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MOTOR ELECTRICO1.- MOTOR Maquina que transforma en trabajo

mecanico

otras formas de energia.

• Motor electrico

• Motor hidraulico

• Motor termico

• etc

2.- MOTOR ELECTRICO

Maquina que convierte la energía eléctrica

de la corriente alterna en energía

mecánica, utilizando las fuerzas ejercidas

por lo campos magnéticos producidos por

el flujo de corriente

EL MOTOR ELECTRICO

Una espira rectangular por la

que circula corriente eléctrica

en el interior de un campo

magnético uniforme, la espira

experimentará un giro.

Si espira se conecta a un eje,

se convierte la energía

eléctrica que circula por la

espira en energía mecánica.

En lugar de emplear una

espira utilizaremos una bobina,

el efecto resultante será

mucho mayor.

3.-COMPONENTES DE UN MOTOR ELECTRICO

1.- Bobinado

2.- Armadura

3.- Electricidad

4.- Escobilla

5.- Eje

6.- Imán

La interacción del rotor y estator determina el buen o mal funcionamiento de la máquina.

ESQUEMA DE UN MOTOR ELECTRICO

ESQUEMA DE UN MOTOR ELECTRICO

Al paso de la electricidad por el bobinado, el eje se magnetiza, provocando su giro

al imán situado cerca.

Cuando circula corriente por el circuito, el núcleo de hierro se convierte en un

imán, que interactúa con los imanes de la armadura y produce el giro continuado

del eje del motor.

En los motores de inducción, muy usados en la actualidad, existe un devanado

externo (en lugar de los imanes) que, cuando circula por él la corriente, produce el

movimiento de otro devanado interno adosado al eje del motor.

5.- TIPOS DE MOTORES5.1 MOTOR MONOFÁSICO

Son motores con un solo devanado en el estator, que es el devanado inductor.

Las realizaciones de este tipo de motores son con el rotor en jaula de ardilla.

potencias menores de 1 kW,

De arranque directo

MOTOR DE INDUCCIÓN DE UNA FASE

5.2) MOTOR TRIFASÍCO

Los motores trifásicos tienen carga

equilibrada, consumen lo mismo en las tres

fases, conectados en estrella o en triángulo.

Las tensiones en cada fase en este caso

son iguales al resultado de dividir la tensión

de línea por raíz de tres.

Ejemplo, si la tensión de línea es 380 V,

entonces la tensión de cada fase es 220 V.

Es un tipo de motor eléctrico de corriente

alterna. Su velocidad de giro es constante y

viene determinada por la frecuencia de la

tensión de la red eléctrica a la que esté

conectado y por el número de pares de polos del

motor, siendo conocida esa velocidad como

"velocidad de sincronismo".

5.1.1) MOTORES SÍNCRONOS

5.1.2)MOTOR ASÍNCRONO O DE INDUCCIÓN

Está formado por un rotor, que puede ser de dos

tipos:

a) de jaula de ardilla;

b) bobinado

Un estátor, en el que se encuentran las bobinas

inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están

desfasadas entre sí 120º. Cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas, se induce un

campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético variable va a

inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducción de Faraday.

6.- CARACTERISTICAS DE UN MOTOR

a) TENSIÓN ( U )

b) POTENCIA ( P )

c) FRECUENCIA ( F )

d) INTENSIDAD ABSORVIDA ( I )

e) VELOCIDAD ( n )

f) FACTOR DE POTENCIA ( cos φ )

g) RENDIMIENTO ( η )

h) FORMA CONSTRUCTIVA

i) NIVEL DE PROTECCIÓN

j) OTROS

6a) TENSIÓN(U) MONOFÁSICA

TRIFÁSICA

CORRIENTE CONTINUA

TENSION TRIFASICA

VALORES : 127 V , 220 V , 380 V , 500 V , 1000 V , OTROS

TENSIÓN USUAL ------------- HASTA 500 V

TENSIÓN ESPECIAL --------- DE 500 V a 1000 V

BAJA TENSIÓN ( BT ) ------- INFERIORES a 1000 V

MOTORES CON DOS TENSIONES (λ - ∆)

CONEXIÓN TRIANGULO (∆) CONEXIÓN ESTRELLA(λ)

TENSION MENOR TENSION MAYOR

EJEMPLO: Placa de motor: U=220/380 V

•220 V -----> conexión(∆) . V f = VL = 220 V

•380 V -----> conexión(λ) . V f = VL / 3 = 220 V

6a1) CONEXIÓN (λ - ∆)

6a2)TENSIÓN vs INTENSIDAD

TENSIÓN ---- INTENSIDAD•POTENCIA NOMINAL

•MEJORA FACTOR DE

POTENCIA

• DESLIZAMIENTO

• CALENTAMIENTO

REQUERIMIENTO DE MOTOR.

TENSION EN LA RED

FORMAS DE CONEXIÓN

FORMAS DE CONEXIÓN

6a3) CORRIENTE ALTERNA Y CONTINUA

INVIERTE PERIODICAMENTESU DIRECCIÓN EN EL

CIRCUITO

CORRIENTE ELECTRICA

ALTERNA CONTINUA

TENSIÓN

FLUYE EN UNA SOLA DIRECCIÓN,

MAGNITUD CONSTANTE

6b)POTENCIA (P)

UTIL (Pu) ---- PLACA MOTOR

ABSORVIDA(Pa) ----CÁLCULOS

Pu=( 3 U.I.cos φ) η / 1000 ----(kw)…………………………………………(1)

+ η = rendimiento

+ cos φ = factor de potencia

Pa = 3 U.I. cos φ ----(kw)………………………………………………..……(2)

1 kw = 1000 w 1 HP = 746w

POTENCIA

6b1)POTENCIA DE MOTOR

40% y 50%DE INTENSIDAD NORMAL

pequeño Medianos a grandes

POTENCIA

20% y 30%DE INTENSIDAD NORMAL

absorvenabsorven

si

6c) FRECUENCIA (F)i) EN SUMINSTRO DE ENERGIA ELCTRICA: ∆F = ±1%

Ejemplo : En ------ motores de 380 V a 50 Hz

------ Redes de 440 V a 60 Hz

ii) TENSION debería ∆ 20% al pasar de 50 Hz a 60 Hz

iii) Si ∆F = 20% ( 50 Hz a 60 Hz ) --- POTENCIA del motor ∆ 20%

1. Ejemplos de ondas de

distintas frecuencias; se observa la relación inversa con la longitud de onda.

6c1)VALORES MODIFICADOS AL CAMBIAR DE 50 Hz A 60 Hz

BOBINADO

50 Hz

(V)

---------------

220

380

500

220

380

500

BOBINADO

60 Hz

(V)

---------------

255

440

600

220

380

500

VELOCIDAD

(%)

---------------

+20

+20

+20

+20

+20

+20

POTENCIA

(%)

---------------

+15

+15

+15

---

---

---

6d) INTENSIDAD ABSORVIDA (I)

1000 P

3. U. cos φ. η

P ---- en kw

U ---- en V

I (3)

380 V 220 V

NORMA GENERAL

3 A/cv Motor pequeño

2,3 A/cv Motorgrande

Motor grande1,3 A/cv

MotorPequeño ymediano

1,7 A/cv

aplicar

6e) VELOCIDAD (n)

NUMERO DE POLOS FRECUENCIA DE RED

VELOCIDAD DE MOTORES

SINCRONA

n = 60. F / P

n ----- rev/ min

F ----- Hz

P = N + S ----- nº de par

de polos

ASINCRONA

s = (ns - nN )/ ns x 100%

ns = velocidad sincrona

nN = velocidad nominal

S = deslizamiento

depende

es

6e1) VARIACIÓN DE VELOCIDAD DEL MOTOR

FRECUENCIA

Nº DE POLOS

VELOCIDAD( rev/ min)

50 Hz 60 Hz

2 3000 3600 4 1500 1800 6 1000 1200 8 750 900

12 500 60016 750 45024 250 300

6f) FACTOR DE POTENCIA (cos φ)

MENOR COS φ

FACTOR DE POTENCIA

MENOR MAYOR

CARGA

MAYOR COS φ

depende

si

6g)RENDIMIENTO (η)RENDIMIENTO DE MOTOR

construccióndepende

η = ( Pu / Pa ) x 100 %

Pu = Potencia útil

Pa = Potencia absorvida

P ≤ 0.37 kw ---- η = 60% a 70%

P ≤ 0.75 kw ---- η = 75%

P ≤ 4 kw ---- η = 80%

P ≤ 15 kw ---- η = 85%

P ≥ 18.5 kw ---- η = 90%

determina valores

6h)FORMAS CONSTRUCTIVAS

DIN 42950 --- DENOMINACIONES ( LETRAS Y NÚMEROS )

EJEMPLO: B3 CON PATAS

V3 CON BRIDA

B3 / B5 CON BRIDA Y PATAS

ETC.

OTRAS NORMAS : - MOTORES INTERMITENTES .

- DE MOTOR CABIABLE

- ANTIEXPLOSIVOS

- ETC.

6i) NIVEL DE PROTECCIÓN DE MAQUINAS ELECTRICAS

CONTACTOS

P R O T E C C I Ó N

EJEMPLO : PROTECCION IP - 56

IP – 5 6

0 1a 2a

• 0 corresponde a norma de protección aplicada

• 1a contra contactos y cuerpos extraños

• 2a contra agua

contra

NORMAS

CUERPOS EXTRAÑOS AGUA

Características de motores tr ifásicos

7º INTENSIDAD DE ARRANQUE DE BAJA TENSIÓN

POTENCIA

DE MOTOR

RELACION DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE A LA PLENA CARGA

MOTOR CORRIENTE ALTERNA MOTOR CORRIENTE CONTINUA

0.75 a 1,5 4,5 2,5

1,5 a 5 3 2

5 a 15 2 1,5

más de 15 1,5 1,5

8)SELECCIÓN DE UN MOTOR

POTENCIA ( kw ) TENSIÓN DE SERVICO ( V ) NÚMERO DE REVOLUCIONES ( rev/min ) FRECUENCIA ( Hz ) TIPO DE SERVICO ( NORMA ) TIPO DE MÁQUINA A ACCIONAR ( MOMENTO DE INERCIA REFERIDO AL EJE DE MOTOR ) TIPO DE ACOPLAMIENTO MECÁNICO EJECUCIÓN Y POSICIÓN DE CAJA DE BORNAS. TIPO Y DIÁMETRO DE CABLES DE CONEXIÓN FORMA CONSTRUCTIVA ( NORMA ) TIPO DE PROTECCIÓN ( NORMA ) VARIABLE : TEMEPRATURA , HUMEDAD , ALTITUD , ETC . OTROS

9º VERIFICACION Y CALCULO PARA MOTOR DE C.A

CARACTERÍSTICAS VALORES

• POTENCIA ……………………………………… P= 45 kw

• TENSIÓN ……………………………………… U=380V en

la red

• INTENSIDAD……………………………………… I= 85 A a

380 V

• VELOCIDAD ……………………………………… n = 980

rev/min

• FACTOR DE POTENCIA ……………………… Cos φ = 0.86

• RENDIMIENTO ………………………….. η = 92.5%

• PAR MÁXIMO ……………………………………. MM/MN = 2.3

• INTENSIDAD DE ARRANQUE ………………. IA/IN = 6.3

• MOMENTO DE INERCIA ……………………… I = 1.5 kg f.m2

• PESO ………………………………………………… m= 625 kg

• OTROS

9.1) POTENCIA ÚTIL ( Pu ) y ABSORVIDA ( Pa)

9.1) Pu = ( 3 . U.I. cos φ ) η / 1000

= ( 3 . 380 . 85 . 0,925 . 0,86 ) /1000

= 44,5 kw

9.2) POTENCIA ABSORVIDA ( Pa )

Pa = ( 3. U . I . cos φ ) /1000

= ( 3. 380 . 85 . 0,86 ) / 1000

= 4,81 kw

9.3)INTENSIDAD ABSORVIDA POR EL MOTOR (I)

I = ( Pu . 1000 ) / 3 . U . Cos φ. η

= ( 44,5 . 1000 ) / 3 . 380 . 0,86 . 0,925

I = 85,9 A

9.4) TENSIÓN DE CONEXIÓN ( U )

i ) FASES DE MOTOR COSTRUIDAS : - Uf = 380 V

- VL = 380 V

MOTOR ARRANCARSE EN CONEXIÓN (λ - ∆)

i i ) ARRANQUE DIRECTO POSIBLE DADO QUE SE ADMITE IA = 6,3 IN

9-5) VELOCIDAD (n) y 9-6) FACTOR DE POTENCIA( cos φ )

i ) VELOCIDAD ASÍNCRONA DE n = 980 rev / min

CORRESPONDE DE UNA VELOCIDAD SINCRONA DE :

n = 1000 rev/min

i i) SE TRATA DE UN MOTOR CON DEVANADO TRIFÁSICO DE

6 POLOS

i i i ) cos φ = 0,86 CORRESPONDE A VALOR NOMINAL

9.7) PAR NOMINAL ( MN) y PAR MAXIMO ( MM )

MN = 9550 Pu / n ----------------- ( N.m )

= 9550 . 44,5 / 980

= 433,6 N.m

MM = 2,3 MN ----------- ( N.m )

= 2,3 ( 433,6 N.m )

= 997,3 N.m

ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR Curvas: Intensidad – Velocidad y Par - Velocidad

ARRANQUE EN CONEXIÓN λ - ∆Curvas Intesidad – Velocidad y Par – Velocidad