EXTRA CLASE DE MANTENIMEINTO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ALUMNO: ANDY VARGAS CASTILLO PROFESOR: LUIS FERNANDO CORRALES CORRALES.

Motores y generadores de corriente continua Los Motores y generadores eléctricos, son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dínamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor. Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los generadores y de los motores.  Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de un circuito de conducción fijo cuya intensidad puede variar, se establece o se induce una corriente en el conductor.

Se pueden dividir en: Auto excitación Serie Shunt Compuesto Excitación independiente

GENERADOR DE EXITACION INDEPENDIENTE CARACTERISTICAS DEL DINAMO: Necesita una fuente de c.c. externa para alimentar al inductor. El inductor independiente se identifica con la letra J, K. Se instala un reóstato Re en serie con el bobinado inductor Ri para regular la intensidad de excitación y por ende la tensión generada. El valor de reóstato es el doble del valor de la resistencia del bobinado inductor. El inductor es de alambre delgado y muchas espiras para que sea muy resistivo y la intensidad de excitación sea mínima y las perdidas de potencia también. Tiene buena estabilidad de funcionamiento, ya que al aplicar carga a la dinamo esta puede recuperar la caída de tensión mediante el reóstato de excitación

Generador de autoexcitación en paralelo o shunt Características del dinamo shunt: El bobinado inductor Rd es de alambre delgado y muchas espiras para que la potencia que absorbe sea mínima. Se utiliza un reóstato de campo en serie con el bobinado inductor que regula la intensidad de excitación La intensidad que suministra el inducido se divide en la intensidad de excitación y la intensidad de carga Ic Buena estabilidad de funcionamiento, debido a que la caída de tensión se recupera mediante el reóstato de campo. Ec = ri *IT + Rc * IT+(R*Rd/R+Rd) * IT + 2 vco

Motor shunt

Motor en serie Características Posee el par motor más elevado de todos los motores de corriente continua El reóstato de arranque cumple dos funciones: Limitar la intensidad en el arranque Regular la velocidad No se puede quitar la carga bruscamente porque se puede embalar.

Excitación en serie

Generador de autoexcitación compuesto o compound Características del motor compuesto Aditivo Buena estabilidad de funcionamiento, debido a que la velocidad en vacío o con carga se mantiene Par de arranque muy alto No se puede embalar Sustractivo Si se le aumenta la velocidad hasta cierto limite el motor se frena, invierte el sentido de giro y se embala. Si se le aplica demasiada carga, sucede lo mismo. Para saber el tipo de conexión basta con poner en corto circuito el inductor en serie, si aumenta la velocidad es aditivo, si desminuye es sustractivo.

Motor con excitación compound ●Una parte E-F se conecta en serie con las bobinas inducidas A-B, y el resto C-D en paralelo. ●Una parte de la intensidad I absorbida por el motor se divide en dos: una Ii (que circula por la rama de el inducido y por la bobina de excitación serie E-F) y otra Iex por la bobina de excitación paralelo C-D. ●Par motor entre el shunt y el serie, en ↓ la Iabs (la carga), las rpm ↑ pero sin peligro de aceleración.

Motores de Corriente Alterna Se pueden clasificar en dos tipos: Monofásicos: Fase partida Universal Trifásicos: Asíncronos Síncronos Normal Condensador de arranque Condensador permanente Doble condensador

Motores de C.A monofásicos de Fase partida normal El motor de fase partida es uno de los distintos sistemas ideados para el arranque de los motores asíncronos monofásicos. Se basa en cambiar, al menos durante el arranque, el motor monofásico por un bifásico (que puede arrancar sólo). El motor dispone de dos devanados, el principal y el auxiliar; además, lleva incorporado un interruptor centrífugo cuya función es la de desconectar el devanado auxiliar después del arranque del motor Partes: Rotor Estator Placas térmicas Interruptor centrifugo Enjaule o bobinado de jaula de ardilla Bobinado del estator

Motor con condensador de arranque El motor de fase partida tiene muy poco par de arranque, lo que limita muchísimo su utilización. La solución para mejorar el campo giratorio y las corrientes de los devanados deben ser lo más parecidas posible en el arranque y estar desfasadas en el arranque un valor próximo a 90º (90º sería ideal). Para ello podemos conectar un condensador en serie con el devanado de arranque, de forma que la intensidad de este devanado (IA) adelanta respecto a V y se desfasa mucho con respecto a IP. El par de arranque aumentó notablemente y este motor se llama motor de fase partida con condensador de arranque. Una vez alcanzada la velocidad de régimen, el devanado auxiliar debe desconectarse mediante alguno de los procedimientos que veremos en un apartado posterior.

Motor con condensador permanente o de trabajo Este motor presenta dos devanados iguales (igual resistencia), pero en unos de ellos se conecta un condensador en serie, calculado para que en el punto nominal del motor, las corrientes de los devanados sean los más parecidas posibles y su desfase sea próximo a 90º. De esta forma el campo giratorio es casi perfecto y el motor se comporta a plena carga con un par muy estable y un buen rendimiento.

Motor con dos condensadores   En aplicaciones más exigentes, en las cuales el par de  arranque debe ser mayor, el condensador  deberá tener más capacidad para que el par de arranque sea el suficiente. Esto se puede conseguir con dos condensadores: Un condensador permanente siempre conectado en serie con uno de los devanados. Un condensador de 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 será 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.

Motor Universal El motor universal se denomina así por ser el único motor que puede conectarse tanto a corriente alterna como a corriente continua. Cuando el motor universal se conecta a la corriente continua con una carga constante, la velocidad y la potencia aumentan proporcionalmente con el voltaje aplicado. Cuando este motor se conecta a la corriente alterna con carga constante, la velocidad y la potencia aumentan proporcionalmente con el voltaje aplicado a partir de los 3000 r.p.m. (revoluciones por minuto)

Motores trifásicos asíncronos Los motores asíncronos son máquinas rotativas de flujo variable y sin colector. El campo inductor está generado por corriente alterna. Generalmente, el inductor está en el estator y el inducido en el rotor. Son motores que se caracterizan porque son mecánicamente sencillos de construir, lo cual los hace muy robustos y sencillos, apenas requieren mantenimiento, son baratos y, en el caso de motores trifásicos, no necesitan arrancadores (arrancan por sí solos al conectarles la red trifásica de alimentación) y no se ven sometidos a vibraciones por efecto de la transformación de energía eléctrica en mecánica, ya que la potencia instantánea absorbida por una carga trifásica es constate e igual a la potencia activa. Estas son las principales ventajas que hacen que sea ampliamente utilizado en la industria. Como inconvenientes, podemos mencionar que son motores que tienen bajos pares de arranque, que presentan una zona inestable de funcionamiento y que el control de velocidad en amplios rangos es complejo.

Construcción de un motor asíncrono

Motor asíncrono de rotor bobinado

Motor asíncrono de jaula de ardilla

Motor asíncrono de doble jaula de ardilla

Motor asíncrono de rotor de ranuras profundas

Motores síncronos de corriente alterna

Constricción de los motores síncronos

Motor síncrono de imanes permanentes Son extensivamente usadas en servomotores, accionamientos eléctricos para posicionamiento, robótica, etc. El rotos tiene dos imanes que cubren cada uno aproximadamente 180grados, del perímetro del rotor y producen una densidad de flujo casi rectangular en el hierro. Es estator tiene una bobinado trifásico, donde los conductores de cada fase están distribuidos uniformemente en porciones de arcos de 60 grados. El sistema de potencia conectara una fuente controlada de corriente a los bobinadas del estator. De manera que en cada momento conectemos dos fases del bobinado. Cada imán del rotor interactuara con dos arcos de 60 grados, por los que circule corriente.