Máquinas eléctricas

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  • 1. PRINCIPIOS DEMÁQUINAS- MÁQUINAS ELÉCTRICAS -Luis Miguel GARCÍA GARCÍA-ROLDÁNDpto. de TecnologíaIES CAP DE LLEVANT - MAÓTECNOLOGÍA INDUSTRIAL II – 2º BACHILLERATOMaó - 2009
  • 2. 2Contenido Principios generales de funcionamiento de las máquinas eléctricas. Reconocimiento de la utilidad de las máquinas eléctricas en lasolución de problemas de la vida diaria. Máquinas de corriente continua. Diferentes tipos. Descripción de cadauna de las partes. Máquinas de corriente alterna monofásica y trifásica. Descripción decada una de las partes. Análisis del funcionamiento y aplicaciones de los motores eléctricos. Análisis del encendido del motores monofásicos. Comparación entre los motores monofásicos y trifásicos. Diferencias entre motores sincrónicos y asincrònicos. Asociar el tipo de motor a utilizar según la necesidad de potencia, parde arranque, velocidad, etc., que se tiene que cubrir. Valoración del avance tecnológico y el cambio social que supuso lafabricación y utilización de las máquinas eléctricas. Seguimiento de las normes de seguridad en el manejo de máquinaseléctricas.CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 3. 3Máquina eléctrica MÁQUINA ELÉCTRICA es cualquierdispositivo capaz degenerar, transformar o aprovecharla energía eléctricaGeneran energía eléctrica a partir de energíamecánicaTransforman la corriente eléctrica variandoalguna de sus características (I, V)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALESGENERADORESTRANSFORMADORESC. CONTINUA C. ALTERNAMOTORES Aprovechan la energía eléctrica paratransformarla en energía mecánicaMOTORES UNIVERSALES
  • 4. 4Máquina eléctrica: tiposCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNAGeneradores Motores TransformadoresMÁQUINASELÉCTRICAS DE CORRIENTE CONTINUA DE CORRIENTE ALTERNA: monofásicoso trifásicos. UNIVERSALES DINAMOS: generan corrientecontinua ALTERNADORES: generancorriente alterna MONOFÁSICOS TRIFÁSICOSMOTORES UNIVERSALES
  • 5. 5CAMPO MAGNÉTICO Y FLUJO MAGNÉTICO En un imán, el CAMPO MAGNÉTICO es el espacio que le rodea enel que son apreciables los efectos magnéticos originados poréste. Se representa mediante líneas de campo que son cerradas yvan de norte a sur. Su recorrido se denomina circuitomagnético. El FLUJO MAGNÉTICO (Φ) es el número de líneas de fuerzaexistentes en el circuito magnético. Se mide en weber (Wb).5CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 6. 6DENSIDAD DE FLUJO MAGNÉTICO Cada punto de un campo magnético queda caracterizado poruna magnitud vectorial llamada inducción o densidad de flujomagnético (B) que es la cantidad de líneas de fuerza queatraviesa la unidad de superficie en dicho punto. Su direcciónen cada punto es tangente a las líneas de campo. Se mide enTesla (T).tesla]mWb[BSΦB 2cosθBSΦ Cuando el campo es constante6CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 7. 7Campo magnético creado por unelemento conductorCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA H. C. OERSTED demostró en 1820 a partir delas experiencias de Biot y Savart que alhacer circular corriente eléctrica por unconductor rectilíneo, se genera un campomagnético perpendicular al conductor y consentido dado por la regla de Maxwell, de lamano derecha o del sacacorchos.MOTORES UNIVERSALES
  • 8. 8Campo magnético creado poruna espiraCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA El campo magnético producido por una espira por la quecircula corriente eléctrica es perpendicular a la espira y consentido dado por la regla de Maxwell, de la mano derecha odel sacacorchos.MOTORES UNIVERSALES
  • 9. 9Campo magnético creado por unsolenoide (I)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA El campo magnético en el interior de un solenoide por laque circula corriente eléctrica es perpendicular a éste y consentido dado por la regla de Maxwell, de la mano derecha odel sacacorchos. Este proceso es reversible.teslaTlINμBDonde μ es la permeabilidad delmedio (Tm/A o Wb/Am) N es el número de espiras I es la intensidad de lacorriente (A) l es la longitud del solenoide(m)MOTORES UNIVERSALES
  • 10. 10Campo magnético creado por unsolenoide (II)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA El campo magnético en el interior de un solenoideMOTORES UNIVERSALESCAMPO MAGNÉTICO EN UN SOLENOIDE
  • 11. 11Campo magnético creado por unsolenoide (III)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES Se dispone de un solenoide 10cm de longitud, formado por 50espiras devanadas una al lado de la otra sobre un núcleo dehierro, por donde circula una corriente de 5A. Calcula el valor delcampo magnético en el centro del solenoide. (permitividadrelativa del hierro μFe=1.52πx10-4 Wb/Am)T1.190.1m50·5AAmWb10·π1.52lNIμB 4-___EJERCICIO___
  • 12. Inducción electromagnética Michael FARADAY y Joseph HENRYdemostraron independientemente ycasi al mismo tiempo en 1831 laexistencia de corrientes eléctricasinducidas como consecuencia de lavariación de un campo magnético. Al mover el imán se produce unavariación del campo magnético enel interior del solenoide que generauna corriente en éste. Si el imánestá parado no habrá corriente, y ladirección de ésta dependerá de lapolaridad del imán.12CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 13. Ley de Faraday y FuerzaElectromotriz (I) La corriente que aparece sedenomina corriente inducida y esproducida por una fuerzaelectromotriz inducida. La fuerza electromotriz inducida es igual y de signo opuesto a larapidez con la que varía el flujo magnético que atraviesa el circuito.ΔtΔΦε VCJsNm/AsWb13CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 14. 14Ley de Faraday y FuerzaElectromotriz (II) Por tanto, la FEM inducida que genera las corrientes inducidas seproduce al variar el flujo magnético que recorre el circuito; y eso sepuede hacer de dos maneras: Variando el campo magnético Variando la disposición del circuito (que el circuito corte más omenos líneas) Se obtiene energía eléctrica como consecuencia del movimientodel imán con respecto a la bobina o de la bobina con respecto alimán14CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 15. 15FEM inducida en una espira por unmovimiento de rotación En el caso de una espira con un movimiento de rotación conuna velocidad cte ω en el interior de un campo magnéticouniforme B, podemos aplicar la ley de Faraday sabiendo quela variación de flujo será debida a la variación de la superficiede la espira que el campo atraviesa.tcosSBcosSBΦtsenωSBΔtΔΦtsenωSBεDerivando para calcular lavariación del flujo en eltiempo,De donde la FEM inducida seráFEM EN UNA ESPIRA QUE GIRA15CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 16. 16FEM inducida en una bobina por unmovimiento de rotación. Principio defuncionamiento del Generador Eléctrico Cuando hacemosgirar una bobina deN espiras con unavelocidad angular wen presencia de uncampo magnético B,tenemos una FEMinducida:tsenBNε SBNεmax Stsenε maxCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALESGENERADORELÉCTRICO
  • 17. 17Fuerzas electromagnéticas (I)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA Un conductor por el que circula corriente eléctrica generaun campo magnético. Si introducimos este conductor enotro campo magnético se producirá una influencia entrelos campos y aparecerá una fuerza sobre el conductor quelo desplazará.MOTORES UNIVERSALES
  • 18. 18Fuerzas electromagnéticas (II)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNAFUERZA SOBRE UN CONDUCTORBxLIFsenαBLIF Pierre S LAPLACE en su primera ley dice que cuandose introduce un conductor de longitud L por el quecircula una corriente eléctrica I en el interior de uncampo magnético de inducción magnética B, ésteejerce una fuerza F sobre el conductorMOTORES UNIVERSALES
  • 19. 19Fuerzas electromagnéticas (III)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNABΛLIF1.5Nsen30º1.2T0.5m5AsenαBLIF Calcula la fuerza que se ejerce sobre unconductor de 50cm de longitud que estárecorrido por una corriente eléctrica de 5A,cuando se sitúa en el interior de un campomagnético de 1.2T de inducción siguiendo unadirección que forma un ángulo de 30º con laslíneas de fuerza de éste.___EJERCICIO___MOTORES UNIVERSALES
  • 20. 20Fuerzas electromagnéticas (IV)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNABΛLIF0.5Nsen90º1T0.1m5AsenαBLIF Calcula la fuerza que ejerce sobre un campo magnético de 1T sobre unconductor de 10cm de longitud que está recorrido por una corrienteeléctrica de 5A que está situado perpendicularmente al campo___EJERCICIO___MOTORES UNIVERSALES
  • 21. 21Fuerzas electromagnéticas (V) Aplicaciones directas son el timbre de una vivienda o losaltavoces:CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 22. 22Fuerzas electromagnéticas (VI)BLIFCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNAFUERZA SOBRE UNA ESPIRA QUE PUEDA GIRAR Cuando se introduce una espira delongitud L por la que circula unacorriente eléctrica I y que puede girarsobre sí misma en el interior de uncampo magnético de inducciónmagnética B, éste ejerce un par defuerzas F sobre ella que la hacen girarsobre su eje.En los conductores paralelos al campo magnéticoaparecen dos fuerzas que se oponen. En losconductores perpendiculares aparece el par defuerzas.MOTORES UNIVERSALES
  • 23. 23Fuerzas electromagnéticas (VII)BΛSIdΛBΛLIdΛFMBΛSINMCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNAMOMENTO SOBRE UNA ESPIRA QUE PUEDA GIRAR El momento de este par serásenBSIM El momento para una bobina con N espiras seráMOTORES UNIVERSALES
  • 24. 24Motores de corriente continua: ElementosCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA El estator es la parte fija y genera el campomagnético. Para ello dispone de una serie debobinas inductoras situadas alrededor de lospolos del electroimán, sujetos a la carcasa. El rotor es la parte móvil. Consta de un conjuntode bobinas inducidas enrolladas sobre lasranuras de un núcleo de hierro llamado inducidoel extremo de las cuales se sueldan medianteláminas de cobre llamadas delgas. El conjuntode delgas forma el colector. El rotor se montasobre un eje para poder girar. Las escobillas van montadas sobre los portaescobillas y están en contacto con el colectorpara proporcionar la corriente a las bobinasinducidas.MOTOR CC FABRICAMOS UN MOTOR CC PARTES MOTOR CCMOTORES UNIVERSALES
  • 25. 25Motores de corriente continua: FuncionamientoCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNAAl conectar un motor a una fuente dealimentación, la corriente circula por lasbobinas inductoras generando unelectroimán. La misma corriente circula porlas bobinas inducidas a través de lasescobillas y del colector.En este momento aparece un par de fuerzassobre las bobinas inducidas obligándolas agirar sobre su eje. Darán media vuelta.FUNCIONAMIENTOEn sentido horizontal, por la espira no habrá corriente pero ésta seguirá girando porinercia.A continuación, el colector invertirá el sentido de la corriente y por tanto volverán aquedar polos magnéticos opuestos en rotor y estator, con lo que el par de fuerzastendrá el mismo sentido y se acabará de realizar el giro.MOTORES UNIVERSALES
  • 26. 26Motores de corriente continua: Tipos (I)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTOR SERIE: En él el inducido y el devanado inductor vanconectados en serie. Si se desconecta de los bornes de salidadel motor, quedara interrumpido el circuito de excitación y porlo tanto no se producirá en el inducido tensión alguna.Al representar las curvas de régimen de giro (rpm), potencia eléctrica absorbida (KW), par motor(Kgm) y rendimiento (%) en función de la intensidad adsorbida (A), deducimos que cuando éstase reduce mucho el motor se acelera peligrosamente: en vacío I=0 la velocidad será demasiadoelevada => inestabilidad; por tanto estos motores no pueden funcionar en vacío.Además, pueden desarrollar un par motor alto a bajas velocidades al revés para velocidadesaltas. Por lo que tienen un par de arranque elevado. Por este motivo estos motores se usan paravehículos de tracción eléctrica como tranvías, locomotoras, etcMOTORES UNIVERSALES
  • 27. 27Motores de corriente continua: Tipos (II)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTOR SHUNT (paralelo): Su bobinado inductor principal estáconectado en paralelo con el bobinado inducido. De estaforma, de toda la corriente absorbida por el motor solo unaparte circula por cada bobinado.Del análisis de las curvas de respuesta podemos deducir que en el arranque (bajas velocidades)el par motor es menor que en el caso anterior. Además para pequeñas intensidades la velocidadse mantiene pudiendo trabajar en vacío. Por este motivo estos motores se usan cuandonecesitamos velocidades constantes independientemente de la carga aun no ofreciendo parmotor elevado, por ejemplo para máquinas herramienta.MOTORES UNIVERSALES
  • 28. 28Motores de corriente continua: Tipos (III)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTOR COMPOUND (conexión compuesta): Es unacombinación de motor serie y paralelo. Las bobinas inductorasquedan divididas en dos partes: una en serie con lasinducidas (EF) y una (CD) en paralelo con éstas. De estamanera, temenos mucha I en el inductor para tener muy buenpar y poca I en el inducido para tener estabilidad en el régimende giro.Esta configuración confiere al motor las características de losmotores serie y paralelo: un par motor mayor que el shunt peromenor que el serie y un régimen de giro mayor que el del motorshunt y que también se mantiene invariante, pudiendo trabajaren vacío.Por este motivo estos motores se usan cuando se requiere unpar de arranque alto y velocidades constantes, por ejemplopara máquinas herramienta como compresores y laminadoras ytracción eléctrica.MOTORES UNIVERSALES
  • 29. 29Motores de corriente continua: Tipos (IV)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNAEsta es una comparaciónde las velocidades de losdiferentes tipos demotores en función delpar del motorMOTORES UNIVERSALES
  • 30. 30Motores de corriente continua: IntensidadCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA INTENSIDAD NOMINAL (In) de un motor es la que absorbe el motor unavez arrancado y funcionando en condiciones normales. INTENSIDAD DE ARRANQUE (Ie) de un motor es la que consume elmotor en el momento del arranque. No debe sobrepasar un cierto valorrespecto de la intensidad nominal que dependerá de la potencia delmotor.MOTORES UNIVERSALES
  • 31. 31Motores de corriente continua: Par MotorCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA PAR NOMINAL (Γn) de un motor es el que tiene el motor una vezarrancado y funcionando en condiciones normales. PAR DE ARRANQUE (Γ e) tiene que ser mayor que el nominal paravencer la resistencia del motor al arranque y para llegar a la velocidadnominal de éste; es decir, para vencer el momento de inercia del motor.MOTORES UNIVERSALES
  • 32. 32Motores de corriente continua: velocidady sentido de giro (I)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA VELOCIDAD DE GIRO de un motor es la que tiene el motor una vezarrancado y funcionando en condiciones normales. Se puede variar alvariar la tensión aplicada al motor, con lo que su regulación esrelativamente sencilla.La estabilidad de funcionamiento de un motor se consigue si: Al aumentar la velocidad el motor responde con una reducción del parmotor que establece el equilibrio. De lo contrario, el motor se acelerará. Al disminuir la velocidad el motor responde con un aumento del parmotor que establece el equilibrio. De lo contrario, el motor perderá fuerzay se parará. SENTIDO DE GIRO lo de la regla de la mano izquierda y se puedecambiar variando el sentido de la corriente en el inducido o en elinductor (nunca las dos a la vez!!)MOTORES UNIVERSALES
  • 33. 33Motores de corriente continua: velocidady sentido de giro (II)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA Realiza el circuito equivalente para cada uno de los tipos de motoresde cc indicando el esquema de conexionado. Realiza el mismoejercicio para poder realizar un cambio de sentido de giro.___EJERCICIO___SERIEMOTORES UNIVERSALES
  • 34. 34Motores de corriente continua: velocidady sentido de giro (III)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNASHUNTMOTORES UNIVERSALES
  • 35. 35Motores de corriente continua: velocidady sentido de giro (IV)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNACOMPOUNDMOTORES UNIVERSALES
  • 36. 36Motores de corriente alterna: clasificaciónCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNASon los más utilizados. Según el principio defuncionamiento se clasifican en : Síncronos: Las bobinas inducidas sealimentan mediante corriente continuagenerando un campo magnético fijo quetratará de alinearse con el campo giratoriogenerado en las bobinasinductoras, haciendo girar al rotor. Secaracterizan porque su rotor gira a lavelocidad de sincronismo que es cte. Asíncronos: Se fundamentan en la acciónque ejerce un campo magnético giratorioen el estator sobre las corrientesinducidas en el rotor, por eso también sellaman motores de inducción. Secaracterizan porque su rotor gira a unavelocidad inferior a la de sincronismo.Según el número de fases que se enrollan en el estator pueden ser trifásicoso monofásicosMOTORES UNIVERSALES
  • 37. 37Motores ac síncronos trifásicos: elementos El estátor es la parte fija y estáformado por la carcasa, que presentauna corona de chapas ranuradas deacero en la que se introducen 3bobinas inductoras, los extremos delas cuales están conectadas a laplaca de bornes para la conexión delmotor. El rotor es la parte móvil y estásituado en el interior. Consta de unasbobinas, que se alimentarán encontinua a través de los anillos derozamiento, conectados por unasescobillas.La constitución de este tipo de motores es muy sencillo y tienemenos componentes que un motor de continua
  • 38. 38Motores ac síncronos trifásicos:funcionamientoEl principio de funcionamiento es el mismo que el de los motores decontinua, pero existen algunas diferencias: La corriente alterna trifásica que alimenta el motor circulaúnicamente por las 3 bobinas inductoras del estator que, al estarformando ángulos de 120º, generan un campo magnético giratorioBs. Las bobinas que forman el rotor se alimentan en continua,generando un campo magnético constante en módulo y dirección Este campo B tratará de alinearse con el campo creado por lasbobinas inductoras que, al ser giratorio, hacen que el rotor gire a lavelocidad de sincronismorNI2μB][pf60n rpm Generando un par:[Nm]BlIr2F·2rτ se
  • 39. 39Motores ac asíncronos trifásicos: elementos (I)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES El estator es la parte fija y está formado por lacarcasa, que presenta una corona de chapasranuradas de acero en la que se introducen 3bobinas inductoras, los extremos de las cualesestán conectadas a la placa de bornes para laconexión del motor. El rotor es la parte móvil y está situado en elinterior. En el motor de jaula de ardilla, secompone de una serie de conductores metálicosacoplados en dos coronas metálicas (su aspectoes el de una jaula).La constitución de este tipo de motores es muysencillo y tiene menos componentes que unmotor de continuaC. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 40. 40Motores ac asíncronos trifásicos: elementos (II)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 41. 41Motores ac asíncronos trifásicos: elementos (III)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALESMOTOR ACC. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 42. 42Motores ac asíncronos trifásicos: funcionamientoCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALESFUNCIONAMIENTO 2: GIRO DEL ROTORC. CONTINUA C. ALTERNAEl principio de funcionamiento es el mismo que el de los motores de continua, peroexisten algunas diferencias: La corriente alterna trifásica que alimenta el motor circula únicamente por las3 bobinas inductoras del estator que, al estar formando ángulos de 120º,generan un campo magnético giratorio. En los conductores que forman el rotor se inducen unas corrientes comoconsecuencia del campo magnético giratorio. No se conecta el rotor a lacorriente de alimentación del motor. En consecuencia, se generan unas fuerzas sobre los conductores que formanel rotor que lo obligan a girar.FUNCIONAMIENTO 1: CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIOMOTORES UNIVERSALES
  • 43. 43Motores ac asíncronos trifásicos:velocidad de giropf60n1CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA VELOCIDAD DE GIRO DEL CAMPO MAGNÉTICO (n1) viene dada por laexpresión: VELOCIDAD DE GIRO DEL MOTOR (n2) tiene que ser menor que n1, de locontrario no se inducirían corrientes en el rotor y éste no giraría. Poresto se llaman motores asíncronos.donde: n1 es la velocidad de giro del campomagnético (rpm) f es la frecuencia de la corriente alterna (Hz) p es el número de pares de polos del motorMOTORES UNIVERSALES
  • 44. 44Motores ac asíncronos trifásicos:rozamiento100nnnd121CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA ROZAMIENTO ABSOLUTO (D) es la diferencia entre las dos velocidadesde giro. ROZAMIENTO RELATIVO (d) es el cociente entre el rozamiento absolutoy la velocidad de giro del campo magnético.21 nnDMOTORES UNIVERSALES
  • 45. 45 Calcula la velocidad de giro del campo magnético de un motorasíncrono de 6 polos conectado a una red de corriente alterna de50Hz de frecuencia. Calcula, también, la velocidad de giro del rotor siel motor trabaja con un rozamiento relativo del 4%.Motores ac asíncronos trifásicos:velocidad y rozamientorpm100035060p60fn1___EJERCICIO___rpm960100411000100d1nn100nnnd 12121CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES
  • 46. 46Motores ac asíncronos trifásicos: curvasde funcionamientoDel análisis de las curvas de Intensidadabsorbida y el par motor en función de lavelocidad de giro (en relación a susvalores nominales) podemos deducir tresmomentos diferentes:CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA Durante el arranque la velocidad degiro es prácticamente cero. Laintensidad absorbida es 6 veces lanominal y el par motor 1.5 veces elnominal. Durante la aceleración la intensidad va reduciendo y el par motor, aunque reduce alprincipio, luego llega a su valor máximo, cuando la velocidad de giro es el 75% de lanominal. Durante el funcionamiento nominal la intensidad es la nominal y tanto el par comola intensidad absorbida se aproximan a cero.MOTORES UNIVERSALES
  • 47. 47Motores ac asíncronos trifásicos: modosde arranqueCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA Arranque Directo: las bobinas inductoras del estatorse conectan directamente a la red eléctrica. El par de arranque es mayor. La intensidad absorbida provoca distorsiones en lared y problemas a los usuarios. Arranque Indirecto: se intercala entre la red y las bobinas inductoras algúnelemento que disminuya la intensidad de arranque como resistencias oautotransformadores; una vez se ha arrancado el motor, se quitan estoselementos. El par de arranque es menor. No hay distorsiones en la redMOTORES UNIVERSALES
  • 48. 48Motores ac asíncronos trifásicos:característicasCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA Sencillos, baratos, de fácil mantenimiento y baratos. Pueden arrancar a plena carga por tener un par de arranque elevado. Tienen un par nominal mayor que el de arranque. En el arranque absorben una intensidad elevada (6 veces la nominal).Para evitarlo se arrancan de modo indirecto. Tienen un buen rendimiento. Se utilizan en instalacionesindustriales en las que serequiera gran potencia.MOTORES UNIVERSALES
  • 49. 49Motores ac asíncronos monofásicos: elementos yfuncionamientoCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES El estator está formado por bobinasinductoras (normalmente una). El rotor es de jaula de ardilla.Son los motores que normalmente accionanelectrodomésticos y máquinas herramientade baja potencia, ya que en las viviendas nodisponemos de corriente trifásica. Loselementos que los formas son prácticamentelos mismos que los motores trifásicosC. CONTINUA C. ALTERNAEl principio de funcionamiento es el mismoque el de los motores asíncronos trifásicoscuando funcionan en su etapa nominal; peroa diferencia de éstos, necesitan de algúnelemento adicional que los arranque: bobinaauxiliar o espira en cortocircuito.MOTORES UNIVERSALES
  • 50. 50Motores ac asíncronos monofásicos:arranque (I)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNAFUNCIONAMIENTO: ARRANQUE CON DEVANADO AUXILIAR ARRANQUE CON BOBINA AUXILIAR: En el estator hay una bobina inductoraprincipal de trabajo y una bobina auxiliar de arranque, que se desconectará una vezel motor ha conseguido su velocidad nominal. En el arranque se comportan como motores bifásicos Estos motores son de escasa potencia y se usan en pequeñoselectrodomésticos. Un condensador en serie con la bobina de arranque permite un par dearranque más elevado y mayores potencias (entre 0.12 y 7.5 KW). Estosmotores se usan en aparatos industriales como compresores y bombas.MOTORES UNIVERSALES
  • 51. 51Motores ac asíncronos monofásicos:arranque (II)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA ARRANQUE CON BOBINA AUXILIAR:MOTORES UNIVERSALES
  • 52. 52Motores ac asíncronos monofásicos:arranque (III)CONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA ARRANQUE CON ESPIRA EN CORTOCIRCUITO: El estatorde estos motores posee unos polos salientes similares alos de los motores de continua; cada polo tiene enrolladala bobina inductora más una espira en cortocircuito. Lascorrientes que se inducen en la espira arrancan el motor. Estos motores son de baja potencia y pequeño par dearranque Se usan en pequeños electrodomésticos que trabajencon carga reducida como ventiladores, secadores depelo, etc.MOTORES UNIVERSALES
  • 53. 53Motores UniversalesCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES Pueden alimentarse con corrientecontinua y alterna monofásicaindistintamente. Su constituciónes la de un motor de continuaserie. Tiene un elevado par de arranque pero puede trabajar en vacío sindesestabilizarse, como ocurre con los motores serie. Puede trabajar a plena carga. Alcanza mayores velocidades que los motores serie. Su velocidad de giro seadapta a la carga, disminuyendo al aumentar ésta. Se pueden construir para cualquier velocidad de giro. Además, se puede regular lavelocidad mediante potenciómetros o resistencias variables(PTC’s, NTC’s, LDR’s, VDR’s,…) puestas en serie con el inducido. Estos motores son muy utilizados para máquinas herramienta como taladros ysierras y para electrodomésticos de potencias medias (700w) comobatidoras, aspiradoras, etc.
  • 54. 54Motores Universales con imán permanenteCONTENIDO PRINCIPIOS GENERALES C. CONTINUA C. ALTERNA MOTORES UNIVERSALES En lugar de una bobina inductora, el motor tiene un imán permanente encargado decrear el campo necesario. Estos motores son muy utilizados en el sector del juguete