Tipos de motores Elctricos

JAIME ARTURO MELENDEZ BAOS

Trabajo de Maquinas Elctricas

Presentado al Profesor Cesar morales

BARRANQUILLAV. SEM. MANTENIMIENTO ELECTRONICO INDUSTRIALUNIVERSIDAD LATINOAMERICANA NOVIEMBRE 7 de 2012

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERALConocer la importancia, funciones y ventajas de los diferentes tipos de motores elctricos en el campo industrial.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Profundizar en el tema de los distintos tipos de motores elctricos conociendo la evolucin que ha tenido a lo largo de la historia.

Fomentar el espritu investigador entorno a las temticas que encierra nuestra profesin.

Adquirir conocimiento que permitan resolver problemas relacionados con los motores elctricos tanto en el campo industrial como en la vida cotidiana.

JUSTIFICACIN

Teniendo en cuenta que el continuo avance de las ciencias y el desarrollo tecnolgico en el campo industrial se aceleran cada da ms, y el uso de los motores elctricos para diferentes tareas sigue creciendo.

Por esta razn, la presente investigacin giro en torno a los motores elctricos, los cuales ofrecen innumerables ventajas en el campo industrial y en la vida cotidiana del ser humano.

Cabe destacar, que con la siguiente investigacin se pretende adquirir conocimientos que fortalezcan el desempeo profesional que ser puesto en marcha, as mismo esta temtica se hace interesante y prioritaria en el campo industrial pues permite obtener resultados ms slidos y con menor esfuerzo.

Marco tericoLos motores elctricos transforman energa elctrica en energa mecnica por medio de interacciones electromagnticas. Algunos de los motores elctricos son reversibles, pueden transformar energa mecnica en energa elctrica funcionando como generadores. Los motores elctricos de traccin usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos, se pueden clasificar en :Motores Paso a PasoLos motores paso a paso son ideales para la construccin de mecanismos en donde Se requieren movimientos muy precisos. La caracterstica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a La vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90 hasta Pequeos movimientos de tan solo 1.8, es decir, que se necesitarn 4 pasos en el Primer caso (90) y 200 para el segundo caso (1.8), para completar un giro completo de 360. Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posicin o bien totalmente libres. Si una o ms de sus bobinas estn energizadas, el motor estar enclavado en la posicin correspondiente y por el contrario quedar completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas.

Principio de funcionamiento Bsicamente estos motores estn constituidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintos imanes permanentes y por un cierto nmero de bobinas excitadoras bobinadas en su estator. Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imn permanente. Toda la conmutacin (o excitacin de las bobinas) deber ser externamente manejada por un controlador.

Existen dos tipos de motores paso a paso de imn permanente:

Bipolar: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida (ver figura 1). Necesitan ciertos trucos para ser controlados, debido a que requieren del cambio de direccin del flujo de corriente a travs de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento. Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno (ver figura 2). Este tipo se caracteriza por ser ms simple de controlar.

Curva carasteristica

stas estn formadas por dos curvas caractersticas; la primera denominada pull in' nos indica el par de arranque o paro sin prdida de pasos en funcin de la velocidad de arranque o paro, con el motor en estado de reposo, la segunda pull out' nos da el par mximo de trabajo cuando el motor se encuentra en funcionamiento.Entre las curva de pull in' y la de pull out' tenemos el rea de aceleracin desaceleracin que se conoce como campo de giro o zona de arrastre.La figura nos muestra las curvas tpicas de un motor paso a paso, la curva pull in' queda delimitando la zona de arranque/paro, indicndonos en sus extremos la mxima frecuencia de arranque y el par mximo de arranque. Para que el motor pueda arrancar, se tiene que confrontar la curva de arranque pull in' con la del par resistente del sistema y encontrar la frecuencia mxima de arranque, por encima de ste el par que entrega el motor es inferior al de la carga, quedando bloqueado. La curva pull out' establece el par mximo de trabajo y la mxima frecuencia de trabajo. Si la relacin par/frecuencia cae fuera de los lmites de la curva pull out' el rotor pierde el sincronismo del campo magntico generado por la excitacin, provocando la prdida de pasos o el paro completo, dejando el motor en un estado de oscilacin sin movimiento.

Motores serie corriente alternaSon motores en serie de potencia fraccional, de corriente alterna, diseados especialmente para usarse en potencia ya sea de corriente continua o de corriente alterna. Recordemos que el motor serie de corriente continua se caracteriza por disponer de un fuerte par de arranque y que la velocidad del rotor vara en sentido inverso de la carga, pudiendo llegar a embalarse cuando funciona en vaco. Estos motores tienen la misma caracterstica de velocidad y par cuando funcionan en c.a. o en c.c. En general, los motores universales pequeos no requieren devanados compensadores debido a que el nmero de espiras de su armadura es reducido y por lo tanto, tambin lo ser su reactancia de armadura. Como resultado, los motores inferiores a 3/8 de caballo de fuerza generalmente se construyen sin compensacin.

FUNCIONAMIENTO Funcionan generalmente en altas velocidades, de 3.500 a 20.000 r.p.m., esto da lugar a un alto cociente de energa-a-peso y de energa-a-tamao, hacindolos deseables para las herramientas hand-held, aspiradores y mquinas de costura. Un motor universal tiene altas velocidades usando diversas corrientes de una fuente de energa. El funcionamiento cerca de la carga clasificada es similar para todas las fuentes, comenzar el esfuerzo de torsin es alto y la regulacin de la velocidad es pobre, la velocidad es muy alta en las cargas que son bajas. Tericamente, en la carga cero la velocidad llega a ser infinita, as algunos motores universales deben emplear controles de velocidad.

Curva caracterstica

Motor de reluctancia conmutado

Posee un eje de hierro que puede girar apoyado sobre unos rodamientos, o tambin los dientes de un rotor de hierro, se orientan en un campo magntico producido gracias a una corriente elctrica en los polos del estator. Mediante una determinada conmutacin del campo magntico se conseguir un movimiento rotatorio del ncleo de hierro. En el caso de que este rotor posea mas dientes, se puede comparar su forma a la de una rueda dentada de gran espesor. El concepto Reluctancia se corresponde con la resistencia magntica, la cual opone dicho rotor al campo electromagntico. La generacin y posterior conmutacin del campo magntico se realiza en los bobinados de los polos de la parte fija de la mquina, a travs de la electrnica de potencia conectada al motor.

Curva caracterstica

El motor arranca dentro de 300 a 400 por ciento del par de plena carga, dependiendo de la posicin del rotor asimtrico con respeto a los devanados posicin del campo, como resultado del campo magntico rotatorio creado por un devanado de arranque y marcha, desplazado 90 tanto en espacio como en tiempoA unas tres cuartas partes de la velocidad sincrnica, un interruptor centrfugo abre el devanado de arranque y el motor continua desarrollando un par monofsico producido solo por su devanado de marcha. Al acercarse a la velocidad sincrnica, el par de reluctancia, que se desarrolla como motor sncrono. Es suficiente para jalar el rotor a sincronismo con el campo monofsico, Sncrono sin excitacin hasta un poco ms del 200 por ciento de su par de plena carga.

Motores polo de sombralos motores asincrnicos monofsicos con polo sombreado en los cuales entre los polos prximos se colocan un puente electromagntico, para de esa forma lograr un entre hierro uniforme entre estator y rotor con lo que se logra una disminucin de la prdidas provocadas por las armnicas superiores en el rotor. La ejecucin tecnolgica de los motores de este tipo es no factible y acelera considerablemente el gasto de instrumentos en el estampado de las lminas.Adems con esta construccin, no se logra una altura completamente uniforme del entre hierro, ya que en la zona en que est colocado el anillo cortocircuitado sta aumenta en varias veces.

Su caracterstica resultante momento de torsin- velocidadUna parte considerable de la energa se pierde en los lazos que estn en el circuito en todo instante y esto da como resultado una baja eficiencia. Una eficiencia mayor del 20% es muy difcil de encontrar y en los motores pequeos puede ser tan pequeo como un 2 o 3%. Esto tambin trae consigo una pobre regulacin de la velocidad.

Motor con dos condensadoresUn condensadorpermanentesiempre conectado en serie con uno de los devanados.Un condensadorde arranque,conectando en paralelo (la capacidad equivalente es la suma de ambos) con el permanente en el momento del arranque, para aumentar la capacidad, y que luego ser desconectado.La secuencia de funcionamiento:1.- Se produce el arranque (punto 0) con ambos condensadores en paralelo (se suman las capacidades) obteniendo alto par de arranque.2.- Cerca del punto de funcionamiento del motor, se elimina el condensador de arranque (punto 1).3.- El motor evoluciona hasta el punto 2 solo con el condensador permanente.

De esta forma se consiguealto par de arranque, estabilidad en el par y buen rendimiento.Para eliminar el condensador se utilizan, en funcin del tipo de motor:Interruptores centrfugos: conforme la velocidad se aproxima a la nominal (un 80 %aprox), abren un contacto desconectando.

CONCLUSINAl finalizar la ejecucin del presente trabajo investigativo, se considera necesario destacar la importancia que este tiene en la formacin de un profesional desempeado en el campo electrnico industrial.

Si bien es cierto, las exigencias que trae consigo la evolucin tecnologa demanda de las industrias renovaciones permanentes que mejoren las condiciones, un claro ejemplo se evidencia en la evolucin y aplicaciones que se da en los motores elctricos los cuales evolucionan para satisfacer las condiciones elctricas y facilitar en gran medida la vida de los seres humanos.