MOTORES ELCTRICOSDEFINICIN DEL MOTOR DE INDUCCIN: Mquina elctrica queconvierte energa elctrica en energa mecnicaWenPer.WsalWen = Energa de entrada en forma elctricaWsal = Energa de salida en forma mecnicaWper = Energa perdida durante el proceso en forma de calor

MOTORES ELCTRICOSComponentes de un motor elctrico

MOTORES ELCTRICOS

Motor Asncrono o de InduccinMotor Sncrono: Imanes permanentes Reluctancia variable

CLASES DE MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

MOTOR ASINCRONOSon los ms utilizados en la industria.Estos motores tienen la peculiaridad de que no precisan de un campo magntico en el rotor alimentado con corriente continua como en los casos del motor de corriente directa o del motor sncrono.Una fuente de corriente alterna (trifsica o monofsica)alimenta al estator. El estator est constituido por un ncleo en cuyo interior existen pares de arrollamientos colocados simtricamente en un ngulo de 120. Son sometidos a una C.A. y los polos del estator se trasladan continuamente creando un campo giratorio.

Cuando las corrientes trifsicas son aplicadas a los bobinados, el campo magntico gira a una velocidad constante y hace que el rotor gireFlujo giratorio generado

La densidad de flujo distribuida sinusoidalmente, generada por las corrientes del estator, realizan un barrido en los conductores del rotor y generan una tensin inducida en ellos.El resultado es un conjunto de corrientes distribuidas sinusoidalmente en las barras cortocircuitadas del rotor.

Si miramos las barras del rotor desde arriba tenemos un campo magntico movindose respecto al rotor. Esto induce una corriente muy elevada en las barras del rotor, que apenas ofrecen resistencia, pues estn cortocircuitadas por los anillos finales. El rotor desarrolla entonces sus propios polos magnticos, que se ven, por turnos, arrastrados por el campo magntico giratorio del estator. Corrientes y fuerzas inducidas en la jaula

De acuerdo a la forma de construccin del rotor, los motores asincrnicos se clasifican en: Motor Asincrnico tipo Jaula de Ardilla Motor Asincrnico de Rotor Bobinado

los motores asncronos se clasifican de acuerdo a la forma de construccin del rotor.Las bobinas del estator inducen corriente alterna en el circuito elctrico del rotor (de manera algo similar a un transformador) y el rotor es obligado a girar.Este es el rotor que hace que el generador asncrono sea diferente del generador sncrono. El rotor consta de un cierto nmero de barras de cobre o de aluminio, conectadas elctricamente por anillos de aluminio finalesRotor de jaula de ardilla Rotor bobinadoEl motor de jaula de ardilla tiene el inconveniente de que la resistencia del conjunto es invariable, no son adecuados cuando se debe regular la velocidad durante la marcha

Motor Asincrnico tipo Jaula de Ardilla Rotor de jaula simple

Motor Asincrnico de Rotor Bobinado siendo

Motor sncrono de rotor bobinadoMotores de grandes potencias, la alimentacin del devanado de excitacin se hace mediante anillos rozantes o mediante un alternador y un puente de diodos acoplados girando con el eje del motorEstos motores se suelen emplear en accionamientos que requieren velocidades constantes.MOTOR SINCRONOLas Mquinas Sncronas pueden funcionar como generadores o como motores

Motor sncrono de rotor bobinadoSe suelen emplear como generadores para producir energa elctrica de ca ( alternadores) en las centrales elctricas a partir de energa hidrulica, trmica o nuclear.Las centrales elctricas de bombeo constituyen un ejemplo singular de funcionamiento de mquinas sncronas en sus dos formas bsicas ( generador y motor). Estas centrales estn constituidas por un grupo binario turbina y mquina sincrona. Durante el dia se aprovecha el salto de agua para producir electricidad ( alternador) y durante la noche en horas de bajo consumo, coincidiendo con el valle de la curva de demanda, la mquina sncrona funciona como motor aprovechando la energa sobrante de la red bombeando agua de un embalse situado aguas abajo hasta un embalse superior

Este motor tiene la caracterstica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. El motor sncrono, utiliza el mismo concepto de un campo magntico giratorio producido por el estator, pero ahora el rotor consta de electroimanes o de imanes permanentes (PM) que giran sincrnicamente con el campo del estator.Motor Asncrono (Induccin)Motor (AC) Sncrono

El motor sncrono es utilizado en aquellos casos en que los que se desea velocidad constante. El motor sncrono, utiliza el mismo concepto de un campo magntico giratorio producido por el estator, pero ahora el rotor consta de electroimanes o de imanes permanentes (PM) que giran sincrnicamente con el campo del estator.

Motor sncrono de imn permanenteMotor sncrono de rotor bobinado

sncrono de imn permanente: motores de pequeas potenciasAl conectar el devanado trifsico del estator a una red exterior de alimentacin, las corrientes trifsicas que circularn por las bobinas del estator darn origen a una onda de f.m.m. giratoria y ser determinante, a su vez, de un campo giratorio de igual velocidadMOTOR -SINCRONO

Principio de Funcionamiento

Motor sncrono bipolar de imn permanente. La razn por la que se llama motor sncrono es que el imn del centro girar a una velocidad constante sncrona (girando exactamente como el ciclo) con la rotacin del campo magntico. La velocidad de un generador (o motor) que est directamente conectado a una red trifsica es constante y est impuesta por la frecuencia de la red.Sin embargo, si dobla el nmero de electroimanes que hay en el estator, puede asegurar que el campo magntico girar a la mitad de la velocidad. www.windpower.org

Los motores de AC que utilizan imanes para producir el campo magntico en el entrehierro, se denominan Motores de Imn Permanente (PMM o PMAC)

Los ms utilizados son:1.- Sncronos (PMSM) : campo magntico giratorio y uniforme

2.- Motores de Imn Permanente Conmutados o trapezoidales (BLDC_Motors)El rotor tiene dos imanes que cubren cada uno aprox.180 del permetro del rotor y producen una densidad de flujo quasi-rectangular en el gap.

El estator tiene un bobinado trifsico, donde los conductores de cada fase estn distribuidos uniformemente en porciones de arcos de 60El sistema de potencia conectara una fuente controlada de corriente a los bobinados del estator, de manera que en cada momento conectemos 2 fases del bobinado. Cada imn del rotor interactura con 2 arcos de 60 por los que circule corriente.El campo del estator es aplicado en pasos discretos

Cuando los bordes del imn del rotor alcanzan el lmite entre las fases del estator, un detector, tal como un sensor de efecto Hall montado en el estator, detectar la inversin del campo magntico del air-gap y causa una apropiada secuencia de conmutacin de los transistores.

Los motores de Reluctancia eliminan los imanes permanentes (PMs), las escobillas, y los conmutadores. El estator consiste en unas laminaciones de acero que forman postes salientes. Una serie de bobinas, conectadas independientemente en pares de cada fase, envuelve los postes del estator. Sin bobinas del rotor, el rotor es bsicamente un pedazo de acero formado para formar postes salientes.La corriente es conmutada entre las bobinas de cada fase del estator en un patrn secuencial para desarrollar un campo magntico que gira. La Reluctancia se refiere a la caracterstica de resistencia de un circuito magntico, tambin llamada resistencia magntica. Cuando un par de bobinas de los polos del estator es energizado, el rotor se mueve para alinearse con los postes del estator.

Bsicamente estos motores estn constituidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintos imanes permanentes y por un cierto nmero de bobinas excitadoras bobinadas en su estator. Los motores de pasos pueden ser vistos como motores elctricos sin conmutadores. Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imn permanente o, en el caso de los motores de paso de reluctancia variable, una pieza dentada hecha de una material magntico. Toda la conmutacin (o excitacin de las bobinas) deber ser externamente manejado por un controlador o driver. Existen bsicamente 2 tipos de motores de pasosMotores de reluctancia variable Motores de imn permanente: motores unipolares, motores bipolares, y motores multifases rotor de un motor de reluctancia variableestator de un motor de 4 bobinas

Los motores de paso unipolar, ya sean de imn permanente, son cableados como lo muestra la figura con una toma central en cada uno de los bobinados. Las tomas centrales tpicamente son conectados a la fuente de alimentacin positiva, y los extremos de cada bobinado son alternativamente puestos a tierra para invertir la direccin del campo entregado por el bobinado.El motor mostrado es de un paso de 30. El bobinado 1 esta distribuido entre la parte superior e inferior del estator y el bobinado 2 entre la izquierda y derecha del estator. El rotor es un imn permanente de 6 polos, 3 norte y 3 sur, arreglados alrededor de su circunferencia. Para altas resoluciones el rotor debe tener mas polos.Por ejemplo, para el motor mostrado, si fluye corriente por un lado de bobina 1, la parte de arriba del estator esta en N y la de abajo en S. Esto atrae el rotor a la posicin mostrada. Si ahora se deja de alimentar la bobina 1 y se alimenta un lado de la bobina 2, el rotor girara o dar un paso de 30

MOTORES ELCTRICOS GENERALFactores que inciden en la eficiencia del motor

En los motores de induccin tipo jaula de ardilla existen cinco tipos de prdidas:

Tres de ellas son dependientes de la carga.

Las otras dos son prdidas constantes e independientes de la carga.

MOTORES ELCTRICOS

A continuacin se mencionan cada una de ellas:

Prdidas dependientes de la carga.

Prdidas en los devanados del estatorPrdidas en la caja del rotor (prdidas por deslizamiento).Prdidas miscelneas.

Prdidas independientes de la carga.

Prdidas en el ncleo del estator (prdidas magnticas).Prdidas por friccin.

MOTORES ELCTRICOSEl factor de carga juega un papel importante en las prdidas en los motores de induccin.

MOTORES ELCTRICOSFactores que inciden en el consumo de energa 1. Horario de operacin.

Juega un papel importante en la reduccin del consumo, cuando es posible el reajuste de los tiempos de programacin de la produccin.2. Estado del mantenimiento.

Existen factores relacionados con el mantenimiento que inciden de manera importante en la eficiencia del motor.

Por ejemplo, al evitar el exceso de polvo y suciedad, tanto en el exterior como en el interior, se evitan calentamientos excesivos que contribuyen al incremento de las prdidas por I2R.

MOTORES ELCTRICOS3. Deterioro tecnolgico.

El grado de obsolescencia tecnolgica afecta en gran medida el rendimiento energtico de los motores, siendo este uno de los criterios ms importantes para la seleccin de los motores sujetos a cambio tecnolgico.

4. Grado de control y automatizacin.

El grado de control tiene un impacto importante en el consumo de energa, siempre y cuando exista la posibilidad de ajustar las condiciones de operacin del sistema objeto de estudio.

Se aclara que la automatizacin de los procesos responde a: la homogeneidad de los niveles de produccin y el grado tecnolgico del proceso a automatizar (ao de fabricacin del motor, accionamientos obsoletos, entre otros).

MOTORES ELCTRICOSIdentificacin de ineficienciasPara la identificacin de ineficiencias en los motores se recomienda la realizacin de medidas tanto elctricas como trmicas.

Las medidas elctricas se pueden realizar con analizador de red que permita el registro de potencias, tensiones y corrientes, entre otras.

De igual forma, se deben hacer medidas trmicas con registradores de temperatura (FLUKE) y con cmaras termogrficas, que comprendan la medicin de temperaturas en el armazn del motor.

MOTORES ELCTRICOSMedicin de temperaturas en motores elctricos: : : : .

MOTORES ELCTRICOS

COSTO OPERATIVO ANUAL MOTOR SINCRONOLos precios dependen de la potencia y caractersticas de diseo /REFERENCIA: MOTOR SINCRONO DEL MOLINO MARCY 16x24 DE 3000HP /USADO /75MIL USDCOSTO OPERATIVO ANUAL MOTOR ASINCRONOLos precios dependen de la potencia y caractersticas de diseo / REFERENCIA: MOTOR DE INDUCCION DEL MOLINO METSO 18x25/NUEVO / 4000HP /385MIL USD

COSTO DE MANTENIMIENTO ANUAL MOTOR SINCRONO21MIL USD ao 2011( promedio ) 30MIL USD ao 2012 ( promedio )COSTO DE MANTENIMIENTO ANUAL MOTOR ASINCRONO2.5MIL USD ao 2011( promedio ) 2.5MIL USD ao 2012( promedio )

CARTILLA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO MENOR

CARTILLA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO MAYOR