Conceptos motor ac

Curso de Motores y Variación de
Velocidad motores A.C.
1

CAPITULO 1
1. Conceptos del Motor
1. Principio básicos
2. Clasificación de los
motores
3. Motor de Jaula de
Ardilla
2

1.PRINCIPIO BÁSICOS
•Fuerza Magnética
•Relación de Lorentz
•Ley de Ampere
•Ley de Faraday
3

Fuerza Magnética
• Polos opuestos se atraen y de igual signo se repelen.
• Los campos magnéticos tienden a alinearse (buscan los
estados más bajos de energía)
4
N
S
N S N S

Ley de Ampere
Creación del campo magnético
Cuando circula una
corriente en un conductor
se induce un campo
magnético a su alrededor
.
B= Campo Magnético
N= Número de espiras
IB= Corriente de campo
5
BkNIB 

Relación de Lorentz
Fuerza
Para producir la fuerza se
necesitan:
• Una Corriente IF
• Un Campo Magnético B
 BIKF F


6

PAR o TORQUE
• Una fuerza aplicada de forma que tiende a
producir rotación, como una llave para tubos
sobre un eje.
7

Principio de funcionamiento
 
RFT
BIKF F




8

Partes básicas
• Estator:
Responsable
del campo
magnético
10
• Rotor:
Responsable de
la corriente

2.CLASIFICACIÓN DE LOS
MOTORES
•Motores D.C
•Motores A.C
11

MOTOR DC
Sistemas de Excitación
• Independiente
• Paralelo
• Serie
• Compuesta
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Motores D.C
Tipo de Motor Descripción
Imán
Permanente
Estator: imanes permanentes
Rotor: La corriente eléctrica escobilla y
conmutadores.
Excitación en
derivación
(shunt)
Estator: electroimán.
conmutadores.
Excitación en
serie
conmutadores.
Excitación en
compuesta
conmutadores.
Excitación en
independiente
conmutadores.
13

Motores A.C
•Creación del campo giratorio
•Cambio del sentido de giro
•Incidencia de los pares de polos
•Velocidad sincrónica
•Motor síncrono
•Motor Inducción
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• ia= I0·cos (ω1·t)
• ib= I0·cos (ω1·t + 120)
• ic= I0·cos (ω1·t + 240 )
Estas corrientes generan los
siguientes campos magnéticos:
• Ba= K· ia·cos (θ)
• Bb= K· ib·cos (θ + 120)
• Bc= K· ic·cos (θ + 240)
El campo magnético resultante es:
• B= Ba + Bb + Bc
• B= (3/2)· K·I0· cos (θ - ω1·t)
Este campo completa una vuelta por
cada período de corriente de
alimentación.
15
Creación del campo giratorio

Curso de Variación de Velocidad-
Diego Ramos A
16
Creación del campo giratorio

Curso de Variación de Velocidad-
Diego Ramos A
17

Para invertir el sentido de giro de un
motor asíncrono trifásico, basta
con invertir el sentido de giro del
campo magnético giratorio, para
lo cual hay que intercambiar dos
fases cualesquiera entre sí.
• ia= I0·cos (ω1·t) ; se introduce por
el devanado a
• ib= I0·cos (ω1·t +120) ; se
introduce por el devanado c
• ic= I0·cos (ω1·t + 240) ; se
introduce por el devanado b
Estas corrientes generan los
siguientes campos magnéticos:
• ia ⇒ Ba= K· ia·cos (θ)
• ib ⇒ Bb= K· ib·cos (θ + 120)
• ic ⇒ Bc= K· ic·cos (θ +240)
El campo magnético resultante es:
• BTOTAL= Ba + Bb + Bc = (3/2)·
K·I0· cos (p·θ + ω1·t) 18
Cambio del Sentido de Giro

Número de polos por fase
20
2 de polos por fase.
• El campo completa una
vuelta por cada período
del voltaje de
alimentación.
6 de polos por fase.
• El campo completa una
vuelta por cada tres
períodos del voltaje de
alimentación

Velocidad sincrónica
Velocidad (rpm)
No. de Polos 50 Hz 60 Hz 120 Hz [1]
2 3000 3600 7200
4 1500 1800 3600
6 1000 1200 2400
8 750 900 1800
10 600 720 1440
12 500 600 1200
14 428 514 1028
21

 mpr
p
f
Ns
s
rev
p
f
Ns
..
120
2








• El campo giratorio
completa una vuelta
por cada período de
corriente de
alimentación.
• La velocidad de
sincronización es
una función de la
frecuencia de la red
(f) y del número de
polos (p).
22
Velocidad sincrónica

Ejercicio
¿Cual es la velocidad sincrónica en RPM de
un motor trifásico con 4 polos trabajando
a 60Hz?
a. 240 RPM
b. 2400 RPM
c. 1800 RPM
d. 900 RPM
23

  RPM
Hz
mpr
p
f
Ns 1800
4
60120
..
120



24
Respuesta

Ejercicio
¿Que frecuencia debo aplicar a un motor
AC para obtener una velocidad
sincrónica de 120 RPM si a 60Hz el
motor va a 1200 RPM?
25

Hz
RPM
RPMHz
X
RPM
X
RPM
Hz
6
1200
12060
1201200
60




26
Respuesta

Motor de inducción
Ley de Faraday
• Cuando una espira de
alambre es sometida
a un flujo magnético
variante con el
tiempo, inducirá o
generará, un voltaje E
27
t
V B




Motor de inducción
Ley de Lenz
• La corriente inducida y el
voltaje inducido en un
conductor están en tal
dirección que se oponen
al cambio que ellas
producen.
28

Motor de inducción
Deslizamiento
• El par motor sólo puede existir cuando
una corriente inducida circula por la
espira. Para ello es necesario que exista
un movimiento relativo entre los
conductores activos y el campo giratorio.
Por tanto, la espira debe girar a una
velocidad inferior a la de sincronización,
por lo que se denomina “motor asíncrono”.
29

Motor de inducción
Deslizamiento
La diferencia entre la velocidad sincrónica y la de la espira
se denomina “deslizamiento” y se expresa en %.
g = Deslizamiento.
Ns= Velocidad sincrónica.
N= Velocidad del rotor.
30

Motores A.C
Tipo de Motor Descripción
Asíncrono o
Inducción
Estator: Campo Magnético Giratorio
Rotor: Corriente inducida
Síncrono Estator: Campo Magnético Giratorio
Rotor: Imán permanente o corriente eléctrica escobilla y
conmutadores.
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3. MOTOR DE JAULA DE
ARDILLA
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MOTOR DE JAULA DE ARDILLA
• Los motores asíncronos trifásicos de jaula
de ardilla se encuentran entre los más
utilizados para el accionamiento de
máquinas.
Ventajas:
– Robustez,
– Sencillez de mantenimiento,
– Facilidad de instalación,
– Bajo costo.
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Partes del Motor de Jaula de
Ardilla
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ESTATOR
• Una carcasa de metal fundido
encierra una corona de chapas
delgadas, aisladas entre sí. Las
chapas disponen de ranuras en
las que se sitúan los devanados
estatóricos, Cada devanado se
compone de varias bobinas. El
modo de acoplamiento de las
bobinas entre sí determina el
número de pares de polos del
motor.
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ROTOR
• Se compone de un
apilamiento de chapas
delgadas aisladas entre
sí que forman un cilindro
enchavetado sobre el eje
del motor.
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VENTILADOR
• Autoventilados: El
ventilador se
encuentra sobre el
eje del motor.
• Motoventilado: El
ventilador tiene un
motor independiente.
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Conclusiones
• En motor de Jaula de Ardilla:
– Su velocidad depende de la frecuencia de
alimentación.
– El cambio en la secuencia de las fases
produce un cambio en el sentido del flujo, por
lo tanto invierte el sentido de giro del rotor.
– Su velocidad siempre es menor que velocidad
sincrónica (Deslizamiento).
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