![11 Motores eléctricos
5. Medidas eléctricas en las instalaciones
de motores eléctricos
Impor tante En las instalaciones encargadas de alimentar motores eléctricos, es necesario el control
y la medida de algunas magnitudes eléctricas para garantizar el buen funcionamiento
En las instalaciones de motores de estas, y en caso de avería, poder localizarlas.
eléctricos es conveniente visua- Las más frecuentes durante el funcionamiento suelen ser las medidas de intensidad,
lizar la medida de la intensidad
tensión, frecuencia y potencia, mientras que para localizar averías, suelen ser las de
absorbida para evitar averías.
continuidad de los bobinados y la de resistencia de aislamientos.
La forma de realizarlas se expuso en la Unidad 5, aunque es conveniente que hagamos
una particularización para estas instalaciones.
a)
L1
L2 Medida de intensidad
L3
N Como se ha expuesto a lo largo de la unidad, el control de la intensidad eléctrica es la
mejor forma de conseguir el buen funcionamiento tanto de la instalación como de los
A A A
motores. La medida se puede realizar mediante aparatos fijos (de cuadros) o mediante
portátiles. En este caso nos es de gran ayuda la pinza amperimétrica, pues podemos
b) medir la intensidad sin tener que actuar sobre el conexionado.
L1 Cuando realizamos la medida mediante aparatos fijos, se usan aparatos de cuadros
l1 k1
L2 intercalados en la línea de alimentación [véase la Figura 11.37 a)], o bien se hace uso
l2 k2
L3 de los conmutadores de medidas para no tener que aumentar el número de aparatos
l3 k3 [véase la Figura 11.37 b)]. En muchos casos, los motores son de mediana y gran poten-
cia, con lo que las intensidades toman valores considerables. En estos casos, se recurre
1 6 19 16 7 12 a la medida de esta mediante transformadores de intensidad, como se ve en el esquema
2 11 de la Figura 11.38.
A N
A1 A2
K L
L1
Fig. 11.37. Esquema de conexionado
k l
para la medida de intensidades en la
línea de alimentación del motor.
A
a)
L1
L2 Fig. 11.38. Esquema de conexionado para la medida de
L3 intensidades en la línea mediante transformador de intensidad.
N
V V V V V V
Medida de tensión
b) L1
L2 También es importante conocer las tensiones aplicadas a los motores, ya que la intensi-
L3 dad absorbida será proporcional a estas, además de indicarnos la falta de fase cuando
N esta se produce. Es por ello que en los cuadros de alimentación es conveniente incorpo-
rar aparatos de medidas de forma similar a como se ha expuesto para las intensidades,
10 8 4 12 como se aprecia en las Figuras 11.39 a) y b).
1 11
Medida de frecuencia
V
V1 V2
La frecuencia es otra de las magnitudes que, en determinadas ocasiones, nos puede
Fig. 11.39. Esquema de conexionado servir para determinar el funcionamiento del motor, sobre todo cuando se utilizan con-
para la medida de tensiones en la línea vertidores de frecuencia. Su conexión, como se expuso en la Unidad 5, se realiza en
de alimentación del motor. paralelo con la línea.
302](https://image.slidesharecdn.com/motores3-120507105651-phpapp02/85/Motores-3-16-320.jpg)
Motores 3
- 1. Unidad Motores eléctricos 11 En esta unidad aprenderemos a: • Reconocer los diferentes motores eléctricos. • Describir los diferentes tipos de arranque de motores asíncronos monofásicos y trifásicos. • Instalar las protecciones de los motores. • Realizar instalaciones de puesta en mar- cha de motores monofásicos de forma manual. • Realizar instalaciones de puesta en marcha de motores trifásicos de forma manual. • Describir las perturbaciones en la red. • Medir los parámetros básicos de tensión, intensidad, potencia. • Manejar los motores eléctricos Y estudiaremos: respetando las normas de seguridad. • Motores eléctricos. • Motores asíncronos trifásicos. Tipos y sistemas de arranque. • Motores asíncronos monofásicos. • Protección de los motores eléctricos. • Medidas eléctricas en las instalacio- nes de motores eléctricos de corriente alterna.
- 2. 11 Motores eléctricos 1. Motores eléctricos Los motores eléctricos son máquinas eléctricas que transforman en energía mecánica la energía eléctrica que absorben por sus bornes. Actividades Atendiendo al tipo de corriente utilizada para su alimentación, se clasifican en: • Motores de corriente continua 1. ¿Qué velocidad tendrá – De excitación independiente. una máquina que dispo- ne de 2 pares de polos? – De excitación serie. ¿Y si tuviera 1 par? – De excitación (shunt) o derivación. – 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 gracias a su facilidad de utilización, poco mantenimiento y bajo coste de fabricación. Por ello, tanto en esta unidad como en la siguiente nos centraremos en la constitución, el funcionamiento y la puesta en marcha de los motores asíncronos de inducción. La velocidad de sincronismo de los motores eléctricos de corriente alterna viene definida por la expresión: 60 f n= p Donde: n Número de revoluciones por minuto f Frecuencia de la red Recuerda p Número de pares de polos de la máquina La velocidad de giro de los mo- tores eléctricos suele tener un va- Se da el nombre de motor asíncrono al motor de corriente alterna cuya parte móvil gira lor fijo, a no ser que se utilicen a una velocidad distinta a la de sincronismo. variadores electrónicos de fre- cuencia. 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. 288
- 3. Motores eléctricos 11 A. Constitución del motor asíncrono de inducción Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito Recuerda magnético y dos eléctricos, uno colocado en la parte fija (estátor) y otro en la parte móvil (rotor) (véase la Figura 11.1). El circuito magnético de los mo- tores eléctricos de corriente alter- na está formado por chapas mag- néticas apiladas y aisladas entre sí para eliminar el magnetismo re- manente. Fig. 11.1. Motor eléctrico. El circuito magnético está formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el rotor y en forma de anillo en el estátor (véase la Figura 11.2). Fig. 11.2. Estátor y rotor de motor eléctrico. El cilindro se introduce en el interior del anillo y, para que pueda Estátor girar libremente, hay que dotarlo de un entrehierro constante. El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bo- Placa de bornes binado inductor y se envuelve exteriormente por una pieza metálica con soporte llamada carcasa. Rotor El cilindro se adosa al eje del motor y puede estar ranurado en su superficie para colocar el bobinado inducido (motores de rotor bobi- Rodamientos nado) o bien se le incorporan conductores de gran sección soldados a anillos del mismo material en los extremos del cilindro (motores de rotor en cortocircuito) similar a una jaula de ardilla, de ahí que Ventilador reciban el nombre de rotor de jaula de ardilla. Eje El eje se apoya en unos rodamientos de acero para evitar rozamien- Bobinado tos y se saca al exterior para transmitir el movimiento, y lleva acopla- Placa de do un ventilador para refrigeración. Los extremos de los bobinados características Carcasa se sacan al exterior y se conectan a la placa de bornes (véase la Figura 11.3). Fig. 11.3. Sección de motor eléctrico 289
- 4. 11 Motores eléctricos B. Campo magnético giratorio El campo magnético creado por un bobinado trifásico alimen- 12 1 tado por corriente alterna es de valor constante pero giratorio 11 2 Fase U Fase V Fase W y a la velocidad de sincronismo. Este fenómeno se puede com- 10 probar con el estudio de las posiciones que va ocupando la V2 U1 3 W1 W2 resultante del flujo atendiendo a los sentidos de corriente que 9 U2 V1 4 van tomando los conductores en el bobinado, véase la Figu- 1/6 ra 11.4. 8 5 0 1 2 7 6 En el instante 0, la fase U tiene valor cero, la fase V tiene valor negativo, por lo que la corriente circula desde V2 hasta V1, y la fase W tiene valor positivo, con lo que la corriente circula desde 12 1 2 12 1 2 12 1 2 W1 hasta W2. En el bobinado se crea una bobina ficticia a la 11 3 11 3 11 F 3 que aplicando la regla del sacacorchos nos da que, en este 10 4 10 F 4 10 4 instante, la resultante del flujo se sitúa entre las ranuras 7 y 8. 9 F 5 9 5 9 5 8 7 6 8 7 6 8 7 6 El signo positivo representa que la corriente entra en el plano y el signo negativo que sale del plano, como se estudió en la Unidad 6. Fig. 11.4. Comprobación del campo magnético giratorio. El ciclo de la corriente se divide en seis partes iguales pasando ahora al instante 1, donde vemos que la fase U tiene valor positivo, la fase V sigue teniendo valor negativo y la fase W tiene valor positivo. En este instante la resultante del flujo se sitúa entre las ranuras 9 y 10, con lo que ha avanzado un sexto de la circunferencia en el tiempo que ha transcurrido desde el ins- tante 0 al 1, que se corresponde con un un sexto del periodo de la corriente. Si vamos aplicándolo sucesivamente a los demás instantes, podemos ver que de uno a otro siempre avanza un sexto de vuelta igual que el tiempo que transcurre de un instante a otro el periodo de la corriente, lo que nos indica que el flujo es giratorio y su veloci- dad coincide con la velocidad del sistema de corriente alterna. C. Principio de funcionamiento El funcionamiento del motor asíncrono de inducción se basa en la acción del flujo gira- torio generado en el circuito estatórico sobre las corrientes inducidas por dicho flujo en el circuito del rotor. El flujo giratorio creado por el bobinado estatórico corta los con- ductores del rotor, por lo que se generan fuerzas electromotrices inducidas. Suponiendo cerrado el bobinado rotórico, es de entender que sus conductores serán recorridos por corrientes eléctricas. La acción mutua del flujo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor originan fuerzas electrodinámicas sobre los propios con- ductores que arrastran al rotor haciéndolo girar (Ley de Lenz). La velocidad de rotación del rotor en los motores asíncronos de inducción es siempre inferior a la velocidad de sincronismo (velocidad del flujo giratorio). Para que se genere una fuerza electromotriz en los conductores del rotor ha de existir un movimiento relati- vo entre los conductores y el flujo giratorio. A la diferencia entre la velocidad del flujo Recuerda giratorio y del rotor se le llama deslizamiento. Como se explica al inicio de la unidad, la velocidad de estos motores, según el princi- El motor eléctrico de corriente alterna basa su funcionamiento pio de funcionamiento y la frecuencia industrial, tiene que ser una velocidad fija, algo en la acción que ejerce el campo menor que la de sincronismo. Gracias a los avances en la electrónica de potencia, magnético giratorio generado actualmente se fabrican arrancadores estáticos que pueden regular la velocidad de en el estátor sobre las corrientes estos motores actuando sobre la frecuencia de la alimentación del motor, es decir, con- que circulan por los conductores vierten la frecuencia industrial de la red en una distinta que se aplica al motor. De ahí situados sobre el rotor. que reciban el nombre de convertidores de frecuencia, pudiendo regular la velocidad, amortiguar el arranque e incluso frenarlo. 290
- 5. Motores eléctricos 11 2. Motores asíncronos trifásicos. Tipos y sistemas de arranque Como se ha mencionado antes, los motores asíncronos de inducción son aquellos en Recuerda los que la velocidad de giro del rotor es algo inferior a la de sincronismo. Los podemos encontrar tanto monofásicos como trifásicos. Los motores eléctricos más uti- lizados son los de rotor en cor- tocircuito, también llamados de A. Motores trifásicos jaula de ardilla. La constitución y el principio de funcionamiento se han expuesto en los párrafos anterio- res. Son motores en los que el bobinado inductor colocado en el estátor está formado a) por tres bobinados independientes desplazados L 120º eléctricos entre sí y alimenta- L1 dos por un sistema trifásico de corriente alterna. Los podemos encontrar de dos tipos: L 1 2 L2 • Rotor en cortocircuito (jaula de ardilla). L3 L3 U U • Rotor bobinado. U2 V1 V1 If I Tensiones e intensidades en el estátor de los motores W U V trifásicos 1 I1 1 f U1 V1 W1 V2 I W2 U2 V2 U2 W2 Todo bobinado trifásico se puede conectar en estrella (todos los finales conectados2 en W2 U2 V2 U1 V un punto común, alimentando el sistema por los otros extremos libres) o bien en trián- W2 W1 U1 U f W1 Uf gulo (conectando el final de cada fase al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión), como se puede apreciar en la Figura 11.5. b) En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es 3 menor que la ten- L1 L1 sión de línea. L2 L2 L3 L3 En la conexión triángulo la intensidad que recorre cada fase es 3 menor que la in- U tensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide U2 V1 con la tensión de línea. U1 V1 W1 If I U1 V U W2 U Conexión estrella: Uf = If = I W2 U2 V2 U1 V2 3 W2 W1 Uf I Conexión triángulo: Uf = U If = Fig. 11.5. Conexiones en los bobinados 3 trifásicos: a) conexión estrella y b) conexión triángulo. En estas condiciones, el motor se puede considerar como bitensión, ya que las tensiones normalizadas son de 230 o 400 V. Si un motor está diseñado para aplicarle 230 V a cada fase, lo podremos conectar a la red de 230 V en triángulo y a la red de 400 V en estrella. En ambos casos, la tensión que se le aplica a cada fase es 230 V. En una y otra conexión, permanecen invaria- bles los parámetros de potencia, par motor y velocidad. La co- nexión estrella o triángulo se realiza sobre la placa de bornes mediante puentes como se puede apreciar en la Figura 11.6. B. Motor de rotor en cortocircuito El motor de rotor en cortocircuito es el de construcción más sen- cilla, de funcionamiento más seguro y de fabricación más eco- nómica. Su único inconveniente es el de absorber una elevada intensidad en el arranque a la tensión de funcionamiento. Su Fig. 11.6. Colocación de los puentes sobre las placas de bornes constitución se vio en la Figura 11.3. para conectar el motor trifásico en estrella o en triángulo. 291
- 6. 11 Motores eléctricos L1 L2 L3 PE En el momento del arranque este motor acoplado directamente a la red presenta un momento de rotación de 1,8 a 2 veces el de régimen, pero la intensidad absorbida en el arranque toma valores de 5 a 7 veces la nominal. Para facilitar el conexionado en la placa de bornes del motor (véase la Figura 11.7), los extremos del bobinado inductor se disponen como muestra la Figura 11.8. 1 3 5 2 4 6 V1 U1 W1 M Fig. 11.7. Placa de bornes de motor Fig. 11.8. Distribución de los extremos de los bobinados en 3 PE trifásico. la placa de bornes y sus denominaciones. Su puesta en marcha se realiza de una forma simple y sencilla mediante un interruptor Fig. 11.9. Arranque directo de un motor trifásico de forma manual. manual tripolar (véase la Figura 11.9). Estos interruptores han de estar diseñados para la intensidad del motor (véase la Figura 11.10) El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) en su instrucción ITC-BT-47 regula la relación que debe existir entre las intensidades de arranque y plena carga de los mo- tores alimentados desde una red pública de alimentación en función de su potencia. De dicha relación de proporcionalidad (véase la Tabla 11.1) se desprende que los motores de potencias superiores a 0,75 kW que no cumplan la relación de intensidades expues- ta en la tabla, han de disponer de un sistema de arranque que disminuya esa relación. Constante máxima de proporcionalidad Potencia nominal del motor de corriente alterna entre la intensidad de arranque y plena carga Fig. 11.10. Interruptores trifásicos para distintas intensidades. De 0,75 a 1,5 kW 4,5 De 1,5 a 5,0 kW 3,0 De 5,0 a 15,0 kW 2,0 De más de 15,0 kW 1,5 Tabla 11.1. Relación de intensidades de arranque y plena carga admisibles en los motores de corriente alterna para su puesta en marcha según el REBT. La intensidad en el momento del arranque de motores que no cumpla esta relación puede hacer que salten las protecciones o bien perjudicar las líneas que los alimentan. Para evitar estos inconvenientes se disminuye la tensión en el periodo de arranque y con ello la intensidad, y una vez alcanzada la velocidad de régimen se conecta el motor a su tensión nominal, con lo que se lobra amortiguar la intensidad de arranque. Para Recuerda conseguir esto se utilizan los siguientes procedimientos: • Arranque estrella triángulo. • Par motor es el momento de fuerza que ejerce un motor so- • Arranque mediante autotransformador. bre el eje de transmisión de po- tencia. • Arranque mediante resistencias en serie con el bobinado estatórico. • Par de arranque es el que de- sarrolla el motor para romper Arranque estrella triángulo (λ – Δ) la inercia y comenzar a girar. • Par nominal es el que produce El procedimiento más empleado para el arranque de motores trifásicos de rotor en cor- el motor para desarrollar sus tocircuito con relaciones superiores a la expuesta en la Tabla 11.1 consiste en conectar condiciones de trabajo. el motor en estrella durante el periodo de arranque y, una vez lanzado, conectarlo en triángulo para que quede conectado a la tensión nominal. 292
- 7. Motores eléctricos 11 Para ello, se hace necesario intercalar entre el motor y la línea un conmutador manual Recuerda especial que realiza las conexiones de los extremos del bobinado del motor, sin realizar los puentes sobre la placa de bornes. Un motor trifásico arrancando en estrella consume de la línea de alimentación una intensidad tres veces menor que si lo hace directamente triángulo. Fig. 11.11. Arranque estrella triángulo de un motor trifásico mediante arrancador manual. Este conmutador posee tres posiciones: la inicial de desconexión, la siguiente que co- necta los bobinados del motor en estrella y la tercera que conecta los bobinados en triángulo. La parada se hace de forma inversa, como se puede ver en el esquema de la Figura 11.11. En el mercado podemos encontrar distintos modelos de conmutadores y para distintas intensidades. En la Figura 11.12 vemos un arrancador estrella triángulo denominado de paquete. Para poder utilizar este método, es necesario que el motor pueda funcionar en conexión triángulo a la tensión de la red. En consecuencia, cuando en el arranque lo conectamos en estrella, cada fase queda sometida a una tensión 3 menor que la de línea y, por lo tanto, la intensidad que circula por ella es también 3 menor que si estuviese conectado en triángulo. Fig. 11.12. Arrancador estrella Teniendo en cuenta que si lo conectásemos en triángulo la intensidad en la línea es 3 triángulo manual. mayor que la de fase, mientras que en estrella son iguales, resulta que el mismo motor arrancado en estrella consume una intensidad 3 ⋅ 3 = 3 veces menor que si lo conec- tamos en triángulo. Por esta misma razón, el momento de rotación también se reduce en un tercio. Arranque mediante autotransformador Es un procedimiento que se utiliza para motores de gran potencia y consiste en interca- lar entre la red de alimentación y el motor un autotransformador, como se ve de forma esquemática en la Figura 11.13. Este tiene distintas tomas de tensión reducida, por lo que, en el momento del arranque, al motor se le aplica la tensión menor disminuyendo la intensidad y se va elevando de forma progresiva hasta dejarlo conectado a la tensión de la red. Arranque con resistencias en serie con el bobinado del estátor Es un procedimiento poco empleado que consiste en disponer un reóstato variable en serie con el bobinado estatórico. La puesta en marcha se hace con el reóstato al máximo de resistencia y se va disminu- yendo hasta que el motor queda conectado a la tensión de red. Fig. 11.13. Arranque de un motor Su representación de forma esquemática se puede apreciar en la Figura 11.14. trifásico mediante autotransformador. 293
- 8. 11 Motores eléctricos Recuerda Para reducir la intensidad con- sumida por el motor de rotor en cortocircuito en el momento del arranque, siempre se recurre a disminuir la tensión aplicada en la puesta en marcha. Fig. 11.14. Arranque de un motor trifásico mediante resistencias en serie con el estátor. C. Motor de rotor bobinado y anillos rozantes Estátor L1 L2 L3 En este tipo de motores, el rotor va ranurado igual que el estátor, y en él se coloca un bobinado normalmente trifásico similar al del estátor conectado en estrella y los extre- U1 V1 W1 mos libres se conectan a tres anillos de cobre, aislados y solidarios con el eje del rotor. La Figura 11.15 muestra el despiece del motor de rotor bobinado. W2 U2 V2 Borne Placas de bornes Rotor K L M Escobilla y portaescobillas Fig. 11.16. Placa de bornes de motor Rodamientos trifásico de rotor bobinado. Casquete soporte lado principio del Barra de montaje Tapa de árbol Ventilador ventilación con puerta Casquete soporte de acceso lado anillos Estátor Anillos colectores Rotor bobinado de ranuras abiertas Fig. 11.15. Despiece del motor de rotor bobinado. Sobre los anillos, se colocan los portaescobillas, que a su vez se conectan a la placa de bornes del motor. Por eso, en la placa de bornes de estos motores aparecen nueve bornes, como muestra la Figura 11.16. La gran ventaja que presentan estos motores es su par de arranque, ya que puede alcanzar hasta 2,5 veces el par nominal, mientras que la intensidad en el arranque es similar a la del par nominal. Para realizar la puesta en marcha, es necesaria la conexión de un reóstato de arranque conectado en serie con el bobinado del rotor, y una vez alcanzada la velocidad de régimen, se puentean los anillos en estrella. Fig. 11.17. Arranque de un motor En la Figura 11.17 podemos ver un esquema de conexión de estos motores. trifásico de rotor bobinado mediante reóstato conectado en serie con el Estos motores tienen una aplicación muy específica y, dada su constitución, necesitan de rotor. un mantenimiento mucho más exhaustivo que los de rotor en cortocircuito. 294
- 9. Motores eléctricos 11 D. Sentido de giro de los motores trifásicos Para comprobar el campo magnético giratorio, se tenía en cuenta el sentido de circu- lación de la corriente por las tres fases del bobinado. En él se ve que la resultante del flujo tiene el sentido de giro de las agujas del reloj (sentido horario), por lo que el rotor es arrastrado en el mismo sentido de giro. Cuando necesitamos que el giro sea al contrario (sentido anti-horario), basta con per- mutar dos fases de alimentación del motor, como se ve en la Figura 11.18, con lo que el motor gira en sentido opuesto. Hay que tener cuidado de no permutar las tres fases pues en ese caso el motor sigue girando en el mismo sentido. Este fenómeno se observa en el campo magnético girato- rio de la Figura 11.4. Cuando una máquina ha de girar en ambos sentidos, necesitamos un conmutador (inver- sor) que realice la permuta de la alimentación sin tener que manipular las conexiones. Fig. 11.18. Esquema de conexiones Estos conmutadores han de estar dimensionados para la intensidad del motor y poseen para el cambio de giro en motores tres posiciones, con el cero en el medio para conseguir que la inversión no se realice a trifásicos de corriente alterna. contramarcha (véase la Figura 11.19). En la Figura 11.20 podemos ver el esquema de conexiones de un inversor de giro manual para realizar estas maniobras sin tocar las conexiones. Fig. 11.19. Inversores de giro manuales. Fig. 11.20. Esquema de conexiones para la inversión de giro de un motor trifásico de corriente alterna mediante conmutador manual. Caso práctico 1 Se pide: Comprueba el sentido de giro de un motor trifásico y haz que gire en sentido contrario. Solución: Impor tante 1. En el cuadro de pruebas del taller, conecta un motor trifásico de corriente alterna mediante interruptor trifásico manual, acciónalo y comprueba el sentido de giro. Si necesitamos invertir el sentido de giro de un motor que arranca 2. Para y rehaz las conexiones de la placa de bornes como se ve en la Figura 11.18. en estrella triángulo, es aconseja- ble invertir dos de los hilos de la 3. Acciónalo y comprueba que ahora gira en sentido contrario. alimentación, ya que hacerlo en 4. También puedes comprobar que si permutamos las tres fases el motor sigue la placa de bornes es más difi- girando en el mismo sentido. cultoso. 295
- 10. 11 Motores eléctricos 3. Motores asíncronos monofásicos Ten en cuenta En el ámbito doméstico tienen gran aplicación los motores eléctricos, por lo que es necesario que estos puedan funcionar en redes monofásicas. Los motores monofásicos En el ámbito doméstico casi son muy parecidos a los trifásicos, con el inconveniente de que su rendimiento y factor todos los motores que se utilizan de potencia son inferiores. A igual potencia, el monofásico es más voluminoso que el son monofásicos. trifásico y, siempre que las condiciones lo permitan, se utilizarán trifásicos. Los más utilizados son: • Motor monofásico con bobinado auxiliar de arranque. • Motor de espira en cortocircuito. • Motor universal. Ten en cuenta Fig. 11.21. Motor monofásico Si intentamos arrancar un motor con condensador. monofásico conectando sola- mente el bobinado principal, no es capaz de girar hasta que le iniciemos el giro sobre el eje de A. Motor monofásico con bobinado auxiliar de arranque, forma manual en determinado constitución y principio de funcionamiento sentido. Como todos los motores eléctricos, está formado por un circuito magnético y dos eléc- Una vez arrancado en el sentido que le hayamos impulsado, se tricos. El circuito magnético está formado por el estátor, donde se coloca el bobinado mantendrá funcionando normal- inductor y el rotor que incorpora el bobinado inducido, que en la mayoría de los casos mente. suele ser de jaula de ardilla. De su nombre se desprende que utiliza un solo bobinado inductor, recorrido por una corriente alterna que crea un flujo también alterno, pero de dirección constante que, por sí solo, no es capaz de hacer girar al rotor. Si el rotor se encuentra ya girando, en los conductores del bobinado rotórico se generan fuerzas electromotrices que hacen que por el bobinado rotórico circulen corrientes, que a su vez generan un flujo de reacción desfasado 90º eléctricos respecto del principal. La interacción entre estos dos flujos hace que el motor se comporte como un motor bifá- sico y el rotor continúe girando. De lo expresado anteriormente se desprende que el motor monofásico es incapaz de arrancar por sí solo pero, si se pone en marcha, se mantiene funcionando de forma normal hasta su desconexión. Por ello, hay que dotar a dicho motor de un dispositivo adecuado para iniciar el arran- que. El más utilizado es incorporar al estátor un bobinado auxiliar que funciona durante el periodo de arranque y que se desconecta una vez que el motor está en funciona- Impor tante miento. Aunque el motor sea monofási- En estas condiciones, el motor en el arranque es un motor bifásico, con sus bobinados co, es necesario dotarlo de al- desfasados 90º eléctricos, que hace que el motor se ponga en marcha. Una vez alcan- gún sistema de arranque. zado el régimen de vueltas, se desconecta el bobinado auxiliar de forma que queda funcionando como motor monofásico. 296
- 11. Motores eléctricos 11 Para realizar la desconexión del bobinado auxiliar, se utilizan los interruptores centrí- Recuerda fugos acoplados en el eje del motor. Los bobinados se conectan en paralelo a la placa de bornes (véase la Figura 11.22). Como se ha explicado, el motor monofásico tiene Para invertir el sentido de giro de un rendimiento, par de arranque y factor de potencia algo bajos. Para compensar di- un motor monofásico con bobi- chos valores, se recurre a conectar en serie con el bobinado auxiliar un condensador nado auxiliar, hay que invertir electrolítico, con lo que se consiguen valores de rendimiento y par de arranque mucho las conexiones de los extremos mejores. Esto se puede apreciar esquemáticamente en la Figura 11.23 y externamente de uno de los bobinados en la en la Figura 11.21. placa de bornes. No confundir con la inversión de los hilos de alimentación. L1 N PE Red L1 N PE Red U1 Ua1 U1 Ua1 U2 U2 Ua2 Ua2 L1 N PE Bobinado auxiliar Bobinado principal Bobinado auxiliar Interruptor centrífugo Bobinado principal Interruptor centrífugo Condensador Fig. 11.22. Esquema de motor monofásico con Fig. 11.23. Esquema de motor monofásico con bobinado auxiliar. bobinado auxiliar y condensador. 1 3 La puesta en marcha se realiza me- 2 4 L1 N PE L1 N PE diante un interruptor bipolar manual Red Red adecuado a la intensidad del motor, como vemos en la Figura 11.24. U1 Ua1 Ua1 U1 U2 Para invertir el sentido de giro, es U1 necesario invertir las conexiones de M 1 uno de los bobinados del motor en U2 PE U2 la placa de bornes del motor (véase la Figura 11.25). No confundir con Ua2 Ua2 Fig. 11.24. Esquema de conexiones invertir las conexiones de la alimen- para la puesta en marcha de un motor tación ya que, en ese caso, el motor monofásico de corriente alterna de sigue girando en el mismo sentido. forma manual. En los motores actuales, las bobinas Fig. 11.25. Esquema de conexiones para invertir el de arranque se conectan con la red sentido de giro de un motor monofásico con bobinado. a través de un condensador en serie que, a la frecuencia de la red y la velocidad nominal del motor, produce un desfase tal entre las corrientes de los devanados de arran- L1 Red N PE que y servicio que se hace innecesario desconec- tarlas, por lo que estos motores ya no necesitan incorporar el interruptor centrífugo simplificando Impor tante su constitución y funcionamiento. Existe una forma más sencilla de invertir el giro, como se muestra en Los motores monofásicos de bobinado auxiliar de arranque el esquema de la Figura 11.26, para estos motores. L 1 1 actuales no incorporan interrup- b) tor centrífugo, por lo que el C1 Motor bobinado auxiliar queda conec- Fig. 11.26. Esquema de conexiones para invertir el sentido tado permanentemente durante a) de giro de un motor monofásico con bobinado auxiliar de 2 L2 el funcionamiento. funcionamiento permanente. 297
- 12. 11 Motores eléctricos B. Motor monofásico de espira en cortocircuito, constitución y principio de funcionamiento Impor tante El motor de espira en cortocircuito está constituido por un estátor de polos salientes y un rotor de jaula de ardilla. En la masa polar se incorpora una espira en cortocircuito que Para invertir el sentido de giro abarca un tercio aproximadamente del polo. Las bobinas rodean las masas polares, de un motor de espira en cor- como se muestra en la Figura 11.27. tocircuito, hay que desmontar el motor y montar el eje del rotor hacia el lado contrario. Solo se podrá realizar cuando el motor sea simétrico. Fig. 11.27. Esquema de motor monofásico de espira en cortocircuito. Al alimentar las bobinas polares con una corriente alterna se produce un campo magné- tico alterno en el polo que por sí solo no es capaz de poner en marcha el motor. El flujo Fc que atraviesa la espira genera en esta una fuerza electromotriz inducida que hace que B Fp circule una corriente de elevado valor por la espira. Esto a su vez crea un flujo propio que se opone al flujo principal. En estas condiciones se obtiene un sistema de dos flujos en el que el flujo propio estará en retraso respecto del flujo principal, haciendo que el motor gire (véase la Figura 11.28). Giro rotor El sentido de giro será siempre el que va desde el eje del polo hacia la espira en cortocircuito colocada en el mismo. Si por algún motivo necesitásemos invertir el giro, Fig. 11.28. Flujos creados en el motor de espira en cortocircuito. tendríamos que desmontar el motor e invertir todo el conjunto del rotor manteniendo la posición del estátor. Dado que estos motores tienen un rendimiento muy bajo, su utilización se limita a pe- queñas potencias de hasta 300 W y para trabajos de ventilación, bombas de desagües de electrodomésticos, etc. (véase la Figura 11.29). Fig. 11.29. Motor monofásico de espira en cortocircuito para bomba de desagüe de lavadora. Actividades Recuerda 2. Localiza en el taller de instalaciones los motores de corriente alterna, tanto mo- Los motores de espira en corto- nofásicos como trifásicos. Anótalos en tu libreta y especifica sus características. circuito suelen ser de potencias inferiores a 300 W. Desmonta alguno e identifica sus partes. 298
- 13. Motores eléctricos 11 C. Motor universal, constitución y principio de funcionamiento Recuerda Es un motor monofásico que puede funcionar tanto en corriente continua como alterna. La mayoría de los pequeños Su constitución es esencialmente la del motor serie de corriente continua, y sus carac- electrodomésticos y máquinas terísticas de funcionamiento son análogas. En la Figura 11.30 podemos ver representa- herramientas incorporan moto- do de forma esquemática este motor. res universales. E P F M H G N B A Actividades Fig. 11.30. Esquema de conexiones del motor universal. 3. ¿Qué tipo de motor uti- El motor serie de corriente continua se caracteriza por tener un fuerte par de arranque y lizan generalmente las su velocidad está en función inversa a la carga, llegando a embalarse cuando funciona máquinas herramientas en vacío. Funcionando en corriente alterna, este inconveniente se ve reducido porque su portátiles? aplicación suele ser en motores de pequeña potencia y las pérdidas por rozamientos, cojinetes, etc., son elevadas con respecto a la total, por lo que no presentan el peligro 4. ¿Tiene peligro de emba- de embalarse, pero sí alcanzan velocidades de hasta 20 000 revoluciones por minuto larse el motor de un tala- (rpm), que los hace bastante idóneos para pequeños electrodomésticos y máquinas dro portátil? ¿Por qué? herramientas portátiles. El motor universal es, sin duda, el más utilizado en la industria del electrodoméstico. Tienen la ventaja de poder regular la velocidad sin grandes in- convenientes. En la Figura 11.31, podemos ver el detalle del motor universal para un taladro eléctrico. Fig. 11.31. Motor monofásico universal para un taladro eléctrico. Para que un motor de este tipo pueda funcionar con corriente alterna, es necesario que Web @ el empilado de su inductor (el núcleo de los electroimanes) sea de chapa magnética Para saber más sobre motores para evitar las pérdidas en el hierro. eléctricos puedes visitar las si- El bobinado inductor de los motores universales suele ser bipolar, con dos bobinas guientes páginas web: inductoras. El motor universal funciona en corriente continua exactamente igual que un www.siemens.es motor serie. Si el motor se alimenta con corriente alterna, arranca por sí solo, ya que www.abb.es la corriente que recorre el bobinado inductor presenta cien alternancias por segundo, lo mismo que le ocurre a la corriente que recorre el bobinado inducido, por lo que el www.tecowestinghouse.com momento de rotación y el sentido de giro permanecen constantes. 299
- 14. 11 Motores eléctricos 4. Protección de los motores eléctricos Recuerda La protección de motores es una función esencial para asegurar la continuidad del Las anomalías más frecuentes funcionamiento de las máquinas. La elección de los dispositivos de protección debe en las instalaciones de motores hacerse con sumo cuidado. eléctricos suelen ser las sobre- cargas. Por ello, habrá que Los fallos en los motores eléctricos pueden ser, como en todas las instalaciones, los prestar especial atención a las derivados de cortocircuitos, sobrecargas y los contactos indirectos. Los más habituales protecciones de estas. suelen ser las sobrecargas, que se manifiestan a través de un aumento de la intensidad absorbida por el motor, así como por el aumento de la temperatura de este. Cada vez que se sobrepasa la temperatura normal de funcionamiento, los aislamientos se desgastan prematuramente. Los efectos negativos no son inmediatos, con lo que el motor sigue funcionando aunque a la larga estos efectos pueden provocar las averías antes expuestas. Por ello, las protecciones utilizadas para motores eléctricos suelen ser, entre otras, las que se expusieron en la Unidad 7: • Protección contra contactos directos e indirectos. • Protección contra sobrecargas y cortocircuitos. • Protección contra contactos directos e indirectos La protección contra contactos directos e indirectos se realiza mediante la colocación de interruptores diferenciales complementados con la toma de tierra y su ubicación, funcionamiento así como su conexión se expusieron en la Unidad 7. • Protección contra sobrecargas y cortocircuitos Las sobrecargas en los motores eléctricos pueden aparecer por exceso de trabajo de estos, desgaste de piezas, fallos de aislamiento en los bobinados o bien por falta de una fase. Para proteger las sobrecargas y cortocircuitos se hace uso de los fusibles y los interruptores magnetotérmicos. Los interruptores magnetotérmicos han de ser del mismo número de polos que la ali- mentación del motor. Para la protección de motores y transformadores con puntas de corriente elevadas en el arranque estarán dotados de curva de disparo tipo D en la que el disparo térmico es idéntico a los demás y el disparo magnético se sitúa entre diez y veinte veces la intensidad nominal (In). De esta forma, pueden soportar el momento del arranque sin que actúe el disparo magnético. En caso de producirse una sobrecarga durante el funcionamiento del mo- tor, actuaría el disparo térmico desconectando toda la instalación. La protección mediante fusibles es algo más complicada, sobre todo en los motores trifá- sicos, ya que estos proporcionan una protección fase a fase, de manera que en caso de fundir uno solo, dejan el motor funcionando en dos fases y provocan la sobrecarga. Por eso, no se montan en soportes unipolares, sino que se utilizan los seccionadores portafusibles que, en caso de disparo de uno de ellos, cortan de forma omnipolar desconectando toda la instalación. En la Figura 11.32 podemos ver un seccionador fusible trifásico y su representación esquemática. Hemos de recordar que los fusibles adecuados para proteger instalaciones que ali- mentan motores eléctricos son los del tipo gG. Actividades 5. ¿Por qué no se deben montar en soportes unipolares los fusibles para proteger a un motor trifásico? Fig. 11.32. Seccionador fusible trifásico 6. ¿Qué utilizaremos en su lugar? ¿Por qué? y su representación. 300
- 15. Motores eléctricos 11 Con objeto de simplificar y mejorar las protecciones en los accionamientos manuales de motores eléctricos, aparecen los disyuntores, que pueden proteger contra cortocircuitos (dis- yuntores magnéticos) o contra cortocircuitos y sobrecargas (disyuntores magnetotérmicos). El disyuntor magnético (véase la Figura 11.33) incorpora para su funcionamiento un corte magnético similar al del interruptor magnetotérmico, dotando a la instalación de una protección contra cortocircuitos más eficaz que los fusibles, ya que cortan la ins- talación en un tiempo menor, si bien hay que dotar a la instalación de otra protección contra las sobrecargas. El disyuntor magnetotérmico, también llamado disyuntor motor (véase la Figura 11.34), aporta una protección mucho más eficaz a las instalaciones de alimentación de motores eléctricos, ya que proporciona el corte magnético para proteger los posibles cortocircui- Fig. 11.33. Disyuntor magnético tos. Además, incorpora un corte térmico similar al del interruptor magnetotérmico pero, trifásico y su representación. a diferencia de este, el disyuntor motor tiene la posibilidad de ajustar la intensidad de corte por sobrecarga. Estos aparatos simplifican enormemente los accionamientos de motores y agrupan en un solo aparato las protecciones contra las averías más frecuentes. También aportan la ventaja de poder realizar la reposición del servicio de forma cómoda y rápida una vez solucionada la avería. Actividades 7. Señala las diferencias entre el disyuntor mag- nético y el disyuntor motor. Fig. 11.34. Distintos modelos de disyuntores magnetotérmicos trifásicos y su representación. En los siguientes esquemas se representa el accionamiento de un motor trifásico de corriente alterna mediante disyuntor magnético (véase la Figura 11.35), y mediante disyuntor magnetotérmico (véase la Figura 11.36). Observa que en el primero hay que dotar a la instalación de un seccionador fusible para la protección de las sobrecargas. Recuerda Los disyuntores magnetotérmicos Fig. 11.35. Esquema de Fig. 11.36. Esquema de aúnan las protecciones contra conexionado para la puesta conexionado para la sobrecargas y cortocircuitos en en marcha de un motor puesta en marcha de un un solo aparato, además de trifásico mediante disyuntor motor trifásico mediante servirnos de interruptor de accio- magnético trifásico y disyuntor magnetotérmico namiento. seccionador fusible. trifásico. 301
- 16. 11 Motores eléctricos 5. Medidas eléctricas en las instalaciones de motores eléctricos Impor tante En las instalaciones encargadas de alimentar motores eléctricos, es necesario el control y la medida de algunas magnitudes eléctricas para garantizar el buen funcionamiento En las instalaciones de motores de estas, y en caso de avería, poder localizarlas. eléctricos es conveniente visua- Las más frecuentes durante el funcionamiento suelen ser las medidas de intensidad, lizar la medida de la intensidad tensión, frecuencia y potencia, mientras que para localizar averías, suelen ser las de absorbida para evitar averías. continuidad de los bobinados y la de resistencia de aislamientos. La forma de realizarlas se expuso en la Unidad 5, aunque es conveniente que hagamos una particularización para estas instalaciones. a) L1 L2 Medida de intensidad L3 N Como se ha expuesto a lo largo de la unidad, el control de la intensidad eléctrica es la mejor forma de conseguir el buen funcionamiento tanto de la instalación como de los A A A motores. La medida se puede realizar mediante aparatos fijos (de cuadros) o mediante portátiles. En este caso nos es de gran ayuda la pinza amperimétrica, pues podemos b) medir la intensidad sin tener que actuar sobre el conexionado. L1 Cuando realizamos la medida mediante aparatos fijos, se usan aparatos de cuadros l1 k1 L2 intercalados en la línea de alimentación [véase la Figura 11.37 a)], o bien se hace uso l2 k2 L3 de los conmutadores de medidas para no tener que aumentar el número de aparatos l3 k3 [véase la Figura 11.37 b)]. En muchos casos, los motores son de mediana y gran poten- cia, con lo que las intensidades toman valores considerables. En estos casos, se recurre 1 6 19 16 7 12 a la medida de esta mediante transformadores de intensidad, como se ve en el esquema 2 11 de la Figura 11.38. A N A1 A2 K L L1 Fig. 11.37. Esquema de conexionado k l para la medida de intensidades en la línea de alimentación del motor. A a) L1 L2 Fig. 11.38. Esquema de conexionado para la medida de L3 intensidades en la línea mediante transformador de intensidad. N V V V V V V Medida de tensión b) L1 L2 También es importante conocer las tensiones aplicadas a los motores, ya que la intensi- L3 dad absorbida será proporcional a estas, además de indicarnos la falta de fase cuando N esta se produce. Es por ello que en los cuadros de alimentación es conveniente incorpo- rar aparatos de medidas de forma similar a como se ha expuesto para las intensidades, 10 8 4 12 como se aprecia en las Figuras 11.39 a) y b). 1 11 Medida de frecuencia V V1 V2 La frecuencia es otra de las magnitudes que, en determinadas ocasiones, nos puede Fig. 11.39. Esquema de conexionado servir para determinar el funcionamiento del motor, sobre todo cuando se utilizan con- para la medida de tensiones en la línea vertidores de frecuencia. Su conexión, como se expuso en la Unidad 5, se realiza en de alimentación del motor. paralelo con la línea. 302
- 17. Motores eléctricos 11 Medida de potencia y factor de potencia En las instalaciones de motores eléctricos, la medida de potencia nos puede servir para descartar anomalías, aunque no sea una medida que se haga de forma regular. Eso sí, para realizarla es conveniente tener en cuenta que existen vatímetros trifásicos con un solo circuito medidor o con varios circuitos medidores. Los primeros se pueden aplicar en circuitos equilibrados, mientras que para los circuitos no equilibrados hay que utilizar los segundos. Podemos apreciar la forma de conexión en el esquema de la Figura 11.40. En estas instalaciones, sí es conveniente conocer el factor de potencia de la instalación. Para ello se hace uso de los fasímetros trifásicos que, al igual que la potencia, no se suelen realizar con frecuencia, pero sí para aquellos casos en los que necesitemos de- tectar anomalías de funcionamiento. Su conexión se representa en el esquema de la Figura 11.41. Continuidad y resistencia de aislamiento Estas medidas se utilizan para comprobar el buen estado del motor y se realizan con Fig. 11.40. Esquema de conexionado este desconectado de la instalación. Para comprobar la continuidad de los bobinados, para la medida de potencia en la línea se utiliza el polímetro en la escala de óhmetro midiendo el valor de la resistencia de de alimentación del motor. cada fase y se comparan los resultados, ya que estos han de ser idénticos. De no ser así, el motor presenta algún defecto. Otra comprobación necesaria para descartar posibles averías es la de la resistencia de los aislamientos del motor ya que, como se ha dicho anteriormente, van a sufrir constantes cambios de temperatura, que son la principal causa de su deterioro y puede provocar su mal funcionamiento. Por ello, es conveniente realizar dicha comprobación que, como sabemos, se realiza con el megger. Habrá que comprobar la resistencia de aislamiento entre las tres fases del motor, así como entre cada fase y la carcasa metálica (conductor de protección). Los resultados han de estar de acuerdo a los recogidos en la Tabla 5.5 de la Unidad 5. La conexión se realiza como se aprecia en el esquema de la Figura 11.42. L1 L2 L3 PE L1 L2 L3 PE Fig. 11.41. Esquema de conexionado 1 3 5 1 3 5 para la medida del factor de potencia en la línea de alimentación del motor. 2 4 6 2 4 6 PE U1 V1 W1 Actividades 8. Realiza la medida de W2 U2 V2 V1 la resistencia de aisla- U1 W1 miento de un motor del M MV taller de instalaciones y MV 3 compara los resultados PE con los de la Tabla 5.5 de la Unidad 5. Fig. 11.42. Esquema de conexionado para la medida de la resistencia de aislamiento del motor. 303
- 18. 11 Motores eléctricos Compr ueba tu aprendizaje Reconocer los diferentes tipos de motores eléctricos 23. ¿Para qué se utiliza el condensador en el motor 1. ¿Cómo se clasifican los motores eléctricos atendiendo monofásico con bobinado auxiliar de arranque? a la corriente de alimentación? 24. ¿Qué misión tiene el interruptor centrífugo en los moto- 2. ¿Cómo se clasifican los motores de corriente alterna? res monofásicos con bobinado auxiliar de arranque? 3. ¿Cómo se clasifican los motores trifásicos? 25. ¿Cómo se conectan los bobinados del motor monofá- sico de bobinado auxiliar de arranque a la placa de 4. ¿Cuántos circuitos eléctricos lleva un motor? bornes del motor? 5. ¿De qué material está compuesto el circuito magnético 26. ¿Qué tendremos que hacer para que un motor monofá- de los motores eléctricos de corriente alterna? sico de bobinado auxiliar de arranque cambie el sen- 6. ¿Para qué se acopla un ventilador en el eje del motor tido de giro? eléctrico? 27. ¿Hasta qué potencias se suelen fabricar los motores 7. ¿En qué se diferencia el motor de rotor bobinado del monofásicos de espira en cortocircuito? de rotor en cortocircuito? 28. ¿Qué tipo de rotor llevan los motores monofásicos de 8. ¿Por qué llamamos al motor de rotor en cortocircuito espira en cortocircuito? motor de jaula de ardilla? 29. ¿Qué tipo de motor llevará una batidora de brazo Describir los tipos de arranque de motores monofásicos y doméstica? asíncronos trifásicos 30. ¿A qué motor de corriente continua es análogo el 9. ¿A qué llamamos deslizamiento? motor universal? 10. ¿Cómo se realiza la conexión estrella en un motor trifá- Instalar las protecciones de los motores. Medir los pará- sico de corriente alterna? metros básicos (tensión, intensidad, potencia, entre otros). 11. ¿Qué relación existe entre la tensión de línea y la Verificar el correcto funcionamiento de las instalaciones. tensión a la que quedan sometidas cada fase en la Verificar los síntomas de la avería a través de las medidas. conexión estrella? 31. ¿Qué protecciones han de incorporar las instalaciones 12. ¿Cómo han de ser las tensiones de línea y de fase para motores eléctricos? para conectar un motor trifásico en triángulo? 32. ¿Qué ocurrirá si protegemos las sobrecargas de un 13. ¿Qué conexión harías a un motor trifásico de tensiones motor trifásico solo con fusibles unipolares? de funcionamiento 230/400 V si la tensión de la línea 33. ¿Podemos utilizar fusibles con la indicación aM para es de 400 V? proteger las sobrecargas de un motor eléctrico? 14. Nombra los sistemas más utilizados para amortiguar 34. ¿Qué tipo de curva de disparo han de tener los in- la intensidad en el arranque de los motores de jaula terruptores magnetotérmicos para proteger las sobre- de ardilla. cargas en motores eléctricos? 15. ¿Qué relación existe entre la intensidad absorbida por 35. ¿Qué aparato utilizaremos para comprobar la conti- un mismo motor si lo arrancamos en estrella o si lo nuidad de los bobinados de un motor? ¿Cómo lo com- arrancamos en triángulo? probaríamos? 16. ¿Qué conexión utilizamos si se puentean en la placa 36. ¿Qué aparato utilizaremos para comprobar la resis- de bornes los terminales U2, V2 y W2? tencia de aislamiento de los bobinados de un motor? 17. ¿Cuántos bornes hay en la placa de un motor trifásico ¿Cómo lo comprobaríamos? de rotor bobinado? ¿Cuáles serán sus indicaciones? 37. Responde a las siguientes cuestiones: 18. ¿Por qué se sacan a la placa de bornes solo tres pun- tas del bobinado rotórico? a) Para un motor que funciona a una tensión de 230 V, ¿a qué tensión de corriente continua habrá 19. ¿Qué habrá que hacer para que un motor trifásico que someterlo para realizar el ensayo de la resis- cambie su sentido de giro? tencia de aislamiento? 20. ¿Cambia el sentido de giro un motor trifásico si permu- b) ¿Qué valor de resistencia de aislamiento debe tamos las tres fases que le llegan a la placa de bornes? tener como mínimo? 21. Nombra los tipos de motores monofásicos más utilizados. 38. Cuando conectamos un motor a la red, se desconecta 22. ¿Por qué hay que utilizar algún sistema de arranque el interruptor diferencial. ¿De qué tipo de anomalía se en los motores monofásicos? trata? ¿Cómo se puede localizar? 304
- 19. Motores eléctricos 11 Práctica final Práctica 11.1 Práctica 11.2 Accionamiento mediante interruptor tripolar de Accionamiento mediante interruptor tripolar de tres lámparas en conexión estrella. tres lámparas en conexión triángulo. Esquema 11.1. Lámparas en conexión estrella. Esquema 11.2. Lámparas en conexión triángulo. Conexión Conexión Sistema equilibrado Sistema desequilibrado Sistema equilibrado Sistema desequilibrado estrella triángulo Tensión L1-L2 L2-L3 L1-L3 L1-L2 L2-L3 L1-L3 Tensión L1-L2 L2-L3 L1-L3 L1-L2 L2-L3 L1-L3 de línea de línea Tensión U1-U2 V1-V2 W1-W2 U1-U2 V1-V2 W1-W2 Tensión U1-U2 V1-V2 W1-W2 U1-U2 V1-V2 W1-W2 de fase de fase Intensidad L1 L2 L3 L1 L2 L3 Intensidad L1 L2 L3 L1 L2 L3 de línea de línea Intensidad U V W U V W Intensidad U V W U V W de fase de fase Tabla 11.2. Recogida de datos de la práctica 11.1. Tabla 11.3. Recogida de datos de la práctica 11.2. Cuestiones: 1. Realiza las medidas correspondientes para completar la Tabla 11.2 y 11.3 conectando primero tres lámparas de las mismas características para un sistema equilibrado. Después, sustituye una de las tres lámparas por otra de distintas características para obtener un sistema desequilibrado. 2. Suponiendo que las lámparas sean de 230 V cada una, ¿a qué tensión habrá que conectar el circuito para que den su máximo rendimiento? 3. Si quitamos la lámpara E1, ¿cómo afecta al resto de las lámparas? 4. Si desconectamos la fase L1, ¿cómo afecta al resto de las lámparas? 305
- 20. 11 Motores eléctricos Práctica final Práctica 11.3 Práctica 11.5 Accionamiento mediante disyuntor magnetotér- Accionamiento mediante disyuntor magneto- mico tripolar de un motor trifásico de corriente térmico tripolar y arrancador estrella triángulo alterna. manual de un motor trifásico de corriente alterna. Realiza el montaje de la instalación como el representado Este accionamiento está destinado a conectar y proteger el en la Figura 11.36. motor mediante el disyuntor magnetotérmico añadiendo a la instalación el accionamiento del motor en estrella-trián- En la prueba de la práctica: gulo para amortiguar la intensidad en el arranque. • Haz que el motor gire en los dos sentidos. • Conecta el motor tanto en estrella como en triángulo. Cuestiones: • Mediante pinza amperimétrica mide las intensidades de 1. Realiza el esquema de conexiones. arranque y de régimen en las dos conexiones. 2. Suponiendo que el motor sea de 230/400 V, ¿qué ten- • Comprueba el equilibrio de fases. sión deberá tener la red para poder realizar el arran- que estrella-triángulo? Razona tu respuesta. Cuestiones: 3. ¿Qué función hace el arrancador estrella-triángulo 1. Realiza el esquema de conexiones. para provocar el cambio de conexión en el motor? 2. Suponiendo que el motor sea de 230/400 V, ¿a qué 4. ¿En cuál de las dos conexiones gira el motor a mayor tensión habrá que conectarlo a la red si realizamos la velocidad? conexión estrella? Razona tu respuesta. 5. ¿Dónde utilizaremos este tipo de instalación? 3. ¿Y si realizamos la conexión triángulo? Razona tu res- puesta. Práctica 11.6 Práctica 11.4 Accionamiento mediante interruptor bipolar de un motor monofásico de corriente alterna de bobi- Accionamiento mediante disyuntor magnetotér- nado auxiliar de arranque. mico tripolar e inversor manual, de un motor tri- En la prueba de la práctica: fásico de corriente alterna. • Mide las intensidades tanto de arranque como de ré- Este accionamiento está destinado a conectar y proteger el gimen. motor mediante el disyuntor magnetotérmico, añadiendo a la instalación la posibilidad de que el motor gire en los • Haz que el motor gire en los dos sentidos. dos sentidos sin necesidad de manipular las conexiones del motor. Cuestiones: 1. Realiza el esquema de conexiones. Cuestiones: 2. ¿Cómo provocamos el cambio de sentido de giro en el 1. Realiza el esquema de conexiones. motor monofásico? 2. ¿Qué función hace el inversor manual para provocar 3. ¿Qué le ocurre al motor si le quitamos el condensador el cambio de sentido de giro en el motor? de arranque? 3. ¿Dónde utilizaremos este tipo de instalación? 4. Realiza la medida de continuidad de la fase principal 4. ¿Qué ocurre si el motor se queda a dos fases mientras y auxiliar del motor y analiza el resultado. está funcionando? 5. Realiza la medida de la resistencia de aislamiento y 5. ¿Para qué utilizamos en la instalación el disyuntor comprueba si cumple con la normativa. magnetotérmico? 6. Con la ayuda de la pinza amperimétrica, realiza la 6. Realiza la medida de continuidad de cada una de las medida de las intensidades de arranque y nominal de fases del motor y analiza el resultado. los dos bobinados. 306