MOTOR DE POLOS SOMBREADOS:

En este tipo de motores el rotor es del tipo jaula de ardilla y el estator tiene polos salientes, cada polo esta provisto de su propia bobina de exitacion, en este tipo de motores el flujo magnético se desarrolla de una forma distinta que en los motores con dos devanados ( Auxiliar y principal). Un polo es un polo magnético que esta físicamente dividido o seccionado y que tiene pequeños segmentos rodeando con una bobina “sombreada” en corto circuito. La corriente alterna de la alimentación monofásica que circula a través del devanado de campo, produce un flujo alterno, parte del flujo a través de cada polo se eslabona con la bobina sombreada; esta bobina produce el flujo en la posición sombreada para pasar por detrás de la porción de polo “no sombreada” esto da un efecto, un movimiento de flujo a través de la cara del polo, y bajo la influencia de este flujo en movimiento, se desarrolla al par de arranque. Tan pronto como el rotor inicia su rotación bajo la influencia del par de arranque, se crea un par adicional creado por la acción del motor de inducción monofásico. Por lo tanto, el motor se acelera a una velocidad ligeramente debajo de la velocidad síncrona y opera como un motor de inducción monofásico.

El par de arranque de un motor de polos sombreados es muy pequeño y por lo tanto se usa solo para accionar pequeños ventiladores, relojes, eléctricos, secadores de pelo y otras aplicaciones similares, por lo general sus apacidades se encuentran debajo de 40 watts (0.05HP),

MOTOR DE FASE PARTIDA

El motor de fase partida se usa cuando se requiere de una velocidad constante y no son necesarios pares de arranque altos, se usa mucho en el accionamiento de bombas, ventiladores, extractores de aire, maquinas herramientas y agunas otras cargas de arranque sencillo.

Parde arranque: el motor de fase partida tiene un bajo par de arranque del alrededor del 75 al 200% de su par a plena carga. La corriente de arranque es de 4 a 8 veces la corriente de operación a plena carga.

MOTORES MONOFASICOS DE FASE PARTIDA

Fueron de los primeros motores monofásicos usados en la industria y aun permace su aplicación en forma popular. Estos motores se usan en: maquinas, herramientas, ventiladores, bombas, lavadoras, secadoras y una gran variedad de aplicaciones; la mayoría de ellos se fabrican en el rango de 1/30 (24.9 W) a ½ HP (373 W).

El motor de fase partida tiene dos grupos de devanados en el estator. El primer grupo se conoce como el devanado principal o devanado de trabajo, y el segundo, como devanado auxiliar o de arranque. Estos dos devanados se conectan en paralelo entre si, el voltaje de línea se aplica a ambos al energizar el motor.

Los devanados difieren entre si, física y eléctricamente. El devanado de trabajo esta formado de conductor grueso y tiene mas espiras que el devanado de arranque. Generalmente, el devanado de arranque se aloja en la parte superior de las ranuras del estator, en tanto que el de trabajo en la parte inferior. El devanado de arranque tiene menos espiras de una sección delgada o pequeña del conductor.

En general, un motor de fase partida consiste en una carcaza, un estator formado por laminaciones, en cuays ranuras se alojan las bobinas de los devanados principal y auxiliar, un rotor o parte giratoria formada por conductores basados de barras de cobre o aluminio embebidos en el rotor y conectados entre si por medio de anillos de cobre en ambos extremos, formando lo que se conoce como jaula de ardilla. Se les llama asi porque la configuración de los anillos y las barras conductoras se asemejan realmente a una jaula de ardilla.

MOTORES CON CAPACITOR DE ARRANQUE:

Estos motores son monofásicos de C.A., cuyo rango va desde fracciones de HP hasta 15 HP. Se usan ampliamente en muchas aplicaciones de tipo monofásico, tales como accionamiento de maquinas herramientas (taladros, pulidoras, etcétera), compresores de aire, refrigeradores, etcétera. Este tipo de motor es similar en si construcción al de fase partida, excepto que se conecta a un capacitor en serie con el devanado de arranque, como se muestra en la figura:

Los motores de arranque con capacitor están equipados también como los de fase partida, con devanados de trabajo y de arranque, pero el motor tiene un condensador (capacitor) que permite tener un mayor par de arranque. Como se muestra en la figura anterior, el capacitor se conecta en serie con el devanado de arranque y el switch centrifugo.

La corriente en el devanado de arranque que es liberada, se adelanta al voltaje en el devanado de trabajo, obteniendo de esta manera un desplazamiento angular mayor entre los devanados. Lo que proporciona un incremento en el par de arranque del motor . Para tener una idea de la magnitud de dicho par; un motor de fase partida con capacitor, tiene un par dos veces mayor que el motor de fase partida sin capacitor.

Los motores de arranque con capacitor, se encuentran disponibles en las versiones de para de arranque normal, para accionar cargas como: ventiladores, sopladores, bombas centrifugas y otras aplicaciones. Los diseños para alto par de arranque se usan en equipos como: compresores reciprocos, bombas, transportadores con carga, etcétera.

Los motores de fase partida de arranque con capacitor, son los que requieren el menor mantenimiento de todos los tipos de motores monofásicos, pero tienen un par de arranque muy bajo, lo que hace que no sean adecuados para algunas aplicaciones.

El par de arranque de un motor de arranque con capacitor esta producido por un campo magnético rotatorio que se establece dentro del motor. Este campo magnético relocaliza al devanado de arranque a 90 grados eléctricos, desfasados con respecto al devanado de trabajo, lo que hace que la corriente en el devanado de arranque se adelante a la del devanado de trabajo. Esta condición produce un campo magnético giratorio en el estator, el cual a su vez induce una corriente en el devanado del rotor, efectuando asi la rotación del mismo.

MOTOR DE RELUCTANCIA

El motor de reluctancia, también llamado autosincrono, es un motor de inducción que tiene la singularidad de que su rototr de jaula de ardilla presenta un corte de chapa con amplias muescas, en un numero igual al de polos del devanado polifásico o monofásico del estator, muescas en las que, por lo general, siguen presentes las barras de la jaula de ardilla (fig. 7.12).

El arranque de este motor es un todo igual al de un motor asíncrono de jaula de ardilla, con la sola diferencia de que porcuasa de estas amplias ranuras, la reluctancia media del entrehierro es mayo, lo que incrementa el valor de loa corriente absorbida. Si se trata de un motor monofásico, en el estator se dispone, también, la fase auxiliar de arranque.

Como motor asíncrono se puede admitir que el par es sensiblemente proporcional al deslizamiento y, en cosecuencia podemos escribir:

Independientemente de este par , el rotor , por la presencia de los polos salientes a que dan lugar las amplias ranuras, es sometido a un par de reluctancia

M ir=M̂ ir sen2θ=mU 2

2Ω1 ( 1Xq

− 1X d )sen2θ

Con un deslizamiento d, el angulo θ bien dedo por:

θ=(ω1−ω) t=ω1 st

Siendo ω1 la pulsación del campo giratorio y ω la del rotor.

En consecuencia, el valor instantáneo del par de reluctancia es:

M ir=M̂ ir sen2θω1 t

MOTORES DE FASE PARTIDA CON CAPACITOR PERMANENTE

Los motores de fase partida con capacitor permanente, usan un capacitor conectado en serie con los devanados de arranque y de trabajo. El capacitor crea un retraso en el devanado de arranque, el cual es necesario para arrancar el motor y para accionar la carga.

En caso necesario, los devanados de un motor con capacitor permanente se pueden identificar verificando los valores de la resistencia de los devanados de arranque y de trabajo. El devanado de arranque y el devanado de trabajo con su capacitor , permanecen en el circuito mientras el motor esta en operación. La principal diferencia entre un motor con capacitor permanente y un motor de arranque con capacitor, es que no se requiere switch centrifugo para los motores con capacitor permanente. Estos motores no pueden arrancar y accionar cargas que requieren un alto par de arranque.

MOTORES TRIFASICOS

El motor trifásico es aquel que tiene en su estator 3 devanados monofásicos, separados entre sí 120° eléctricos y espaciados simétricamente alrededor de la parte interna de la carcaza. Cada devanado monofásico representa 1 fase y puede estar constituido por uno o más arrollamientos.

Las conexiones que se realizan entre las terminales de los motores trifásicos son las conexiones estrella o la conexión delta.

Cuando los devanados de las fases son arrollamientos sencillos, el motor tendrá 6 terminales y la conexión estrella o delta se puede conectar directamente; pero cuando tiene 2 arrollamientos por cada fase, el motor tendrá 12 puntos o 12 terminales, debiendo conectarse los arrollamientos de cada fase en serie o paralelo antes de conectarse en estrella o delta.

TIPOS DE CONEXIONES DE MOTORES TRIFASICOS 3φ DE 6 TERMINALES

Estrella 6 terminales

TENSION CONEXIÓN

TERMINALES

CONEXIÓN

LINEA

440v T4 , T5 , T6 T1-L1

T2-L2

T3-L3

V FN=440

√3=254V

V FN=220

√3=127V

(voltaje fase neutro )

Delta 6 terminales :

TENSION CONEXIÓN CONEXIÓN

TERMINALES

LINEA

220v T1-T6T2-T4

T3-T5

T1-L1

T2-L2

T3-L3

TIPOS DE CONEXIONES DE MOTORES

TRIFASICOS 3φ DE 9

TERMINALES

Estrella 9 terminales (serie ):

TENSION CONEXIÓN

TERMINALES

CONEXIÓN

LINEA

440v T4-T7

T5-T8

T6-T9

710-T11-T12

T1-L1

T2-L2

T3-L3

V FN=220

√3=127V

(voltaje fase neutro )

Donde : T10-T11-T12 son internos.

Estrella –Paralelo – 9 terminales :

TENSION CONEXION

TERMINALES

CONEXION

LINEA

220v T1-T7

T2-T8

T3-T9

T4-T5-T6

T10-T11-T12

T1-L1

T2-L2

T3-L3

Delta série (9 terminales)

TENSION CONEXION TERMINALES

CONEXION

LINEA

440v T4-T7

T5-T8

T6-T9

T10, T11, T12 (internos)

T1-L1

T2-L2

T3-L3

Delta paralelo (9 terminales)

TENSION CONEXION

TERMINALES

CONEXION

LINEAS

220v T1-T6-T7

T2-T4-T8

T3-T9-T5

T10-T11-T12

T1-L1

T2-L2

T3-L3

CONEXIÓN DE MOTORES TRIFÁSICOS

En los motores eléctricos trifásicos con rotor Jaula de Ardilla podemos

encontrar las conexiones que se ilustran en la tabla No.1.

TABLA No. 1 - CONEXIÓN DE MOTORES

SIMBOLOGÍA DE LACONEXIÓN

DESCRIPCIÓN DE LACONEXIÓN

OBSERVACIONES

Y ESTRELLA

Generalmente usada enmotores NEMA para latensión más alta y enpotencias hasta 20

HP.Usada en motoresIEC para la mayor

tensión.YY ESTRELLA DOBLE O

ESTRELLA PARALELAGeneralmente usada enmotores NEMA para la

menor tensión ypotencias hasta 20 HP yen motores IEC para la

menor tensión y enpotencias hasta 9 HP.

Δ TRIÁNGULO

En motores IEC usadapara la menor tensiónen cualquier potenciapara motores NEMAusada para la mayor

tensión y en potenciasmayores que 20 HP.

ΔΔTRIÁNGULO DOBLE O

TRIÁNGULO PARALELO

En motores IEC usadapara la tensión menor ypotencias mayores que

9 HP y en motoresNEMA para la menortensión y potenciasmayores que 20 HP.

De acuerdo con la tabla No. 1 los fabricantes efectúan combinaciones de estas conexiones para que los motores puedan funcionar con las dos tensiones de servicio a las cuales fueron diseñados, Como se puede observar en la tabla No. 2.

TABLA No. 2: COMBINACIÓN DE CONEXIONES

SIMBOLOGÍA DE LACONEXIÓN

DESCRIPCIÓN DE LACONEXIÓN

OBSERVACIONES

Δ/Y

TRIÁNGULO PARA LAMENOR TENSIÓN

ESTRELLA PARA LAMAYOR TENSIÓN

Muy poco usada enmotores NEMA y muyfrecuente en motoresIEC. Posibilita que el

motor pueda arrancar enEstrella Triangulo en la

menor tensión. Tambiénusada en motores de unasola tensión de servicioque arrancan en estrella

triangulo.

Y/YY

ESTRELLA DOBLEPARA LA MENOR

TENSIÓNESTRELLA PARA LA

MAYOR TENSIÓN

Usada en motores NEMAhasta 20 HP e IEC hasta

9 HP.

ΔΔ/Δ

TRIÁNGULO PARA LAMAYOR TENSIÓN

TRIÁNGULO DOBLEPARA LA MENOR

TENSIÓN

Usada en motores IECcon potencias mayoresque 7.5 HP y motoresNEMA con potenciasmayores que 20 HP

NOTA: Las tablas No.1 y No. 2 han sido elaboradas teniendo como base el

análisis de un gran número de motores reparados.

3. CANTIDAD DE TERMINALES DE CONEXIÓN

La cantidad de terminales de conexión varía de acuerdo con los diseños

específicos realizados por los fabricantes y con las formas en las cuales

pueden ser arrancados los motores (directo, estrella, triángulo, entre otros). De

conformidad con lo anterior es posible construir la tabla No. 3.

ITEM CONEXIÓNCANTIDAD DE

TERMINALES DECONEXIÓN

COMENTARIOS YOBSERVACIONES

1 interior 3

Motor para ser energizadoúnicamente a una solatensión de servicio. Laconexión es interna:

Arranque directo.

2 Δ 6Es posible realizar arranqueestrella-triángulo. Motor paraconectar a un voltaje único.

3 Δ/Y 6

Ver descripción yobservaciones tabla No. 2

El motor puede serarrancado estrella-triángulo

en la menor tensión.4 YY/Y 9 Ver descripción y

observaciones tabla No. 2

Motor solo para arranquedirecto en cualquier voltaje.

5 ΔΔ/Δ 9 Idem Item No. 46 YY/Y 12 Idem Item No. 5

7 ΔΔ/Δ 12

Ver descripción yobservaciones tabla No. 2.En la mayoría de casos el

motor puede ser arrancadoestrella-triángulo en ambas

tensiones.

4. MARCACIÓN DE TERMINALES DE CONEXIÓN

A continuación se ilustran la marcación de terminales según la norma

americana NEMA y de acuerdo con la cantidad de terminales de conexión.

Jaula de ardilla

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas)

Monofásicos

Motor de arranque a resistencia. Posee dos bobinas una de arranque y una bobina de trabajo.

Motor de arranque a condensador. Posee un condensador electrolítico en serie con la bobina de arranque la cual proporciona más fuerza al momento de la marcha y se puede colocar otra en paralelo la cual mejora la reactancia del motor permitiendo que entregue toda la potencia.

Motor de marcha. Motor de doble condensador. Motor de polos sombreados o polo sombra.

Trifásicos

Motor de Inducción.

A tres fases

La mayoría de los motores trifásicos tienen una carga equilibrada, es decir, consumen lo mismo en las tres fases, ya estén conectados en estrella o en triángulo. Las tensiones en cada fase en este caso son iguales al resultado de dividir la tensión de línea por raíz de tres. Por ejemplo, si la tensión de línea es 380 V, entonces la tensión de cada fase es 220 V.

CARACTERISTICAS DE TRABAJO DE LOS MOTORES EN GENERAL

CORRIENTE NOMINAL

La potencia nominal de un motor eléctrico es la potencia mecánica disponible en el eje: se expresa en Watt (W) o en caballos vapor (1 Hp = 745.7 W) o en caballo vapor métrico (1 CV = 736 W); por comodidad se suele poner 1 CV = 1 Hp = 750 W.La corriente nominal es la corriente absorbida por el motor cuando, alimentado a tensión y frecuencia nominal, suministra la potencia nominal.

La potencia nominal se aleja de la absorbida en razón de la rendición del motor. Debe tenerse siempre presente que la potencia, o la corriente nominal caracteriza un punto de funcionamiento del motor bien determinado: el nominal. La efectiva potencia o corriente absorbida por el motor eléctrico de arrastre de una electrobomba depende del punto de trabajo de la electrobomba misma: para bombas centrífugas por ejemplo, cuanto más elevado es el caudal, mayor es la potencia absorbida.Por problemas de sobrecalentamiento, y a menudo para evitar también el fenómeno de la cavitación, es fundamental utilizar toda electrobomba dentro de los límites indicados por el fabricante, sólo de este modo podemos estar seguros de no comprometer la eficiente funcionalidad y la duración prolongada de la máquina.

-DETERMINACION DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE

El proceso de poner en marcha el motor se conoce como el Arranque. Para que esto sea posible, es necesario que el par (Torque) de arranque sea superior al par resistente de la carga, de esta forma el motor acelera hasta la condición permanente. El tiempo que demora este proceso varía desde los Milisegundos hasta los Minutos, esto depende de la dinámica de la carga. Por ejemplo, hay maquinas centrífugas que tardan hasta 10-15 minutos en alcanzar la velocidad nominal. El proceso de arranque se acompaña de un consumo de corriente muy elevado, que es el mayor durante la operación del motor. Lo anterior se debe a que en el momento del arranque, el campo magnético rotatorio empieza a girar a la velocidad sincrónica, y el rotor aún esta detenido, y es el momento de mayor tensión inducida en las barras del rotor. Además, la resistencia de carga es el valor más bajo, prácticamente es un corto circuito, ya que el Deslizamiento tiene un valor de 1. Con estas dos condiciones se produce la corriente elevada de arranque.

En el momento de arranque del motor, cuando esta alimentado a tensión nominal, la corriente que absorbe puede tener un valor algunas veces mayor de la corriente nominal. De este valor depende el ajuste de la protección necesaria al motor. También constituye esta corriente uno de los valores de garantía del motor. La tolerancia que se admite con respecto al valorde garantía es del 20%.

Para las mediciones se debe reportar el valor de la corriente absorbida por el motor a rotor bloqueado, alimentando a tensión reducida, a la tensión nominal admitiendo una proporción directa entre corriente y tensión de acuerdo a la relación:

I S=IM∗V N

V M

DONDE:

I S=CORRIENTE DE A RRANQUE

V N=TENSION NOMINAL

V M=TENSION DELA PRUEBA

IM=CORRIENTEMEDIDA EN LA PRUEBA

-POTENCIA MECANICA Y PAR DE ARRANQUE

La potencia mecánica de los motores se expresa, ya sea en caballos de fuerza (HP) o kilowatts. La relación entre estas cantidades se expresa se da por medio de la expresión.

HP= KILOWATTS0.746

Estas medidas cuantifican la cantidad de trabajo que un motores capaz de desarrollar en un periodo especifico de tiempo.

Dos factores importantes que determinan la potencia mecánica de salida en los motores son el par y la velocidad.

-PAR DE ARRANQUE Y VELOCIDAD

El par es una medida de la fuerza que tiende a producir la rotación. Se mide en Libras-pie o Newton-metro. La velocidad del motor se establece comúnmente en revoluciones por minuto (RPM), la relación entre la potencia, el par y la velocidad se da con la expresión:

HP=VELOCIDAD (RPM )∗PAR (LB−PIE)

5252

Entonces, se observa que a menor velocidad de operación del motor, es mayor el par que debe desarrollar para entregar la misma potencia de salida para soportar un par grande. Los motores de baja velocidad necesitan componentes mas robustas que aquellas que operan a alta velocidad para la misma potencia nominal.

CARACTERISTICAS PAR-VELOCIDAD DE LOS MOTORES.

La cantidad del par producido por un motor varia generalmente con la velocidad.

Las características per velocidad depende del tipo y diseño de un moto. Se muestran frecuentemente con una gráfica como la mostrada en la figura siguiente:

Algunos factores importantes indicados por la grafica son los siguientes:

a) Par de arranque: Es el par producido a velocidad cero.b) Par de levantamiento: El minimo par producido durante la

aceleración del reposo a la velocidad de operación.c) Par de ruptura: El máximo par en el motor puede producir antes de la

caída

EL PAR

El par, generalmente, para el estudio de motores eléctricos, se expresa en libras-pie (lb-pie) y es la potencia de giro o palanca en el eje o flecha de un motor, es proporcional a la corriente, a la densidad del campo magnético de la armadura y a las bobinas de campo; el par esta basado sobre el producto de NI, donde N es el numero de espiras en la bobina e I es la corriente en amperes. El par se puede determinar por:

T=F∗R

DONDE:

T = Par en lb-pie

R = Radio a través del cual la fuerza actua

F = Fuerza.

En términos de la potencia:

HP= TN5252

:5252=CONSTANTE=33000 LB−PIE2 π

Y

T=5252HPN

CORRIENTE DE ARRANQUE:

La corriente que toma o absorbe un motor en el momento de arranque ya sea en vació o con carga se denomina corriente de arranque, esta corriente aumenta al aumentar la carga ya que en un motor sin carga o en vació toma poca corriente para girar pero con carga tomara mayor corriente para vencer el par.

Generalmente la corriente de arranque en vació es menor que la nominal, pero con carga siempre será mayor en un rango de 2 a 7 veces de la corriente nominal.

FACTOR DE POTENCIA:

El factor de potencia de un dispositivo o circuito de corriente alterna es la relación de la potencia activa P a la potencia aparente S, es decir

factor de potencia= PS

Donde:

P = potencia activa suministrada o absorbida por el circuito o dispositivo (W)

S = potencia aparente del circuito o dispositivo (VA)

El factor de potencia se expresa como un numero simple o como un porcentaje.

Como la potencia activa P nunca puede exceder la potencia aparente S, se deduce que el factor de potencia nunca puede ser mayor que la unidad (o que 100 por ciento). El factor de potencia de un resistor es de 100 por ciento porque la potencia aparente que absorbe es igual a la potencia activa. Por otra parte el factror de potencia de una bobina ideal sin resistencia es cero, por que no consume potencia activa.

Rewsumiendo, el factor de potencia de un circuito o dispositivo es simplemente una forma de establecer que fracción de su potencia aparente es potencial real, o activa.

En un circuito monofásico el factor de potencia también mide el angulo de fase θ entre el voltaje y la corriente. Por lo tanto, de acuerdo con la figura.

factor de potencia=PS

factor de potencia=EI PEI

factor de potencia=I pI

factor de potencia=cosθ

Por consiguiente:

factor de potencia=cosθ= PS

Donde

Factor de potencia = factor de potencia de un circuito o dispositivo monofásico

θ = angulo de fase entre el voltaje y la corriente

Si conocemos el factor de potencia, automáticamente conocemos el coseno del ángulo entre E e I, por lo que podemos calcular el ángulo. Se dice que el factor de potencia se retrasa si la corriente se retrasa con respecto al voltaje. A la inversa, se dice que el factor de potencia se adelanta si la corriente se adelanta al voltaje.

Ejemplo:

Un motor monofásico absorbe una corriente de 5ª de una línea de 120V y 60Hz. El factor de potencia del motor es de 65 porciento.

Calcule:

a) La potencia activa absorbida por el motor b) La potencia reactiva suministrada por una línea

Solucion

a) La potencia aparente absorbida por el motor

Sm=EI=120∗5=600VA

La potencia activa absorbida por el motor es

Pm=Smcosθ

Pm=600∗0.65=390W

b) La potencia reactiva absorbida por el motor es

Qn=√Sm2−Pm2

Qn=√6002−3902Qn=456var

Observe que el motor absorbe aun mas potencia reactiva que activa de la línea. Esto carga la línea con una cantidad relativamente grande de potencia improductiva.

DESLIZAMIENTO:

En motores monofásicos normalmente el máximo deslizamiento permisible es de 3 a 5 % y en motores trifásicos hasta un máximo de 15 % cuando se llegan a rebasar los limites permisibles de deslizamiento ocasionado por una carga

extremadamente grande que para moverla requiera de una corriente demasiado grande se corre el peligro de dañar(quemar) al devanado del estator.

VELOCIDAD:

La velocidad del rotor en un motor de C.A. depende de la velocidad síncrona y del deslizamiento según la ecuación:

Nr=Ns(1−S ) en RPM

Donde:

Ns=120 f ¿Np ¿

¿¿

Y para la frecuencia del rotor: fr=Sxfs

Como dichos elementos (Ns y Nr) difícilmente se pueden alterar, la velocidad de estos motores generalmente es constante para una carga determinada y no es posible regularse sin embrago es factible variar el # de polos o el valor de la frecuencia o bien emplear ciertos dispositivos eléctricos o mecánicos con el fin de cambiar la velocidad de los motores aunque sea en forma restringida.

POTENCIA ELECTRICA:

Se sabe que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma por lo que cuando un motor de C.A. se conecta a una fuente de corriente eléctrica que cede una potencia, conocida con el nombre de potencia aparente (s) parte de ella la emplea para trabajar y parte para crear en el devanado del inductor un campo magnético de autoinducción. A la primera se denomina potencia real (p) y a la segunda potencia reactiva (Q). Como consecuencia la suma de la potencia real mas la potencia reactiva determinan la potencia aparente. La suma de dichas potencias no es aritmética sino vectorial por ser el motor una carga inductiva que desfasa a la corriente respecto a la tensión un ángulo θ determinado.

S=√P2+Q2

S= VxI (VA)

P=VxI cosθ = Sxcosθ (WATTS)

Q=VxI senθ = Sxsenθ (VAR)

P= VxIxf.p. (pot. Real)

POTENCIA APARENTE:

La potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la aparente. Estas dos potencias representan la potencia que se toma de la red de distribución eléctrica, que es igual a toda la potencia que entregan los generadores en las plantas eléctricas. Estas potencias se transmiten a través de las líneas o cables de distribución para hacerla llegar hasta los consumidores, es decir, hasta los hogares, fábricas, industrias, etc.

ΦM S=VxI √1 (VA)

ΦM 3 S=VxI √3 (VA)

Para trifásico: Vf=

V L

√3 por lo tanto: V L=√3 xVf

POTENCIA REAL:

La denominada “potencia activa” representa en realidad la “potencia útil”, o sea, la energía que realmente se aprovecha cuando ponemos a funcionar un equipo eléctrico y realiza un trabajo. Por ejemplo, la energía que entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o maquinaria, la del calor que proporciona la resistencia de un calentador eléctrico, la luz que proporciona una lámpara, etc.

Por otra parte, la “potencia activa” es realmente la “potencia contratada” en la empresa eléctrica y que nos llega a la casa, la fábrica, la oficina o cualquier otro lugar donde se necesite a través de la red de distribución de corriente alterna. La potencia consumida por todos los aparatos eléctricos que utilizamos normalmente, la registran los contadores o medidores de electricidad que instala dicha empresa para cobrar el total de la energía eléctrica consumida cada mes.

ΦM P=VxI cosθ √1 (Watts-KW)

ΦM 3 P=VxI cosθ √3 (Watts-KW)

ΦM 3 P=Sxf.p. √3 (Watts-KW)

POTENCIA REACTIVA:

La potencia reactiva es la consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de bobina o enrollado para crear un campo electromagnético. Esas bobinas o enrollados que forman parte del circuito eléctrico de esos aparatos o equipos constituyen cargas para el sistema eléctrico que consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y de su eficiencia de trabajo depende el factor de potencia. Mientras más bajo sea el factor de potencia, mayor será la potencia reactiva consumida. Además, esta potencia reactiva no produce ningún trabajo útil y perjudica la transmisión de la energía a través de las líneas de distribución eléctrica. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAR y su múltiplo es el kVAR (kilovolt-amper-reactivo).

Q=Sxsenθ =VxI senθ

Q=VxIsenθ √1 para motores φ1(VAR )

Q=VxIsenθ √3 para motores φ3(VAR )

POTENCIA TOTAL:

Es la potencia que consume el motor para trabajar, es exactamente igual a la potencia real, en consecuencia la potencia real y total corresponden a la misma

potencia y se representa por PT y sus unidades son Watts:

PT=P=VxI cos ϑ

PT=S cosϑ=Sxf . p . (Watts)

PT=VxI cos√1 para motor ΦM

PT=VxI cosϑ √3 para motor ΦM 3

por lo tanto VxI son valores de línea o fase a fase

l) Potencia útil: La potencia útil en los motores es la potencia eléctrica neta que utiliza el rotor para moverse o bien es la potencia mecánica del rotor en HP que al multiplicarse por 746 se convierte en potencia útil del motor. Sus unidades son los Watts y se representa por pu:

PU=HPx 746= (Watts)

PU=CVx 735= (Watts)

POTENCIA DE PERDIDA:

Al igual que en los alternadores las perdidas se originan por acción mecánica y

efectos electromagnéticos se representan por PP y esta dada en Watts y se

determina globalmente por la diferencia de la PT−PU :

PP=PT−PU (Watts)

PP=VxI cos ϑ √1−HPx746 (Watts)

PP=VxI cos ϑ √3−HPx 746 (Watts)

RENDIMIENTO DE UN MOTOR:

Se llama rendimiento eléctricos de un motor a la relación que existe entre la potencia útil, aprovechada por el motor, y la potencia absorbida por dicho motor:

η=Pu

Pa

Dónde:

η = rendimiento

Pu =Potencia útil

Pa = Potencia absorbida

Cuando el rendimiento se quiere expresar en porcentaje, la formula a emplear es:

η=Pu

Pa

∗100

Para conocer el rendimiento de un motor, se tiene que tener en cuenta que la placa de características siempre indica la potencia cedida en el eje.

Ejemplo:

Un motor de 10 CV absorbe de la red una potencia de 8.659 W. Calcular el rendimiento.

a) La potencia útil de este motor expresada en será:Pu=10∗736=7.360W

b) El rendimiento:

η=Pu

Pa

∗100=7.3608.659

∗100=84%

El rendimiento de los motores oscila entre 75 y 98%, según su tamaño.

Si este motor se conectara a una tensión de 380 V, absorbería una intensidad de:

I= P

η∗√3∗V∗cos∝= 8.6590.84∗1.73∗380∗0.85

=18.4 A

Pero si se conectara a 220 V, el consumo de intensidad seria:

I= P

η∗√3∗V∗cos∝= 8.6590.84∗1.73∗220∗0.85

=31.9 A

Tambien se puede decir que la potencia absorbida o de entrada es igual a la potencia utilmas la potencia perdida.

Pa=Pu+P p

Donde:

Pa = Potencia absorbida

Pu =Potencia útil

Pp =potencia perdida

Por tanto, la potencia útil será también:

Pu=Pa−Pp

La potencia perdida (rozamiento, calor, pérdidas en el cobre, perdidas en el hierro, etc.) se puede conocer conectando a un vatímetro que mide la potencia absorbida, cuando el motor gira en vacío; como quiera que no tiene que suministrar potencia útil, toda ella será potencia perdida y se mantendrá constante cualquiera que sea la carga.

BIBLIOGRAFIAS

TITULO: El libro práctico de los generadores, transformadores y motores eléctricos

Autor:  Gilberto Enríquez Harper

TITULO: Máquinas síncronas y motores C.A. de colectorAUTOR: Manuel Cortés Cherta

TITULO: El ABC del control electrónico de las máquinas eléctricasAUTOR: Gilberto Enríquez Harper

TITULO: Convertidores de frecuencia, controladores de motores y SSRAUTOR: Manuel Álvarez Pulido

TITULO : Máquinas eléctricas y sistemas de potenciaAUTOR: Théodore Wildi

CIBERGRAFIA

http://www.reparatumismo.org/documentos/FOT2009/CONEXIONADO%20DE%20MOTORES%20INDUCCION.pdf

(DEBIDO A QUE NO ENCONTRE MUCHA INFORMACION RELACIONADA CON LAS CONEXIONES TRIFASICAS MAS QUE LA PROPORCIONADA POR EL PROFESOR EN SU GUIA)

OTRO MATERIAL USADO:

APUNTES OTORGADOS POR EL PORFESOR