inductor (E, F) esta en serie con el inducido (A, B), lo que implica que el flujo magnético y la carga serán variables.
Motor compuesto o compound (largo o corto).
- Características de los motores de corriente continua.
Las características de funcionamiento de los motores de corriente continua dependen del tipo de excitación y suministran información del comportamiento del motor ante unas condiciones de trabajo determinadas. Las mas importantes son la velocidad n = f (I), la del par M = f (I) y la mecánica M = f (n).
· Motores derivación.
a) Característica de velocidad n = f (Ii)
b) Característica del par Mi = f (Ii).
c) Característica mecánica M = f (n).
· Motor serie.
a) Característica de velocidad n = f (Ii).
b) Característica del par M = f (Ii).
c) Característica mecánica M = f (n).
- Arranque de los motores de corriente continua.
La primera fase en el funcionamiento de un motor y su carga es la de arranque o puesta en marcha. En concreto, podemos actuar sobre la tensión aplicada al motor o sobre la resistencia del circuito del inducido. Se utiliza la opción que menos pérdidas ocasiona y se realiza intercalando una resistencia de arranque entre la red y el inducido llamado reóstato de arranque. A medida que el motor acelera, la fcem aumenta y la corriente se reduce. Durante el arranque la resistencia se elimina hasta desaparecer.
- Regulación de la velocidad.
La regulación de la velocidad tiene como objeto mantener la velocidad en un valor prefijado. Si queremos regular la velocidad tendremos que actuar sobre la tensión o sobre el flujo. Podemos actuar sobre la tensión aplicada con uno de estos métodos:
· Intercalando una resistencia en serie con el inducido (regulación por resistencia).
· Variando la tensión de alimentación (regulación por control de tensión).
Si actuamos sobre el flujo, tendremos que regular la corriente de excitación mediante la conexión de un reóstato que, en función del tipo de motor, conectara de una forma o de otra.
- Inversión del sentido de giro.
Los motores eléctricos pueden funcionar en ambos sentidos de giro cambiando las conexiones del inducido con respecto al inductor. El sentido del par motor depende de campo magnético y del sentido de la corriente en los conductores del inducido, por lo que se deduce que bastara con invertir las conexiones relativas del inductor y del inducido. Si el cambio tiene lugar cuando la maquina esta parada se recomienda cambiar las conexiones del inducido. Si la inversión se realiza en marcha es obligado cambiar las conexiones del inducido, pues si se cambian las del inductor el motor se quedaría sin excitación. Antes de proceder a la inversión, es indispensable intercalar todas las resistencias del reóstato de arranque.
- Frenado de los motores de corriente continua.
En diversas aplicaciones es necesario parar o disminuir la velocidad del motor en tiempos más o menos cortos. El frenado de los motores de corriente continua se basa en el principio de reversibilidad que este tipo de maquinas posee. En el momento de frenar el motor, este pasa a funcionar como generador, por lo que se invierte el sentido del par motor. A este tipo de frenado se le conoce con el nombre de frenado eléctrico y puede efectuarse de dos modos distintos:
· Frenado reostatico: consiste en disipar la energía que se genera al actuar como generador sobre unas resistencias de frenado, que suelen ser las mismas que se utilizan para el arranque.
· Frenado regenerativo: consiste en devolver la energía generada a la línea de alimentación.
Los motores eléctricos se pueden clasificar según la corriente empleada en: motores de corriente continua, motores de corriente alterna y motores universales (sirven para los dos tipos de corriente).
Los motores de corriente continua se clasifican según el tipo de excitación en: independiente, serie, derivación, compuesta y de imanes permanentes (producen el campo magnético).
Los motores de corriente alterna se clasifican según la velocidad de giro (síncronos, asíncronos), tipo de rotor (bobinado, en cortocircuito o jaula de ardilla), número de fases (monofásicos -universales y de bobinado auxiliar y condensador- y trifásicos).
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
- Constitución de un motor de corriente continua.
Los motores de corriente continua (CC) se basan en los principios de fuerza electromagnética y de fuerza electromotriz inducida. Los motores constan de un inductor y un inducido.
· Inductor: Tiene como misión crear el campo magnético y se encuentra alojado en la parte fija del motor o estator. El inductor esta formado por unas bobinas de hilo de cobre colocadas alrededor de una expansión polar de material ferromagnético. Por la bobina circulara una corriente eléctrica. También puede ser de imanes permanentes.
· Inducido: Tienen como misión crear campos magnéticos que se opongan a los del motor. Esta formado por conductores de cobre dispuestos en forma de bobinas. Las bobinas están alojadas en ranuras practicadas en un paquete de chapas cilíndrico de material ferromagnético, el cual esta sujeto al eje de giro del motor y constituye la parte móvil o rotor de la maquina.
Los principios y los finales de las distintas bobinas están conectados eléctricamente a una pieza de cobre denominada colector de delgas, que gira con el eje. Las delgas son las partes en las que se divide el colector y están aisladas unas de otras. Para introducir la corriente en los conductores del inducido se utilizan las escobillas, que son piezas de grafito que están en contacto con el colector de delgas y que, por tanto conectan el circuito exterior con el interior de la maquina.
- Tipos de motores de corriente continua.
Para constituir un motor de corriente continua necesitamos un circuito inductor y un circuito inducido; en función de donde se conecten ambos, obtendremos los distintos tipos de motores de corriente continua.
· Motor de excitación independiente.
El devanado inducido (A, B) y el devanado inductor (J, K) están alimentados con fuentes de tensión distintas e independientes. El flujo y la intensidad serán constantes.
· Motor derivación
El motor derivación esta caracterizado porque el devanado de excitación (C, D) esta conectado a la misma fuente de tensión que el inducido (A, B).
· Motor serie
El inductor (E, F) esta en serie con el inducido (A, B), lo que implica que el flujo magnético y la carga serán variables.
Motor compuesto o compound (largo o corto).
- Características de los motores de corriente continua.
Las características de funcionamiento de los motores de corriente continua dependen del tipo de excitación y suministran información del comportamiento del motor ante unas condiciones de trabajo determinadas. Las mas importantes son la velocidad n = f (I), la del par M = f (I) y la mecánica M = f (n).
· Motores derivación.
a) Característica de velocidad n = f (Ii)
b) Característica del par Mi = f (Ii).
c) Característica mecánica M = f (n).
· Motor serie.
a) Característica de velocidad n = f (Ii).
b) Característica del par M = f (Ii).
c) Característica mecánica M = f (n).
- Arranque de los motores de corriente continua.
La primera fase en el funcionamiento de un motor y su carga es la de arranque o puesta en marcha. En concreto, podemos actuar sobre la tensión aplicada al motor o sobre la resistencia del circuito del inducido. Se utiliza la opción que menos pérdidas ocasiona y se realiza intercalando una resistencia de arranque entre la red y el inducido llamado reóstato de arranque. A medida que el motor acelera, la fcem aumenta y la corriente se reduce. Durante el arranque la resistencia se elimina hasta desaparecer.
- Regulación de la velocidad.
La regulación de la velocidad tiene como objeto mantener la velocidad en un valor prefijado. Si queremos regular la velocidad tendremos que actuar sobre la tensión o sobre el flujo. Podemos actuar sobre la tensión aplicada con uno de estos métodos:
· Intercalando una resistencia en serie con el inducido (regulación por resistencia).
· Variando la tensión de alimentación (regulación por control de tensión).
Si actuamos sobre el flujo, tendremos que regular la corriente de excitación mediante la conexión de un reóstato que, en función del tipo de motor, conectara de una forma o de otra.
- Inversión del sentido de giro.
Los motores eléctricos pueden funcionar en ambos sentidos de giro cambiando las conexiones del inducido con respecto al inductor. El sentido del par motor depende de campo magnético y del sentido de la corriente en los conductores del inducido, por lo que se deduce que bastara con invertir las conexiones relativas del inductor y del inducido. Si el cambio tiene lugar cuando la maquina esta parada se recomienda cambiar las conexiones del inducido. Si la inversión se realiza en marcha es obligado cambiar las conexiones del inducido, pues si se cambian las del inductor el motor se quedaría sin excitación. Antes de proceder a la inversión, es indispensable intercalar todas las resistencias del reóstato de arranque.
- Frenado de los motores de corriente continua.
En diversas aplicaciones es necesario parar o disminuir la velocidad del motor en tiempos más o menos cortos. El frenado de los motores de corriente continua se basa en el principio de reversibilidad que este tipo de maquinas posee. En el momento de frenar el motor, este pasa a funcionar como generador, por lo que se invierte el sentido del par motor. A este tipo de frenado se le conoce con el nombre de frenado eléctrico y puede efectuarse de dos modos distintos:
· Frenado reostatico: consiste en disipar la energía que se genera al actuar como generador sobre unas resistencias de frenado, que suelen ser las mismas que se utilizan para el arranque.
· Frenado regenerativo: consiste en devolver la energía generada a la línea de alimentación.