Accionadores para Motores (Drives)

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1 Accionadores para Motores (Drives)
De acuerdo a la fuente de tensión que alimente al motor, podemos realizar la siguiente clasificación: Motores de corriente directa (DC) Motores de corriente alterna (AC): El Motor Asíncrono o de Inducción Motor Síncrono: Imanes Permanentes Reluctancia variable

2 Motor de Corriente Directa (DC) Resumen
poder regular continuamente la velocidad del eje. un par de arranque elevado. Es necesario aplicar corriente continua en el inducido (bobinado situado en el rotor) y en el inductor (bobinado o imán situado en el estator) Rotor (circuito de armadura o inducido) Constituye la parte móvil del motor, proporciona el par para mover a la carga. Está formado por : Eje, Núcleo y Devanado, Colector y Tapas Estator Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio. Está formado por Armazón, Imán permanente, Escobillas y portaescobillas

3 Motor AC Como ocurre en los motores DC, la corriente circula por la espira, genera un par en el bobinado. Dado que la corriente es alterna, el motor girará suavemente a la frecuencia de la forma senoidal, denominándose MOTOR ASÍNCRONO. El más común es el Motor de Inducción, donde la corriente eléctrica es inducida en los bobinados del rotor, mas que alimentada directamente. El campo magnético es producido por un electroimán accionado por el mismo voltaje de C.A. como en el rotor. Los bobinados que producen el campo magnético se llaman tradicionalmente los "bobinados de campo" mientras los bobinados y el rotor que gira se llaman la "armadura". En un motor de C.A. el campo magnético varia sinusoidalmente, tal y como la corriente varíe en el bobinado.

4 MOTOR ASÍNCRONO O DE INDUCCIÓN
Alrededor del 65% de la energía eléctrica en EEUU es consumida por motores eléctricos. Considerando únicamente el sector industrial, alrededor del 75% es consumida por motores, siendo el 90% de ellos motores de inducción.

5 Motor Asíncrono o de Inducción:
Son los más utilizados en la industria. Estos motores tienen la peculiaridad de que no precisan de un campo magnético en el rotor alimentado con corriente continua como en los casos del motor de corriente directa o del motor síncrono. Una fuente de corriente alterna (trifásica o monofásica) alimenta al estator. El estator está constituido por un núcleo en cuyo interior existen p pares de arrollamientos colocados simétricamente en un ángulo de 120º. Son sometidos a una C.A. y los polos del estator se trasladan continuamente creando un campo giratorio.

6 Motor Asíncrono o de Inducción:
Flujo giratorio generado Cuando las corrientes trifásicas son aplicadas a los bobinados, el campo magnético gira a una velocidad constante y hace que el rotor gire

7 Campo giratorio en un sistemas bifásico
Motor Asíncrono o de Inducción: Campo giratorio en un sistemas bifásico Cuando las corrientes trifásicas son aplicadas a los bobinados, el campo magnético gira a una velocidad constante y hace que el rotor gire

8 Corrientes y fuerzas inducidas en la jaula
Motor Asíncrono o de Inducción: La densidad de flujo distribuida sinusoidalmente, generada por las corrientes del estator, realizan un barrido en los conductores del rotor y generan una tensión inducida en ellos. El resultado es un conjunto de corrientes distribuidas sinusoidalmente en las barras cortocircuitadas del rotor. Si miramos las barras del rotor desde arriba tenemos un campo magnético moviéndose respecto al rotor. Esto induce una corriente muy elevada en las barras del rotor, que apenas ofrecen resistencia, pues están cortocircuitadas por los anillos finales. El rotor desarrolla entonces sus propios polos magnéticos, que se ven, por turnos, arrastrados por el campo magnético giratorio del estator. Eje de giro B I F Corrientes y fuerzas inducidas en la jaula

9 Motor Asíncrono o de Inducción:

10 Motor Asíncrono o de Inducción:
El campo magnético giratorio origina un flujo que induce corrientes en el rotor que interactúan con el campo magnético del estator. En cada conductor se produce una fuerza F=ilB que da lugar al par del motor.

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12 ¿Cual es la velocidad del motor?
Velocidad del flujo en el entrehierro Velocidad mecánica Deslizamiento: diferencia entre la velocidad de sincronismo y la velocidad de giro n is in rev/minute, and  is in radians/second

13 ¿Cual es la velocidad del motor?
La velocidad del motor para máxima carga es

14 Motor Asíncrono o de Inducción:
El rotor intenta seguir en su movimiento al campo magnético B girando a velocidad w. La velocidad de giro w solo es igual aproximadamente ws cuando el motor está en vacío, es decir, sin carga en el eje (no realiza par). A medida que cargamos el motor, o sea, a medida que le exigimos más par en el eje, el motor disminuirá su velocidad girando entonces a una velocidad angular w<ws. Por otra parte la velocidad angular ws depende de la frecuencia de la red que alimenta al motor y de la forma en que está bobinado el estator. Según como se realiza el mismo tendremos motores de 1par de polos, de 2, de 3, etc. Tenemos que:

15 Motor Asíncrono o de Inducción:
De acuerdo a la forma de construcción del rotor, los motores asincrónicos se clasifican en: ► Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla ► Motor Asincrónico de Rotor Bobinado

16 Rotor de jaula de ardilla
Motor Asíncrono o de Inducción: Las bobinas del estator induce corriente alterna en el circuito eléctrico del rotor (de manera algo similar a un transformador) y el rotor es obligado a girar. los motores asíncronos se clasifican de acuerdo a la forma de construcción del rotor. Rotor de jaula de ardilla Este es el rotor que hace que el generador asíncrono sea diferente del generador síncrono. El rotor consta de un cierto número de barras de cobre o de aluminio, conectadas eléctricamente por anillos de aluminio finales Rotor bobinado El motor de jaula de ardilla tiene el inconveniente de que la resistencia del conjunto es invariable, no son adecuados cuando se debe regular la velocidad durante la marcha

17 Motor Asíncrono o de Inducción:
3 devanados en el estator desfasados 2p/(3P) siendo P nº pares de polos El Nº de fases del rotor no tiene porqué ser el mismo que el del estator, sí será igual el número de polos. Los devanados del rotor están conectados a anillos colectores montados sobre el mismo eje Los conductores del rotor están igualmente distribuidos por la periferia del rotor. Los extremos de estos conductores están cortocircuitados, no habiendo conexión con el exterior. La posición inclinada de las ranuras mejora el arranque y disminuye el ruido

18 Motor Asíncrono o de Inducción:
► Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla Rotor de jaula simple

19 Motor Asíncrono o de Inducción:
► Motor Asincrónico de Rotor Bobinado siendo

20 Funcionamiento como generador
Motor Asíncrono o de Inducción: Funcionamiento como generador Si hacemos girar el rotor de forma manual a una velocidad superior a la velocidad síncrona del generador, en ese caso el rotor se mueve más rápidamente que el campo magnético giratorio del estator, lo que significa que, una vez más, el estator inducirá una gran corriente en el rotor. Cuanto más rápidamente hagamos girar el rotor, mayor será la potencia transferida al estator en forma de fuerza electromagnética, y posteriormente convertida en electricidad suministrada a la red eléctrica