Motores Eléctricos
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El documento ofrece una introducción exhaustiva sobre los motores eléctricos, abarcando su definición, historia, principios de operación, y clasificación en motores de corriente continua y alterna. Se detalla el funcionamiento básico de los motores, incluyendo componentes clave como el estator y rotor, y se enumeran recomendaciones para su uso eficiente y seguro. Además, se discuten innovaciones históricas y desarrollos significativos en la tecnología de motores eléctricos.
Motores Eléctricos
- 1. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ingeniería Colegio de Mecánica y Eléctrica Taller 4 Actividad 4 “Ensayando” Asignatura: DHTICS Profesor: Juan Carlos Carmona Rendón Alumno: Méndez Mendoza Aldo Omar
- 2. Índice. Mapa conceptual de los Motores eléctricos. Motor eléctrico qué es y en qué se ocupa. Historia del motor eléctrico. Fundamentos de operación de un motor eléctrico. Tipos de motores. Recomendaciones para el uso de motores eléctricos. Bibliografía
- 4. Motores Eléctricos. Un motor eléctrico es un dispositivo que funciona con corriente alterna o directa y que se encarga de convertir la energía eléctrica en movimiento o energía mecánica. Desde su invención, los motores eléctricos han pasado a ser herramientas muy útiles que sirven para realizar múltiples trabajos. Se les encuentra en aplicaciones diversas, tales como: ventiladores, bombas, equipos electrodomésticos, automóviles, etc. El principio de la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica por medios electromagnéticos fue demostrado por el científico británico Michael Faraday en 1821 y consistido en un alambre libre-que cuelga que sumerge en una piscina de mercurio. Un permanente imán fue colocado en el medio de la piscina del mercurio. Cuando a actual fue pasado a través del alambre, el alambre rotado alrededor del imán, demostrando que la corriente dio lugar a un campo magnético circular alrededor del alambre. Este motor se demuestra a menudo en clases de la física de la escuela, pero salmuera (agua salada) se utiliza a veces en lugar del mercurio tóxico. Ésta es la forma más simple de una clase de los motores eléctricos llamados motores homopolar. Un refinamiento más último es Rueda de Barlow. Éstos eran dispositivos de la demostración, inadecuados a los usos prácticos debido a la energía limitada. El primer motor eléctrico usando los electroimanes para las piezas inmóviles y que rotaban fue demostrado cerca Ányos Jedlik en 1828 Hungría, que desarrolló más adelante un motor bastante de gran alcance para propulsar un vehículo. El primer conmutador- mecanografíe el motor eléctrico continuo capaz de un uso práctico fue inventado por el científico británico Esturión de Guillermo en 1832. El trabajo del esturión de siguiente, un conmutador-tipo motor eléctrico continuo hecho con la intención del uso comercial fue construido por el americano Thomas Davenport y patentado en 1837. Aunque varios de estos motores fueron construidos y utilizados para funcionar el equipo tal como una prensa, debido al alto coste de energía de batería primaria, los motores eran comercialmente fracasados y Davenport arruinaba. Varios inventores siguieron el esturión en el desarrollo de los motores de la C.C. pero
- 5. todos encontraron las mismas ediciones del coste con energía de batería primaria. No se había desarrollado ninguna distribución de la electricidad en ese entonces. Como el motor del esturión, no había mercado comercial práctico para estos motores. El motor moderno de la C.C. fue inventado por accidente en 1873, cuando Gramo de Zénobe conectó dínamo él había inventado a una segunda unidadsimilar, conduciéndolo como motor. Máquina del gramo era el primer motor eléctrico que era acertado en la industria. En 1888 Nikola Tesla inventó el primer practicable Motor de CA y con él el sistema polifásico de la transmisión de energía. Tesla continuó su trabajo en el motor de CA en los años para seguir en la compañía de Westinghouse. Bases de un motor eléctrico Todo motor se basa en la idea de que el magnetismo produce una fuerza física que mueve los objetos. En dependencia de cómo uno alinee los polos de un imán, así podrá atraer o rechazar otro imán.En los motores se utiliza la electricidad para crear campos magnéticos que se opongan entre sí, de tal modo que hagan moverse su parte giratoria, llamado rotor.En el rotor se encuentra un cableado, llamado bobina, cuyo campo magnético es opuesto al de la parte estática del motor.El campo magnético de esta parte lo generan imanes permanentes, precisamente la acción repelente a dichos polos opuestos es la que hace que el rotor comience a girar dentro del estator.Si el mecanismo terminara allí, cuando los polos se alinearan el motor se detendría. Por ello, para que el rotor continúe moviéndose es necesario invertir la polaridad del electroimán. Atendiendo al tipo de corriente utilizada para su alimentación, se clasifican en: *Motores de corriente continua -De excitación independiente. -De excitación serie. -De excitación (shunt) o derivación.
- 6. -De excitación compuesta (compund) *Motores de corriente alterna -Motores síncronos. -Motores asíncronos: Monofásicos. De bobinado auxiliar. De espira en cortocircuito. Universal Trifásicos. De rotor bobinado. De rotor en cortocircuito (jaula de ardilla). Todos los motores de corriente continua así como los síncronos de corriente alterna incluidos en la clasificación anterior tienen una utilización y unas aplicaciones muy específicas. Los motores de corriente alterna asíncronos, tanto monofásicos como trifásicos, son los que tienen una aplicación más generalizada. La velocidad de sincronismo de los motores eléctricos de corriente alterna viene definida por la siguiente expresión: Donde: n ,es el número de revoluciones por minuto
- 7. f, es la frecuencia de la red p, es el número de pares de polos de la máquina. Se da el nombre de motor asíncrono al motor de corriente alterna cuya parte móvil gira a una velocidad distinta a la de sincronismo. Aunque a frecuencia industrial la velocidad es fija para un determinado motor, hoy día se recurre a variadores de frecuencia para regular la velocidad de estos motores. Constitución del motor asíncrono de Inducción:Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito magnético y dos eléctricos, uno colado en la parte fija (estátor) y otro en la parte móvil (rotor).El circuito magnético está formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el rotor en forma de anillo en el estátor.El cilindro se introduce en el interior del anillo y, para que pueda girar libremente, hay que dotarlo de entrehierro constante. El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bobinado inductor y se envuelve exteriormente por una pieza metálica con soporte llamada carcasa. El cilindro se adosa al eje del motor y puede estar ranurado en su superficie para colocar el bobinado inducido (motores de rotor bobinado) o bien se le incorporan conductores de gran sección soldados a anillos del mismo material en los extremo del cilindro (motores de rotor en cortocircuito) similar a una jaula de ardilla, de ahí que reciba el nombre rotor jaula de ardilla. El eje se apoya en unos rodamientos de acero para evitar rozamiento y se saca al exterior para transmitir el movimiento, y lleva acoplado un ventilador para refrigeración. Los extremos de los bobinados se sacan al exterior y se conectan a la placa de bornes. Recomendaciones para el uso de un motor eléctrico. Seleccionar el armazón del motor, de acuerdo con el ambiente en que va a estar trabajando. Los motores abiertos son más sencillos y por lo tanto menos costosos, además de operar con mayor factor de potencia. Sin embargo, en condiciones adversas del medio, los motores cerrados serán los indicados.
- 8. Seleccionar correctamente la velocidad del motor. Si la carga lo permite prefiera motores de alta velocidad, son más eficientes y si se trata de motores de corriente alterna, trabajan con un mejor factor de potencia. Sustituir los motores antiguos o de uso intenso. Los costos de operación y mantenimiento de motores viejos o de motores que por su uso han depreciado sus características de operación, pueden justificar su sustitución por motores normalizados y de alta eficiencia. Realizar en forma correcta la conexión a tierra de los motores. Una conexión defectuosa o la ausencia de ésta, puede poner en peligro la vida de los operarios si se presenta una falla a tierra. Además de ocasionar corrientes de fuga que no son liberadas por el equipo de protección con un dispendio de energía. Evitar concentrar motores en locales reducidos o en lugares que puedan dificultar su ventilación. Un sobrecalentamiento del motor se traduce en una disminución de su eficiencia. Balancear la tensión de alimentación en los motores trifásicos de corriente alterna. El desequilibrio entre fases no debe excederse en ningún caso del 5%, pero mientras menor sea el desbalance, los motores operan con mayor eficiencia. Instalar equipos de control de la temperatura del aceite de lubricación de cojinetes de motores de gran capacidad a fin de minimizar las pérdidas por fricción y elevar la eficiencia. Mantener en buen estado y correctamente ajustados los equipos de protección contra sobrecalentamientos o sobrecargas en los motores. Los protegen de daños mayores y evitan que operen con baja eficiencia. Revisar periódicamente las conexiones del motor, junto con las de su arrancador y demás accesorios. Conexiones flojas o mal realizadas con frecuencia originan un mal funcionamiento del motor y ocasionan pérdidas por disipación de calor.
- 9. Mantener en óptimas condiciones los sistemas de ventilación y enfriamiento de los motores, para evitar sobrecalentamientos que puedan aumentar las pérdidas en los conductores del motor y dañar los aislamientos. Toda 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. El 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. Entre las características fundamentales de los motores eléctricos, tenemos que se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. Los Motores eléctricos se clasifican en Motores de Corriente Directa Se utilizan en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, utilizan corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o baterías, Motores de Corriente Alterna; Son los tipos de motores más usados en la industria, ya que estos equipos se alimentan con los sistemas de distribución de energías "normales" y por último Los Motores Universales Tienen la forma de un motor de corriente continua, la principal diferencia es que está diseñado para funcionar con corriente continua y corriente alterna. El inconveniente de este tipo de motores es su eficiencia, ya que es baja (del orden del 51%). Para el arranque de motores es indispensable su instalación pero no solo su instalación sino su conexión. Para efectuar el cambio de sentido de giro de los motores eléctricos de corriente alterna monofásicos únicamente es necesario invertir las terminales del devanado de arranque, esto se puede realizar manualmente o con unos relevadores, Para motores trifásicos únicamente es necesario invertir dos de las conexiones de alimentación correspondientes a dos fases de acuerdo a la secuencia trifásica y Para motores de corriente directa es necesario invertir los contactos del par de arranque.
- 10. Enríquez, G. (2008). Control de motores eléctricos. México:Limusa Roldan, J. (2005) Motores eléctricos: accionamiento de máquinas. 30 tipos de motores. Madrid: Thomson