Mantenimiento de máquinas eléctricas rotativas.docx

8/19/2019 Mantenimiento de máquinas eléctricas rotativas.docx

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Mantenimiento de máquinas eléctricas rotativas

1.1. Objetivo general de la carrera.

P.T. y P.T–B en Electromecánica industrial.

eali!ar servicios de instalaci"n# o$eraci"n# diagn"stico y mantenimiento demáquinas# equi$os y sistemas electromecánicos# a$licando las normas técnicasvigentes y estándares de calidad.

%.1. Presentaci"n

El m"dulo de Mantenimiento de máquinas eléctricas rotativas# corres$onde aln&cleo de 'ormaci"n $ro'esional# es de ti$o es$ec()co y se im$arte en el cuartosemestre de la carrera de Pro'esional Técnico y Pro'esional Técnico*Bac+iller enElectromecánica industrial. Tiene como )nalidad que el alumno adquiera las+abilidades necesarias $ara llevar a cabo el mantenimiento tanto de motorescomo de generadores eléctricos# $resentes en diversos ámbitos.

El $resente m"dulo está con'ormado $or tres unidades de a$rendi!aje. En la$rimera unidad se abordan temas relacionados con el diagn"stico de o$eraci"nde motores y generadores eléctricos mediante $ruebas de o$eraci"n# en lasegunda unidad se aborda el mantenimiento $reventivo de estos y )nalmenteen la tercera unidad se contem$la la reali!aci"n del mantenimiento correctivo amotores y generadores eléctricos# de acuerdo a $rogramas de mantenimiento#as( como la instalaci"n y control de los mismos.

,a contribuci"n del m"dulo al $er)l de egreso de la carrera en la que estáconsiderado# incluye el desarrollo de com$etencias $ara mantener máquinaseléctricas rotativas# em$leando técnicas estandari!adas# equi$os y+erramientas.

,a 'ormaci"n $ro'esional del PT y el PT*B está dise-ada con un en'oque de$rocesos# lo cual im$lica un desarrollo secuencial en la adquisici"n decom$etencias $ro'esionales que incluye 'unciones $roductivas integradas enlas eta$as de instalaci"n# manejo# o$eraci"n# diagn"stico# mantenimiento ymejora de diversos sistemas. En este sentido# el m"dulo de Mantenimiento demaquinas eléctricas rotativas es $arte im$ortante de la carrera# ya quecontribuye al desarrollo de com$etencias transversales $ro'esionales a$licablesa otros m"dulos.

demás# estas com$etencias se com$lementan con la incor$oraci"n de otrascom$etencias básicas# las $ro'esionales y genéricas que re'uer!an la 'ormaci"ntecnol"gica y cient()ca# y 'ortalecen la 'ormaci"n integral de los educandos/que los $re$ara $ara com$render los $rocesos $roductivos en los que estáinvolucrado $ara enriquecerlos# trans'ormarlos# resolver $roblemas# ejercer latoma de decisiones y desem$e-arse en di'erentes ambientes laborales# conuna actitud creadora# cr(tica# res$onsable y $ro$ositiva/ de la misma manera#'omenta el trabajo en equi$o# el desarrollo $leno de su $otencial en los ámbitos



$ro'esional y $ersonal y la convivencia de manera arm"nica con el medioambiente y la sociedad.

,a tarea del docente tendrá que diversi)carse a )n de coadyuvar a que susalumnos desarrollen las com$etencias $ro$uestas en el m"dulo# reali!ando'unciones tanto de 'acilitador del a$rendi!aje como de $rece$tor# y que

consistirán en la gu(a y acom$a-amiento de los alumnos durante su $roceso de'ormaci"n académica y $ersonal y en la de)nici"n de estrategias de$artici$aci"n que $ermitan incor$orar a su 'amilia en un esquema decorres$onsabilidad que coadyuve a su desarrollo integral.

En el $roceso de evaluaci"n de las com$etencias# los docentes# encoordinaci"n con el $lantel# tienen la 'acultad de instrumentar las modalidadesde autoevaluaci"n# coevaluaci"n y +eteroevaluaci"n# que están vinculadas auna actividad de evaluaci"n seleccionada $ara este )n# indicada en este$rograma de estudios y e0$licitada en la gu(a de evaluaci"n corres$ondiente.

Por &ltimo# es necesario que al )nal de cada unidad de a$rendi!aje se

considere una sesi"n de clase en la cual se realice la reca$itulaci"n de losa$rendi!ajes logrados# en lo general# $or los alumnos con el $ro$"sito deveri)car que estos se +an alcan!ado o# en caso contrario# determinar lasacciones de mejora $ertinentes. En este $roceso# los docentes tienen la'acultad de instrumentar las modalidades de autoevaluaci"n# coevaluaci"n y+eteroevaluaci"n# de acuerdo con las condiciones $articulares de su entorno#aun cuando de manera institucional se de)nen los criterios e indicadores $arasu a$licaci"n.

%.%. Pro$"sito del m"dulo

eali!ar el mantenimiento a máquinas eléctricas rotativas $resentes en

diversos ámbitos# em$leando equi$os# +erramientas y técnicas estandari!adas$ara garanti!ar la 'uncionalidad de las mismas.



%.. Ma$a del m"dulo

Nombre del módulo Unidad de aprendizaje Resultado de aprendizajeMantenimiento demáquinaseléctricasrotativas23 4oras

1. 5iagn"stico demotores y generadoreseléctricos.%3 +oras

1.1 eali!a el diagn"stico amotores eléctricos a$licando$ruebas de o$eraci"n deacuerdo con $rocedimientosestablecidos yrecomendaciones del'abricante $ara identi)car'allas.10 horas1.2 eali!a el diagn"stico ageneradores eléctricosa$licando $ruebas deo$eraci"n de acuerdo con$rocedimientos establecidos yrecomendaciones del'abricante $ara identi)car

'allas.10 horas

%. Mantenimiento$reventivo a motores ygeneradores eléctricos.%3 +oras

2.1 eali!a el mantto$reventivo a motoreseléctricos de acuerdo con$rocedimientos#recomendaciones del'abricante y el $rograma demantenimiento $ara asegurarla 'uncionalidad del motor.10 horas

2.2 eali!a el mantto$reventivo a generadoreseléctricos de acuerdo con$rocedimientos#recomendaciones del'abricante y el $rograma demantenimiento $ara asegurarla 'uncionalidad del generador.



10 horas

. Mantenimientocorrectivo a motores ygeneradores eléctricos.63 +oras

3.1 eali!a el mantenimientocorrectivo a motores eléctricosconsiderando el diagn"stico#recomendaciones del'abricante y el $rograma demantenimiento $ararestablecer la 'uncionalidaddel motor.25 horas3.2 eali!a el mantenimientocorrectivo a generadoreseléctricos considerando eldiagn"stico# recomendacionesdel 'abricante y el $rograma demantenimiento $ararestablecer la 'uncionalidad delgenerador.25 horas

%.7. 8nidades de a$rendi!aje

8nidad de a$rendi!aje9 :&mero 1

5iagn"stico de motores y generadores eléctricos.

Pro$"sito de la unidad9 5iagnosticar la o$eraci"n de motores y generadores

eléctricos mediante $ruebas de o$eraci"n# $ara detectar y evaluar condicionesanormales de o$eraci"n. %3 +oras

esultado de a$rendi!aje9 1.1 eali!a el diagn"stico a motores eléctricosa$licando $ruebas de o$eraci"n de acuerdo con $rocedimientos establecidos yrecomendaciones del 'abricante $ara identi)car 'allas. 13 +oras

;ontenido9

A. Descripción de motores eléctricos.

• Definición de motor eléctrico.

• Tipos de motores.• Motores de c.c.• Motores de c.a.

• Principio de funcionamiento delmotor.• Ley de Ohm• Ley de Faraday• Ley de Lenz• Campo magnético

• Construcción del Motor.• Componentes principales del motor.



• Caractersticas de los motores.

• Cone!iones en motores de c.c. y c.a.

• "plicaciones.

• Caractersticas nominales.

B. Descripción de la normati#idad #igente.

• $eguridad e higiene en el tra%a&o.

•

'nstalaciones eléctricas.

• "horro y eficiencia energética.

• Consideraciones am%ientales.

C. Determinación de fallas en motores eléctricos.

• "plicación de la normati#idad #igente• Fallas en motores eléctricos.

• Monof(sicos.• )if(sicos.• Trif(sicos.• c.a.• c.d.

• $elección de materiales* refacciones e instrumentos de medición.• Caractersticas• Criterios de selección• Mane&o

• +e#isión de condiciones de operación de los su%sistemas.• Cone!ión.• "rran,ue.• -stator y control.• +odamientos.• +otor.• Cuerpo del motor.• -nfriamiento.• Lu%ricación.

D. -misión del diagnóstico de motores eléctricos.

•

Descripción del diagnóstico.

• eneración de la orden de tra%a&o.

Motor eléctrico8n motor eléctrico es una máquina eléctrica que trans'orma energ(a eléctricaen energ(a mecánica mediante interacciones electromagnéticas. lgunosmotores eléctricos son reversibles# $ueden trans'ormar energ(a mecánica eneléctrica 'uncionando como generadores.

Pueden 'uncionar conectados a una red de suministro eléctrico o a bater(as.

,os motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en elmismo $rinci$io de 'uncionamiento# el cual establece que si un conductor $orel que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acci"n de uncam$o magnético# éste tiende a des$la!arse $er$endicularmente a las l(neasde acci"n del cam$o magnético.

El conductor tiende a 'uncionar como un electromán debido a la corrienteeléctrica que circula $or el mismo adquiriendo as( $ro$iedades magnéticas#



que $rovocan# debido a lainteracci"n con los $olos ubicadosen el estator# el movimientocircular que se observa en el rotordel motor.

Partiendo del +ec+o de quecuando $asa corriente $or unconductor $roduce un cam$omagnético# además si lo $onemosdentro de la acci"n de un cam$omagnético $otente# el $roducto dela interacci"n de ambos cam$osmagnéticos +ace que el conductortienda a des$la!arse $roduciendoas( la energ(a mecánica. 5ic+aenerg(a es comunicada al e0teriormediante un dis$ositivo llamado <ec+a.

;lasi)caci"n de los motores eléctricos9

*Motor de Corriente Continua (CC): se utili!a en casos en los que esim$ortante el $oder regular continuamente la velocidad del motor. Este ti$o demotor debe de tener en el rotor y el estátor el mismo n&mero de $olos y elmismo n&mero de carbones. ,os motores de corriente directa $ueden ser detres ti$os9

=erieParaleloMi0to

*Motor de Corriente Alterna (CA): son aquellos motores eléctricos que'uncionan con corriente alterna.8n motoreléctrico convierte la energ(a eléctrica en'uer!as de giro $or medio de la acci"n mutuade los cam$os magnéticos.

*Motores as(ncronos y s(ncronos.

,os motores as(ncronos >motores deinducci"n?# basan su 'uncionamiento en ele'ecto que $roduce un cam$o magnéticoalterno a$licado a un inductor o estátor sobreun rotor con una serie de es$iras sin ningunacone0i"n e0terna sobre el que se inducenunas corrientes $or el mismo e'ecto de untrans'ormador.



Por lo tanto# en este sistema solo se necesita una cone0i"n a la alimentaci"n#que corres$onde al estátor# eliminándose# $or lo tanto# el sistema de escobillasque se $recisa en otros ti$os de motores.

,os motores s(ncronos están constituidos $or un inducido que suele ser )jo#

'ormando $or lo tanto el estátor sobre el que se a$lica una corriente alterna y$or un inductor o rotor 'ormado $or un imán o electroimán que contiene uncierto n&mero de $ares de $olos magnéticos. El cam$o variable del estátor+ace girar al rotor a una velocidad )ja y constante de sincronismo que de$endede la 'recuencia alterna a$licada. 5e ello deriva su denominaci"n de s(ncronos.

*Motores de colector.

El $roblema de la regulaci"n de la velocidad en los motores de corrientealterna y la mejora del 'actor de $otencia +an sido resueltos de maneraadecuada con los motores de corriente alterna de colector. =eg&n el n&mero de'ases de las corrientes alternas $ara los que están concebidos los motores de

colector se clasi)can en mono'ásicos y $oli'ásicos# siendo los $rimeros los másutili!ados. ,os motores mono'ásicos de colector más utili!ados son los motoresen serie y los motores de re$ulsi"n.

Todos los motores de corriente continua as( como los s(ncronos de corrientealterna incluidos en la clasi)caci"n anterior tienen una utili!aci"n y unasa$licaciones muy es$ec()cas.

,os motores de corriente alterna as(ncronos# tanto mono'ásicos como tri'ásicos#son los que tienen una a$licaci"n más generali!ada gracias a su 'acilidad deutili!aci"n# $oco mantenimiento y bajo costo de 'abricaci"n. Por ello# noscentraremos en la constituci"n y el 'uncionamiento de los motores as(ncronos

de inducci"n.

,a velocidad de sincronismo de los motores eléctricos de corriente alternaviene de)nida $or la e0$resi"n9

5onde9n @ :&mero de revoluciones $or minuto.' @ Arecuencia de la red.$ @ :&mero de $ares de $olos de la máquina.

=e da el nombre de motor as(ncrono al motor de corriente alterna cuya $artem"vil gira a una velocidad distinta a la de sincronismo.



unque a 'recuencia industrial la velocidad es )ja $ara un determinado motor#+oy d(a se recurre a variadores de 'recuencia $ara regular la velocidad de estosmotores.

¿Cómo Funciona un Motor Elctrico! "rinci#io de Funcionamiento

¿$ si ahora en lu%ar de un conductor tenemos una es#ira #or la &uecircula corriente!

Es como si tenemos % conductores en'rentados >$or uno entra la corriente y$or el otro sale?# un lado de la es$ira sube y el otro baja# ya que $or un lado lacorriente entra y $or el otro lado de la es$ira la corriente sale. C esto que$roduceD Pues $roduce un giro de la es$ira# un $ar de 'uer!as en sentidocontrario. 4emos conseguido +acer girar una es$ira $or medio de la corrienteeléctrica. '''$a tenemos nuestro motor.

eamos el dibujo# '(jate en el sentido de las corrientes F a un lado y al otro de

la es$ira son contrarios# esto +ace que se $rodu!can 'uer!as o$uestas a cadalado de la es$ira @ Par de Auer!as @ Giro.

,a entrada y salida de la corriente debe tener siem$re el mismo sentido# es $oreso que debemos colocar lo que se llama el colector de del%as# es elencargado de recoger la corriente desde las escoillas y +acer que lacorriente siem$re entre y salga $or el mismo lado. si te )jas esta $artido en dosy gira con la es$ira# esto es lo que al girar $osibilita que siem$re entre lacorriente $or el mismos sitio res$ecto a la es$ira. En el caso de la )gura la

corriente siem$re entra $or la $arte i!quierda de la es$ira y siem$re sale $or la$arte i!quierda de la es$ira# inde$endientemente de como esté la es$ira.

OHO en los motores de corriente alterna no +ace 'alta el colector# ya que lacorriente continua cambia de sentido automáticamente cada ciclo o vuelta.er alternador.

En este# el de la imagen anterior# caso el imán es )jo >llamado estator? yel rotor (#arte %iratoria) ser(a la es$ira o el bobinado >muc+as es$iras?# es lo

http://www.areatecnologia.com/La_dinamo.htm

http://www.areatecnologia.com/La_dinamo.htm



más com&n. *emos con+ertido la ener%,a elctrica en ener%,amec-nica en el movimiento del eje.

LA LEY DE OHM

La Ley de Ohm* postulada por el fsico y matem(tico alem(n eorg $imon Ohm* es una de las leyesfundamentales de la electrodin(mica* estrechamente #inculada a los #alores de las unidades %(sicaspresentes en cual,uier circuito eléctrico como son/

0. Tensión o #olta&e "E", en #olt 123.

4. 'ntensidad de la corriente " I ", en ampere 1"3.

5. +esistencia "R" en ohm 1 3 de la carga o consumidor conectado al circuito.

Circuito eléctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica "R" y la.circulación de una intensidad o flujo de corriente eléctrica " I " suministrado por la propia pila.

De%ido a la e!istencia de materiales ,ue dificultan m(s ,ue otros el paso de la corriente eléctrica atra#és de los mismos* cuando el #alor de su resistencia #ara* el #alor de la intensidad de corriente enampere tam%ién #ara de forma in#ersamente proporcional. -s decir* a medida ,ue la resistenciaaumenta la corriente disminuye y* #ice#ersa* cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la

corriente aumenta* siempre ,ue para am%os casos el #alor de la tensión o #olta&e se mantengaconstante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley* el #alor de la tensión o #olta&e es directamenteproporcional a la intensidad de la corriente6 por tanto* si el #olta&e aumenta o disminuye* el ampera&e dela corriente ,ue circula por el circuito aumentar( o disminuir( en la misma proporción* siempre y cuandoel #alor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

http://www.asifunciona.com/biografias/ohm/ohm.htm





Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de orriente en ampere !ue irula por un iruito eltrio errado, esdiretamente proporional a la tensión o #oltaje apliado, e in#ersamente proporional ala resistenia en o$m de la ar%a !ue tiene onetada.

&'R(U)A (A*E(+*ICA ENERA) DE RE-REEN*ACI'N DE )A )E/ DE 01(

Desde el punto de #ista matem(tico el postulado anterior se puede representar por medio de lasiguiente Fórmula eneral de la Ley de Ohm/

5e donde9 – Fntensidad de la corriente que recorre el circuito en am$ere (A)E – alor de la tensi"n# voltaje o 'uer!a electromotri! en volt (/)

– alor de la resistencia del consumidor o carga conectado al circuito en o+m >?.

e de en,a ,ey de ,en! $lantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal quese o$ongan a la variaci"n del <ujo magnético que las $rodujo/ no obstante estaley es una consecuencia del $rinci$io de conservaci"n de la energ(a.

e de en: 4El sentido de las corrientes o uera electromotriinducida es tal &ue se o#one siem#re a la causa &ue la #roduce6 o sea6a la +ariación del 7u8o4.

Gracias a la ya nombrada ,ey de ,en!# se com$leto la ,ey de Aaraday $or loque es +abitual llamarla también ,ey de Aaraday*,en! $ara +acer +onor a suses'uer!os en el $roblema# los '(sicos rusos siem$re usan el nombre I,ey de



Aaraday*,en!I.

e de en:

E8em#los:



Ley de Faraday

,as e0$eriencias de Aaraday y de 4enry$uedes inter$retarlas en términos de la'uer!a de ,orent!# si la causa de la

corriente inducida $uede estar en elmovimiento relativo del imán#la oina o la varilla. =in embargo#cuando la corriente inducida tiene sue0$licaci"n en un cambio en laintensidad de la corriente# no $uede+acerse as(.

Fmagen J. Elaboraci"n $ro$ia.

Aaraday encontr" una e0$licaci"n a todas las e0$eriencias relacionando la'uer!a electromotri! inducida con las variaciones de <ujo del cam$o magnético.

,as observaciones de Aaraday le llevaron a deducir que9

• $arece corriente inducida cuando hay movimiento relativo entre elinductor >bobina con corriente o imán? y el inducido >circuito en quea$arece la corriente?.

• ;uanto más rá$ido es el movimiento# mayor es la corriente inducida.

• ;uantas más es$iras tenga la bobina del inducido# mayor es laintensidad de corriente inducida.

• ,a corriente inducida cambia al cambiar el sentido del movimiento.

Para e0$licar esto# a)rm" que la corriente inducida en un circuito se debe ala variaci"n del <ujo magnético que lo atraviesa >n&mero de l(neas decam$o magnético que atraviesan el circuito? .

Por la de)nici"n de <ujo magnético# # suvariaci"n $uede deberse a que9

Fmagen 2. Elaboraci"n $ro$ia.

mailto:

mailto:



• =e modi)ca el cam$o magnético B# $orque var(a con el tiem$o o $orquecambia la distancia entre el imán y el circuito#

• ar(a el área = del circuito# $or de'ormaciones del mismo

• ;ambia el ángulo K# al +acerlo la orientaci"n del circuito res$ecto alcam$o.

Magnetismo

ntes de describir los $rinci$ios básicos del motor# daremos una revisi"n delmagnetismo. Todos sabemos que un imán $ermanente atraerá objetos demetal cuando el objeto está cerca o en de contacto con dic+o el imán. El imán$uede +acer esta 'unci"n $ermanente debido a su 'uer!a magnética in+erente#re'erida como Icam$o magnéticoI. En la Aigura 1# el cam$o magnético de dosimanes $ermanentes es re$resentado $or las Il(neas del <ujoI. Estas l(neas del

<ujo nos ayudan a visuali!ar el cam$o magnético de cualquier imán aunquere$resentan solamente 'en"menos invisibles. El n&mero de l(neas del <ujo var(aa $artir de un cam$o magnético a otro. ;uanto más 'uerte es el cam$omagnético# mayor es el n&mero de las l(neas del <ujo que se dibujan $arare$resentar el cam$o magnético. ,as l(neas del <ujo se dibujan con unadirecci"n indicada $uesto que debemos visuali!ar estas l(neas y el cam$omagnético que re$resentan movimientos que van del $olo : al $olo =# seg&n lodemostrado en la Aigura 1. 8n cam$o magnético similar# se $roduce alrededorde un conductor eléctrico# cuando circula corriente eléctrica a través de él#seg&n lo demostrado en la Aigura %*a. Estas l(neas del <ujo de)nen el cam$omagnético y están en la 'orma de c(rculos concéntricos alrededor del alambre.

,a vieja Iregla de la mano i!quierdaI véase la Aigura %*b. indica que s( ustedse-ala con el $ulgar de su mano i!quierda la direcci"n de la corriente# susdedos se-alarán la direcci"n que $resenta el cam$o magnético.

Fi%ura 1. ,as l(neas del <ujo de un cam$o magnético viajan del $olo : al $olo=.



Fi%ura 2. El <ujo de la corriente eléctrica en un conductor genera un cam$omagnético re$resentado $or las l(neas concéntricas de <ujo alrededor del

conductor.

Fi%ura 3. ,as l(neas magnéticas que circulan alrededor de un conductor salendel $olo : y entran al $olo =.

;uando el alambre 'orma una bobina >véase Aigura ?# todas las l(neasindividuales del <ujo $roducidas $or cada secci"n del alambre 'orman un grancam$o magnético alrededor de la bobina. ;omo con el imán $ermanente# estasl(neas del <ujo dejan el norte de la bobina y vuelven a entrar la bobina $or el

$olo sur. El cam$o magnético de una bobina de alambre es muc+o mayor queel cam$o magnético generado alrededor de un sim$le conductor antes de ser'ormada en una bobina. Este cam$o magnético alrededor de la bobina $uedeser consolidado a&n más colocando una base de +ierro o de metal similar en elcentro de la base.

,a base del metal $resenta menos resistencia a las l(neas del <ujo que al aire#de tal modo la 'uer!a del cam$o $uede aumentar. >as( es como se reali!a labobina del estator# bobina de alambre con base de acero?. ,a ventaja de uncam$o magnético que sea $roducido $or una bobina# es que cuando se inviertela corriente# los $ostes cambian de direcci"n debido al cambio de direcci"n

<ujo magnético >véase Aigura 7?. =i este 'en"meno magnético no se$resentara# el motor de ; no e0istir(a.



Fi%ura 9. ,os $olos de una bobina electromagnética cambian cuando ladirecci"n del <ujo actual cambia.

;am$o Magnético

El cam$o magnético esta 'ormado $or l(neas de 'uer!a que se e0tienden en eles$acio $artiendo del $olo : y dirigiéndose al $olo =. Estas l(neas no se cru!any se van a$artando al alejarse del imán. ;uanto más cercanas sean las l(neasde 'uer!a y sea mayor el n&mero de ellas# más intenso será el cam$omagnético/ en resumido un cam$o magnético es el conjunto de l(neas de'uer!a magnéticas.

Para e'ectos de atracci"n y re$ulsi"n# $olos o$uestos se atraen y $olos igualesse re$elen. Esto es ocurre igual que con los cam$os electrostáticos# cargasiguales se re$elen y cargas di'erentes se atraen.

Electromagnetismo

El movimiento de la aguja de una br&jula en las $ro0imidades de un conductor$or el que circula una corriente indica la $resencia de un cam$o magnético>véase Magnetismo? alrededor del conductor. ;uando dos conductores$aralelos son recorridos cada uno $or una corriente# los conductores se atraensi ambas corrientes <uyen en el mismo sentido y se re$elen cuando <uyen ensentidos o$uestos. El cam$o magnético creado $or la corriente que <uye enuna es$ira de alambre es tal que si se sus$ende la es$ira cerca de la Tierra secom$orta como un imán o una br&jula# y oscila +asta que la es$ira 'orma un

ángulo recto con la l(nea que une los dos $olos magnéticos terrestres.

Puede considerarse que el cam$o magnético en torno a un conductor rectil(neo$or el que <uye una corriente se e0tiende desde el conductor igual que lasondas creadas cuando se tira una $iedra al agua. ,as l(neas de 'uer!a delcam$o magnético tienen sentido anti+orario cuando se observa el conductoren el mismo sentido en que se des$la!an los electrones. El cam$o en torno alconductor es estacionario mientras la corriente <uya $or él de 'orma uni'orme.



Fi%ura 5. ;am$o Electromagnético

;uando un conductor se mueve de 'orma que atraviesa las l(neas de 'uer!a deun cam$o magnético# este cam$o act&a sobre los electrones libres delconductor des$la!ándolos y creando una di'erencia de $otencial y un <ujo decorriente en el mismo. =e $roduce el mismo e'ecto si el cam$o magnético esestacionario y el cable se mueve que si el cam$o se mueve y el cable$ermanece estacionario. ;uando una corriente em$ie!a a circular $or unconductor# se genera un cam$o magnético que $arte del conductor. Estecam$o atraviesa el $ro$io conductor e induce en él una corriente en sentido

o$uesto a la corriente que lo caus" >seg&n la llamada regla de ,en!?. En uncable recto este e'ecto es muy $eque-o# $ero si el cable se arrolla $ara 'ormaruna bobina# el e'ecto se am$l(a ya que los cam$os generados $or cada es$irade la bobina cortan las es$iras vecinas e inducen también una corriente enellas. El resultado es que cuando se conecta una bobina as( a una 'uente dedi'erencia de $otencial# im$ide el <ujo de corriente cuando em$ie!a a a$licarsela di'erencia de $otencial. 5e 'orma similar# cuando se elimina la di'erencia de$otencial# el cam$o magnético se desvanece# y las l(neas de 'uer!a vuelven acortar las es$iras de la bobina. ,a corriente inducida en estas circunstanciastiene el mismo sentido que la corriente original# y la bobina tiende a mantenerel <ujo de corriente. 5ebido a estas $ro$iedades# una bobina se resiste a los

cambios en el <ujo de corriente# $or lo que se dice que $osee inercia eléctrica oautoinducci"n. Esta inercia tiene $oca im$ortancia en circuitos de corrientecontinua# ya que no se observa cuando la corriente <uye de 'orma continuada#$ero es muy im$ortante en los circuitos de corriente alterna.

Electroimán

5is$ositivo que consiste en un solenoide >una bobina cil(ndrica de alambrerecubierta de una ca$a aislante y arrollado en 'orma de es$iral?# en cuyo



interior se coloca un n&cleo de +ierro. =i una corriente eléctrica recorre labobina# se crea un 'uerte cam$o magnético en su interior# $aralelo a su eje. lcolocar el n&cleo de +ierro en este cam$o los dominios microsc"$icos que'orman las $art(culas de +ierro# que $ueden considerarse $eque-os imanes$ermanentes# se alinean en la direcci"n del cam$o# aumentando de 'ormanotable la 'uer!a del cam$o magnético generado $or el solenoide. ,aimantaci"n del n&cleo alcan!a la saturaci"n cuando todos los dominios estánalineados# $or lo que el aumento de la corriente tiene $oco e'ecto sobre elcam$o magnético. =i se interrum$e la corriente# los dominios se redistribuyen ys"lo se mantiene un débil magnetismo residual.

Fi%ura . Es$iras y Bobina

;om$onentes $rinci$ales del motor.

;omo todas las máquinas eléctricas# un motor eléctrico está constituido $or uncircuito magnético y dos eléctricos# uno colocado en la $arte )ja >estator? yotro en la $arte m"vil >rotor?.

El circuito magnético de los motores eléctricos de corriente alterna está'ormado $or c+a$as magnéticas a$iladas y aisladas entre s( $ara eliminar elmagnetismo remanente.

El circuito magnético está 'ormado $or c+a$as a$iladas en 'orma de cilindro enel rotor y en 'orma de anillo en el estátor.

El cilindro se introduce en el interior del anillo y# $ara que $ueda girarlibremente# +ay que dotarlo de un entre+ierro constante.

El anillo se dota de ranuras en su $arte interior $ara colocar el bobinadoinductor y se envuelve e0teriormente $or una $ie!a metálica con so$ortellamada carcasa.



El cilindro se adosa al eje del motor y $uede estar ranurado en su su$er)cie$ara colocar el bobinado inducido >motores de rotor bobinado? o bien se leincor$oran conductores de gran secci"n soldados a anillos del mismo materialen los e0tremos del cilindro >motores de rotor en cortocircuito? similar a una

jaula de ardilla# de a+( quereciban el nombre de rotor de jaula de ardilla.

El eje se a$oya en unos rodamientos de acero $ara evitar ro!amientos y sesaca al e0terior $ara transmitir el movimiento# y lleva aco$lado un ventilador$ara re'rigeraci"n. ,os e0tremos de los bobinados se sacan al e0terior y seconectan a la $laca de bornes.

Estator y otor

Estator



Constituye la parte fija del motor. El estator es el elemento que opera como base,permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no semueve mecánicamente, pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores:

a Estator de polos salientesb Estator ranurado

El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio!se les llama "paquete#, que tienen la $abilidad de permitir que pase a través de ellasel flujo magnético con facilidad% la parte metálica del estator y los devanados proveenlos polos magnéticos. &os polos de un motor siempre son pares !pueden ser ', (, ), *,+, etc.,, por ello el m-nimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos!un norte y un sur.

Rotor

Constituye la parte móvil del motor. El rotor es el elemento de transferencia mecánica,ya que de él depende la conversión de energ-a eléctrica a mecánica. &os rotores, sonun conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden serbásicamente de tres tipos/

a otor ranuradob otor de polos salientesc otor jaula de ardilla

,a carcasa es la $arte que $rotege y cubre al estator y al rotor# el materialem$leado $ara su 'abricaci"n de$ende del ti$o de motor# de su dise-o y sua$licaci"n. s( $ues# la carcasa $uede ser9

a? Totalmente cerrada



b? biertac? $rueba de goteod? $rueba de e0$losionese? 5e ti$o sumergible&a base es el elemento en donde se soporta toda la fuer/a mecánica de operación delmotor, puede ser de dos tipos:

a 0ase frontal b 0ase lateral

Por lo general# en la mayor(a de los casos los motores eléctricos cuentan con caja decone0iones. ,a caja de cone0iones es un elemento que $rotege a los conductores quealimentan al motor# resguardándolos de la o$eraci"n mecánica del mismo# y contracualquier elemento que $udiera da-arlos.

;ontribuyen a la "$tima o$eraci"n de las $artes giratorias del motor. =e utili!an$ara sostener y )jar ejes mecánicos# y $ara reducir la 'ricci"n# lo que contribuye alograr que se consuma menos $otencia. ,os cojinetes $ueden dividirse en dosclases generales9

a? ;ojinetes de desli!amiento9 O$eran basándose en el $rinci$io de la $el(cula de

aceite# esto es# que e0iste una delgada ca$a de lubricante entre el eje y lasu$er)cie de a$oyo.



b? ;ojinetes de rodamiento9 =e utili!an $re'erentemente en lugar de los cojinetesde desli!amiento $or varias ra!ones9

L Tienen un menor coe)ciente de 'ricci"n# es$ecialmente en el arranque.L =on com$actos en su dise-oL Tienen una alta $recisi"n de o$eraci"n.L :o se desgastan tanto como los cojinetes de ti$o desli!ante.L =e rem$la!an 'ácilmente debido a sus tama-os estándares

Cada motor debe contar con una placa de caracter-sticas, en idioma espa1ol,fácilmente visible y firmemente sujeta al motor con remac$es del mismo material quelas placas. 2eben ser de acero inoxidable, la pintura del motor no debe cubrirlas, lainformación debe ser grabada en el metal de las placas de tal manera que pueda serle-da aunque desapare/can la coloración e impresiones de superficie.&a siguiente información o datos son los m-nimos que debe llevar la placa de datos yplacas auxiliares, de cualquier motor de corriente alterna monofásico o trifásico, enforma indeleble y en lugar visible.



+. 3ombre del fabricante.

'. 4ama1o, forma de construcción.

5. Clase de corriente.

(. Clase de máquina% motor, generador, etc.

6. 37mero de fabricación.

). 8dentificación del tipo de conexión del arrollamiento.

9. 4ensión nominal.

*. 8ntensidad nominal.

. ;otencia nominal. 8ndicación en <= para motores y generadores de corrientecontinua e inducción. ;otencia aparente en <>? en generadores s-ncronos.

+.@nidad de potencia, por ejemplo <=.

++.égimen de funcionamiento nominal.

+'. Aactor de potencia.

+5.Bentido de giro.

+(.>elocidad nominal en revoluciones por minuto revolmin.



+6. Arecuencia nominal.

+). "Err# excitación en máquinas de corriente continua y máquinas s-ncronas. "&fr#inducido para máquinas as-ncronas.

+9. forma de conexión del arrollamiento inducido.

+*.Dáquinas de cc y s-ncronas: tensión nominal de excitación. Dotores de inducidode anillos ro/antes: tensión de parada del inducido !régimen nominal.

+.Dáquinas de cc y s-ncronas: corriente nominal de excitación. Dotores deinducido de anillos ro/antes: intensidad nominal del motor.

'.Clase de aislamiento.

'+.Clase de protección.

''. ;eso en g o 4.

'5.37mero y a1o de edición de la disposición >2E tomada como base.

&a siguiente placa de caracter-sticas es de la casa comercial B8EDE3B, veamos que nosindica:

&eyendo los datos podemos observar:

F 3 ~, representa que es trifásico de corriente alterna.

F Mot. 1LA, motor y 1LA nos indica que es de jaula de ardilla este datosolamente lo sabemos a través del catálogo.

F IP , protección mecánica, clase de protección al polvo y al agua.

F IM !, es la forma constructiva.



F IE"#E$, es la norma europea !8nternacional ElectrotecnicalComsionEuropeam 3orm

F %H."I.&, es el tipo de aislamiento.

&eyendo los datos de la i/quierda de la placa podemos observar:

F ' H(, como es lógico indica la frecuencia o ciclos por segundo.

F )3'#*'' +, la primera cifra indica que se debe conectar en triángulo enredes de '5 v y la segunda cifra indica la conexión en estrella del motor enredes de ( v.

F 1. -, se1ala la potencia mecánica o 7itl desarrollada en el eje.

F ,#3.* A, amperaje absorbido !es decir la intensidad de la potencia 7tilmás la intensidad de la potencia perdida en la máquina por el motor entriángulo la primera cifra y en estrella la segunda.

F "os / ',01, coseno de fi de la máquina.

F 1*)'#mn, son las revoluciones por minuto, es decir, la velocidad a la quegira el eje del motor.

F ))'2)*'#30'2*)' , las primeras cifras es la conexión en triángulo y lassegundas cifras la conexión en estrella.

F 4.124.1#3.23. A, son los amperajes consumidos con respecto a lasconexiones anteriores, las primeras cifras en conexión triángulo y las segundascifras el consumo en la conexión estrella.

;one0i"n de los motores de c.c. $licaciones

5e$endiendo de c"mo se conecte el devanado de e0citaci"n res$ecto alinducido los motores $ueden ser9

• Motor con e;citación inde#endiente:

El devanado de e0citaci"n se conecta a una 'uente de tensi"n di'erente a laa$licada al inducido. Esta se$araci"n a$orta la ventaja de mayores

$osibilidades de regulaci"n de velocidad que el de derivaci"n.



Fmagen %. Esquema de un motor de corriente continua con e0citaci"ninde$endiente.

Fmagen de elaboraci"n $ro$ia

=e a$lica donde se requiera una velocidad $rácticamente constante

• Motor con e;citación en deri+ación o shunt:

El devanado de e0citaci"n se conecta en $aralelo con el inducido. ,avelocidad de un motor con e0citaci"n en derivaci"n $ermanece$rácticamente constante $ara cualquier régimen de carga.



Fmagen %J. Esquema de un motor de corriente continua con e0citaci"n enderivaci"n o s+unt.


Fmagen %2. Grá)cas de velocidad y carga en un motor con e0citaci"n enderivaci"n o s+unt.


;uando se aumenta el $ar resistente a$licado al motor# la Fi aumenta $ara$roducir un $ar motor igual al mismo. 5ada su estabilidad# éste $osee uncam$o de a$licaci"n muy am$lio9 máquinas# +erramientas $ara metales#madera# $lásticos...etcétera.



8n motor derivaci"n de 7 $olos $osee un inducido del ti$o imbricado sim$lecon J33 conductores. ,a resistencia del inducido es de 3#16N y la deldevanado inductor de %%3N. ,a tensi"n de la red es de %%3. Encondiciones nominales el motor gira a 1633 r$m. El <ujo $or $olo vale1.33.333 Ma0ell.

Calcular:

1. Fntensidad absorbida $or el motor.

%. Potencia absorbida.

. Par o momento angular interno.

7. =i la intensidad admisible en el arranque es % veces la nominal# deducirel valor que deberá tener la resistencia del reostato de arranque.

6. Momento angular o $ar de arranque.

• Motor con e;citación en serie:

El devanado de e0citaci"n se conecta en serie con el inducido# $or lo tantola Fe0 @ Fi. =eg&n aumenta la intensidad del motor# el motor va $erdiendovelocidad. Para intensidades muy $eque-as el motor tiende a alcan!ar

velocidades muy elevadas.

Fmagen 1. Esquema de un motor de corriente continua con e0citaci"n enserie.




Tiene un $ar elevado de arranque# ya que si la intensidad es elevada# el $arcrecerá de 'orma cuadrática a esa intensidad.

,a velocidad del motor disminuye seg&n se le e0ige un mayor $arresistente.

Fmagen %. Grá)cas de velocidad# $ar y $ar*velocidad en un motor cone0citaci"n en serie.

Fmagen de elaboraci"n $ro$iaPulsa sobre la imagen $ara am$liarla

=e utili!an $ara los casos que se e0ige un gran $ar de arranque9 tranv(as#locomotoras# gr&as... etcétera# y es muy $ráctica su utili!aci"n en tracci"neléctrica.

8n motor serie $osee una resistencia en el inducido de 3#%N. ,a resistenciadel devanado de e0citaci"n serie vale 3#1N. ,a tensi"n de la l(nea es de%%3 y la '.c.e.m. es de %16.

<eterminar:

1. ,a intensidad que absorbe en el arranque.

%. ,a intensidad nominal de la l(nea.

. ,a resistencia a conectar $ara reducir la intensidad de arranque al doblede la nominal.



esolver el ejercicio9

a. 5es$reciando la ca(da de tensi"n en las escobillas.

b. =in des$reciar la ca(da de tensi"n en las escobillas.

• Motor con e;citación en com#ound:

,as caracter(sticas del motor com$ound están com$rendidas entre las delmotor s+unt y las del motor serie.

Estos motores se em$lean en muy $ocas ocasiones# debido al $eligro deembalamiento $ara 'uertes cargas.

&n as( su mayor utili!aci"n es en gr&as# tracci"n# ventiladores# $rensas#limadores# etcétera# y en máquinas que requieran elevado $ar de arranque#como com$resores# laminadoras# etcétera.

Fmagen 7. Motor de c.c. de $eque-a $otencia.Auente9 =anco de im-%enes del >E . ;reative ;ommons

Este #rolema es de un e;amen de #ruea de acceso a launi+ersidad6 ¿lo hacemos!

http://recursostic.educacion.es/bancoimagenes/web/

http://recursostic.educacion.es/bancoimagenes/web/



8n motor de c.c. de e0citaci"n com$ound larga tiene $or caracter(sticas9

• A.c.e.m. EQ@ %3.

• esistencia de inducido# i @ 3#1N.

• esistencia de e0citaci"n serie# s @ 3#1N.

• esistencia de e0citaci"n derivaci"n# d @ 73N.

=i se alimenta a una tensi"n de %73# determinar9

1. ,as corrientes que circulan $or sus devanados.

%. ,a $otencia mecánica suministrada >Potencia &til?# la $otencia absorbidade la l(nea de alimentaci"n# y las $érdidas de calor en sus devanados.

. El $ar motor# sabiendo que gira a 1333 r$m.

;omo +abréis com$robado la resoluci"n de $roblemas de máquinaseléctricas de corriente continua son relativamente sencillos. ,o $rimero quetenéis que +acer $ara resolver cualquier ejercicio de este estilo es dibujarsu esquema y sustituir sus valores# al +acerlo se queda un circuito eléctricosencillo donde +allaréis el dato o los datos que os $idan.

,uego con el esquema del balance de $otencias# el cálculo de cada una deellas no es com$licado.

C $or &ltimo el $ar# que manejando bien el balance de $otencias no es

com$licado.

En el arc+ivo de tareas se os $ro$ondrán varios ejercicios y +abrá una$artado de $roblemas $ro$uestos en P8# PEG# etcétera.

Diagramas de conexión de los motores de corriente alterna

Todos los motores tri'ásicos están construidos internamente con un cierton&mero de bobinas eléctricas que están devanadas siem$re juntas# $ara queconectadas constituyan las 'ases que se conectan entre s(# en cualquiera de las'ormas de cone0i"n tri'ásicas# que $ueden ser9

• 5elta• Estrella

• Estrella*delta<elta,os devanados conectados en delta son cerrados y 'orman una con)guraci"nen triangulo. =e $ueden dise-ar con seis >? o nueve >2? terminales $ara serconectados a la l(neo de alimentaci"n tri'ásica.;ada devanado de un motor de inducci"n tri'ásico tiene sus terminalesmarcadas con un n&mero $ara su 'ácil cone0i"n. ,os terminales o $untas de losdevanados se conectan de modo que y B cierren un e0tremo de la delta



>triángulo?# también B y ;# as( como ; y # $ara de esta manera 'ormar la deltade los devanados del motor.

,os motores de inducci"n de jaula de ardilla son también devanados con nueve>2? terminales $ara conectar los devanados internos $ara o$eraci"n en delta.=e conectan seis >? devanados internos $ara 'ormar una delta cerrada# tresdevanados están marcados como 1*7*2# %*6* y **J# en éstos.,os devanados se $ueden bobinar $ara o$erar a uno o dos voltajes.

Estrella,os devanados de la mayor(a de los motores de inducci"n de jaula de ardillaestán conectados en estrella. ,a cone0i"n estrella se 'orma uniendo unaterminal de cada devanado# las tres terminales restantes se conectan a lasl(neas de alimentaci"n ,1# ,% C ,. ,os devanados conectados en estrella

'orman una con)guraci"n en C.

8n motor conectado en estrella con nueve >2? terminales# tiene tres $untas ensus devanados conectadas $ara 'ormar una estrella >*J*2?. ,os tres $ares de$untas de los devanados restantes# son los n&meros9 1*7# %*6 y *.,os devanados se $ueden conectar $ara o$erar en bajo o alto voltaje.Para la o$eraci"n en bajo voltaje# éstos se conectan en $aralelo/ $ara lao$eraci"n en alto voltaje# se conectan en serie.



Cone;iones #ara dos +olta8eslgunos motores tri'ásicos están construidos $ara o$erar en dos voltajes. El$ro$"sito de +acer $osible que o$eren con dos voltajes distintos dealimentaci"n# y tener la dis$onibilidad en las l(neas $ara que $uedanconectarse indistintamente. ;om&nmente# las terminales e0ternas al motor$ermiten una cone0i"n serie $ara el voltaje más alto y una cone0i"n doble

$aralelo $ara la alimentaci"n al menor voltaje.

$licaciones

,os usos y a$licaciones de los motores eléctricos son muy variados yactualmente los $odemos ver $rácticamente en todas las áreas de la sociedadcomo $ueden ser9

En =istemas de riego en el cam$o# máquinas neumáticas y gr&as $ara laconstrucci"n# en la industria $etrolera como dis$ositivos de $er'oraci"n ye0tracci"n# sistemas de bombeo industrial# $ara mover bandas trans$ortadoras

en las industrias de trans'ormaci"n# en el área de rob"tica tanto automotri!como en el ensamblaje de com$utadoras y toda clase de a$aratos electr"nicosaqu( se utili!an motores eléctricos altamente es$eciali!ados llamados=ervomotores que están calibrados $ara 'uncionar a revoluciones $or minutoes$ec()camente designadas# $or su$uesto en el área del +ogar en laslicuadoras# re'rigeradores y +asta en los +ornos de microondas# también severán mas a menudo en la industria automotri! como im$ulsores de los nuevosautom"viles en sustituci"n de los a-ejos y obsoletos motores a gasolinageneradores de casi el 3R de la $oluci"n mundial# as( como desde +acemuc+os a-os en ve+(culos de trans$orte $&blico como el metro. Bombas deE0tracci"n# entiladores# sistemas automati!ados. Elevadores# carros de gol' y

un sin )n de arte'actos y dis$ositivos requieren el uso de un motor eléctrico yasea de corriente continua o corriente alterna# la $rimera más utili!ada entrabajo $esado y la segunda más en'ocada a trabajos de $recisi"n.

Mantenimiento de máquinas eléctricas rotativas.docx

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