INFO DE ELECTRICIDAD CONEX ETC..docx

8/19/2019 INFO DE ELECTRICIDAD CONEX ETC..docx

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Pruebas de funcionamiento

Historial de un motor de c. a.

Una vez terminadas las operaciones de bobinado, y cuando las circunstancias lo permitan, sedeben realizar, al motor reparado, todas las pruebas y mediciones posibles. En nuestro caso,las mediciones que se realicen reforzarán los conceptos de las medidas eléctricas estudiadosen electrotecnia.

Conceptos en placa de bornes

La placa de bornes se conectará dependiendo de la tensión de la red y de la tensión de losbobinados de fase. El motor se puede conectar en estrella o en triángulo.

En la siguiente figura se observa como la intensidad en la lnea es la misma que la intensidaden fase.

La cone!ión en triángulo se realizará, por e"emplo, en una lnea de #$%#& '. La red trifásica de%#& ' está en desuso, por lo que los motores conectados a una red trifásica de (&& ' seconecta en estrella. En la siguiente figura se observa como la tensión en una lnea es lamisma que la tensión de fase.



)edida de tensión en un sistema trifásico

Es conveniente realizar la medida de tensión en un sistema trifásico de cualquier medida

posterior para verificar que el sistema está equilibrado. *i está comprobado no se +a realizadopreviamente, las demás medidas pueden estar erróneas.

Los tres voltmetros deben dar un mismo valor de tensión.

)edida de intensidades en un mismo motor trifásico de corriente alterna

ara medir en un motor trifásico en estado de funcionamiento, se utiliza la pinzaamperimétrica o electropinza. La pinza amperimétrica permite realizar la medida de intensidadsin interrupción del circuito para la cone!ión del ampermetro.



En la siguiente figura se observa la medición de intensidad en una fase. *i el sistema estáequilibrado, las tres fases deberán medir igual.

Un motor trifásico de inducción constituye un sistema de potencia trifásico equilibrado y, portanto, la suma de sus tres intensidades de lnea da, en todo instante, un valor de ceroamperios.

En la siguiente imagen se observa la medición de dos fases de un motor en un sistematrifásico, con indicación del sentido de las fases.

En la medida de intensidad de las tres fases del motor en un sistema trifásico, la suma deintensidades debe ser cero, si el sistema está equilibrado, ya que la suma de las intensidadesque salen-

lu lv l/ 0 &

En la siguiente figura se indica la medición de las tres fases y los sentidos de las intensidades.

)edida de potencia de un motor en un sistema trifásico

La medición de potencia se puede realizar en un sistema equilibrado o en un sistemadesequilibrado.

En ambos sistemas, se pueden dar las circunstancias con neutro o sin neutro.

En un sistema trifásico equilibrado, con neutro y sin neutro, las potencias activas de las fasesson iguales1 por lo tanto, con la medición de una fase tendremos la potencia del circuito-

2 0 % 0 #

3anto para la cone!ión estrella como para la cone!ión triángulo, lo potencia de una fase será-

2 0 % 0 # 0 Uf 4 5f 4 cos

or lo tanto la potencia será-

0 # 4 Uf 4 5f 4 cos

*i recordamos que para la cone!ión estrella la tensión en fase es-

UL

Uf 0 6666666

7#

or lo tanto-



UL

0 6666666 4 5L 4 cos 0 7 # 4 UL 4 5f 4 cos

7#

ara lo potencia activa en triángulo, se determinará si-

2 0 % 0 # 0 5f 4 5f 4 cos

8 la en un sistema trifásico es-

0 # 4 Uf 4 5f 4 cos

*i para cone!ión triángulo es-

5L

5f 0 666666

7#

La potencia activa en triángulo será-

5L

0 # 4 UL 4 6666666 4 cos 0 7# 4 UL 4 5L 4 cos

7#

En la siguiente figura se puede ver la medición de potencia, con un vatmetro, en un sistematrifásico equilibrado a tres +ilos. Como se observa, en este monta"e obliga a tener accesibleslos seis bornes de cone!ión del motor para instalar el vatmetro en las cone!iones dentro delbobinado de fase.

or este inconveniente, no se utiliza este monta"e.

En el monta"e de la siguiente figura, la creación de un neutro artificial permite la medición de lapotencia en el bobinado donde se +a conectado el vatmetro1 como se trata de un circuito

equilibrado, podemos determinar la potencia del motor.

Las resistencias 9% y 9# que constituyen el neutro artificial deberán ser del mismo valor quela resistencia interna del vatmetro.

En un sistema desequilibrado, tanto en cone!ión estrella como en cone!ión triángulo, sepueden obtener da potencia activa conectando tres vatmetros monofásicos o un vatmetro



trifásico. En la siguiente figura se puede ver la medida de potencia en un sistemadesequilibrado mediante tres vatmetros monofásicos.

En un sistema trifásico con neutro, los tres vatmetros conectarán los finales de la bobinavoltimétrica en el +ilo nutro.

)étodo :rón

)ediante el sistema de los dos vatmetros, o cone!ión :rón, se mide la potencia de unsistema trifásico a tres +ilos, tanto equilibrado como desequilibrado.

La cone!ión :rón, o de los dos vatmetros, se efect;a como se indica en la siguiente figura.

*iempre que el factor de potencia <cos = de la carga sea mayor de &.> la potencia trifásica esigual a la suma de la lectura de los dos vatmetros.

0 ?2 ?%

Es el método que se utiliza normalmente para un sistema de tres +ilos, en nuestro caso enparticular, es decir, para motores trifásicos a plena carga <cos @ &.>=, es el método ideal.

)edida de la potencia reactiva <A= de un motor en un sistema trifásico

ara determinar la potencia reactiva, recurrimos a la formula-

A 0 U2 4 52 4 sen 2 U% 4 5% 4 sen % U# 4 5# 4 sen #

La potencia resultante puede ser positiva o negativa, dependiendo de si la carga es inductiva

o capacitiva. En el caso de la potencia inductiva, siempre es positiva.

El vármetro <vatmetro reactivo= se utiliza poco debido a su complicada construcción, ya quesu circuito de tensión con un desfase de B& respecto a la de la lnea, mediante un monta"eespecial del propio aparato.

La medida de la potencia reactiva se puede +acer por dos métodos diferentes utilizandovatmetros de potencia activa-

)étodo :rón

Donde-

A 0 7# 4 <?2 6 ?%=

*iendo-

?2 @ ?% en receptor inductivo.



?2 ?% en receptor capacitivo.

La siguiente figura corresponde al monta"e para mediciones de potencia reactiva por elmétodo :rón.

)étodo 9ig+i

Utiliza tres vatmetros de potencia activa, conectados como se indica en la siguiente figura.

El valor de la potencia reactiva trifásica viene dado por la e!presión-

?2 6 ?% % 4 ?#

A 0 666666666666666666666666

7#

)edida de resistencia ó+mica <9= e inductivas <FL= de cada fase

La resistencia <9=, también llamada resistencia efectiva, origina una corriente inductiva mnimaal ser recorrida por la corriente alterna, que en la mayora de los casos no se tiene en cuenta.

En el caso de una resistencia ó+mica, el valor de la resistencia es igual al valor de laimpedancia <9 0 G=.

La resistencia ó+mica es un bobinado se puede medir mediante el procedimiento de puentede resistencias de manera directa.

3ambién se puede determinar la resistencia ó+mica de un circuito, conectado a una red decorriente continua, mediante vatmetro y un ampermetro-

Conocida la tensión y la intensidad, podemos determinar la resistencia mediante la e!presión-

U

9 0 666666

5

*i la red es de corriente alterna, se puede determinar el factor de potencia calculando lapotencia aparente <*= mediante el producto entre los valores de las mediciones del voltmetroy el ampermetro, as como la potencia activa <= mediante la lectura del vatmetro.

Cos 0 666666



*

or ser una potencia ó+mica, el valor del factor de potencia deberá ser la unidad.

En la siguiente figura se puede ver la medición de la intensidad, tensión y potencia activa enun circuito trifásico equilibrado de resistencia ó+mica.

La resistencia inductiva <FL= es la resistencia que se crea cuando un +ilo conductor se arrollasobre un n;cleo magnético constituyendo una bobina.

Una bobina, además de originar una resistencia inductiva cuando se conecta en una fuente dealimentación alterna, tiene además una resistencia ó+mica.

ara determinar la inductancia del circuito trifásico equilibrado en la siguiente figura, seemplea un voltmetro, un ampermetro y un vatmetro.

La impedancia de una fase se obtiene mediante la Ley de H+m-

U

G 0 66666 0 7 9I FLI

5

Donde-

9 0 resistencia ó+mica FL 0 resistencia inductiva

La potencia aparente <*= será la que resulte del producto de los valores obtenidos en elampermetro y el voltmetro-

* 0 U 4 5 0 7 I AI

0 potencia indicada en el vatmetro

A 0 potencia originada por la inductancia.

El factor de potencia será-

Cos 0 66666

*

or lo tanto-



A

*en 0 666666

*

ara obtener la resistencia inductiva, se debe recurrir a la impedancia y al factor de potencia-

FL 0 G 4 sen

'elocidad de giro de un motor asncrono

En los alternadores y motores de corriente alterna, el n;mero de polos es el que determina lavelocidad de la maquina cuando la frecuencia es constante.

Como se estudió en la unidad anterior, la frecuencia industrial en Europa es de >& Jz, lo queindica que el n;mero de polos de la máquina será el referente de la velocidad de la máquinade corriente alterna. La e!presión de la frecuencia es-

n* 4

f 0 66666666666

K&

Donde-

f 0 frecuencia en Jz

ns 0 velocidad de sincronismo o del campo giratorio en rpm.



0 n;mero de pares de polos.

Despe"ando la velocidad de giro-

f 4 K&

ns 0 666666666

La velocidad del rotor siempre será menor que la velocidad del campo giratorio del estator, yaque si alcanzaran la misma, no se produciran cortes de lneas de fuerza y, por lo tanto, noe!istira movimiento relativo entre ambos.

La velocidad de rotor suele oscilar entre el 2 y el M menor que la velocidad desincronismo.

El deslizamiento es la diferencia entre la velocidad del campo giratorio y la velocidad del rotor,e!presado en porcenta"e <=.

n* 6 n

* 0 66666666666 4 2&&

n*

El valor absoluto del deslizamiento vale-

* 0 n* 6 n

Donde-

s 0 deslizamiento en valor absoluto

s% 0 deslizamiento en tanto por ciento

n,= velocidad del campo giratorio <velocidad de sincronismo= n = velocidad del rotor

El deslizamiento disminuye al aumentar la potencia del motor1 por el contrario, al aumentar la

potencia aumentan el factor de potencia y el rendimiento.

En la siguiente figura se puede observar cómo se mide la velocidad de giro mediante untacómetro de contacto <fototacómetro=.



)edida del factor de potencia <cos =

La medida del factor de potencia <cos =, como se +a estudiado anteriormente, se puedecalcular a partir del cociente entre la potencia activa y la potencia aparente.

Cos 0 666666

*

En los circuitos trifásicos, la medida directa es la más utilizada, y se obtiene mediante unfasmetro trifásico, como el de la siguiente figura.



El cos también se puede medir directamente y sin interrumpir el circuito con la tenazafasmetrica, preparada con un conmutador de polaridad para la desviaciones negativas de laagu"a.

)edida de aislamiento

La medida de aislamiento se realiza para comprobar si dos partes independientes de lamáquina están o no comunicadas eléctricamente.

El aislamiento es uno de los factores más importantes para que la máquina pueda estar enperfecto estado de funcionamiento.

ara ello, se recurre a la medida de resistencia de aislamiento y al ensayo dieléctrico o rigidezdieléctrica.

Neneralmente, estas mediciones se realizan entre coda uno de los circuitos eléctricos y masa,y entre coda uno de los circuitos eléctricos, que deben estar aislados entre si.

La medida de aislamiento se realiza con un medidor de aislamiento <megger=.

La resistencia de aislamiento, dada por el CE5 <Comité Electrotécnico 5nternacional=recomienda que el valor mnimo de aislamiento sea de 2 &&& *% por voltio1 por consiguiente,seg;n la e!presión será-

9aisl @ 2&&& 4 U

Donde-

9aisl 0 resistencia de aislamientocon un valor mnimo de %>& O

U 0 tensión mayor de los bobinados en voltios

)edida de rigidez dieléctrica



El ensayo de rigidez dieléctrica se puede definir como la prueba que se le realiza al aislante+asta el instante de perforación, aplicándole una determinada tensión.

El aparato que se utiliza para este tipo de ensayo es el medidor de rigidez dieléctrica<c+ispómetro=. Este aparato dispone de una alta tensión en sus puntas.

*e debe someter a tensión a cada uno de los bobinados y masa, y a los propios bobinadosaislados entre si. El ensayo debe comenzar aplicando una ba"a tensión, que se +a deaumentar progresivamente +asta llegar a la tensión eficaz de ensayo.

La tensión eficaz de ensayo <U,ns= será de 2 &&& voltios más dos veces la tensión nominal delbobinado1 como mnimo será de 2 >&& '.

5dentificación de fases de un sistema trifásico

ara ciertas aplicaciones, es necesario conocer la secuencia de fase de as lneas dealimentación trifásicas, como, por e"emplo, en el caso de accionamiento de motoresasncronos trifKsicos, cuyo sentido de rotación depende del sentido de giro de esta secuenciade fase.

El comprobador o identificador de fase es un instrumento que se conecta en las fases dondese conectarK el motor trifKsico, para averiguar el sentido de giro que 5levarK el motor cuandose conecte.

El comprobador dispone de tres pinzas de cocodrilo de diferentes colores1 respetando larelación de colores de las pinzas del comprobador y las fases L5, L% y L#, se puede averiguarel orden de sucesión de las fases y, por lo tanto, el sentido de giro del motor.

El comprobador posee en la parte delantera tres led <uno por cada fase= que se encenderáncuando e!ista una correcta cone!ión, y un disco que deberK girar en sentido de las agu"as delrelo".

Cuando el disco gire en sentido contrario a las agu"as del relo", se deberán cambiar dos fases,lo que indicarK que la cone!ión es correcta y que L5, L% y L# estos identificadas para lacorrecta cone!ión del motor.



Control de la velocidad en los motores de c.a. con un rotor en cortocircuito

La regulación de velocidad de un motor trifásico con rotor en cortocircuito siempre +a sidocomplicada de realizar. La regulación se consegua con vaciadores mecánicos accionados por motores trifásicos de corriente alterna y utilizando motores de CC después de rectificar lascorrientes alternas o generando corriente continua mediante un grupo ?ard Leonard, o

cualquier otro sistema.

El variador de frecuencia +a reducido el coste y esteP en condiciones de ser aplicado en lageneralidad de los motores con necesidad de regulación de velocidad, ya que el rendimientoque se obtiene es bastante considerable.

Como se +a estudiado anteriormente, la velocidad de un motor esta directamente relacionadacon la frecuencia como factor variable, sin necesidad de alterar el bobinado ni la tensión deservicio.

Q 4 K&

R 0 66666666

En el caso más probable de utilización de frecuencias industriales, tenemos la frecuencia de>& Jz, utilizada en Europa, y la frecuencia de K& Jz, que se utiliza en :mérica.



Diferencias entre alternadores y generadores de c.c.

En un generador de corriente continua, se estudio que la fem que genera es alterna +astallegar al colector1 eso nos demuestra que la generaciKn de corriente alterna es más fácil deconseguir, puesto que no e!iste colector.

La construcción de un alternador es seme"ante a la de un generador de corriente continua,aunque salvando diferencias fundamentales.

:nillos rozantes



El alternador, al no tener colector de delgas, es sustituido por anillos rozantes1 a troves deestos suministra tensión al bobinado giratorio. *u constitución es de cobre, bronce o acero, ysobre ellos se conectan las escobillas, que son similares a las de los colectores, también decarbón.

Sobinados

Los bobinados de los inducidos de corriente continua son cerrados y se conectan al colector,mientras que los bobinados en los alternadores son abiertos, de forma que se fi"a un principioy un final del bobinado.

Caractersticas eléctricas de un alternador

:l igual que las maquinas de corriente continua se determinan por sus caractersticas, lasmaquinas de corriente al terna también se determinan por sus curvas caractersticas.

Caractersticas de vació

La curva de vació de un alternador se determina por la variación de la corriente de e!citacióncuando el generador gira a su velocidad nominal y originando la propia tensión.

La curva de vaco de un alternador es idéntica a la curva de caractersticas de vaco de unamaquina de corriente continua.

Caracterstica e!terior

Una de las caractersticas fundamentales del alternador es la relacionada con la regulación dela tensión en bornes, al variar la corriente de carga absorbida por los receptores. En los

alternadores, el factor de potencia también depende de los receptores. La caractersticae!terior comprende varias curvas, aunque suele ser el funcionamiento normal con cargasinductivas.

La maquina sincrona se aplica casi e!clusivamente a la producción de energa eléctrica1 de+ec+o, prácticamente toda la energa suministrada en las centrales eléctricas esta generadapor alternadores sncronos.

)otor sncrono- Qundamento y aplicación

Esta basado en la reversibilidad del funcionamiento que presentan los alternadores. El motor

sncrono gira a velocidad constante o de sincronismo.

La aplicación esencial del motor sncrono es aumentar el factor de potencia en la lnea, puestoque al conectarse en paralelo a la lnea +ace el efecto del condensador siempre en vaco ysobree!citado.

Htra aplicación en la que se emplean los motores sncronos es en subestaciones queconvierten la corriente alterna en continua.



Esta aplicación no requiere arranque en carga y no sufre variaciones bruscas1 por lo tanto, no+ay ning;n inconveniente en utilizar el motor sncrono.

La corriente absorbida por un motor sncrono en vaco es del orden de un décimo de laintensidad a plena carga1 en cambio, en un motor asncrono, la intensidad en vaco para lamisma carga es de un tercio de la intensidad de carga.

El motor sncrono tiene algunos inconvenientes, como, por e"emplo, no poder arrancar concarga1 se deberá arrancar en vaco y aplicarle carga una vez alcanzada la velocidad desincronismo.

Caractersticas de los motores asncronos trifásicos

Los ensayos en carga do los motores asncronos son difciles de realizar, sobre todo cuandola potencia de la maquina es elevada, ya que requieren métodos para absolver y disipar esasgrandes potencias.

*e trata de sustituir las pruebas en carga por otras en vaco y en cortocircuito, donde elconsumo solo cubre para determinar y predecir el comportamiento de la maquina en servicionormal.

Ensayo en vaco

ara llevar el ensayo en vació, se seguirá el esquema de la Qigura de mas aba"o. Jacerfuncionar el motor trifásico a una tensión y frecuencia nominales, sin cargo en el e"e, nospermite conocer la intensidad de vaco <5s= que el motor toma de la red y las potencias activa<&= y reactiva <A&= correspondientes a este funcionamiento.

Ros interesa calcular la reactancia total en vaco <F&= y las perdidas mecánicas <m=. *irepresentamos mediante (U) la tensión entre fases, el ángulo de desfase en vaco se obtendráa partir de la potencia activa o de la potencia reactiva por las e!presiones-

La potencia activa <&= y la reactiva <A&= se obtendrán por el método :min, que, como +emosvisto, nos do la potencia con dos vatmetros en redes equilibradas, coma se puede apreciar enla Qigura de más aba"o, seg;n las siguientes ecuaciones-

Donde ?s y ?2 son la medición en vatios de los vatmetros en monta"e :ron.

La reactancia total del motor en vaco <F&= se determinara una vez calculada la impedancia en

vaco <9s= y la resistencia ó+mica en vaco <9&= mediante la formula-

La impedancia en vaco se calcula por fase del motor trifásico, conectado el bobinado enestrella1 la e!presión será-

En cone!ión triángulo, será-

La resistencia por fase en la cone!ión estrella será-



En cone!ión triángulo sera-

:l ser muy reducido el deslizamiento en vaco, la resistencia ó+mica de la rama representativadel rotor en el circuito equivalente es casi infinita1 esto da lugar a que la reactancia total delcircuito en vaco sea apro!imadamente igual a la sumo de la reactancia de dispersión delestator <F1= y del circuito de e!citación <Fe=.

:l ser la reactancia de vaco la correspondiente a la reactancia de autoinducción cclica delmotor del motor-

*i deducimos de la potencia en vaco <e= las perdidas por efecto Toule del estator,obtendremos como valor de la potencia perdida del motor la suma de las perdidas en el +ierroy las perdidas mecánicas, en las que se incluyen las de rozamiento y ventilación-

Donde 5of es la corriente de vaco por Qase1 la resistencia del bobinado primario <92= sedeterminara midiendo directamente con un o+miómetro o por medio de un puente deresistencias1 la medición será la temperatura de régimen del motor.

9ealizando el ensayo en vaco del motor con distintas tensiones, como por e"emplo &,% U,y2,2 U., es fácil determinar por separado las perdidas mecánicas y las del +ierro, si Uo es latensión nominal y se mide cada valor de la tensión aplicada a la potencia absorbida y a laintensidad.

En la Qigura de más aba"o, se puede apreciar como las tensiones aplicadas en el e"e deabscisas y la suma de las perdidas mecánicas y las del +ierro, dada en la e!presión anteriorsituadas en el e"e de coordenadas, nos definen lo curva.

La curva indica quo las perdidas mecánicas sari constates y las perdidas en el +ierro son

proporcionales al cuadrado de la tensión. *i tomamos el cuadrado de las tensiones en el e"ede abscisas en vez de la tensión <U=, los puntos se +alaran sensiblemente sobre una recta, ysu intersección con el e"e de ordenadas quedara me"or definida.

:rranque de los motores asncronos.

El arranque de los motores asncronos depende del tipo de rotor que tenga1 el de "aula deardilla, sencillo, absorbe en



el arranque del orden de > a M veces la intensidad nominal. La intensidad en el arranque de unmotor con rotor bobinado es menor.

Las intensidades elevadas en el arranque producen una elevada cada de tensión en la lneaeléctrica, per"udicando a los usuarios. or ello, está pro+ibido el arranque directo en motoresde cierta potencia1 se deben emplear sistemas de arranque que reduzcan la intensidad en elmismo.

Entre los sistemas más utilizados en el arranque de motores, que eviten intensidades

elevadas, se encuentran-

6 :rranque estrella6triangulo.

6 :rranque por autotransformador.

6 :rranque por reóstatos de los motores de rotor bobinado.

6 :rranque por variador de frecuencia.

6 :rranque por resistencias estatóricas.

*uperado el inconveniente del arranque, estos motores son los de construcción más sencilla,robustos y económicos, especialmente los de jaula de ardilla. Estos motores son lasmáquinas utilizadas en la industria debido a si diversa aplicación.

:plicaciones de motor monofásico.



El motor monofásico nace de la necesidad de las aplicaciones domésticas y de la pequeaindustria, en la que se carece de red trifásica y sólo se dispone de red monofásica.

La necesidad es patente en motores de pequea potencia, que, por su uso no suelen superar2C'.

En los motores monofásicos, el flu"o se crea por una sola corriente que recorre el bobinado delestator. El flu"o que crea el motor monofásico es de dirección constante, pero variable. ara+acer girar el motor, es necesario un dispositivo especfico para el arranque.

En los motores monofásicos de inducción o asncronos, el empleo de un bobinado au!iliarconectado con una inductancia o un condensador es capaz de producir un desfase de entreV& y V> con respecto al bobinado de traba"o, suficiente para producir el arranque por smismo.

: continuación,, analizaremos los diferentes sistemas de arranque.

)otor de fase partida

Este tipo de motores está construido por un bobinado principal, o de traba"o, y un bobinadoau!iliar, con un desfase entre ellos de V& a V> por la diferencia de inductancias.

El bobinado au!iliar lleva conectado en serie un dispositivo que permite la descone!ión deéste una vez alcanzada la velocidad de régimen1 este dispositivo es solidario con el e"e delmotor, que por la fuerza centrfuga act;a sobre un interruptor.

El par de arranque de este tipo de motor es moderado, 2.M> veces el par motor nominal, loque +ace que se utilice en máquinas de poca carga en el arranque, como e!tractores, bombas

centrifugas, etc. En la Qigura 2&.%V, se puede ver el esquema del motor de fase partida.



)otor de condensador.

El motor monofásico con condensador es similar al anterior, pero con un condensadorconectado enserie al bobinado au!iliar de arranque que me"ora el par de arranque, llegando aconseguir uno de #.> veces el par nominal. En la Qigura 2&.%B, se puede ver el esquema delmotor monofásico de fase partida con condensador

)otor monofásico de espiras en cortocircuito.

En los motores de estator de polos salientes y rotor de "aula de ardilla, el arranque se realizapor las bobinas polares que se encuentran en el estator y mediante la espira en cortocircuitocolocada en una ranura longitudinal situada en el mismo polo saliente de estator.

)otor universal.

El motor universal puede conectarse tanto en corriente continua como en corriente alterna, ymantiene sus caractersticas de funcionamiento, como la velocidad, el par motor, etc.W, conescasas alteraciones.

*u velocidad depende de la carga, y puede llegar a ser elevada, imposible para determinadasmáquinas. Estos motores se construyen para potencias menores a 2C', y se aplican, entreotras cosas, en aspiradoras, máquinas de coser, +erramientas eléctricas portátiles, etc.



Rormas de seguridad en ensayos de máquinas de C:

Cuando se traba"a en laboratorios eléctricos o cuando se emplean equipo eléctrico, seguir lasprecauciones adecuadas de seguridad es tan importante como llevar a cabo medicionese!actas.

E!isten peligros potencialmente mortales en el ámbito del laboratorio1 el más com;n y másserio en laboratorios eléctricos, es el cortocircuito eléctrico.

Htros riesgos que también deben evaluarse son los derivados de empleo de maquinarias en

movimiento y equipos de soldaduras.

*i no se siguen con cuidado los procedimientos de seguridad establecidos, puede que alg;ncompaero sea vctima de un accidente serio.

El me"or sistema para evitar accidentes es reconocer sus causas y aplicar los procedimientosde seguridad establecidos. Una completaconcienciación acerca de los peligros y las posiblesconsecuencias de los accidentes ayuda a desarrollar la motivación adecuada para seguir esosprocedimientos.

Pruebas de funcionamiento

Historial de un motor de c. a.

Una vez terminadas las operaciones de bobinado, y cuando las circunstancias lo permitan, sedeben realizar, al motor reparado, todas las pruebas y mediciones posibles. En nuestro caso,las mediciones que se realicen reforzarán los conceptos de las medidas eléctricas estudiadosen electrotecnia.

Conceptos en placa de bornes

La placa de bornes se conectará dependiendo de la tensión de la red y de la tensión de losbobinados de fase. El motor se puede conectar en estrella o en triángulo.

En la siguiente figura se observa como la intensidad en la lnea es la misma que la intensidad

en fase.



La cone!ión en triángulo se realizará, por e"emplo, en una lnea de #$%#& '. La red trifásica de%#& ' está en desuso, por lo que los motores conectados a una red trifásica de (&& ' se

conecta en estrella. En la siguiente figura se observa como la tensión en una lnea es lamisma que la tensión de fase.

)edida de tensión en un sistema trifásico

Es conveniente realizar la medida de tensión en un sistema trifásico de cualquier medidaposterior para verificar que el sistema está equilibrado. *i está comprobado no se +a realizadopreviamente, las demás medidas pueden estar erróneas.

Los tres voltmetros deben dar un mismo valor de tensión.



)edida de intensidades en un mismo motor trifásico de corriente alterna

ara medir en un motor trifásico en estado de funcionamiento, se utiliza la pinzaamperimétrica o electropinza. La pinza amperimétrica permite realizar la medida de intensidadsin interrupción del circuito para la cone!ión del ampermetro.

En la siguiente figura se observa la medición de intensidad en una fase. *i el sistema estáequilibrado, las tres fases deberán medir igual.

Un motor trifásico de inducción constituye un sistema de potencia trifásico equilibrado y, portanto, la suma de sus tres intensidades de lnea da, en todo instante, un valor de ceroamperios.

En la siguiente imagen se observa la medición de dos fases de un motor en un sistematrifásico, con indicación del sentido de las fases.

En la medida de intensidad de las tres fases del motor en un sistema trifásico, la suma deintensidades debe ser cero, si el sistema está equilibrado, ya que la suma de las intensidadesque salen-

lu lv l/ 0 &

En la siguiente figura se indica la medición de las tres fases y los sentidos de las intensidades.

)edida de potencia de un motor en un sistema trifásico

La medición de potencia se puede realizar en un sistema equilibrado o en un sistemadesequilibrado.



En ambos sistemas, se pueden dar las circunstancias con neutro o sin neutro.

En un sistema trifásico equilibrado, con neutro y sin neutro, las potencias activas de las fasesson iguales1 por lo tanto, con la medición de una fase tendremos la potencia del circuito-

2 0 % 0 #

3anto para la cone!ión estrella como para la cone!ión triángulo, lo potencia de una fase será-

2 0 % 0 # 0 Uf 4 5f 4 cos

or lo tanto la potencia será-

0 # 4 Uf 4 5f 4 cos

*i recordamos que para la cone!ión estrella la tensión en fase es-

UL

Uf 0 6666666

7#

or lo tanto-

UL

0 6666666 4 5L 4 cos 0 7 # 4 UL 4 5f 4 cos

7#

ara lo potencia activa en triángulo, se determinará si-

2 0 % 0 # 0 5f 4 5f 4 cos

8 la en un sistema trifásico es-

0 # 4 Uf 4 5f 4 cos

*i para cone!ión triángulo es-

5L

5f 0 666666

7#



La potencia activa en triángulo será-

5L

0 # 4 UL 4 6666666 4 cos 0 7# 4 UL 4 5L 4 cos

7#

En la siguiente figura se puede ver la medición de potencia, con un vatmetro, en un sistematrifásico equilibrado a tres +ilos. Como se observa, en este monta"e obliga a tener accesibleslos seis bornes de cone!ión del motor para instalar el vatmetro en las cone!iones dentro delbobinado de fase.

or este inconveniente, no se utiliza este monta"e.

En el monta"e de la siguiente figura, la creación de un neutro artificial permite la medición de lapotencia en el bobinado donde se +a conectado el vatmetro1 como se trata de un circuitoequilibrado, podemos determinar la potencia del motor.

Las resistencias 9% y 9# que constituyen el neutro artificial deberán ser del mismo valor quela resistencia interna del vatmetro.

En un sistema desequilibrado, tanto en cone!ión estrella como en cone!ión triángulo, sepueden obtener da potencia activa conectando tres vatmetros monofásicos o un vatmetrotrifásico. En la siguiente figura se puede ver la medida de potencia en un sistemadesequilibrado mediante tres vatmetros monofásicos.

En un sistema trifásico con neutro, los tres vatmetros conectarán los finales de la bobina

voltimétrica en el +ilo nutro.

)étodo :rón

)ediante el sistema de los dos vatmetros, o cone!ión :rón, se mide la potencia de unsistema trifásico a tres +ilos, tanto equilibrado como desequilibrado.

La cone!ión :rón, o de los dos vatmetros, se efect;a como se indica en la siguiente figura.

*iempre que el factor de potencia <cos = de la carga sea mayor de &.> la potencia trifásica esigual a la suma de la lectura de los dos vatmetros.

0 ?2 ?%

Es el método que se utiliza normalmente para un sistema de tres +ilos, en nuestro caso enparticular, es decir, para motores trifásicos a plena carga <cos @ &.>=, es el método ideal.

)edida de la potencia reactiva <A= de un motor en un sistema trifásico



ara determinar la potencia reactiva, recurrimos a la formula-

A 0 U2 4 52 4 sen 2 U% 4 5% 4 sen % U# 4 5# 4 sen #

La potencia resultante puede ser positiva o negativa, dependiendo de si la carga es inductivao capacitiva. En el caso de la potencia inductiva, siempre es positiva.

El vármetro <vatmetro reactivo= se utiliza poco debido a su complicada construcción, ya quesu circuito de tensión con un desfase de B& respecto a la de la lnea, mediante un monta"eespecial del propio aparato.

La medida de la potencia reactiva se puede +acer por dos métodos diferentes utilizandovatmetros de potencia activa-

)étodo :rón

Donde-

A 0 7# 4 <?2 6 ?%=

*iendo-

?2 @ ?% en receptor inductivo.

?2 ?% en receptor capacitivo.

La siguiente figura corresponde al monta"e para mediciones de potencia reactiva por elmétodo :rón.

)étodo 9ig+i

Utiliza tres vatmetros de potencia activa, conectados como se indica en la siguiente figura.

El valor de la potencia reactiva trifásica viene dado por la e!presión-

?2 6 ?% % 4 ?#

A 0 666666666666666666666666

7#

)edida de resistencia ó+mica <9= e inductivas <FL= de cada fase

La resistencia <9=, también llamada resistencia efectiva, origina una corriente inductiva mnimaal ser recorrida por la corriente alterna, que en la mayora de los casos no se tiene en cuenta.



En el caso de una resistencia ó+mica, el valor de la resistencia es igual al valor de laimpedancia <9 0 G=.

La resistencia ó+mica es un bobinado se puede medir mediante el procedimiento de puentede resistencias de manera directa.

3ambién se puede determinar la resistencia ó+mica de un circuito, conectado a una red decorriente continua, mediante vatmetro y un ampermetro-

Conocida la tensión y la intensidad, podemos determinar la resistencia mediante la e!presión-

U

9 0 666666

5

*i la red es de corriente alterna, se puede determinar el factor de potencia calculando lapotencia aparente <*= mediante el producto entre los valores de las mediciones del voltmetroy el ampermetro, as como la potencia activa <= mediante la lectura del vatmetro.

Cos 0 666666

*

or ser una potencia ó+mica, el valor del factor de potencia deberá ser la unidad.

En la siguiente figura se puede ver la medición de la intensidad, tensión y potencia activa enun circuito trifásico equilibrado de resistencia ó+mica.

La resistencia inductiva <FL= es la resistencia que se crea cuando un +ilo conductor se arrollasobre un n;cleo magnético constituyendo una bobina.

Una bobina, además de originar una resistencia inductiva cuando se conecta en una fuente dealimentación alterna, tiene además una resistencia ó+mica.

ara determinar la inductancia del circuito trifásico equilibrado en la siguiente figura, se

emplea un voltmetro, un ampermetro y un vatmetro.

La impedancia de una fase se obtiene mediante la Ley de H+m-

U

G 0 66666 0 7 9I FLI



5

Donde-

9 0 resistencia ó+mica FL 0 resistencia inductiva

La potencia aparente <*= será la que resulte del producto de los valores obtenidos en elampermetro y el voltmetro-

* 0 U 4 5 0 7 I AI

0 potencia indicada en el vatmetro

A 0 potencia originada por la inductancia.

El factor de potencia será-

Cos 0 66666

*

or lo tanto-

A

*en 0 666666

*

ara obtener la resistencia inductiva, se debe recurrir a la impedancia y al factor de potencia-

FL 0 G 4 sen



'elocidad de giro de un motor asncrono

En los alternadores y motores de corriente alterna, el n;mero de polos es el que determina lavelocidad de la maquina cuando la frecuencia es constante.

Como se estudió en la unidad anterior, la frecuencia industrial en Europa es de >& Jz, lo queindica que el n;mero de polos de la máquina será el referente de la velocidad de la máquinade corriente alterna. La e!presión de la frecuencia es-

n* 4

f 0 66666666666

K&

Donde-

f 0 frecuencia en Jz

ns 0 velocidad de sincronismo o del campo giratorio en rpm.

0 n;mero de pares de polos.

Despe"ando la velocidad de giro-

f 4 K&

ns 0 666666666



La velocidad del rotor siempre será menor que la velocidad del campo giratorio del estator, yaque si alcanzaran la misma, no se produciran cortes de lneas de fuerza y, por lo tanto, noe!istira movimiento relativo entre ambos.

La velocidad de rotor suele oscilar entre el 2 y el M menor que la velocidad desincronismo.

El deslizamiento es la diferencia entre la velocidad del campo giratorio y la velocidad del rotor,e!presado en porcenta"e <=.

n* 6 n

* 0 66666666666 4 2&&

n*

El valor absoluto del deslizamiento vale-

* 0 n* 6 n

Donde-

s 0 deslizamiento en valor absoluto

s% 0 deslizamiento en tanto por ciento

n,= velocidad del campo giratorio <velocidad de sincronismo= n = velocidad del rotor

El deslizamiento disminuye al aumentar la potencia del motor1 por el contrario, al aumentar lapotencia aumentan el factor de potencia y el rendimiento.

En la siguiente figura se puede observar cómo se mide la velocidad de giro mediante untacómetro de contacto <fototacómetro=.



)edida del factor de potencia <cos =

La medida del factor de potencia <cos =, como se +a estudiado anteriormente, se puedecalcular a partir del cociente entre la potencia activa y la potencia aparente.

Cos 0 666666

*

En los circuitos trifásicos, la medida directa es la más utilizada, y se obtiene mediante unfasmetro trifásico, como el de la siguiente figura.



El cos también se puede medir directamente y sin interrumpir el circuito con la tenazafasmetrica, preparada con un conmutador de polaridad para la desviaciones negativas de laagu"a.

)edida de aislamiento

La medida de aislamiento se realiza para comprobar si dos partes independientes de lamáquina están o no comunicadas eléctricamente.

El aislamiento es uno de los factores más importantes para que la máquina pueda estar enperfecto estado de funcionamiento.

ara ello, se recurre a la medida de resistencia de aislamiento y al ensayo dieléctrico o rigidezdieléctrica.

Neneralmente, estas mediciones se realizan entre coda uno de los circuitos eléctricos y masa,y entre coda uno de los circuitos eléctricos, que deben estar aislados entre si.

La medida de aislamiento se realiza con un medidor de aislamiento <megger=.

La resistencia de aislamiento, dada por el CE5 <Comité Electrotécnico 5nternacional=recomienda que el valor mnimo de aislamiento sea de 2 &&& *% por voltio1 por consiguiente,seg;n la e!presión será-

9aisl @ 2&&& 4 U

Donde-

9aisl 0 resistencia de aislamientocon un valor mnimo de %>& O

U 0 tensión mayor de los bobinados en voltios

)edida de rigidez dieléctrica



El ensayo de rigidez dieléctrica se puede definir como la prueba que se le realiza al aislante+asta el instante de perforación, aplicándole una determinada tensión.

El aparato que se utiliza para este tipo de ensayo es el medidor de rigidez dieléctrica<c+ispómetro=. Este aparato dispone de una alta tensión en sus puntas.

*e debe someter a tensión a cada uno de los bobinados y masa, y a los propios bobinadosaislados entre si. El ensayo debe comenzar aplicando una ba"a tensión, que se +a deaumentar progresivamente +asta llegar a la tensión eficaz de ensayo.

La tensión eficaz de ensayo <U,ns= será de 2 &&& voltios más dos veces la tensión nominal delbobinado1 como mnimo será de 2 >&& '.

5dentificación de fases de un sistema trifásico

ara ciertas aplicaciones, es necesario conocer la secuencia de fase de as lneas dealimentación trifásicas, como, por e"emplo, en el caso de accionamiento de motoresasncronos trifKsicos, cuyo sentido de rotación depende del sentido de giro de esta secuenciade fase.

El comprobador o identificador de fase es un instrumento que se conecta en las fases dondese conectarK el motor trifKsico, para averiguar el sentido de giro que 5levarK el motor cuandose conecte.

El comprobador dispone de tres pinzas de cocodrilo de diferentes colores1 respetando larelación de colores de las pinzas del comprobador y las fases L5, L% y L#, se puede averiguarel orden de sucesión de las fases y, por lo tanto, el sentido de giro del motor.

El comprobador posee en la parte delantera tres led <uno por cada fase= que se encenderáncuando e!ista una correcta cone!ión, y un disco que deberK girar en sentido de las agu"as delrelo".

Cuando el disco gire en sentido contrario a las agu"as del relo", se deberán cambiar dos fases,lo que indicarK que la cone!ión es correcta y que L5, L% y L# estos identificadas para lacorrecta cone!ión del motor.



Control de la velocidad en los motores de c.a. con un rotor en cortocircuito

La regulación de velocidad de un motor trifásico con rotor en cortocircuito siempre +a sidocomplicada de realizar. La regulación se consegua con vaciadores mecánicos accionados por motores trifásicos de corriente alterna y utilizando motores de CC después de rectificar lascorrientes alternas o generando corriente continua mediante un grupo ?ard Leonard, o

cualquier otro sistema.

El variador de frecuencia +a reducido el coste y esteP en condiciones de ser aplicado en lageneralidad de los motores con necesidad de regulación de velocidad, ya que el rendimientoque se obtiene es bastante considerable.

Como se +a estudiado anteriormente, la velocidad de un motor esta directamente relacionadacon la frecuencia como factor variable, sin necesidad de alterar el bobinado ni la tensión deservicio.

Q 4 K&

R 0 66666666

En el caso más probable de utilización de frecuencias industriales, tenemos la frecuencia de>& Jz, utilizada en Europa, y la frecuencia de K& Jz, que se utiliza en :mérica.



En los motores, este cambio de frecuencia produce alteraciones en el par motor, en lavelocidad, en la potencia, etc.

:daptación de un motor a una red monofásica

Un motor trifásico puede funcionar como un motor monofásico si en su cone!ión se instala uncondensador. La adaptaciónn del motor trifásico a una red monofásica se consigue mediantela cone!ión *teinmetz.

Esta cone!ión permite que un motor trifásico funcione, conectado en estrella o en triangulo,mediante un condensador permanente, que no se debe confundir con el de arranque de unmotor monofásico. La potencia que el motor puede alcanzar con esta adaptación es de dostercios de la potencia total del motor conectado en un sistema trifásico. En muc+os casos,

este resultado permite utilizar permanentemente un motor trifásico en una red monofásica.

Ro obstante, las pruebas realizadas en algunas industrias del sector +acen que se utilice unacapacidad de >& nQ por O/. o M& por C', y a una tensión de traba"o de %%& '.

Con el ábaco de la siguiente tabla, se puede calcular la capacidad del condensadorpermanente que se deberá conectar en un motor trifKsico conectado a una red monofásica.



Diferencias entre alternadores y generadores de c.c.

En un generador de corriente continua, se estudio que la fem que genera es alterna +astallegar al colector1 eso nos demuestra que la generaciKn de corriente alterna es más fácil deconseguir, puesto que no e!iste colector.

La construcción de un alternador es seme"ante a la de un generador de corriente continua,aunque salvando diferencias fundamentales.

:nillos rozantes



Esta aplicación no requiere arranque en carga y no sufre variaciones bruscas1 por lo tanto, no+ay ning;n inconveniente en utilizar el motor sncrono.

La corriente absorbida por un motor sncrono en vaco es del orden de un décimo de laintensidad a plena carga1 en cambio, en un motor asncrono, la intensidad en vaco para lamisma carga es de un tercio de la intensidad de carga.

El motor sncrono tiene algunos inconvenientes, como, por e"emplo, no poder arrancar concarga1 se deberá arrancar en vaco y aplicarle carga una vez alcanzada la velocidad desincronismo.

Caractersticas de los motores asncronos trifásicos

Los ensayos en carga do los motores asncronos son difciles de realizar, sobre todo cuandola potencia de la maquina es elevada, ya que requieren métodos para absolver y disipar esasgrandes potencias.

*e trata de sustituir las pruebas en carga por otras en vaco y en cortocircuito, donde elconsumo solo cubre para determinar y predecir el comportamiento de la maquina en servicionormal.

Ensayo en vaco

ara llevar el ensayo en vació, se seguirá el esquema de la Qigura de mas aba"o. Jacerfuncionar el motor trifásico a una tensión y frecuencia nominales, sin cargo en el e"e, nospermite conocer la intensidad de vaco <5s= que el motor toma de la red y las potencias activa<&= y reactiva <A&= correspondientes a este funcionamiento.

Ros interesa calcular la reactancia total en vaco <F&= y las perdidas mecánicas <m=. *irepresentamos mediante (U) la tensión entre fases, el ángulo de desfase en vaco se obtendráa partir de la potencia activa o de la potencia reactiva por las e!presiones-

La potencia activa <&= y la reactiva <A&= se obtendrán por el método :min, que, como +emosvisto, nos do la potencia con dos vatmetros en redes equilibradas, coma se puede apreciar enla Qigura de más aba"o, seg;n las siguientes ecuaciones-

Donde ?s y ?2 son la medición en vatios de los vatmetros en monta"e :ron.

La reactancia total del motor en vaco <F&= se determinara una vez calculada la impedancia en

vaco <9s= y la resistencia ó+mica en vaco <9&= mediante la formula-

La impedancia en vaco se calcula por fase del motor trifásico, conectado el bobinado enestrella1 la e!presión será-

En cone!ión triángulo, será-

La resistencia por fase en la cone!ión estrella será-



En cone!ión triángulo sera-

:l ser muy reducido el deslizamiento en vaco, la resistencia ó+mica de la rama representativadel rotor en el circuito equivalente es casi infinita1 esto da lugar a que la reactancia total delcircuito en vaco sea apro!imadamente igual a la sumo de la reactancia de dispersión delestator <F1= y del circuito de e!citación <Fe=.

:l ser la reactancia de vaco la correspondiente a la reactancia de autoinducción cclica delmotor del motor-

*i deducimos de la potencia en vaco <e= las perdidas por efecto Toule del estator,obtendremos como valor de la potencia perdida del motor la suma de las perdidas en el +ierroy las perdidas mecánicas, en las que se incluyen las de rozamiento y ventilación-

Donde 5of es la corriente de vaco por Qase1 la resistencia del bobinado primario <92= sedeterminara midiendo directamente con un o+miómetro o por medio de un puente deresistencias1 la medición será la temperatura de régimen del motor.

9ealizando el ensayo en vaco del motor con distintas tensiones, como por e"emplo &,% U,y2,2 U., es fácil determinar por separado las perdidas mecánicas y las del +ierro, si Uo es latensión nominal y se mide cada valor de la tensión aplicada a la potencia absorbida y a laintensidad.

En la Qigura de más aba"o, se puede apreciar como las tensiones aplicadas en el e"e deabscisas y la suma de las perdidas mecánicas y las del +ierro, dada en la e!presión anteriorsituadas en el e"e de coordenadas, nos definen lo curva.

La curva indica quo las perdidas mecánicas sari constates y las perdidas en el +ierro son

proporcionales al cuadrado de la tensión. *i tomamos el cuadrado de las tensiones en el e"ede abscisas en vez de la tensión <U=, los puntos se +alaran sensiblemente sobre una recta, ysu intersección con el e"e de ordenadas quedara me"or definida.

:rranque de los motores asncronos.

El arranque de los motores asncronos depende del tipo de rotor que tenga1 el de "aula deardilla, sencillo, absorbe en



el arranque del orden de > a M veces la intensidad nominal. La intensidad en el arranque de unmotor con rotor bobinado es menor.

Las intensidades elevadas en el arranque producen una elevada cada de tensión en la lneaeléctrica, per"udicando a los usuarios. or ello, está pro+ibido el arranque directo en motoresde cierta potencia1 se deben emplear sistemas de arranque que reduzcan la intensidad en elmismo.

Entre los sistemas más utilizados en el arranque de motores, que eviten intensidades

elevadas, se encuentran-

6 :rranque estrella6triangulo.

6 :rranque por autotransformador.

6 :rranque por reóstatos de los motores de rotor bobinado.

6 :rranque por variador de frecuencia.

6 :rranque por resistencias estatóricas.

*uperado el inconveniente del arranque, estos motores son los de construcción más sencilla,robustos y económicos, especialmente los de jaula de ardilla. Estos motores son lasmáquinas utilizadas en la industria debido a si diversa aplicación.

:plicaciones de motor monofásico.



El motor monofásico nace de la necesidad de las aplicaciones domésticas y de la pequeaindustria, en la que se carece de red trifásica y sólo se dispone de red monofásica.

La necesidad es patente en motores de pequea potencia, que, por su uso no suelen superar2C'.

En los motores monofásicos, el flu"o se crea por una sola corriente que recorre el bobinado delestator. El flu"o que crea el motor monofásico es de dirección constante, pero variable. ara+acer girar el motor, es necesario un dispositivo especfico para el arranque.

En los motores monofásicos de inducción o asncronos, el empleo de un bobinado au!iliarconectado con una inductancia o un condensador es capaz de producir un desfase de entreV& y V> con respecto al bobinado de traba"o, suficiente para producir el arranque por smismo.

: continuación,, analizaremos los diferentes sistemas de arranque.

)otor de fase partida

Este tipo de motores está construido por un bobinado principal, o de traba"o, y un bobinadoau!iliar, con un desfase entre ellos de V& a V> por la diferencia de inductancias.

El bobinado au!iliar lleva conectado en serie un dispositivo que permite la descone!ión deéste una vez alcanzada la velocidad de régimen1 este dispositivo es solidario con el e"e delmotor, que por la fuerza centrfuga act;a sobre un interruptor.

El par de arranque de este tipo de motor es moderado, 2.M> veces el par motor nominal, loque +ace que se utilice en máquinas de poca carga en el arranque, como e!tractores, bombas

centrifugas, etc. En la Qigura 2&.%V, se puede ver el esquema del motor de fase partida.



)otor de condensador.

El motor monofásico con condensador es similar al anterior, pero con un condensadorconectado enserie al bobinado au!iliar de arranque que me"ora el par de arranque, llegando aconseguir uno de #.> veces el par nominal. En la Qigura 2&.%B, se puede ver el esquema delmotor monofásico de fase partida con condensador

)otor monofásico de espiras en cortocircuito.

En los motores de estator de polos salientes y rotor de "aula de ardilla, el arranque se realizapor las bobinas polares que se encuentran en el estator y mediante la espira en cortocircuitocolocada en una ranura longitudinal situada en el mismo polo saliente de estator.

)otor universal.

El motor universal puede conectarse tanto en corriente continua como en corriente alterna, ymantiene sus caractersticas de funcionamiento, como la velocidad, el par motor, etc.W, conescasas alteraciones.

*u velocidad depende de la carga, y puede llegar a ser elevada, imposible para determinadasmáquinas. Estos motores se construyen para potencias menores a 2C', y se aplican, entreotras cosas, en aspiradoras, máquinas de coser, +erramientas eléctricas portátiles, etc.



Rormas de seguridad en ensayos de máquinas de C:

Cuando se traba"a en laboratorios eléctricos o cuando se emplean equipo eléctrico, seguir lasprecauciones adecuadas de seguridad es tan importante como llevar a cabo medicionese!actas.

E!isten peligros potencialmente mortales en el ámbito del laboratorio1 el más com;n y másserio en laboratorios eléctricos, es el cortocircuito eléctrico.

Htros riesgos que también deben evaluarse son los derivados de empleo de maquinarias en

movimiento y equipos de soldaduras.

*i no se siguen con cuidado los procedimientos de seguridad establecidos, puede que alg;ncompaero sea vctima de un accidente serio.

El me"or sistema para evitar accidentes es reconocer sus causas y aplicar los procedimientosde seguridad establecidos. Una completaconcienciación acerca de los peligros y las posiblesconsecuencias de los accidentes ayuda a desarrollar la motivación adecuada para seguir esosprocedimientos.

*ervicio de red eléctrica, monofásica, bifásica y trifásicaEn )é!ico la Comisión Qederal de Electricidad <CQE= nos proporcionados tipos de servicio de alimentación.2.6 red aérea%.6 red subterránea

En cada una proporciona los servicios monofásicos, bifásicosy trifásicos, de volta"es alternos con frecuencia de K&ciclosXsegundoa= monofásico es el que tiene la mayora de los +ogares elllamado servicio a % +ilos, fase y neutro de 2%M volts.b= bifásico, para residencias y pequeos negocios, a # +ilos. %fases y un neutro de %%& volts y 2%M volts

c= trifásico, para industrias a ( +ilos. # fases y un neutro.



*ervicios monofásico, bifásico y trifásico

Las opciones la determinan las cargas, si por e"emplo es paraun taller con motores trifásicos solo tenemos la terceraopción, o si se requiere para aparatos de climatización de%%& volts, el sistema seria el bifásico o trifásico.

'olta"es disponibles



ara cada sistema e!iste un tipo de base para el medidor deenerga eléctrica.

Cone!ión de la base para medidor

En los dibu"os se identifican los puntos de cone!ión de loscables para alimentar a las cargas, recordemos que. 2.6 los conductores YQZ van a los interruptores de proteccióntipo fusible <interruptor de seguridad= o tipo termomagnético<centro de carga=.

%.6 el conductor neutro debe conectarse directamente a lacarga sin pasar por ning;n medio de protección.



Cone!ión monofásica a cargas

Cone!ión bifásica a cargas3iene la venta"a de poder balancear cargas.



Cone!ión trifásica a cargas

3iene las venta"as alimentar a motor trifásico %%& volts y a uncontrol a 2%M volts

)otores eléctricos trifásicos de B terminalesLos motores eléctricos trifásicos asncronos, fabricados ba"o lasnorma Estadunidenses de la :sociación Racional de QabricantesEléctricos RE): < National Electrical Manufacturers ssociation!, mas comunes tienen B terminales.

*e disean para dos tensiones, con una relación de % a 2. E"emplo%#&X (K& voltios.

• 8 dos tipos de cone!iones1 YCone!iones 3ipo Delta Y o YCone!iones 3ipo E*39ELL:Z,

• cada tipo puede ser conectado en ba"o volta"e <en paralelo= y o en altovolta"e <serie=



Diagrama de terminales de motor de B terminales

*i comprobamos continuidad identificamos el tipo de cone!ión, enDelta tendremos # grupos de # terminales, en Estrella tendramos 2grupo de # terminales y # grupos de % terminales

En potencias ba"as <+asta (& J= las cone!iones mas utilizadas son Estrella *erie para alto volta"e y Doble Estrella <estrellas enparalelo= en ba"o volta"e.

Diagrama de cone!iones en estrella para motor B terminales



En potencias más altas las cone!iones utilizadas son Delta *erieparaalto volta"e y Doble Delta <Deltas en paralelo= en ba"o volta"e.

Diagrama de cone!iones en Delta para motor de B terminales

:lgunos diagramas de cone!iones cuentan con tablas, que nos guanindicándonos que terminales se unen.



Diagrama de cone!iones con tabla

EL diagrama de cone!iones tiene esa función, guiarnos a conectar elmotor, en cambio los diagramas de interpretación su función es facilitarla lectura y comprender la relación que guardan los elementos en un

circuito.

Diagrama de cone!ión vs. Diagrama de interpretación

Estaciones de botones pulsadores para arranque de unmotor Las estaciones de botones, son ca"as de lamina, aluminio, plástico o+ierro fundido, donde van alo"ados los botones pulsadores, para

controlar los motores eléctricos.



ESTACIÓN DE BOTONESLas estaciones de botones son parte solo del circuito de control, por lo que aqusolo mostrare estos circuitos, aclarando que faltara el circuito de potencia paracompletar el arranque de motor.Lo más com;n es que se utilice una sola estación que contengan un botón dearranque <normalmente abierto= y un botón de paro <normalmente cerrado=,las estaciones de botones comunes también pueden alo"ar +asta # botonespulsadores, mas de tres buscaramos ca"as de otras dimensiones.

Si bien los diagramas siguientes están representados como diagramaslineales, para cumplir con las normas técnicas, e !uerido resaltar en las

estaciones de botones !ue" #" no se acen uniones de cables encintados $%" en cada borne solo &an % cables

por lo !ue su representaci'n también cumple con un diagrama de alambrado"

"eamos al#unos ejemplos clásicos



E*3:C5[R DE :99:RAUE 8 :9H

Este control es conocido como un control a tres +ilos, ya que solo llegan # conductores a laestación de botones.

E*3:C5[R DE :99:RAUE 8 :9H DE E)E9NERC5:



CHR39HL CHR % E*3:C5HRE* DE :99:RAUE

CHR39HL CHR % E*3:C5HRE* DE :9H

CHR39HL CHR :99:RAUE CHRD5C5HR:DH : % E*3:C5HRE*

E*3:C5[R :9: :99:RAUE H9 UL*H* H :9: :99:RAUE CHR35RUH



cuando se conectan % cables a un borne, los cables se colocan cadauno al lado del tornillo para que el apriete sea mas efectivo y evitarfalsos contactos.

CHREF5HRE* ER SH9RE*

Como se cambia el sentido de giro de un motor monofásicode fase partida.$os motores monofásicos de fase partida pueden #irar

porque en el arranque se conectan como motores

bifásicos.

El cambio de #iro se obtiene modificando la secuencia

del bobinado de arranque con respecto al bobinado de

trabajo.

%apa de cone&iones de motor monofásico de fase partida



'.( En al#unos casos los motores tienen indicaciones en

la placa de datos en las que nos piden quitar la tapa de

cone&iones.

).( E intercalar los cables *rojos+

*ecordemos la se#uridad siempre debemos

ase#urarnos que no debe poder ser alimentados

circuitos mientras trabajamos con ellos, por lo que

debemos bloquear - etiquetar interruptores+

aja de cone&iones de motor monofásico de fase partida.

Esto suele /acerse rápido por los electricistas e&pertos,

los fabricantes ponen cone&iones tipo terminal faston

/embra bandera que facilitan la cone&ión - descone&ión,

Estos cables son las terminales %0 - %1 pertenecientes al

bobinado de arranque.



one&iones para cambio de #iro de motor monofásico de

fase partida

2e no estar el cambio visible, es necesario quitar la tapa

del motor - realizar las cone&iones, es probable que se

ten#a que emplear caut3n - soldadura.

)otores eléctricos trifásicos de 2% terminalesLos motores eléctricos trifásicos asncronos, fabricados ba"o lasnorma Estadunidenses de la :sociación Racional de Qabricantes

Eléctricos RE): < National Electrical Manufacturers ssociation!,pueden tener en algunos casos 2% terminales.

)otor trifásico de 2% terminales



En los EE.UU., se disean para dos tensiones con una relación de %a 2. E"emplo %#&X (K& voltios. 8 dos tipos de cone!iones1 YCone!iones 3ipo Delta Y o YCone!iones 3ipo E*39ELL:Z, cada tipopuede ser conectado en paralelo <para ba"o volta"e= y en serie <para volta"e alto=.

En potencias ba"as <+asta (& J= las cone!iones mas utilizadas son Estrella, en potencias más altas las cone!iones utilizadassonDelta

*e puede recurrir a un sistema de identificación de terminales pararealizar los diagramas de cone!iones cuando no tengamos a la manolos diagramas.

•

• 5dentificación de terminales

El sistema utilizado como medio para determinar la secuencia de losn;meros de las terminales de un motor trifásico, consiste en dibu"aruna cone!ión Y8Z invertida con 2% terminales, después numerar dic+asterminales comenzando en e!terior con la terminal 32 en la partesuperior y siguiendo una espiral +acia la derec+a, terminando en elinterior.

*istema para identificar terminales en cone!ión estrella : partir de aqu se complementa el dibu"o, para alto volta"e se +ace lacone!ión estrella serie y para ba"o volta"e una cone!ión doble estrella.



Cone!iones de motor eléctrico en Estrella

Esta cone!ión suele venir en la placa de datos o bien en la tapa de laca"a de cone!iones.

Diagrama de cone!iones en estrella para motor 2% terminales



Diagrama de cone!iones en delta para motor 2% terminales

CHREF5HRE* :9: )H3H9 EL\C395CH DE DH*

'ELHC5D:DE*2.6 DH* 'ELHC5D:DE*, DH* DE':R:DH*El motor de dos devanados está construido de tal manera que en realidad se tratade dos motores Con bobinados independientes en un mismo estator.*e energiza uno u otro devanado para obtener las velocidades

%.6DH* 'ELHC5D:DE*, UR DE':R:DHUn devanado % cone!ionesLos motores de dos velocidades y devanado sencillo tienen el diseo llamado Ydepolos consecuentesZ.

Estos motores están bobinados para una sola velocidad pero al reconectarse eldevanado, se duplica el n;mero de polos magnéticos en el estator y la velocidaddel motor se reduce a la mitad de la velocidad original.El motor de dos velocidades y devanado sencillo es más económico que el motorde dos velocidades y dos devanados.

Este sistema es el mas com;n también denominado YDa+landerZ. Esta cone!iónimplica una relación de polos de 2-% con consecuente relación de rotación de %-2.or e"emplo 2M>& y VM> rpm.



CHREF5HRE* :9: UR )H3H9 DE DH* 'ELHC5D:D

*e puede tener un cambio de velocidades de un motor eléctrico, por medio de un simple interruptor tipo tambor en una máquina +erramienta como una fresadora.

5R3E99U3H9 35H 3:)SH9 :9: C:)S5H DE 'ELHC5D:D

H bien un control más comple"o que implicara un sistema de arranque concontactores donde para identificar las velocidades se emplea.'0 equea velocidad y N'0 Nran velocidad.



C59CU53H DE H3ERC5: DE )H3H9 DE DH* 'ELHC5D:DE*

C59CU53H DE ):RDH DE )H3H9 DE DH* 'ELHC5D:DE*



#" INT(OD)CCIÓN A *AS +-)INAS AS.NC(ONADE IND)CCIÓN

Dado !ue la ma$or/a de las má!uinas utili0adas en la industriaestán mo&idas por motores as/ncronos alimentados porcorriente alterna tri1ásica, en este apartado daremos unasideas mu$ generales $ básicas de este tipo de motores"

Como toda ma!uina eléctrica, losmotores as/ncronos constan de dos partes 1undamentales $distintas2

3 El estator"4 Es la parte 1i5a del motor" Está constituido poruna carcasa en la !ue está 1i5ada una corona de capas deacero al silicio pro&istas de unas ranuras" *os bobinados desecci'n apropiada están dispuestos en dicas ranuras1ormando las bobinas !ue se dispondrán en tantos circuitoscomo 1ases tenga la red a la !ue se conectará la má!uina"

3 El rotor"4 Es la parte m'&il del motor" Esta situado en elinterior del estator $ consiste en un n6cleo de capas deacero al silicio apiladas !ue 1orman un cilindro, en el interior del cual se dispone un bobinado eléctrico" *os tipos másutili0ados son o (otor de 5aula de ardilla o (otor bobinado"



A este tipo de motores se les denomina motores de inducci'ndebido a !ue su 1uncionamiento se basa en la interacci'n decampos magnéticos producidos por corrientes eléctricas" En

el caso de los motores a los !ue ace re1erencia estas notas,las corrientes !ue circulan por el rotor son producidas por el1en'meno de inducci'n electromagnética, conocidocom6nmente como le$ de 7arada$, !ue establece !ue si unaespira es atra&esada por un campo magnético &ariable en eltiempo se establece entre sus e8tremos una di1erencia de potencial dado por la e8presi'n2

d Φ e =−

dt

de donde2e = Diferencia de potencial inducida en la espira en voltios

Φ = Flujo que corta a la espira en Weber t=Tiempo en

segundos

El signo menos de la ecuaci'n es una e8presi'n de la le$ de

*en0" Esta establece !ue la polaridad del &olta5e inducido enla bobina es tal !ue si sus e8tremos se pusieran encortocircuito, producir/a una corriente !ue causar/a un 1lu5o para oponerse al cambio de 1lu5o original" 9uesto !ue el&olta5e inducido se opone al cambio !ue lo causa, se inclu$eel signo menos en la ecuaci'n"

Si se distribu$e espacialmente alrededor del estator de un

motor los bobinados de un sistema de tensiones tri1ásicosdecaladas #%:; se genera un campo magnético giratorio <$aestudiado en el primer trimestre=" *a &elocidad de giro deeste campo magnético, denominada velocidad de

sincronismo, &iene dada por la e8presi'n2



60* f

n =

p

de donde2n = Velocidad de giro del campo magnético en r.p.m f =

Frecuencia de la corriente eléctrica de alimentación de la

máquina

p = !mero de pares de polos magnéticos establecidos en el

bobinado del estator

De este modo tendremos !ue las &elocidades de sincronismonormali0adas en nuestro pa/s para las má!uinas eléctricasser/an2



En los motores eléctricos, la &elocidad de giro del rotor esligeramente in1erior a la &elocidad de giro del campomagnético del estator, debido a la 1ricci'n del rotor en los

co5inetes, ro0amiento con el aire $ a la carga acoplada al e5edel rotor, por tal moti&o se les conoce a estos motores con elnombre de motores as/ncronos

Tal $ como seacaba deindicar, la&elocidad degiro del rotor esligeramente

in1erior a la &elocidad de sincronismo, a ésta di1erencia se leda el nombre de desli0amiento !ue se e8presa generalmenteen tanto por ciento, re1erido a la &elocidad de sincronismo"Se designa por la letra >s?, $ &iene dado por la e8presi'n2de donde s =desli"amiento# n$= velocidad de

sincronismo# n%= velocidad de giro del rotor

*a 1recuencia a !ue están sometidos los conductores delrotor es 1r@s1 <1 @1recuencia en 0 de la red eléctrica dealimentaci'n al motor=

%" +OTO(ES DE (OTO( DE A)*A DE A(DI**AEl motor de rotor de 5aula de ardilla, también llamado de

rotor en cortocircuito, es el más sencillo $ el más utili0adoactualmente" En n6cleo del rotor esta construido de capasestampadas de acero al silicio en el interior de las cuales sedisponen unas barras, generalmente de aluminio moldeado a presi'n"

Desli0amiento absoluto

s=n#−n%

Desli0amientorelati&o n#−n% s =

#

:: n#



*as barras del de&anado &an conectadas a unosanillos conductores denominados anillos e8tremos" El bobinado as/ dispuesto tiene 1orma de 5aula de ardilla"

*as ranuras del rotor $ suelen acerse oblicuas respecto ale5e para e&itar as/ puntos muertos en la inducci'nelectromagnética"

)n incon&eniente de los motores con rotor de 5aula deardilla es !ue en el arran!ue absorbe una corriente mu$intensa <de a F &eces la nominal o asignada=, $ lo aceademás con un ba5o 1actor de potencia, $ a pesar de ello, el par de arran!ue suele ser ba5o"

*a ba5a resistencia del rotor ace !ue los motores de 5aulade ardilla tengan e8celentes caracter/sticas para marcas a&elocidad constante" asta ace unos cuantos aGos <década de los H:=, unincon&eniente de los motores con rotor de 5aula de ardilla era

!ue su &elocidad no era regulable, pero actualmente con los&ariadores de &elocidad electr'nicos se puede conseguir uncontrol per1ecto de la práctica totalidad de parámetros delmotor, entre los !ue destacan el par, la corriente absorbida $la &elocidad de giro"



" +OTO(ES DE (OTO( DE ANI**OS (OJANTES

Son motores as/ncronos con un de&anado tri1ásico de cobredispuesto en las ranuras de rotor, !ue &a conectado a tres

anillos metálicos por uno de sus e8tremos, en tanto !ue, por el otro lado se conectan en estrella" De este modo se puedecontrolar desde el e8terior la resistencia total del circuitorot'rico, 1acilitando un control de la &elocidad $ corriente dearran!ue con un ele&ado par de arran!ue $ un me5or 1actor de potencia !ue con el rotor en 5aula de ardilla"

CONEKIÓN DE *OS BOBINADOS DE )N +OTO(E*LCT(ICO T(I7SICO

Es estator de un motor tri1ásico suele bobinarse con tresde&anados distintos !ue se corresponden con cada una de las1ases a las !ue abrá de conectarse en la red eléctrica"



asta ace tan s'lo unos aGos la designaci'n de las bobinasera la !ue se indica en la 1igura, por lo !ue es usual encontrar motores $ te8tos escrito con esa denominaci'n"

Seg6n la 1orma de conectar las bobinas se pueden obtener dos cone8iones2

*a placa de caracter/sticas de un motor tri1ásico da el &alor

má8imo de la tensi'n a !ue se puede conectar el motor a lared eléctrica" )n motor conectado en estrella soporta latensi'n más alta !ue indica la placa, en tanto !ue entriángulo la tensi'n má8ima a !ue se puede conectar es lamás ba5a indicada en dica placa de caracter/sticas" Con las



corrientes absorbidas ocurre 5usto lo contrario,correspondiendo la corriente más alta a la cone8i'ntriángulo"

9ara cambiar el sentido de giro de un motor basta conintercambiar dos de las 1ases de alimentaci'n"

M" 9*ACA DE CA(ACTE(.SITCAS DE )N +OTO(T(I7SICO

El dibu5o de la siguiente 1igura representa un e5emplo de

una placa de caracter/sticas !ue corresponde a un motor tri1ásico" Seguidamente se anali0a en detalle los distintosdatos $ su signi1icado"



#" Se trata de un motor tri1ásico de corriente alterna a M: 0%" 9otencia nominal o asignada en el e5e del motor #M " *a

potencia en CP de &apor será2

#:::W #&V

#M 'W =

%:&V

#'W FQ W

" *os bobinados se pueden conectar en estrella asta unatensi'n má8ima de R:P, circulando en ese caso unacorriente por cada l/nea de alimentaci'n de %HA

" En cone8i'n triángulo la tensi'n compuesta entre las 1asesde alimentaci'n podrá ser má8imo de %%: P, en cu$o casocirculará por cada una de las l/neas de alimentaci'n M: A

M" Indica el grado de protecci'n de la carcasa del motor contraagentes e8ternos, atendiendo a la clasi1icaci'n establecida por la IEC <Comisi'n Electrotécnica Internacional=, para el

caso !ue nos ocupa2a" I9M2 Carcasa protegida a prueba de pol&o $ pro$ecciones

de agua b" I9MM2 Carcasa protegida a prueba de pol&o $ corros de

aguaQ" Cl 7 nos indica la clase del motor en lo !ue se re1iere a la

má8ima temperatura de 1uncionamiento $ tipo de

aislamiento, en este caso clase 74 nos indica !ue puede1uncionar asta una temperatura má8ima de #MM;C"9or otro lado, el cos ϕ @:,H es el 1actor de potencia, lo !uenos permitirá acer algunos cálculos básicos2a" 9otencia acti&a absorbida de la red2



Obtendremos los mismos datos operando con los datos decone8i'n estrella o de triángulo" Supondremos !ue la tensi'ncompuesta <entre 1ases= de la l/nea de alimentaci'n es R:

P, por tanto2 ( = V ) cos ϕ= #,F%R:%H:,H = #F"#FR W b" 9otencia reacti&a de tipo inducti&o

absorbida2 cos ϕ= :,H ⇒ϕ= %M; M: :,HQU ⇒ senϕ= :,Q

*= V ) senϕ= #,F%R:%H:,Q = R%% V+r

c" Considerando el triángulo de potencias, podemos a&eriguar la potencia aparente demandada2

, =

( %+*% cos ϕ= ( senϕ=

* tag ϕ=

*

, , (

, = = #H:RF V+

d" El rendimiento del motor lo podremos obtener de la

siguiente 1orma2 (otencia en el eje #M::: η==

=

:,RF (otencia absorbida #F#FR

#" Pelocidad del rotor con tensi'n, corrientes nominales encarga %H#: r"p"m"

%" Dado !ue la 1recuencia es M: 0, el motor será de % polos,siendo su &elocidad de sincronismo ::: r"p"m" Con estosdatos podemos calcular el desli0amiento s @:::4%H#: @ H:



r"p"m" <t/picamente en la práctica estos datos suelen &ariar unV #: del &alor dado por el 1abricante=" Si deseamosobtener el dato de desli0amiento relati&o ser/a2

ndesli"amiento H: s =

#:: = #:: = nsincronismo :::

Otros datos interesantes !ue podemos obtener son el par desalida $ su relaci'n con la &elocidad $ potencia del e5e"Sabemos por conceptos 1/sicos !ue2

T

] *a potencia es igual al traba5o entre el tiempo2 ( = t

] El traba5o es el producto de la 1uer0a por el espacio2 T = F e

e

] *a &elocidad lineal es2 v = t

Si operamos con las e8presiones anteriores, obtenemos !uela potencia se puede obtener como el producto de la 1uer0a por la &elocidad lineal2

9or otro lado, sabemos !ue2

] El momento o par e5ercido por una 1uer0a es el producto dela 1uer0a por la distancia < longitud l4=perpendicular al e5e

de giro2 - =

F l



Q" SISTE+AS DE DE A((AN-)E DE *OS +OTO(EST(I7SICOS

Q"#" +OTO( T(I7SICO EN A((AN-)E DI(ECTOComo se a comentado anteriormente, los motores decortocircuito suelen consumir en el arran!ue corriente mu$ele&adas, !ue para el caso de potencias ele&adas <9W#: = pueden pro&ocar 1luctuaciones en la redes eléctricas dedistribuci'n, de a/ !ue para el arran!ue de motores seutili0an distintos procedimientos para limitar la corriente

absorbida en su puesta en marca"A t/tulo de e5emplo se inclu$e la siguiente 1igura donde se pueden distinguir los es!uemas de 1uer0a $ maniobra delarran!ue de un motor tri1ásico, as/ como sus elementos demando $ protecci'n"



Q"%" A((AN-)E EST(E**A4T(INX)*O DE )N+OTO( T(I7SICO

Con independencia del arran!ue directo, el arrancador

estrella4triángulo es el sistema de arran!ue más utili0ado enlos motores as/ncronos de inducci'n"

Consiste en arrancar el motor con cone8i'n estrella a unatensi'n &eces in1erior a la !ue soporta el motor para estetipo de cone8i'n, transcurrido un cierto tiempo, cuando elmomento desarrollado por el motor conectado enestrella - λiguale al momento de la carga < alrededor del

R: de la &elocidad nominal= conmutar las cone8iones de bobinas del motor a triángulo" /plicación técnica.

Como se a indicado anteriormente, el bobinadorecibe una tensi'n &eces menor !ue la nominal o asignada a



este tipo de cone8i'n, por lo !ue el par $ la intensidadabsorbida se ace &eces menor"

Si tenemos en cuenta !ue en un sistema tri1ásico

conectado en triángulo, la corriente de l/nea es &ecesma$or !ue la de 1ase $, en el sistema estrella las intensidadesde l/nea es igual !ue la de 1ase, se llega a la conclusi'n !uela corriente absorbida es también menor en el arran!ue enestrella" Si prueba as/, !ue la reducci'n de &eces por la tensi'n$ por la intensidad, da como resultado una reducci'nde @ &eces la corriente absorbida en comparaci'n con

el arran!ue directo" Esta e8plicaci'n se puede demostrarmatemáticamente del siguiente modo2

En la siguiente grá1ica se pueden apreciar las relacionesentre las corriente de arran!ue $ los momentos en un sistemaestrella4triángulo, donde +i es el momento resistente de la

carga en unas condiciones particulares $ +iY en otras más1a&orables



*os es!uemas de la automati0aci'n del arran!ue mediantecontactores de un arrancador estrella4triángulo son los !ue seindican en la siguiente 1igura"

Aun!ue las caracter/sticas nominales de los contactores $relé térmico se pueden calcular 1ácilmente, por lo general, seutili0an tablas suministradas por los 1abricantes a e1ectos deelecci'n de este tipo de materiales"



Q"" A((AN-)E DE )N +OTO( T(I7SICO DE(OTO( BOBINADOEste tipo de arran!ue es aplicable a los motores de rotor

bobinado con anillos ro0antes" Xracias a estos anillosrot'ricos es posible conectar resistencias en serie con las bobinas del rotor de 1orma !ue al ele&arse su impedancia sedisminu$a la corriente absorbida en el arran!ue" A medida!ue el rotor &a ad!uiriendo &elocidad se &a disminu$endo laresistencia mediante cortocircuito de las mismas"

Cur&as de corriente $ par de arran!ue de un motor de anillosro0antes

Se muestra seguidamente los es!uemas de 1uer0a $ maniobrade un arrancador de un motor de rotor bobinado, donde 7%representa a un relé térmico tempori0ado de protecci'n de

las resistencias contra ciclos de arran!ue rápidos



Con este tipo de arran!ue se me5ora el 1actor de potencia eincluso es posible la &elocidad de arran!ue ± %M si elmotor está en carga" *a regulaci'n de &elocidad se debe a la&ariaci'n del desli0amiento puesto !ue al aplicar menostensi'n a los bobinados del rotor <parte de la tensi'n

inducida !ueda aplicada a las resistencias e8teriores=aumenta el desli0amiento disminu$endo la &elocidad delrotor" No obstante, este tipo de motor, no se emplea muco debidoa la posibilidad de a&er/a $ producci'n de arcos &oltaicos $cispas en los anillos ro0antes"

Q"" A((AN-)E DE )N +OTO( T(I7SICO 9O(

A)TOT(ANS7O(+ADO(" Es un tipo de arran!ue poco 1recuente puesto !ue sueleemplearse en motores mu$ grandes 9W#:: " Consiste enalimentar a tensi'n reducida al motor durante el proceso dearran!ue a tra&és de un autotrans1ormador asta ad!uirir la



&elocidad nominal en !ue se desconecta elautotrans1ormador del circuito"

Se indican seguidamente los es!uemas de 1uer0a $ maniobradel arran!ue de un motor tri1ásico por autotrans1ormador,donde 7Z7% representan un relé térmico tempori0ado de

protecci'n del autotrans1ormador"



Q"M" A((AN-)E DE )N +OTO( T(I7SICO 9O( (ESISTENCIAS ESTATÓ(ICAS"

El principio consiste en arrancar el motor a una tensi'n

reducida mediante la inserci'n en serie con las bobinas delestator unas resistencias" )na &e0 estabili0ada la &elocidad,se eliminan las resistencias $ el motor se acopla directamentea la red de alimentaci'n"

Dado !ue el par desarrollado por el motor es proporcional alcuadrado de la tensi'n, como la corriente durante el procesode arran!ue disminu$e el par se ele&a también se ele&a mu$rápidamente $ más deprisa de c'mo lo ace en el sistemaestrellatriángulo <donde la tensi'n permanece constante en el proceso de arran!ue=" Este tipo de arran!ue es apropiado para las má!uinas cu$o par crece con la &elocidad, como por e5emplo los &entiladores"



" CONT(O* DE PE*OCIDAD EN *OS +OTO(ESAS.NC(ONOS" )no de los grandes problemas de los motores de inducci'n,1rente a los de corriente continua, es su mala regulaci'n de&elocidad, aun!ue en la actualidad este problema a sidoresuelto gracias a los &ariadores electr'nicos de &elocidad"

Como sabemos la &elocidad de rotor de un motor

as/ncrono se puede e8presar2 n#−nr Q: f

s= [ nr=<#− s=n#=<#− s= n# p n#@Pelocidad desincronismo r"p"m" [ nr @@&elocidad de rotor r"p"m [ sdesli0amiento en p @N; de pares de polos de lamá!uina[ 1 @1recuencia de la red eléctrica en 0

*o !ue signi1ica !ue se puede regular la &elocidad de unmotor as/ncrono de inducci'n &ariando2] El numero de polos de la má!uina] *a 1recuencia de la red eléctrica de alimentaci'n] El desli0amiento



F"#" CONT(O* DE PE*OCIDAD +EDIANTE E*CA+BIO DE* N\+E(O DE 9O*OS DE *A +-)INA"

Obser&ando la 1'rmula anterior se puede apreciar !ue&ariando en n6mero de pares de polos del motor es posible&ariar la &elocidad de sincronismo" En la práctica para &ariar el n6mero de polos del motor se suele disponer distintos bobinados en el estator del motor $ conectando uno u otroconseguiremos &ariar la &elocidad" E8iste, no obstante, untipo de cone8i'n especial denominada cone8i'n Dalander !ue mediante un 6nico bobinado se consiguen dos

&elocidades de relaci'n #2% mediante el cambio decone8iones del bobinado" Este tipo de control s'lo se suele emplear en los motores derotor de 5aula de ardilla dado !ue el cambio de polos delestator a de lle&ar unido el cambio de polos del rotor, por lo!ue en los motores de rotor bobinado complicar/a lle&arlo a

la práctica en condiciones econ'micamente rentables"



CONT(O* DE PE*OCIDAD 9O( CA+BIO DE7(EC)ENCIA En la actualidad el empleo de sistemas de arran!ue mediante

el control por contactores está !uedando en desuso a 1a&or delos arrancadores4&ariadores de &elocidad electr'nicos<con&ertidores de 1recuencia="

Este tipo de dispositi&os suministran una tensi'n alternacu$o &alor es regulable, al tiempo !ue también es posibleregular la 1recuencia de alimentaci'n al motor, de este modoes posible conseguir un control de &elocidad mu$ e1ecti&o,

!ue permite incluso lle&ar un motor a una &elocidad desincronismo superior a la nominal o asignada <practica norecomendable=" *a ra0'n de &ariar a la &e0 1recuencia $tensi'n radica en el eco de conseguir un par constante entodo el régimen de &elocidades del motor"

F"" CONT(O* DE PE*OCIDAD 9O( +ODI7ICACIÓNDE* DES*IJA+IENTO



E* desli0amiento de un motor se puede &ariar modi1icandola tensi'n de alimentaci'n" Si la tensi'n disminu$e, la&elocidad de giro del rotor disminu$e, $ por tanto aumenta el

desli0amiento" En la 1igura de la dereca, se puede apreciar la caracter/sticamecánica +@1<n= de un motor as/ncrono cuando se alimentaa tensi'n nomina Pn o al F: de su &alor :,FPn, donde +r representa el par resistente"

Como $a se coment' en aparatados anteriores, es posible

controlar en parte la &elocidad <±%M= de un motor con rotor bobinado de anillos ro0antes intercalando resistencias en elrotor" En la grá1ica se puede apreciar como &aria el par en1unci'n de la &elocidad para este tipo de motores en 1unci'nde la resistencia conectada"

R"BA*ANCE DE 9OTENCIAS EN )N +OTO(AS.NC(ONO*a potencia de una carga poli1ásica es la suma de las potencias de cada una de sus 1ases" En una red con tres 1ases<(,S,T= la potencia de una carga tri1ásica será

(T = (0 + (s+ (T

*T =*0 +*s+*T

En una carga e!uilibrada, como es el caso de un motor tri1ásico, podemos



poner2

( T= 1 ) cosϕ

*T= 1 ) sen ϕ

donde2) @ Tensi'n de l/nea en ]P^I@ Intensidad de l/nea en ]A^

ϕ @ Angulo de des1ase ]ϕu4ϕi^



De la parte de la potencia acti&a absorbida por la red parte se pierde en la resistencia del bobinado estat'rico, es lo !ue seconoce como pérdidas en el cobre en el estator2

(&u# = 0f ) %

Donde (1 es la parte de la resistencia de cada 1ase enomios, I es la corriente de 1ase en amperios $ 9Cu# son las pérdidas totales en el cobre en el estator de un motortri1ásico"

*a di1erencia entre la potencia absorbida por la red $ las pérdidas en el cobre del estator, es la potencia !ue !ueda para crear el campo magnético2

(& = (T − (&u#

No toda la potencia entregada para crear el campo magnéticose con&ierte en l/neas de inducci'n, puesto !ue en el circuitomagnético se producen las denominadas pérdidas en el ierro

97e !ue no es otra cosa !ue la suma de las pérdidas por istéresis magnética $ corrientes parásitas de 7aucoult" Sillamamos 9a a la potencia !ue realmente atra&iesa elentreierro del motor, tendremos2

(a= (c− ( Fe

Como es sabido el rotor está constituido por un bobinadocerrado sobre si mismo !ue al cortar el 1lu5o se induce una

1"e"m" en él $ por el !ue circula una corriente" 9ara el caso deun motor tri1ásico la pérdidas en el cobre del rotor &ienendadas por la e8presi'n2

(&u% = ) %% 0%



Donde I% representa la corriente !ue circula por cada una delas 1ases $ ( % la resistencia de cada una de las 1ases del bobinado rot'rico

De este modo la potencia mecánica entregada al rotor es2 (m = (a− (&u%

7inalmente e8istirán una pérdidas mecánicas por ro0amientos, de modo !ue la potencia realmente 6til en el e5edel rotor es2 (u= (m− (mec

El rendimiento de un motor as/ncrono &iene dado por lae8presi'n $a conocida2

H"C)(PAS CA(ACTE(.STICAS DE )N +OTO( AS.NC(ONO"

Aun!ue $a se an &isto a lo largo del tema &arias de las cur&ascaracter/sticas !ue determinan el 1uncionamiento de unmotor as/ncrono, a continuaci'n se relacionan las más

com6nmente utili0adas2#:"+OTO( +ONO7SICO DE 7ASE 9A(TIDA

)n motor mono1ásico de 1ase partida es un motor mono1ásico de corriente alterna, cu$a potencia generalmenteno e8cede de #CP" Se emplea para accionar pe!ueGos



electrodomésticos como la&adoras, pe!ueGas bombas de presi'n, !uemadores de aceites pesados, etc""

En este tipo de motor se distinguen partes principales2#" *a parte giratoria2 el rotor %" *a parte 1i5a !ue crea el campo magnético inductor2 el

estator " Dos placas o escudos terminales, su5etos a la carcasa del

estator mediante tornillos o pernos"" )n interruptor centr/1ugo

Este tipo de motores se de1ine como2?+otor de inducci'nmono1ásico pro&isto de un arrollamiento au8iliar o dearran!ue despla0ado magnéticamente respecto alarrollamiento principal o de traba5o $ conectados en paraleloentre s/?"

El ob5eto del arrollamiento au8iliar es conseguir el arran!ue delmotor, para ello, es preciso !ue los 1lu5os magnéticos

engendrados por los dos arrollamientos del motor esténdespla0ados en el espacio $ en el tiempo" *a primeracondici'n se cumple disponiendo geométricamente cada

arrollamiento en posici'n adecuada respecto al otro"



a. Leer la chapa identificatoria para determinar si el voltaje de trabajo es:220!"0 #olts $ !"0%%0 #olts.

b. &onsiderar que la tensi$n de la l'nea en la que se coloque el motor sea

trifásica de ! ( !"0 #olts.

Las posibilidades de cone(i$n son tres: estrella, triángulo ) estrella*triángulo. A continuaci$n se e(plica cada una de ellas:

+. n el caso que la chapa caracter'stica diga 220*!"0 volts, la cone(i$n arealizar será en forma horizontal -/LLA1, ! bornes punteados entre s' )la l'nea **/ conectada a los otros tres bornes libres. 3igura n4 +5

2. n el caso que la chapa caracter'stica indique !"0*%%0 volts, se deberárealizar en forma vertical tres puentes independientes cone(i$n

-/6A789L1 ) conectar la l'nea **/ sobre cada uno de los puentes en

forma individual. 3igura 74 25



!. i se requiere arranque -/LLA*/6A789L1 no se realizará puentealguno ) se conectarán % cables provistos desde la llave conmutadorarespetando la misma polaridad en forma vertical con ; con ) / con/. 3igura 74 !5

Es importante considerar que cualquier otro tipo de conexión, queno sea la indicada en la chapa característica, quemará rápidamenteal motor.

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