Ingeniería mecánica
Nombre del profesor: MC. Felipe Neri Castillo Pérez
Materia: Circuitos y mauinas eléctricas
Nombre del traba!o: In"estigaci#n de la unidad $
Por: %oel Felipe &guilar Canul
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INTRO Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que DUCCI transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de campos magnéticos variables, los motores eléctricos se componen en dos ON partes una ja llamada estator y una móvil llamada rotor. stos funcionan generalmente bajo los principios de magnetismo, los cuales son desarrollados en el interior de la investigación, además de ello se especicara la clasicación de los mismos, que serían de !orriente "irecta, de !orriente #lterna y los $otores Universales y seg%n el n%mero de fases en $onofásicos, &ifásicos y 'rifásicos, siendo este %ltimo el más utili(ado a nivel industrial. )os motores eléctricos se *allan formados por varios elementos, los cuales son denidos en el contenido de la presente investigación, sin embargo, las partes principales son+ el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de coneiones, las tapas y los cojinetes. -o obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor. or otra parte se eplica las principales coneiones con las que es posible la alimentación de los motores eléctricos, detallando cada una de ellas, las ventajas que suelen proporcionarle, entre otras.
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5.1 TIPOS DE MOTORES
isten varios tipos de motores y continuará proliferando nuevos tipos de motores seg%n avance la tecnología. ero antes de adentrarnos en la clasicación, vamos a denir los elementos que componen a los motores. 1. )a carcasa o caja que envuelve las partes eléctricas del motor, es la parte eterna. /. l inductor, llamado estartor cuando se trata de motores de corriente alterna, consta de un apilado de c*apas magnéticas y sobre ellas está enrollado el bobinado estatórico, que es una parte ja y unida a la carcasa. 0. l inducido, llamado rotor cuando se trata de motores de corriente alterna, consta de un apilado de c*apas magnéticas y sobre ellas está enrollado el bobinado rotórico, que constituye la parte móvil del motor y resulta ser la salida o eje del motor.
!)#232!#!24- " $5'56 1. $otores de corriente alterna, se usan muc*o en la industria, sobretodo, el motor trifásico asíncrono de jaula de ardilla. /. $otores de corriente continua, suelen utili(arse cuando se necesita precisión en la velocidad, montacargas, locomoción, etc. 0. $otores universales. on los que pueden funcionan con corriente alterna o continua, se usan muc*o en electrodomésticos. on los motores con colector. 0
ero no nos quedemos aquí, realicemos una clasicación más amplia+
$5'56 " !5662-' #)'6-#. odemos clasicarlos de varias maneras, por su velocidad de giro, por el tipo de rotor y por el n%mero de fases de alimentación. 7amos a ello+ 1. Por su velocidad de giro.
1.1 Asíncronos. Un motor se considera asíncrono cuando la velocidad del campo magnético generado por el estártor supera a la velocidad de giro del rotor.
1./ Síncronos. Un motor se considera síncrono cuando la velocidad del campo magnético del estártor es igual a la velocidad de giro del rotor. 6ecordar que el rotor es la parte móvil del motor. "entro de los motores síncronos, nos encontramos con una su clasicación+
81./.1$otores síncronos trifásicos. 81././ $otores asíncronos sincroni(ados. 9 1./.0$otores con un rotor de imán permanente.
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$5'56 " !5662-' !5-'2-U#. )a clasicación de este tipo de motores se reali(a en función de los bobinados del inductor y del inducido+ 9 $otores de ecitación en serie. 9 $otores de ecitación en paralelo. 9 $otores de ecitación compuesta.
Tipos de rotores
isten varios tipos de estos elementos, pero aquí solamente vamos a tratar los que son más usados en la industria; es decir, los rotores para motores asíncronos de corriente alterna. Rotor de jaua de ardia si!pe.
arranque la intensidad nominal supera ? o @ veces a la intensidad nominal del motor. oporta mal los picos de cargas. stá siendo sustituido por los rotores de jaula de ardilla doble en motores de potencia media. u par de arranque no supera el 1:A B del normal.
Rotor de jaua de ardia do"e.
6otor de jaula de ardilla doble n este otro dibujo, observáis que la ranura es doble, por este motivo tiene el nombre de jaula de ardilla doble. )as dos ranuras están separadas físicamente, aunque en el dibujo no se observe. ste tipo de rotor tiene una intensidad de arranque de 0 ó > veces la intensidad nominal, y su par de arranque puede ser de /0A B la normal. Cstas características *acen que este tipo de rotor sea muy interesante frente al rotor de jaula de ardilla simple. s el más empleado en la actualidad, soporta bien las ?
sobrecargas sin necesidad de disminuir la velocidad, lo cual le otorga mejor estabilidad.
5.# MOTORES TRI$ASICOS
s una máquina eléctrica rotativa, capa( de convertir la energía eléctrica trifásica suministrada, en energía mecánica. )a energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos rotativos en el bobinado del estator lo que provoca que el arranque de estos motores no necesite circuito auiliar, son más peque=os y livianos que uno monofásico de inducción de la misma potencia, debido a esto su fabricación representa un costo menor. )os motores eléctricos trifásicos, se fabrican en las mas diversas potencias, desde una fracción de caballo *asta varios miles de caballos de fuer(a DEF, se los construye para prácticamente, todas las tensiones y frecuencias D>A y ?A E(F normali(adas y muy a menudo, están equipados para trabajar a dos tensiones nominales distintas. Partes G
stos motores constan de tres partes fundamentales, estator, rotor y escudo E estator% está constituido por un enc*apado
de *ierro al silicio de forma ranurado, generalmente es introducido a presión dentro de una de la carcasa. E rotor% es la parte móvil del motor. stá formado por el eje,
el enc*apado y unas barras de cobre o aluminio unidas en los etremos con tornillos. # este tipo de rotor se le llama de jaula de ardilla o en cortocircuito porque el anillo y las barras forman en realidad una jaula. &os escudos% por lo general se elaboran de *ierro colado. n
el centro tienen cavidades donde se incrustan cojinetes sobre los cuales descansa el eje del rotor. )os escudos deben estar siempre bien ajustados con respecto al estator, porque de ello depende que el rotor gire libremente, o que tenga HarrastresH o HfriccionesH.
Principio de 'unciona!iento
!uando 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. "ic*a corriente da origen a un Iujo que al reaccionar con el Iujo del campo magnético del estator, originará un par motor que pondrá en movimiento al rotor. "ic*o movimiento es continuo, debido a las variaciones también continuas, de la corriente alterna trifásica. olo debe *acerse notar que el rotor no puede ir a la misma velocidad que la del campo magnético giratorio. sto se debe a que a cada momento recibe impulsos del campo, pero al cesar el empuje, el rotor se retrasa. # este fenómeno se le @
llama desli(amiento. "espués de ese momento vendrá un nuevo empuje y un nuevo desli(amiento, y así sucesivamente. "e esta manera se comprende que el rotor nunca logre alcan(ar la misma velocidad del campo magnético giratorio. s por lo cual recibe el nombre de asíncrono o asincrónico. l desli(amiento puede ser mayor conforme aumenta la carga del motor y lógicamente, la velocidad se reduce en una proporción mayor.
5.( MOTORES DE CORRIENTE A&TERNA
e denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con este tipo de alimentación eléctrica Dver Hcorriente alternaHF. Un motor es una máquina motri(, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en J
fuer(as de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. Un generador eléctrico, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se le puede llamar una máquina generatri( de fem Dfuer(a eléctrica motri(F. )as dos formas básicas son el generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este %ltimo más correctamente llamado alternador. 'odos los generadores necesitan una máquina motri( DmotorF de alg%n tipo para producir la fuer(a de rotación, por medio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuer(a magnéticas y producir una fem. )a máquina más simple de los motores y generadores es el alternador.
>.: 2'$# " !5-'65) Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el n de reducir las 1A
probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. or lo general, se usan sistemas de control industrial en procesos de producción industriales para controlar equipos o máquinas. isten dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de la(o abierto y sistemas de la(o cerrado. n los sistemas de control de la(o abierto la salida se genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de la(o cerrado la salida depende de las consideraciones y correcciones reali(adas por la retroalimentación. Un sistema de la(o cerrado es llamado también sistema de control con realimentación. )os sistemas de control más modernos en ingeniería automati(an procesos sobre la base de muc*os parámetros y reciben el nombre de controladores de automati(ación programables D#!F. 5&<'275 )os sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos+ 1. er estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos. /. er eciente seg%n un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscos e irreales. -ecesidades de la supervisión de procesos )imitaciones de la visuali(ación de los sistemas de adquisición y control. !ontrol vs $onitoreo del proceso !ontrol softKare. !ierre de la(o de control. 6ecoger, almacenar y visuali(ar información.
CONC &USIO N
$inería de datos.
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'oda máquina que convierte energía eléctrica en movimiento o trabajo mecánico, a través de medios electromagnéticos es considerada esencialmente un motor eléctrico, algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. l principio de funcionamiento de todo motor se basa en que tiene que estar formado con polos alternados entre el estator y el rotor, ya que los polos magnéticos iguales se repelen, y polos magnéticos diferentes se atraen, produciendo así el movimiento de rotación. ntre las características fundamentales de los motores eléctricos, tenemos que se *allan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son+ el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de coneiones, las tapas y los cojinetes. )os $otores eléctricos se clasican en $otores de !orriente "irecta e utili(an en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, utili(an corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o baterías, $otores de !orriente #lterna; on los tipos de motores más usados en la industria, ya que estos equipos se alimentan con los sistemas de distribución de energías HnormalesH y por %ltimo )os $otores Universales 'ienen la forma de un motor de corriente continua, la principal diferencia es que está dise=ado para funcionar con corriente continua y corriente alterna. l inconveniente de este tipo de motores es su eciencia, ya que es baja Ddel orden del >1BF.
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