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MotoresIntroduccin Un motor es la parte de una mquina capaz de transformar algn tipo de energa (elctrica, de combustibles fsiles, etc.), en energa mecnica capaz de realizar un trabajo. Tipos de Motores Existen una gama de diversos tipos de motores, teniendo como los ms comunes un conjunto de dos familias (Motores Trmicos y Motores Elctricos):Tipos de Motores Motores de combustininterna, son motores trmicosen los cuales se produce unacombustin del fluido delmotor, transformando suenerga qumica en energatrmica, a partir de la cualse obtiene energamecnica.Motores Trmicos:Tipos de Motores Motores de combustinexterna, son motorestrmicos en los cuales seproduce una combustin enun fluido distinto al fluidomotor. El fluido motor alcanzaun estado trmico de mayorfuerza posible de llevar esmediante la transmisin deenerga a travs de unapared.Motores Trmicos:Tipos de Motores El trabajo se obtiene a partir de una corriente elctrica. Los motores elctricos utilizan la induccin electromagntica que produce la electricidad para producir movimiento, segn sea la constitucin del motor: ncleo con cable arrollado, sin cable arrollado, monofsico, trifsico, con imanes permanentes o sin ellos; la potencia depende del calibre del alambre, las vueltas del alambre y la tensin elctrica aplicadaMotores Elctricos:Motores trifsicos Tipos Aplicaciones Alimentacin Sentido de giro Puesta a tierra Calentamiento y Ventilacin Refrigeracin Proteccin del motorMotores trifsicosUn motor trifsico, es un motor que funciona con tres fases elctricas, llamadas R S y T, estas fases estn desfasadas entre si 120 elctricos, lo que hacen es que cada una de las fases magnetiza un ncleo de hierro entonces crea distintos campos magnticos al eje del motor, creando un giro magntico ya que la corriente trifsica es pulsante.Motores trifsicos Los motores trifsicos usualmente son ms utilizados en la industria, ya que en el sistema trifsico se genera un campo magntico rotatorio en tres fases. El sentido de la rotacin del campo en un motor trifsico puede cambiarse invirtiendo dos puntas cualesquiera del estator, lo cual desplaza las fases, de manera que el campo magntico gira en direccin opuesta. Los motores trifsicos se usan para accionar mquinas-herramientas, bombas, elevadores, ventiladores, sopladores y muchas otras mquinas. Bsicamente estn construidos de tres partes esenciales: Estator, rotor y tapas. El estator consiste de un marco o carcasa y un ncleo laminado de acero al silicio, as como un devanado formado por bobinas individuales colocadas en sus ranurasMotores trifsicosMotores TrifsicosConexiones e Instalacin Los motores elctricos pueden ser alimentados por sistemas de una fase, denominndose motores monofsicos; y si son alimentados por 2 lneas de alimentacin, se les nombra motores bifsicos; siendo as que los motores trifsicos son aquellos que se alimentan de tres fases. Los voltajes empleados ms comnmente son: 127 V 220 V 380 V 440 V 2 300 V 6 000 VMotores TrifsicosConsideraciones: Los motores de220 V y 380 V, correspondea para mquinas de pequea y mediana potencia, siendo considerados de baja tensin. Nosobrepasan los 600 KW a 1500 r.p.m. Los motores de mayor tensin, de 500, 3000, 5000, 10000 y 15000 V son dedicados para grandes potencias y los consideramos como motores de alta tensin.Consideraciones Con respecto a la velocidad los motores trifsicos son construidos para velocidades determinadas que corresponden directamente con las polaridades del bobinado y la frecuencia de la red. Respecto a la intensidad, Existen diferentes modos de arranques, para ahorrar energa y preservar el motor. En sobrecarga pueden asumir un incremento de la intensidad de hasta 1.5veces de la intensidad nominal sin sufrir ningn dao durante dos minutos. Perdidas; Presentan prdidas de entrehierro, por rozamiento, por temperatura y en el circuito magntico. El rendimiento se calculan en sus valores nominales, que son los indicados en las placas de caractersticas.Motores TrifsicosMotores TrifsicosConexiones e Instalacin Los motores trifsicos presentan lgicamente tres devanados (tres impedancias) y seis bornes.Motores Trifsicos Lectura de informacinMotores TrifsicosMotor Trifsico Asincrnico Funciona en base a los fenmenos de induccin electromagntica. Son los ms utilizados en la industria por su sencillez, robustez y fcil mantenimiento. Su velocidad depende de la frecuencia de C.A. Para modificar su frecuencia se debe utilizar variadores de frecuencia.Motor Trifsico AsincrnicoEstador:Rotor:BobinadoJaula de ArdillaMotor Trifsico AsincrnicoComponentes/Clasificacin:El rotor est unido sobre un eje giratorio. Dicho eje, est atravesado por barras de cobre o aluminio unidas en sus extremos.El estator encapsula al rotor y genera el campo magntico. Provoca con su campo magntico fuerzas electromotrices en el rotor que a su vez provocan corrientes elctricas. Se le denomina motores asncronos porque la parte giratoria, el rotor, y el campo magntico provocado por la parte fija, el estator, tienen velocidad desigual (denomina deslizamiento).Motor Trifsico Asincrnico La velocidad del rotor siempre ser menor que la velocidad de giro del campo magntico. As tenemos que la velocidad de un motor asncrono ser igual a la velocidad del campo magntico menos el deslizamiento del motorMotor Trifsico AsincrnicoS=Deslizamiento (en porcentaje)ns= Velocidad del campo giratorio (r.p.m.)n= Velocidad del RotorEjemplo:Un motor asncrono trifsico posee una velocidad sincrnica de 3.000 r.p.m, Cul ser el deslizamiento del rotor a plana carga si se mide con un tacmetro una velocidad de 2.850 r.p.m.Motor Trifsico AsincrnicoEl deslizamiento de un motor vara con la carga mecnica que tenga que arrastrar, cuando el motor trabaja en vaco, el deslizamiento es mnimo (del orden del 1%), al arrastrar la carga nominal, el motor tiende a frenarse y el deslizamiento aumenta al orden del 3% - 8%. La velocidad sincrnica del campo giratorio depende del nmero de polos con los que se construye los devanados en el estator y de la frecuencia:Motor Trifsico Asincrnicof=Frecuencia de la red (Hz)ns= Velocidad del campo giratorio (r.p.m.)p= Nmero de pares de polos del devanado.Motor Trifsico AsincrnicoEjemplo:Sedispone de un motor asincrnico trifsico de 2 pares de polos. Determinar la velocidad del campo giratorio para la frecuencia de 50 Hz y de 60 Hz.Motor Trifsico AsincrnicoArranque: Al conectar las bobinas del estator, permaneciendo el rotor sin movimiento, el campo giratorio corta los conductores del rotor, induciendo en los mismos una f.e.m. elevada, que a la vez producir una fuerte corriente. Estas corrientes al interactuar con el campo magntico, producen elevadas fuerzas mecnicas que al actuar sobre el rotor le proporcionan un par de arranque. Tan pronto comienza a circular corriente por el rotor, este comienza a girar con un movimiento acelerado en el mismo sentido del campo.Motor Trifsico AsincrnicoArranque: Al conectar las bobinas del estator, permaneciendo el rotor sin movimiento, el campo giratorio corta los conductores del rotor, induciendo en los mismos una f.e.m. elevada, que a la vez producir una fuerte corriente. Estas corrientes al interactuar con el campo magntico, producen elevadas fuerzas mecnicas que al actuar sobre el rotor le proporcionan un par de arranque. Tan pronto comienza a circular corriente por el rotor, este comienza a girar con un movimiento acelerado en el mismo sentido del campo.Motor Trifsico AsincrnicoArranque:Al arrancar un motor asincrnico con carga puede suceder tres situaciones diferentes: 1.- El torque elctrico de arranque que suministra la mquina puede ser inferior al torque mecnico que requiere la carga en reposo para comenzar a moverse. En esta situacin la mquina no puede acelerar, el rotor est detenido o bloqueado. La corriente es varias veces la corriente nominal y si no se pone remedio a esta situacin, la mquina corre un serioriesgo de daarse por calentamiento excesivo.Motor Trifsico AsincrnicoArranque: 2. El torque elctrico es exactamente igual al torque de la carga. Esta situacin tiene los mismos problemas que el primer caso. Si los torques elctrico y mecnico estn equilibrados, no es posible acelerar la mquina. 3.- El torque elctrico de arranque es mayor que el torque mecnico de la carga. En estas condiciones, existe un torque acelerante que permite incrementar la velocidad del rotor, hasta un punto de la caracterstica torque elctrico - deslizamiento donde se equilibran los torques de la mquina y de la carga.Motor Trifsico AsincrnicoEl Par inducido en el motor.Velocidad del MotorMotor Trifsico AsincrnicoUn motor asincrnico trifsico posee las siguientes caractersticas; potencia absorbida de la red=8KW; 380V; 50 Hz; cos=0,85; =93%; pares de pololos =2, deslizamiento a plena carga de 4%, calcular el par de rotacin del rotor.Solucin:Primero Calculamos la potencia til del motor:=(Pu/P)*100 Pu= ( *P)/100= 93*8.000/100 = 7.440 W.La velocidad del campo giratorio es:Motor Trifsico AsincrnicoLa velocidad del rotor la calculamos mediante el deslizamiento;Motor Trifsico AsincrnicoJaula ArdillaRotor BobinadoMotor Trifsico AsincrnicoEstadorDevanado trifsico distribuido en ranuras de 120RotorBobinadoJaula de ArdillaMotor Trifsico AsincrnicoComponentes/Clasificacin:Motor de Bobinado Evita el desgaste constante y prematuro de las escobillas y anillos colectores; Reduce las paradas para mantenimiento y cambio de escobillas.Motor Trifsico Asincrnico/ Rotor de Bobinado Evita la acumulacin de polvo de las escobillas en el interior del compartimiento de las mismas, manteniendo alto el nivel de aislamiento del rotor. Aumenta la vida til de las escobillas, anillos colectores y, consecuentemente, la del motor. El rotor bobinado es capaz de regular el torque de arranque, disminuir las corrientes durante el proceso de aceleracin y aumentar el rendimiento en el punto de operacin, eliminando la resistencia externa. Sin embargo, esta solucin encarece la mquina, incrementa las prdidas mecnicas por friccin con las escobillas.Motor Trifsico Asincrnico/ Rotor de BobinadoMotor Trifsico Asincrnico/ Rotor de BobinadoMotor Jaula de Ardilla Es muy simple desde el punto de vista constructivo, Es capaz de soportar esfuerzos elctricos y mecnicos mucho mayores que el rotor devanado. Se utiliza ms que el motor de rotor devanado, ya que es ms econmico en su construccin.Motor Trifsico Asincrnico/ Rotor de Jaula de ArdillaEn este rotor no es posible incluir resistencia adicional en serie con los conductores. Sin embargo, durante la construccin del rotor se puede variar el valor de la resistencia controlando el espesor de los anillos que cortocircuitan las barras. Si estas barras estn cortocircuitados en sus extremos mediante dos anillos conductores, circula corriente por las barras y se genera un campo magntico rotatorio en el rotor el estator.Funcionamiento: Utiliza barras conductoras en la periferia del rotor. Sobre estas barras, paralelas al eje de la mquina, se inducen fuerzas electromotrices por el campo magntico rotatorio producido en el estator.Motor Trifsico Asincrnico/ Rotor de Jaula de ArdillaMotor Trifsico Asincrnico/ Rotor de Jaula de Ardilla El rotor est constituido por 2 jaulas, una externade menor seccin mayor y material de baja resistividad, ambas jaulas estn separadas entre s. En el arranque la corriente fluye en su mayor parte por la jaula exterior, a la velocidad nominal la corriente fluye en su mayor parte por la jaula interior. Presenta en el arranque una alta resistencia,lo que implica un alto par de arranquey baja intensidad, y a la velocidad nominal, como la resistencia es baja se tiene un buen rendimiento.Motor Trifsico Asincrnico/ Rotor doble Jaula de Ardilla