REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA

ALONSO GAMERO

AUTORES:

Luis Jordan

SANTA ANA DE CORO , JUNIO DEL 2014

MAQUINAS SINCRONA

INTRODUCCIÓN

Los motores eléctricos son máquinas eléctricas rotatorias que transforman la

energía eléctrica en energía mecánica. Debido a sus múltiples ventajas, entre las

que cabe citar su economía, limpieza, comodidad y seguridad de funcionamiento,

el motor eléctrico ha reemplazado en gran parte a otras fuentes de energía, tanto

en la industria como en el transporte, las minas, el comercio, o el hogar.

Faraday, Michael (1791-1867), fue el que descubrió el principio del motor

eléctrico el descubrió la inducción. Inducción es la generación de una corriente

eléctrica en un conductor en movimiento en el interior de un campo magnético

físico. A partir de ese descubrimiento se potencio el estudio sobre la electrónica.

Para calcular la inducción magnética se tiene que aplicar esta fórmula.

Los motores eléctricos satisfacen una amplia gama de necesidades de servicio,

desde arrancar, acelerar, mover, o frenar, hasta sostener y detener una carga.

Estos motores se fabrican en potencias que varían desde una pequeña fracción de

caballo hasta varios miles, y con una amplia variedad de velocidades, que pueden

ser fijas, ajustables o variables.

A continuación hablaremos más de ello.

Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica

en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de

los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en

energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de

tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa

con frenos regenerativos.

Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y

particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a

baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos

para aprovechar las ventajas de ambos.

Otros tipos de motores especiales tenemos

Motores universales

Motores

Motor universal.

El motor monofásico universal es un tipo de motor eléctrico que puede

funcionar tanto con corriente continua como con corriente alterna. Su construcción

es similar a la de un motor serie de corriente continua, aunque con muchas y

variadas modificaciones:

Los núcleos polares, y todo el circuito magnético, están construidos con chapas

de hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir la pérdidas de energía por

corrientes parásitas que se producen a causa de las variaciones del flujo

magnético cuando se conecta a una red de corriente alterna. -Menor número de

espiras en el inductor con el fin de no saturar magnéticamente su núcleo y

disminuir así las pérdidas por corrientes de Foucault y por histéresis, aumentar la

intensidad de corriente y, por lo tanto, el par motor y mejorar el factor de potencia.

-Mayor número de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo

debido al menor número de espiras del inductor.

Motores lineales

El principio de funcionamiento del motor lineal permite obtener una forma de

conversión de la energía cuyas ventajas se imponen en forma determinante en

todos los sectores en donde están en juego fuerzas para traslación; el motor lineal

provee por sí mismo un esfuerzo de propulsión sin ningún medio de transmisión

mecánica y con solamente el vínculo electromagnético entre las partes fijas y

móviles. De esta forma se elimina el recurso clásico de transformar el movimiento

de rotación del motor convencional en un movimiento lineal eliminando los

conocidos problemas de los sistemas de transmisión y de adherencia en las

ruedas motrices.

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

Estos empezaron a ser fabricados a mediados de las década de los 70

inicialmente en USA pero su aplicación se hizo masiva al llegar el año 2000

también en otros países industrializados.

MEJORAS

Perdidas por efecto joule estator Aumentar la cantidad de cobre alojado en las

ranuras del estator

Mayor tamaño de la ranura

Disminuir cabeza de bobina

Perdidas Magnéticas

Mejorar la calidad de la chapa magentica

Disminuir el grosor de las chapas Que componen el empilado del motor

Mejorar los procesos de fabricación, evitar revavas

Aumento entre hierro

Mejorar el factor de bobinado

Aumentar el tamaño del empilado, Longitud del paquete magnetico

Perdidas por efecto joule en el rotor

Aumentar la inducción entre hierro

Aumentar el tamaño de la barras conductoras del rotor

Aumentar la conductividad de las barras, utilizar rotores de cobre.

Aplicación de los motores especiales

Los Motores Especiales tienen una gran y amplia gama de aplicaciones desde

la industria hasta nuestro hogar. Los motores de inducción por ejemplo los de jaula

de ardilla son muy comunes en los ventiladores domésticos, las lavadoras y en la

maquinas-herramientas como taladros entre otros.

Los motores jaula de ardilla de igual manera los encontramos por lo general en

las licuadoras sin embargo no son la única aplicación que estos tienen. También

en la mayoría de ventiladores encontramos motores con capacitor de arranque y

con capacitor permanente. Como lo mencionamos anteriormente los servomotores

tienen mucha utilidad en la robótica así como en la industria de la juguetería; es

casual abrir un juguete electromecánico y encontrar servomotores.

Fundamentos de operación de los motores eléctricos especiales

La inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos

generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material

conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá

una corriente eléctrica en el conductor.

Cualquier dispositivo (batería, pila…) que mantiene la diferencia de potencial

entre dos puntos en un circuito se llama fuente de alimentación.

La fuerza electromotriz ε (fem) de una fuente se define como el trabajo

realizado por el dispositivo por unidad de carga, por lo que las unidades de fuerza

electromotriz son los voltios. Cuando decimos que un campo magnético genera

una corriente eléctrica en un conductor, nos referimos a que aparece una fem

(llamada fem inducida) de modo que las cargas del conductor se mueven

generando una corriente (corriente inducida).

Este hecho se observa fácilmente en el siguiente experimento: si acercamos o

alejamos un imán a un conductor que no está conectado a ninguna fuente de

fuerza electromotriz, se detecta con un amperímetro que aparece una corriente

eléctrica en el conductor. La corriente desaparece si el imán se mantiene en la

misma posición, por lo que se llega a la conclusión de que sólo una variación del

flujo del campo magnético con respecto al tiempo genera corriente eléctrica.

La ley que explica esta interacción entre la fuerza electromotriz inducida y el

campo magnético es la Ley de Faraday:

En donde Φm es el flujo del campo magnético. Por tanto, para que aparezca

una fuerza electromotriz (fem) inducida debe variar el flujo del campo magnético a

través de la superficie delimitada por el conductor. De la definición de flujo:

Se deduce que hay tres formas de variar el flujo del campo magnético: variar el

módulo del campo, la superficie que lo atraviesa o el ángulo que forman ambos.

En la siguiente animación se muestra un ejemplo: la superficie delimitada por la

espira rectangular va aumentando o disminuyendo al desplazarse la varilla; se

produce entonces una variación del flujo magnético con lo que se genera una

corriente. El sentido de la corriente generada es tal que tiende a compensar la

variación de flujo que la ha originado.

Cuando el lado móvil de la espira deja de moverse no hay variación del flujo del

campo magnético, por lo que desaparece la corriente.

En magnetismo se conoce la existencia de dos polos: polo norte (N) y polo sur

(S), que son las regiones donde se concentran las líneas de fuerza de un imán. Un

motor para funcionar se vale de las fuerzas de atracción y repulsión que existen

entre los polos. De acuerdo con esto, todo motor tiene que estar formado con

polos alternados entre el estator y el rotor, ya que los polos magnéticos iguales se

repelen, y polos magnéticos diferentes se atraen, produciendo así el movimiento

de rotación.

Un motor eléctrico opera primordialmente en base a dos principios: El de

inducción, descubierto por Michael Faraday en 1831; que señala, que si un

conductor se mueve a través de un campo magnético o está situado en las

proximidades de otro conductor por el que circula una corriente de intensidad

variable, se induce una corriente eléctrica en el primer conductor. Y el principio

que André Ampére observo en 1820, en el que establece: que si una corriente

pasa a través de un conductor situado en el interior de un campo magnético, éste

ejerce una fuerza mecánica o f.e.m. (fuerza electromotriz), sobre el conductor.

Características de los motores especiales

1.- Regulación de la velocidad.

En los trifásicos con rotor en cortocircuito, normalmente basta con que la

velocidad sea bastante constante, pero a veces se necesita variar la velocidad,

bien sea en forma gradual o escalonada, el procedimiento más utilizado para esta

regulación de velocidad es la de variar el numero de polos del estator, puesto que

sabemos que la velocidad de un motor depende de la frecuencia de la red y del

numero de pares del motor.

Luego en los motores trifásicos con rotor en cortocircuito, variando el numero

de polos podemos obtener de una forma escalonada dos, tres, cuatro velocidades,

resultando este procedimiento de regulación de velocidad económica y buenas

características mecánicas.

Los motores de varias velocidades tienen su principal utilidad en aquellos

casos en los que la velocidad no tiene que regularse de forma progresiva, como es

el caso de herramientas como tornos, fresas, taladradoras, etc, en general todas

las que trabajan por arranque de virutas, pues de esta manera se reducen las

transmisiones mecánicas, con lo que se reducen las perdidas.

Este tipo de regulación de velocidad se realiza por medio de varias

velocidades. Con respecto a los motores de dos velocidades, pueden obtenerse

de dos maneras diferentes:

a) por medio de dos devanados diferentes, o sea, independiente.

b) por medio de un solo devanado en conexión Dahlander.

CONCLUSIONES

Un motor eléctrico es esencialmente una máquina que convierte energía

eléctrica en movimiento o trabajo mecánico, a través de medios

electromagnéticos, que para funcionar se vale de las fuerzas de atracción y

repulsión que existen entre los polos.