Calculo de proteccion de motores electricosDescripción completa
Descripción: Motores electricos
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Descripción: Parcial Motores Ivan Caneva
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Descripción: Motores reciprocantes
Descripción: MOTORES ELECTRICOS
ANALISE MOTORES
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resumen de motores de combustion Interna
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La propulsión en un motor turbohélice se realiza por la conversión de la mayor parte de la energía de la corriente de gas en potencia mecánica para arrastrar al compresor, accesorios, y ca…Full description
Motores eléctricos
MOTOROES ELECTRICOS Los motores elctricos son m!"uinas elctricas "ue transforman en energía mecanica la energía elctrica "ue absorben por sus bornes#
Atendiendo al tipo de corriente utilizada para su alimentación, se clasifican en: MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA •
$e e%citaci&n independiente#
•
$e e%citaci&n en serie#
•
$e e%citaci&n 's(unt) o derivaci&n#
•
$e e%itaci&n compuesta#
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA •
*otores síncronos#
•
*otores asíncronos+
*onof!sicos# o
$e bobina au%iliar# au% iliar#
o
$e espira corto circuito#
o
,niversal#
Trif!sicos# o
$e rotor bobinado#
o
$e rotor en cortocircuito 'jaula de ardilla)# Por
Todos los motores de corriente continua así como los síncronos de corriente alterna tienen una utili-aci&n mu. específica#
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Sergio Alberto Villanuva Hinojosa [Título del curso] [Nombre del profesor]
Los motores de corriente alterna asíncronos/ tanto monof!sicos como trif!sicos/ son los "ue tienen una aplicaci&n m!s generali-ada gracias a su facilidad de utili-aci&n/ poco mantenimiento . bajo coste de fabricaci&n#
La velocidad de sincronismo de los motores elctricos de corriente alterna viene definida por la e%presi&n+
n
=
Donde: Numero de revoluciones por minuto# 0recuencia de la red# N1mero de paredes de polos de la m!"uina#
Se da el nombre de motor asíncrono al motor de corriente alterna cu.a parte m&vil gira a una velocidad distinta a la de sincronismo# Aun"ue a frecuencia industrial la velocidad es fija para un determinado motor/ (o. día se recurre a variadores de frecuencia para regular la velocidad de estos motores#
COSTIT!CI" DEL MOTOR AS#CROO DE ID!CCI" 2omo todas las m!"uinas elctricas/ un motor elctrico est! constituido por un circuito magntico . dos elctricos/ uno colocado en la parte fija 'est!tor) . otro en la parte m&vil 'rotor)#
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3l circuito magntico est! formado por c(apas apiladas en forma de cilindro en el rotor . en forma de anillo en el estator#
3stator . rotor de motor elctrico#
3l cilindro se introduce en el interior del anillo ./ para "ue pueda girar libremente/ (a. "ue dotarlo de un entre(ierro constante# 3l anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bobinado inductor . se envuelve e%teriormente por una pie-a met!lica con soporte llamada carcasa#
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3l cilindro se adosa al eje del motor . puede estar ranurado en su superficie para colocar el bobinado inducido 'motores de rotor bobinado) o bien se le incorporan conductores de gran secci&n soldados a anillos del mismo material en los e%tremos del 3stator cilindro 'motores de rotor en cortocircuito) similar a una jaula de ardilla/ de a(í "ue reciban el nombre de rotor de jaula de ardilla# 3l eje se apo.a en unos rodamientos de acero para evitar ro-amientos . se saca al e%terior para transmitir el movimiento/ . lleva acoplado un ventilador para refrigeraci&n# Los Ventilador e%tremos de los bobinados se sacan al e%terior . se conectan a la placa de Placa de caracteristicas bornes#
CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO 3l campo magntico creado por un bobinado trif!sico alimentado por corriente alterna es de valor constante pero giratorio . a la velocidad de sincronismo# 3ste fen&meno se puede comprobar con el estudio de las posiciones "ue va ocupando la resultante del flujo atendiendo a los sentidos de corriente "ue van tomando los conductores en el bobinado# 3n el instante 6/ la fase , tiene valor cero/ la fase V tiene valor negativo/ por lo "ue la corriente circula desde V7 (asta V8/ . la fase 9 tiene valor positivo/ con lo "ue la corriente circula desde
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Pila de bornes 5otor
5odamiento
3je 4obinado
98 (asta 97# 3n el bobinado se crea una bobina ficticia a la "ue aplicando la 'regla del sacacorc(os) nos da "ue/ en este instante/ la resultante del flujo se sit1a entre las ranuras : . ;# 3l ciclo de la corriente se divide en seis partes iguales pasando a(ora al instante 8/ donde vemos "ue la fase , tiene valor positivo/ la fase V sigue teniendo valor negativo . la fase 9 tiene valor positivo# 3n este instante la resultante del flujo se sit1a entre las ranuras < . 86/ con lo "ue (a avan-ado un se%to de la circunferencia en el tiempo "ue (a transcurrido desde el instante 6 al 8/ "ue se corresponde con un un se%to del periodo de la corriente# Si vamos aplic!ndolo sucesivamente a los dem!s instantes/ podemos ver "ue de uno a otro siempre avan-a un se%to de vuelta igual "ue el tiempo "ue transcurre de un instante a otro el periodo de la corriente/ lo "ue nos indica "ue el flujo es giratorio . su velocidad coincide con la velocidad del sistema de corriente alterna#
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
3l funcionamiento del motor asíncrono de inducci&n se basa en la acci&n del flujo giratorio generado en el circuito estat&rico sobre las corrientes inducidas por dic(o flujo en el circuito del rotor# 3l flujo giratorio creado por el bobinado estat&rico corta los conductores del rotor/ por lo "ue se generan fuer-as electromotrices inducidas# Suponiendo cerrado el bobinado rot&rico/ es de entender "ue sus conductores ser!n recorridos por corrientes elctricas# La acci&n mutua del flujo giratorio . las corrientes e%istentes en los conductores del rotor originan fuer-as electrodin!micas sobre los propios conductores "ue arrastran al rotor (acindolo girar 'Le. de Len-)# La velocidad de rotaci&n del rotor en los motores asíncronos de inducci&n es siempre inferior a la velocidad de sincronismo 'velocidad del flujo giratorio)# Para "ue se genere una fuer-a electromotri- en los conductores del rotor (a de e%istir un movimiento relativo entre los conductores . el
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flujo giratorio# A la diferencia entre la velocidad del flujo giratorio . del rotor se le llama desli-amiento#
MOTORES AS#CROOS TRI$%SICOS& TI'OS ( SISTEMAS DE ARRA)!E
Los motores asíncronos de inducci&n son a"uellos en los "ue la velocidad de giro del rotor es algo inferior a la de sincronismo# Los podemos encontrar tanto monof!sicos como trif!sicos#
MOTORES TRIFÁSICOS
Son motores en los "ue el bobinado inductor colocado en el est!tor est! formado por tres bobinados independientes despla-ados 876= elctricos
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entre sí . alimentados por un sistema trif!sico de corriente alterna# Los podemos encontrar de dos tipos+
5otor en cortocircuito 'jaula de ardilla)#
5otor bobinado#
Tensiones e intensidades en el est*tor de los motores trif*sicos
Todo bobinado trif!sico se puede conectar en estrella 'todos los finales conectados en un punto com1n/ alimentando el sistema por los otros e%tremos libres) o bien en tri!ngulo 'conectando el final de cada fase al principio de la fase siguiente/ alimentando el sistema por los puntos de uni&n)# 3n la cone%i&n estrella/ la intensidad "ue recorre cada fase coincide con la intensidad de línea/ mientras "ue la tensi&n "ue se aplica a cada fase es > menor "ue la tensi&n de línea# 3n la cone%i&n tri!ngulo la intensidad "ue recorre cada fase es > menor "ue la intensidad de línea/ mientras "ue la tensi&n a la "ue "ueda sometida cada fase coincide con la tensi&n de línea#
2one%i&n en los bobinados estrella#
2one%i&n en los bobinados estrella . tri!ngulo#
3n estas condiciones/ el motor se puede considerar como bitensi&n/ .a "ue las tensiones normali-adas son de 7>6 o ?66 V# Si un motor est! dise@ado para aplicarle 7>6 V a cada fase/ lo podremos conectar a la red de 7>6 V en tri!ngulo . a la red de ?66 V en estrella# 3n ambos casos/ la tensi&n "ue se le aplica a cada fase es 7>6 V# 3n una . otra cone%i&n/ permanecen invariables los par!metros de potencia/ par motor . velocidad# La
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cone%i&n estrella o tri!ngulo se reali-a sobre la placa de bornes mediante puentes#
MOTOR DE ROTOR EN CORTOCIRCUITO
3l motor de rotor en cortocircuito es el de construcci&n m!s sencilla/ de funcionamiento m!s seguro . de fabricaci&n m!s econ&mica# Su 1nico
inconveniente es el de absorber una elevada intensidad en el arran"ue a la tensi&n de funcionamiento# 3n el momento del arran"ue este motor acoplado directamente a la red presenta un momento de rotaci&n de 8/; a 7 veces el de rgimen/ pero la intensidad absorbida en el arran"ue toma valores de a : veces la nominal# Para facilitar el cone%ionado en la placa de bornes del motor/ los e%tremos del bobinado inductor se disponen como muestra la 0igura#
Su puesta en marc(a se reali-a de una forma simple . sencilla mediante un interruptor manual tripolar 3stos interruptores (an de estar dise@ados para la intensidad del motor#
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3l 5eglamento 3lectrotcnico de 4aja Tensi&n '534T) en su instrucci&n BT2C 4TC?: regula la relaci&n "ue debe e%istir entre las intensidades de arran"ue . plena carga de los motores alimentados desde una red p1blica de alimentaci&n en funci&n de su potencia# $e dic(a relaci&n de proporcionalidad se desprende "ue los motores de potencias superiores a 6/: D9 "ue no cumplan la relaci&n de intensidades e%puesta en la tabla/ (an de disponer de un sistema de arran"ue "ue disminu.a esa relaci&n#
5elaci&n de intensidades de arran"ue . plena carga admisibles en los motores de corriente alterna para su puesta en marc(a seg1n el 534T#
La intensidad en el momento del arran"ue de motores "ue no cumpla esta relaci&n puede (acer "ue salten las protecciones o bien perjudicar las líneas "ue los alimentan#Para evitar estos inconvenientes se disminu.e la tensi&n en el periodo de arran"ue . con ello la intensidad/ . una vealcan-ada la velocidad de rgimen se conecta el motor a su tensi&n nominal/ con lo "ue se lobra amortiguar la intensidad de arran"ue# Para conseguir esto se utili-an los siguientes procedimientos+
Arran"ue estrella tri!ngulo# Arran"ue mediante autotransformador# Arran"ue mediante resistencias en serie con el bob inado estat&rico#
Arran+ue estrella tri*nulo -. / 01
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3l procedimiento m!s empleado para el arran"ue de motores trif!sicos de rotor en cortocircuito con relaciones superiores a la e%puesta en la tabla consiste en conectar el motor en estrella durante el periodo de arran"ue ./ una ve- lan-ado/ conectarlo en tri!ngulo para "ue "uede conectado a la tensi&n nominal# Para ello/ se (ace necesario intercalar entre el motor . la línea un conmutador manual especial "ue reali-a las cone%iones de los e%tremos del bobinado del motor/ sin reali-ar los puentes sobre la placa de bornes#
Arran"ue estrella tri!ngulo de un motor trif!sico mediante arrancador manual#
Arran+ue mediante autotransformador
3s un procedimiento "ue se utili-a para motores de gran potencia . consiste en intercalar entre la red de alimentaci&n . el motor un autotransformador/ como se ve de forma es"uem!tica# 3ste tiene distintas tomas de tensi&n reducida/ por lo " ue/ en el momento del arran"ue/ al motor se le aplica la tensi&n menor disminu.endo la intensidad . se va elevando de forma progresiva (asta dejarlo conectado a la tensi&n de la red#
Arran"ue de un motor trif!sico mediante autotransformador#
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Arran+ue con resistencias en serie con el 2o2inado del estator
3s un procedimiento poco empleado "ue consiste en disponer un re&stato variable en serie con el bobinado estat&rico# La puesta en marc(a se (ace con el re&stato al m!%imo de resistencia . se va disminu.endo (asta "ue el motor "ueda conectado a la tensi&n de red# Arran"ue de un motor trif!sico mediante resistencias en serie con el est!tor#
MOTOR DE ROTOR BOBINADO Y ANILLOS ROANTES
3n este tipo de motores/ el rotor va ranurado igual "ue el est!tor/ . en l se coloca un bobinado normalmente trif!sico similar al del est!tor conectado en estrella . los e%tremos libres se c onectan a tres anillos de cobre/ aislados . solidarios con el eje del rotor#
11 $espiece del motor de rotor bobinado#
Placa de bornes de motor trif!sico de rotor bobinado#
Sobre los anillos/ se colocan los portaescobillas/ "ue a su ve- se conectan a la placa de bornes del motor# Por eso/ en la placa de bornes de estos motores aparecen nueve bornes# La gran ventaja "ue presentan estos motores es su par de arran"ue/ .a "ue puede alcan-ar (asta 7/ veces el par nominal/ mientras "ue la intensidad en el arran"ue es similar a la del par nominal# Para reali-ar la puesta en marc(a/ es necesaria la cone%i&n de un re&stato de arran"ue conectado en serie con el bobinado del rotor/ . una ve- alcan-ada la velocidad de rgimen/ se puentean los anillos en estrella# 3stos motores tienen una aplicaci&n mu. específica ./ dada su constituci&n/ necesitan de un mantenimiento muc(o m!s e%(austivo "ue los de rotor en cortocircuito#
Sentido de iro de los motores trif*sicos
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Arran"ue de un motor trif!sico de rotor bobinado mediante re&stato conectado en serie con el rotor#
Para comprobar el campo magntico giratorio/ se tenía en cuenta el sentido de circulaci&n de la corriente por las tres fases del bobinado# 3n l se ve "ue la resultante del flujo tiene el sentido de giro de las agujas del reloj 'sentido (orario)/ por lo "ue el rotor es arrastrado en el mismo sentido de giro# 2uando necesitamos "ue el giro sea al contrario 'sentido antiC(orario)/ basta con permutar dos fases de alimentaci&n del motor con lo "ue el motor gira en sentido opuesto# Ha. "ue tener cuidado de no permutar las tres fases pues en ese caso el motor sigue girando en el mismo sentido# 2uando una m!"uina (a de girar en ambos sentidos/ necesitamos un conmutador 'inversor) "ue realice la permuta de la alimentaci&n sin tener "ue manipular las cone%iones#
3s"uema de cone%iones para el cambio de giro en motores trif!sicos de corriente alterna#
3stos conmutadores (an de estar dimensionados para la intensidad del motor . poseen tres posiciones/ con el cero en el medio para conseguir "ue la inversi&n no se realice a contramarc(a
Bnversores de giro manuales#
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3s"uema de cone%iones para la inversi&n de giro de un motor trif!sico de corriente alterna mediante conmutador manual#
MOTORES AS#CROOS MOO$%SICOS
3n el !mbito domstico tienen gran aplicaci&n los motores elctricos/ por lo "ue es necesario "ue estos puedan funcionar en redes monof!sicas# Los motores monof!sicos son mu. parecidos a los trif!sicos/ con el inconveniente de "ue su rendimiento . factor de potencia son inferiores# A igual potencia/ el monof!sico es m!s voluminoso "ue el trif!sico ./ siempre "ue las condiciones lo permitan/ se utili-ar!n trif!sicos# Los m!s utili-ados son+
*otor monof!sico con bobinado au%iliar de arran"ue# *otor de espira en cortocircuito# *otor universal#
*otor monof!sico con condensador
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MOTOR MONOFÁSICO CON BOBINADO AU!ILIAR DE ARRAN"UE
Constitución 3 principio de funcionamiento
2omo todos los motores elctricos/ est! formado por un circuito magntico . dos elctricos# 3l circuito magntico est! formado por el est!tor/ donde se coloca el bobinado inductor . el rotor "ue incorpora el bobinado inducido/ "ue en la ma.oría de los casos suele ser de jaula de ardilla# $e su nombre se desprende "ue utili-a un solo bobinado inductor/ recorrido por una corriente alterna "ue crea un flujo tambin alterno/ pero de direcci&n constante "ue/ por sí solo/ no es capa- de (acer girar al rotor# Si el rotor se encuentra .a girando/ en los conductores del bobinado rot&rico se generan fuer-as electromotrices "ue (acen "ue por el bobinado rot&rico circulen corrientes/ "ue a su ve- generan un flujo de reacci&n desfasado <6= elctricos respecto del principal# La interacci&n entre estos dos flujos (ace "ue el motor se comporte como un motor bif!sico . el rotor contin1e girando# $e lo e%presado anteriormente se desprende "ue el motor monof!sico es incapa- de arrancar por sí solo pero/ si se pone en marc(a/ se mantiene funcionando de forma normal (asta su descone%i&n# Por ello/ (a. "ue dotar a dic(o motor de un dispositivo adecuado para iniciar el arran"ue# 3l m!s utili-ado es incorporar al est!tor un bobinado au%iliar "ue funciona durante el periodo de arran"ue . "ue se desconecta una ve- "ue el motor est! en funcionamiento# 3n estas condiciones/ el motor en el arran"ue es un motor bif!sico/ con sus bobinados desfasados <6= elctricos/ "ue (ace "ue el motor se ponga en marc(a# ,na ve- alcan-ado el rgimen de vueltas/ se desconecta el bobinado au%iliar de forma "ue "ueda funcionando como motor monof!sico#
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Para reali-ar la descone%i&n del bobinado au%iliar/ se utili-an los interruptores centrífugos acoplados en el eje del motor# Los bobinados se conectan en paralelo a la placa de bornes# 2omo se (a e%plicado/ el motor monof!sico tiene un rendimiento/ par de arran"ue . factor de potencia algo bajos# Para compensar dic(os valores/ se recurre a conectar en serie con el bobinado au%iliar un condensador electrolítico/ con lo "ue se consiguen valores de rendimiento . par de arran"ue muc(o mejores#
3s"uema de motor monof!sico con bobinado au%iliar#
3s"uema de cone%iones para la puesta en marc(a de un 3s"uema de motor monof!sico con motor monof!sico de bobinado au%iliar . condensador# corriente alterna de forma manual# La puesta en 3s"uema de cone%iones para invertir el sentido de giro de un motor monof!sico con bobinado# marc(a se
reali-a mediante un interruptor bipolar manual adecuado a la intensidad del motor# Para invertir el sentido de giro/ es necesario invertir las cone%iones de uno de los bobinados del motor en la placa de bornes del motor No confundir con invertir las cone%iones de la alimentaci&n .a "ue/ en ese caso/ el motor sigue girando en el mismo sentido#
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3n los motores actuales/ las bobinas de arran"ue se conectan con la red a travs de un condensador en serie "ue/ a la frecuencia de la red . la velocidad nominal del motor/ produce un desfase tal entre las corrientes de los devanados de arran"ue . servicio "ue se (ace innecesario desconectarlas/ por lo "ue estos motores .a no necesitan incorporar el interruptor centrífugo simplificando su constituci&n . funcionamiento# 3%iste una forma m!s sencilla de invertir el giro para estos motores#
3s"uema de cone%iones para invertir el sentido de giro de un motor monof!sico con bobinado au%iliar de funcionamiento permanente#
MOTOR MONOFÁSICO DE ESPIRA EN CORTOCIRCUITO
Constitución 3 principio de funcionamiento 3l motor de espira en cortocircuito est! constituido por un est!tor de polos salientes . un rotor de jaula de ardilla# 3n la masa polar se incorpora una espira en cortocircuito "ue abarca un tercio apro%imadamente del polo/ las bobinas rodean las masas polares#
3s"uema de motor monof!sico de espira en cortocircuito#
Al alimentar las bobinas polares con una corriente alterna se produce un campo magntico alterno en el polo "ue por sí solo no es capa- de poner
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en marc(a el motor# 3l flujo "ue atraviesa la espira genera en esta una fuer-a electromotri- inducida "ue (ace "ue circule una corriente de elevado valor por la espira# 3sto a su ve- crea un flujo propio "ue se opone al flujo principal# 3n estas condiciones se obtiene un sistema de dos flujos en el "ue el flujo propio estar! en retraso respecto del flujo principal/ (aciendo "ue el motor gire# 3l sentido de giro ser! siempre el "ue va desde el eje del polo (acia la espira en cortocircuito colocada en el mismo# Si por alg1n motivo necesit!semos invertir el giro/ tendríamos "ue desmontar el motor e invertir todo el conjunto del rotor manteniendo la posici&n del est!tor#
0lujos creados en el motor de espira en cortocircuito#
$ado "ue estos motores tienen un rendimiento mu. bajo/ su utili-aci&n se limita a pe"ue@as potencias de (asta >66 9 . para trabajos de ventilaci&n/ bombas de desagEes de electrodomsticos/ etc#
*otor monof!sico de espira en cortocircuito para bomba de desagEe de lavadora#
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MOTOR UNI#ERSAL
Constitución 3 principio de funcionamiento
3s un motor monof!sico "ue puede funcionar tanto en corriente continua como alterna# Su constituci&n es esencialmente la del motor serie de corriente continua/ . sus características de funcionamiento son an!logas#