Motores y aplicaciones industriales

Unidad III

INTRODUCCION

En este trabajo de la unidad 3. Motores y aplicaciones industriales

Vamos a explicar dos tipos de motores el de inducción y el de corriente continua así como el arranque que hay en cada uno.

Al igual trataremos el tema de instalaciones eléctricas en nuestra casa u oficina. Existe un reglamento para las obras de instalación eléctrica. Las partes de una instalación. En un circuito derivado debe de haber varias protecciones las cuales mencionaremos en el texto siguiente. Y no por ser menos importantes definiremos los relevadores.

Espero que este trabajo sirva para que más adelante podremos llevarlo a la práctica.

UNIDAD III.- MOTORES Y APLICACIONES INDUSTRIALES

3.1. MOTOR DE INDUCCION

Una maquina eléctrica es un dispositivo que trasforma la energía en otra energía, o bien, en la energía eléctrica pero con una presentación distinta, pasando esta energía por una etapa de almacenamiento en un campo magnético. Se clasifican en tres grandes grupos: generadores, motores y trasformadores.

Los generadores trasforman la energía mecánica den eléctrica, mientras que los motores trasforman la energía eléctrica en mecánica, haciendo girar un eje. El motor de inducción se puede clasificar en motor de corriente continua o de motor de corriente alterna

El motor de inducción, recibe este nombre debido a que al igual que el trasformador opera bajo el principio de la inducción electromecánica. Este tipo de motores no llega a trabajar nunca a velocidad síncrona. También se le conoce como motores asíncronos.

Los motores asíncronos o de inducción, son aquellos motores eléctricos, en los que el rotor nunca llega a girar e las mismas frecuencia con la que lo hace el campo magnético del estator, si fuera así, la corriente inducida seria cero y no se proporcionaría “flujo” o par magnético, por lo tanto, se debe deslizar con retraso a su velocidad para producir par

La diferencia entre el motor a inducción y el motor síncrono, es que en el motor a inducción, el rotor no es un imán permanente, sino que, es un electroimán.

Ya que el motor de inducción funciona por repulsión magnética, en lugar de por atracción como el motor síncrono, ha sido llamado “motor a inducción repulsiva”.

Los motores de inducción por el número de fases se clasifican en general como:

A) Trifásicos

B) Bifásicos

C) Monobásicos

Por tipo de rotor pueden ser:

A) De rotor devanado

B) De rotor jaula de ardilla

* Elementos que constituyen un motor de inducción

Un motor de inducción está constituido fundamentalmente por los siguientes elementos:

1) ESTATOR: Está formado por paquetes de laminas de acero al silicio troquelados, el estator representa una de las partes del circuito magnético del motor, así mismo, está constituido por paquetes de lamina troqueladas en forma de ranuras con el objeto de que el bobinado del estator pueda alojarse en dichas ranuras.

2) ROTOR:

A) Rotor de jaula de ardilla: el bobinado está constituido por barras que se vacían sobre el rotor destinado para este fin. Los motores de inducción de jaula de ardilla son de construcción mucho más simples que los de rotor devanado. No tiene conmutador, anillo rozantes ni contactos móviles entre el rotor y el estator.

Ventajas:

▪ Costo inicial bajo

▪ su rotor es de construcción simple

▪ Es compacto y su instalación ocupa poco espacio

▪ No produce chispas que pudieran provocar incendios

▪ Lleva poco equipo de control ya que no necesita control en el motor.

Desventajas:

▪ Su corriente de arranque es relativamente alta

▪ El par de arranque es fijo en un motor dado.

B) Rotor devanado: se fabrican con conductores de cobre en general aislados del núcleo de hierro y se conectan en estrella. Debido a su alto costo inicial y mayores costos de mantenimiento, los rotores devanados se usan solo cuando:

1) Se necesitan altos pares de arranque

2) Se desea controlar la velocidad

3) Se introducen voltajes externos al rotor

Ventajas:

▪ En ellos se pueden desarrollar un alto par de arranque con corriente de arranque bajo y además pueda operar a plena carga con pequeño “desplazamiento” y con eficiencia.

▪ Se puede cambiar el desplazamiento, cambiando la resistencia del rotor.

Desventajas:

▪ Produce chispas que pudieran provocar un incendio

▪ Requiere de un mantenimiento constante

3.1.1.- ARRANQUE DEL MOTOR DE INDUCCION A TENSION

PELANA O TENSION REDUCIDA

En la mayoría de zonas, tanto residenciales como industriales, los pequeños SCIM de hasta pocos caballos, pueden arrancarse conectándolos directamente a la red como caídas de poca importancia en la tensión de alimentación y con escaso o nulo retraso en su aceleración hasta alcanzar su velocidad nominal.

El arranque por conexión directa a la red no debe evitarse si las líneas son de capacidad suficiente para proporcionar la tensión y corriente nominales requeridas por el motor de inducción, puesto que este arranque no debe dañar de ninguna manera al motor de inducción.

Cuando las líneas de alimentación son de capacidad limitada es comparación con la corriente de arranque absorbida por un motor de inducción, existe, no obstante, la posibilidad de que, debido a la gran corriente, la caída de tensión y la correspondiente tensión reducida de la línea, el motor que no esta arrancado puede absorber corriente excesiva en el rotor y el estator.

En el momento de arranque, la corriente del rotor está determinada por su impedancia a un rotor bloqueado; lo tanto si la tensión del estator se redujese a la mitad, la corriente de arranque también se reducirá en la misma proporción, o sea, a aproximadamente a tres veces de a corriente nominal.

❖ Arranque del motor de inducción a tensión plena.

Se puede poner en marcha desde la línea con una caída de voltaje que es de poca importancia en la fuente de voltaje y con un retardo pequeño o sin retardo para acercarse a su velocidad nominal. Este es el método más sencillo de arranque para el motor polifásico de inducción en jaula de ardilla, para esto, se puede empelar dispositivos de arranques, manuales o magnéticos.

Se empela cuando la corriente demandada, no produce perturbaciones en la red y cuando la carga puede soportar el par de arranque, ya que hay que considerar que, en donde las tomas de suministro son de capacidad limitada en comparación con la corriente de arranque que toma un motor de inducción.

El quipo de protección de motor y de la línea puede desconectar a este después de un intervalo corto, haciendo necesario volver a arrancar el motor, de nuevo con perturbación en el voltaje de línea. Las fluctuaciones frecuentes de voltaje pueden afectar también el quipo electrónico y a la iluminación al motor, al grado de que se necesite algún método alterno para arrancar al motor de inducción, para limitar la corriente de arranque.

❖ Arranque a tensión reducida

Esta manera de arrancar los motores obedece a alguna de las siguientes razones: se desea disminuir la corriente de arranque demandada por el motor, o bien, acelerar suavemente la carga, esto es, disminuir el par.

Formas para lograr esta manera de arranque:

a) Resistencias primarias

b) Reactancias

c) Autotransformadores

d) Estrella- delta

e) Devanado partido

Clasificación general de las distintas formas de arrancar un motor a tensión reducida:

3.2.- MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA

Un motor de corriente continua está compuesto de un estator y un rotor. En muchos motores de corriente continua generalmente los más pequeños, el estator está compuesto de imanes para crear un campo magnético. En motores de corriente continua mas grades este campo magnético se logra con débanos de excitación de campo.

El rotor es un dispositivo que gira en el centro del motor y está compuesto de arrollados de cable conductores de corriente continua. Esta corriente continua es suministrada al rotor por medio de las “escobillas” generalmente fabricadas de carbón.

❖ Principios básicos de funcionamiento

Cuando un conductor por el que fluye una corriente continua es colocado bajo la influencia de un campo magnético, se introduce sobre él, (el conductor) una fuerza que es perpendicular tanto a las líneas de campo magnético como al sentido del flujo de la corriente.

3.2.1.- ARRANQUE DEL MOTOR DE CORRIENTE ELECTRICA

En el momento de arranque, la fuerza contraelectromotriz en el motor vale cero porque la armadura no está girando. Para un valor pequeño de la resistencia de un circuito de la armadura, la corriente de arranque en la armadura será sumamente alta si el valor específico de Vs se aplica a través de las terminales de la armadura. La corriente en exceso puede casar un daño permanente a los débanos de la armadura. Por tanto, un motor de corriente continua debe arrancarse a su voltaje específico. Con objeto de arrancar un motor de corriente continua debe

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