MOTOR AC
Se denomina motor de corriente alterna a aquellos motores electricos que funcionan con corriente alterna.
Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una
forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un
motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por
medio de la acción mutua de los campos magnéticos.
SE CLASIFICAN POR SU VELOCIDAD DE GIRO, POR EL TIPO DE ROTOR Y POR EL
NUMERO DE FASES DE ALIMENTACION.
POR SU VELOCIDAD DE GIRO:
MOTORES
SÍNCRONOS
Los motores síncronos son un tipo de motor de corriente alterna. Su velocidad
de giro es constante y depende de la frecuencia
de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectada y por el número de
pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de
sincronismo".
MOTORES
CON UN ROTOR DE IMÁN PERMANENTE
Los motores de imanes permanentes son motores eléctricos cuyo funcionamiento se basa en
imanes permanentes (motores de IP). Existen diversos tipos, siendo los más
conocidos:
- Motores
de corriente continua de IP
- Motores
de corriente alterna de IP
- Motores
paso a paso de IP
ASINCRONOS
Los motores asíncronos o de
inducción son un tipo de motor de corriente alterna. El primer
prototipo de motor eléctrico capaz de funcionar con corriente alterna fue
desarrollado y construido por el ingeniero Nikola Tesla
y presentado en el American Institute of Electrical Engineers (en
español, Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos, actualmente IEEE) en 1888.
El motor asíncrono trifásico
está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: a) de
jaula de ardilla; b) bobinado, y un estátor,
en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están
desfasadas entre sí 120º en el espacio. Según el Teorema de Ferraris,
cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas
equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es también de 120º, se induce un campo
magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético
variable va a inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducción de Faraday: La diferencia
entre el motor a inducción y el
motor universal es que en el motor a inducción el rotor no es un imán
permanente sino que es un electroimán. Tiene barras de conducción en todo su
largo, incrustadas en ranuras a distancias uniformes alrededor de la perifería.
Las barras están conectadas con anillos(en cortocircuito como dicen los
electricistas) a cada extremidad del rotor. Estan soldadas a las extremidades
de las barras. Este ensamblado se parece a las pequeñas jaulas rotativas para
ejercer a mascotas como hamsters y por eso a veces se llama "jaula de
ardillas", y los motores de inducción se llaman motores de jaula de
ardilla.
POR EL TIPO DE ROTOR
MOTORES
CON COLECTOR
En ingeniería
eléctrica, un colector
es un método de hacer una conexión eléctrica a través de un ensamblaje
rotativo. Los colectores también son llamados anillos rotatorios, anillos deslizantes (del inglés slip ring),
interfaces eléctricas rotativas,
conectores eléctricos rotativos
o junta eléctrica rotativa, son
comúnmente hallados en maquinas eléctricas de corriente alterna como generadores,
alternadores, turbinas de viento, en las cuales conecta
las corriente de campo o excitación con el bobinado del rotor. En el caso
especial de las maquinas eléctricas de corriente continua
(motores y generadores) se usa un conmutador.
Como regla general, se tienen tantos colectores como bobinas se tengan en el
campo, por consiguiente, como fases tenga el sistema
MOTORES
DE JAULA DE ARDILLA
Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en
un motor de inducción de corriente
alterna. Un motor
eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama
"motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro
montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio
o de cobre
con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito
los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta
jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster
(ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).
La base del rotor se construye
con láminas de hierro
apiladas. El dibujo muestra solamente tres capas de apilado pero se pueden
utilizar muchas más.
Los devanados inductores en
el estator
de un motor de inducción instan al campo
magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este
campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras
conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en
los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo una fuerza que
actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para dar vuelta al eje. En
efecto, el rotor se lleva alrededor el campo magnético, pero en un índice
levemente más lento de la rotación. La diferencia en velocidad se llama "deslizamiento" y
aumenta con la carga.
POR SU NUMERO DE
FASES DE ALIMENTACION
MOTORES MONOFÁSICOS
Este tipo de motor es muy utilizado en electrodomésticos porque pueden
funcionar con redes monofásicas algo que ocurre con nuestras viviendas.
En los motores monofásicos no resulta sencillo iniciar el
campo giratorio
MOTORES BIFÁSICOS.
MOTORES
TRIFÁSICOS
Son los motores más utilizados,
pues los motores monofásicos tienen limitación de
potencia, y además de esto suministran rendimientos y pares menores, lo que
aumenta
su costo operacional.
Las tensiones trifásicas más utilizadas son 220 V, 380 V y 440 V.
MOTOR DC
El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica continua en mecánica, provocando un movimiento
rotatorio. En la actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen movimiento
rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción sobre un riel.
Estos motores se conocen como motores lineales.
Esta máquina de [corriente continua)
es una de las más versátiles en la industria. Su fácil control de posición,
paro y velocidad la han convertido en una de las mejores opciones en
aplicaciones de control y automatización de procesos. Pero con la llegada de la
electrónica su uso ha disminuido en gran medida, pues los motores de corriente
alterna, del tipo asíncrono, pueden ser controlados de igual
forma a precios más accesibles para el consumidor medio de la industria. A
pesar de esto los motores de corriente continua se siguen utilizando en muchas
aplicaciones de potencia (trenes y tranvías) o de precisión (máquinas, micro
motor, etc.)
La principal característica
del motor de corriente continua es la posibilidad de regular la velocidad desde
vacío a plena carga.
Su principal inconveniente,
el mantenimiento, muy caro y laborioso.
Una máquina de corriente
continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes, un
estator que da soporte mecánico al aparato y tiene un hueco en el centro
generalmente de forma cilíndrica. En el estator además se encuentran los polos,
que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre núcleo
de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con
núcleo, al que llega la corriente mediante dos escobillas.
También se construyen motores
de CC con el rotor de imanes permanentes para aplicaciones especiales.
ESTOS MOTORES SE CLASIFICAN SEGUN LA FUNCION DE LOS BOBINADOS DEL INDUCTOR E INDUCIDO.
MOTORES SERIE
El motor serie o motor de
excitación en serie, es un tipo de motor
eléctrico de corriente continua en el cual el inducido y el
devanado inductor o de excitación van conectados en serie. Por lo tanto, la
corriente de excitación o del inductor es también la corriente del inducido
absorbida por el motor.
Las principales
características de este motor son:
- Se embala cuando funciona
en vacío, debido a que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta
al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este disminuye al aumentar
la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el
inducido.
- La potencia es casi
constante a cualquier velocidad.
- Le afectan poco la
variaciones bruscas de la tensión de alimentación, ya que un aumento de esta
provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contra
electromotriz, estabilizándose la intensidad absorbida.
MOTORES SHUNT
El motor shunt o motor
de excitación en paralelo es un motor
eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor
principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por
los bobinados inducido e inductor auxiliar.
Al igual que en los dinamos shunt, las bobinas principales
están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la
resistencia del bobinado inductor principal
es muy grande.
En el instante del arranque,
el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie, (también uno de los
componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida,
el régimen de giro apenas sufre variación.
Es el tipo de motor de
corriente continua cuya velocidad no disminuye mas que ligeramente cuando el
par aumenta. Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para
aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del
control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades
(por medio del control del campo). El motor en derivación se utiliza en
aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los
generadores de corriente continua en los grupos motogeneradores de corriente
continua
MOTOR DE EXCITACIÓN COMPUESTA
Un motor compound (o motor de
excitación compuesta) es un Motor eléctrico de corriente continua
cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno
dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con
el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor
auxiliar.
Los motores compuestos tienen
un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el
cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con
la armadura y lleva la corriente de armadura.
El flujo del campo serie
varia directamente a medida que la corriente de armadura varía, y es
directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal
que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound
se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound
acumulativo.
Esto provee una
característica de velocidad que no es tan “dura” o plana como la del motor shunt, ni tan “suave” como la de un motor serie. Un motor compound tiene un
limitado rango de debilitamiento de campo; la debilitación del campo puede
resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga. Los motores
de corriente continua compound son algunas veces utilizados donde se requiera
una respuesta estable de par constante para
un rango de velocidades amplio.
El motor compound es un motor
de excitación o campo independiente con propiedades de motor serie. El motor da
un par constante por medio del campo independiente al que se suma el campo
serie con un valor de carga igual que el del inducido. Cuantos más amperios
pasan por el inducido mas campo serie se origina, claro está, siempre sin pasar
del consumo nominal.
MOTOR UNIVERSAL
Los motores universales son motores en serie de potencia fraccional,
de corriente alterna, diseñados especialmente para usarse en potencia
ya sea de corriente continua o de corriente alterna. Recordemos que el
motor serie de corriente continua se caracteriza por disponer de un
fuerte par de arranque y que la velocidad del rotor varía en sentido
inverso de la carga, pudiendo llegar a embalarse cuando funciona en
vacío. Estos motores tienen la misma característica de velocidad y par
cuando funcionan en c.a. o en c.c. En general, los motores universales
pequeños no requieren devanados compensadores debido a que el número de
espiras de su armadura es reducido y por lo tanto, también lo será su
reactancia de armadura. Como resultado, los motores inferiores a 3/8 de
caballo de fuerza generalmente se construyen sin compensación. El costo
de los motores universales no compensados es relativamente bajo por lo
que su aplicación es muy común en aparatos domésticos ligeros, por
ejemplo: aspiradoras, taladros de mano, licuadoras, etc. El motor
universal es sin duda, el más utilizado en la industria del
electrodoméstico. Su nombre deriva del hecho de que puede funcionar
tanto en corriente alterna como en corriente continua. Para que un motor
de este tipo pueda funcionar con c.a. es necesario que el empilado de
su inductor (el núcleo de los electroimanes) sea de chapa magnética para
evitar las corrientes de Foucault. Por otra parte, la conmutación
resulta en los motores universales que en los de corriente continua, por
lo que la vida de las escobillas y el colector es más corta,
inconveniente que reduce mucho el campo de aplicación de los motores
universales.
Los motores universales grandes tienen algún tipo
de compensación. Normalmente se trata del devanado compensador del motor
serie o un devanado de campo distribuido especialmente para
contrarrestar los problemas de la reacción de armadura.
Su esquema de conexiones y sus características de funcionamiento corresponden a las de un motor serie.
El estator de los motores universales que se utilizan en
electrodomésticos (y también para otros servicios) suele ser bipolar,
con dos bobinas inductoras.
La parte más delicada y de
construcción más laboriosa de estos motores es el rotor o inducido.
Núcleo, bobinados, colector y eje requieren una construcción muy
cuidada. En general, los motores universales para electrodomésticos
están calculados para girar a altas velocidades; y como los entrehierros
son pequeños, cualquier descentramiento o desequilibrio existente en el
conjunto rotor produce vibraciones que pueden perturbar el
funcionamiento y dañar seriamente el motor. Estos motores se someten a
una operación de equilibrado que se efectúa con complicados instrumentos
electrónicos.
El eje, que gira a gran velocidad, debe
sustentarse en rodamientos de bolas o sobre casquillos de bronce poroso
autolubricantes.
La velocidad de estos motores depende de la
carga: a más carga, menos velocidad y viceversa. Esta propiedad y el
poseer un elevado par de arranque son lo más característico de los
motores universales.
