Motor Monofasico & Trifasico

LICEO POLITECNICO DE CASTRO DPTO. DE ELECTRICIDAD APLICADA FREIRE # 540

FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR ELECTRICO

INTEGRANTES:    

Jonathan Moraga Rodrigo Muñoz Yerco Troncoso Erna Vera

CURSO: 

3° mecánica industrial

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INDICE Introducciòn …………………………………………………………………………………………………………..

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Motores elèctricos y elèctricos y sus ventajas …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………

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Partes fundamentales de los motores elèctricos ……………………………………………..

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Los motores y su alimentaciòn elèctrica……………………………………………………………………

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Motores trifasicos y monofasicos……………………………………………………………………………..

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Funcionamiento de motor trifasico y monofasico………………………………………………….. monofasico…………………………………………………..

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Conclusión……………………………………………………………………………………………………………………….

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Bibliografia…………………………………………………………………………………………………………………….. Bibliografia……………………………………………………………………………………………………………………

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INTRODUCCIÓN En este presente informe informe le vamos a dar a conocer conocer el motor eléctrico la cual es una una máquina que convierte energía eléctrica en movimiento o trabajo mecánico. Son los motores utilizados en la industria, pues combinan las ventajas del uso de la energía eléctrica (bajo costo, facilidad de transporte, limpieza, entre otras) Nuestros objetivos para este trabajo son: aprender a conocer su funcionamiento, las partes más destacables de este motor, su alimentación eléctrica (corriente continua, alterna y universal), características características y los tipos de motores como el monofásico y trifásico. Al haber dicho ya nuestros objetivos objetivos para este trabajo de investigación. investigación. A continuación les vamos a dar a conocer la información planteada anteriormente pero con mas detalles con el fin de aprender y comprender el tema “MOTORES ELÉCTRICO”.

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LOS MOTORES ELECTRICOS Los motores eléctricos son máquinas eléctricas rotatorias. Transforman una energía eléctrica en energía mecánica. Tienen múltiples ventajas, entre las que cabe citar su economía, limpieza, comodidad y seguridad de funcionamiento, el motor eléctrico ha reemplazado en gran parte a otras fuentes de energía, tanto en la industria como en el transporte, las minas, el comercio, o el hogar. Su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión establecidas entre un imán y un hilo (bobina) por donde hacemos circular una corriente eléctrica. Entonces solo sería necesario una bobina (espiras con un principio y un final) un imán y una pila (para hacer pasar la corriente eléctrica por las espiras) para construir un motor eléctrico. Los motores eléctricos que se utilizan hoy en día tienen muchas espiras llamadas bobina ( de bobinas) en el rotor (parte giratoria) y un imán grande llamado estator colocado en la parte fija del motor alrededor del rotor. También hay motores que su bobinado lo tienen en el estator y el rotor sería el imán. Ventajas: Presenta muchas ventajas respecto a los motores de combustión:  A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.  Se pueden construir de cualquier tamaño.  Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante. rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando el el mismo a  Su rendimiento medida que se incrementa la potencia de la máquina). contaminantes, aunque en la generación de energía  Este tipo de motores no emite contaminantes, eléctrica de la mayoría de las redes de suministro si emiten contaminantes.

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PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR ELÉCTRICO

Estator: El estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero sí magnéticamente. Existen dos tipos de estatores: Estator de polos salientes, estator ranurado. El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (y se les llama “paquete”), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos.

RANURADO

POLOS

Tipos de estatores Rotor: El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser básicamente de tres tipos: Rotor ranurado, rotor de polos salientes y rotor jaula de ardilla.

Polos salientes

Ranurado

Ti os de roto rotore ress Página 5


Tapas: Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor. Cojinetes: También conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para p ara sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales: a) Cojinetes de deslizamiento deslizamiento o bujes: Operan el base al principio principio de la película de aceite, aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de apoyo. b) Cojinetes de rodamiento: Se utilizan utilizan con preferencia preferencia en vez vez de los cojinetes de de deslizamiento por varias razones: Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque, son compactos en su diseño, tienen una alta precisión de operación, no se desgastan tanto como los cojinetes de tipo deslizante, se remplazan fácilmente debido a sus tamaños estándares

Co inete de rodamiento rodamiento

Co inete de deslizam deslizamiento iento

Carcasa: La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor. El material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser: Totalmente cerrada , abierta, a prueba de goteo, a prueba de explosiones, de tipo sumergible. Base: La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor, puede ser de dos tipos: base frontal , base lateral. Caja de conexiones: Por lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos. Bobinado: Por su forma en espiras de alambre enrollados almacena energía en forma de campo magnético. Todo cable por el que circula una corriente tiene a su alrededor un campo magnético generado por la mencionada corriente. Al estar la bobina hecha de espiras de cable, el campo magnético circula por el centro de la bobina y cierra su camino por su parte exterior. Una característica interesante de las bobinas es que se oponen a los cambios bruscos de la corriente que circula por ellas.

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Ventilador: Este consta de dos polos, uno negativo y otro positivo. El positivo recorre todo el ventilador y en negativo solo llega a el motor, estos dos envían electricidad a la bobina la cual se encuentra recubierta por varios cables de cobre que se encargan de producir la energía magnética necesaria para mover el eje el cual mueve a su vez, las hélices generando la corrientes de aire, fría o caliente. Las velocidades de este dependen de la cantidad de energía que reciba la bobina, entre más energía más fuerza y velocidad. Ejes: Un motor eléctrico aprovecha este tipo de fuerza para hacer girar un eje, transformándose así la energía eléctrica en movimiento mecánico. Rodamientos: contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia.

La placa de bornes: es una placa de material aislante en la que existen varios espárragos roscados, denominados bornes, a los que se conectan los extremos del principio y del final de las bobinas del motor. La placa de características: es una placa metálica que suele ir en la carcasa del motor en un lugar visible. En esta placa, van marcados los principales valores nominales del motor, tales como potencia útil, régimen de giro, intensidad absorbida, etc.

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LOS MOTORES MOTORES Y SU ALIMENTACIÒN ELÈCTRICA a) Los motores de Corriente Directa (C.D) o Corriente Continua (C.C): Se utilizan en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, además, se utilizan en aquellos casos en los que es imprescindible utilizar corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o baterías. Este tipo de motores debe de tener tener en el rotor y el estator el mismo número de polos polos y el mismo número de carbones. Los motores de corriente directa pueden ser de tres tipos: Serie, paralelo y mixto. b) Los motores de Corriente Alterna (C.A): Son los tipos de motores más usados en la industria, ya que, estos equipos se alimentan con los sistemas de distribución de energías “normales”. De acuerdo a su alimentación se dividen en tres tipos: monofásicos, bifásicos y trifásicos. c) Los motores Universales: Tienen la forma de un motor de corriente continua, la principal diferencia es que está diseñado diseñado para funcionar con corriente alterna. alterna. El inconveniente de este tipo de motores es su eficiencia, ya que es baja (del orden del 51%), pero como se utilizan en máquinas de pequeña potencia, está no se considera importante, además, su operación debe ser intermitente, de lo contrario, éste se quemaría. Estos motores son utilizados en taladros, aspiradoras, licuadoras, etc.

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MOTORES TRIFÁSICOS Los motores trifásicos usualmente son más utilizados en la industria, ya que en el sistema trifásico se genera un campo magnético rotatorio en tres fases. Además, el sentido de la rotación del campo en un motor trifásico puede cambiarse, invirtiendo dos puntas cuales quiera del estator, lo cual desplaza las fases, de manera que el campo magnético gira en dirección opuesta.

Constitución del motor trifásico

A nivel constructivo, un motor trifásico consta de una parte fija y una parte móvil, cuyos componentes elementales destacamos en la figura. El circuito magnético del motor consta de una parte fija, otra móvil y el espacio entre ambas o entre hierro. La parte fija o estator consiste en un anillo cilíndrico compuesto por chapas magnéticas prensadas y ajustado a presión presión en la carcasa. carcasa. En la superficie interna del anillo están las ranuras que alojan los devanados. El circuito eléctrico del estator consiste en tres devanados independientes alojados en sus correspondientes ranuras. La parte giratoria o rotor puede girar concéntrica al estator y consiste en un cilindro formado también por chapas magnéticas prensadas con ranuras en su periferia. Entre los tipos más utilizados se distinguen: Rotor en jaula de ardilla (rotor en cortocircuito)  Rotor bobinado (rotor de anillos).  Tipos y características Los motores trifásicos se usan para accionar máquinas-herramientas, bombas, elevadores, ventiladores, sopladores y muchas otras máquinas. Básicamente están construidos de tres partes esenciales: Estator, rotor y tapas. El estator consiste de un marco o carcasa y un núcleo laminado de acero al silicio, así como un devanado formado por bobinas individuales colocadas en sus ranuras. Básicamente son de dos tipos: De jaula de ardilla y de rotor devanado. Página 9


El de jaula de ardilla es el más usado y recibe este nombre debido a que parece una jaula de ardilla de aluminio fundido. Ambos tipos de rotores contienen un núcleo laminado en contacto sobre el eje. El motor tiene tapas en ambos lados, sobre las cuales se encuentran montados los rodamientos sobre los que rueda el rotor. Estas tapas se fijan a la carcasa en ambos extremos por medio de tomillos de sujeción. Los rodamientos o chumaceras pueden ser de rodillos o de deslizamiento. Alimentación de un motor trifásico Existen dos posibilidades de conectar el estator de un u n motor trifásico a una red trifásica: En conexión triángulo, si disponemos de una red trifásica cuyo valor nominal coincide con la máxima tensión que pueden soportar las bobinas b obinas del motor. En conexión estrella, si la tensión de la red es 3 veces superior a la tensión que soportan las bobinas del motor. Representamos ambas conexiones conexiones en la siguiente figura, junto a cada una de ellas colocamos su nombre. Por este motivo todo motor trifásico tiene siempre dos tensiones de alimentación en su placa de características. Por ejemplo, 220 220 V/380 V o 380/ 660 V. Debemos tener muy en cuenta que la tensión nominal del motor es la menor de ellas, pero que existe la posibilidad de conectarlo a una red de tensión 3 veces mayor, conectándolo en estrella. Para realizar fácilmente uno u otro conexionado, se disponen los seis bornes de los devanados en posición alternada, como mostramos en la caja de bornes de la siguiente figura. Con unas simples platinas metálicas se puede realizar los puentes indicados.

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Motores monofásicos Son un gran número de motores de capacidades comparativamente pequeñas, se fabrican para operar con alimentación alimentación monofásica. monofásica. La mayoría de ellos se se producen en potencias fraccionarias de HP y se se denominan tecnicamente tecnicamente motores pequeños. Estos motores desarrollan una gran variedad de servicios útiles en : aplicaciones como el hogar, industrias,etc. Todos los motores monofásicos tienen un problema en común que q ue es arrancar. Normalmente, para originar el par de arranqueSe requiere de algún medio auxiliar que produzca la reacción r eacción con la onda de de corriente alterna alterna de la alimentación alimentación para producir producir el par. De aquí, que en los motores de C.A monofásicos, se hable de un devanado de trabajo y otro devanado de arranque, o de algún medio auxiliar como el capacitor. Tipos y características Los motores monofásicos han sido perfeccionados a través de los años, a partir del tipo original de repulsión, en varios tipos mejorados, y en la actualidad se conocen: 1. Motores de fase partida: Es un motor de inducción con dos bobinados en el estator, uno principal y otro auxiliar o de arranque. este es uno u no de los distintos sistemas ideados para el arranque de los motores 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. 2. Motores de arranque con capacitor : Este tipo de motor es similar en su construcción al de fase partida, excepto que se conecta un capacitor en serie con el devanado de arranque para tener un mayor par de arranque. Su rango de operación va desde fracciones de HP hasta 15 HP. Es utilizado ampliamente en muchas aplicaciones de tipo monofásico, tales como accionamiento de máquinas herramientas (taladros, pulidoras, etc.), compresores de aire, refrigeradores, etc. 3. Motores con permanente: Son extremamente económicos, pues operan con elevado factor de potencia, proporcionando un elevado rendimiento, satisfaciendo las las necesidades necesidades y exigencias del del mercado. Totalmente cerrados con ventilación ventilación externa. Estos pueden ser instalados al tiempo y en ambiente agresivos con concentración de polvo, humedad y vapores, en temperaturas entre -10º y + 40º C. Este opera donde el encendido es realizado a través de reducción de velocidad (poleas, engranajes trasmisores, etc.), y encendidos directos en equipamientos que requieran bajo conjugado de partida. 4. Motores de inducción-repulsión: inducción-repulsión: Los motores de inducción-repulsión se aplican donde se requiere arrancar cargas pesadas sin demandar demasiada corriente. Se fabrican de 1/2 HP hasta 20 HP, y se aplican con cargas típicas como: compresores de aire grandes, equipo de refrigeración, etc. 5. Motores de polos sombreados: Este tipo de motores es usado en casos específicos, que tienen requerimientos de potencia muy bajos. Su rango de potencia está comprendido en valores desde 0.0007 HP hasta 1/4 HP, y la mayoría se fabrica en el rango de 1/100 a 1/20 de HP. La principal ventaja de estos motores es su simplicidad de construcción, su confiabilidad y su robustez, además, tienen un bajo costo. A diferencia de otros motores monofásicos de C.A., los motores de fase partida no requieren de partes auxiliares (capacitores, escobillas, conmutadores, etc.) o partes móviles (switches centrífugos). Esto hace que su mantenimiento sea mínimo y relativamente sencillo. Página 11


Ventajas que tiene el motor monofásico  Velocidad aproximadamente constante para diferentes cargas mecánicas  Soporta fuertes sobrecargas  Sencillez en el arranque  Posibilidad de automatización  Fácil reparación  Partida difícil con carga incluida. Desventajas  Dificultad para regular la velocidad ( rpm)  Gran corriente de arranque  Sensibilidad a las variaciones de voltaje  Bobina de arranque e interruptor centrifuga principales causante de fallas

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO MONOFASICO

Hemos visto que al colocar una espira en cortocircuito dentro de un campo magnético giratorio, aquella se pone en movimiento y comienza a girar siguiendo al campo, sin embargo, en el motor monofásico solo existe una bobina por lo que el único campo magnético que existirá es un campo alterno, entonces, para comprender cómo funciona un motor de este tipo necesitamos efectuar un paso adicional. La secuencia de figuras de la derecha muestra a dos vectores giratorios de idéntica magnitud que se mueven con igual velocidad angular pero en sentidos opuestos, si observamos la resultante de estos campos comprobamos que es un vector alterno cuya dirección no cambia (de hecho la demostración matemática de esta situación es muy sencilla). El razonamiento inverso surge de inmediato: un vector alterno puede considerarse como compuesto por dos vectores giratorios que se mueven en sentidos opuestos. Del análisis anterior surge que un campo alterno B puede ser considerado en realidad como dos campos giratorios B1 y B2 que se mueven en sentidos contrarios, de manera tal que si colocamos un rotor dentro del campo alterno este tendrá la posibilidad de comenzar a girar siguiendo a alguno de ellos. Todo lo que se necesita es un impulso inicial que lo ponga en marcha en uno u otro sentido, tal impulso puede hacerse a mano (lo cual, obviamente, es muy peligroso) o con la ayuda de fuerzas auxiliares creadas por dispositivos que posee el motor a tal efecto. Tal fuerza de arranque es necesaria solo durante el breve lapso de tiempo que necesita el rotor para comenzar a girar por si solo y, en general, se dispone de mecanismos manuales o automáticos que desconectan los sistemas de arranque una vez que el motor está en movimiento.

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO TRIFASICO Cuando la corriente atraviesa los arrollamientos de las tres fases del motor, en el estator se origina un campo magnético que induce corriente en las barras del rotor. Dicha corriente da origen a un flujo que al reaccionar con el flujo del campo magnético del estator, originará un para motor que pondrá en movimiento al rotor. Dicho movimiento es continuo, debido a las variaciones también continuas, de la corriente alterna trifásica. Solo debe hacerse notar que el rotor no puede ir a la misma velocidad que la del campo magnético giratorio. Esto se debe a que a cada momento recibe impulsos del campo, pero al cesar el empuje, el rotor se retrasa. A este fenómeno se le llama deslizamiento. Después de ese momento vendrá un nuevo empuje y un nuevo deslizamiento, y así sucesivamente. De esta manera se comprende que el rotor nunca logre alcanzar la misma velocidad del campo magnético giratorio. Es por lo cual recibe el nombre de asíncrono o asincrónico. El deslizamiento puede ser mayor conforme aumenta la carga del motor y lógicamente, la velocidad se reduce en una proporción mayor. Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético. El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento m ovimiento circular que se observa en el rotor del motor. Partiendo del hecho de que cuando pasa p asa corriente por un conductor produce un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la l a interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

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CONCLUSIÓN El motor eléctrico tiene una gran importancia en nuestro mundo actual ya que es la forma más simple y eficiente de obtener energía mecánica y los encontramos en todos los niveles de nuestra vida diaria como en el motor de la licuadora eléctrica, una lavadora, etc. En nuestra especialidad mecánica industrial el motor más utilizado es el trifásico tr ifásico ya que está presente tanto para los tornos como en soldadoras. También se podría apreciar que cumplimos con nuestros objetivos propuestos anteriormente en el principio de este trabajo ya que aprendimos satisfactoriamente el funcionamiento de esta máquina, sus características, alimentación eléctrica y tipos de motores (trifásica y monofásica). Con lo dicho anteriormente podemos dar por finalizado el trabajo realizado r ealizado por el grupo.

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BIBLIOGRÁFIA

http://es.scribd.com/doc/ http://es. scribd.com/doc/22164275/motor-monofasico 22164275/motor-monofasico http://www.monografias.com/trabajos93/motores-electricos/motores-electricos.shtml http://www.wikiteka.com/apuntes/maquinas-electricas-1/

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Motor Monofasico & Trifasico

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