REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

E.T.I. CAPITÁN ANSELMO BELLOSOMENCIÓN: ELECTRICIDAD

MARACAIBO, ESTADO ZULIA

MARACAIBO, JUNIO DE 2011

Motores Eléctricos

INTRODUCCIÓN

Los motores son un grupo de máquinas que se utilizan para convertir eléctrica en

mecánica. Son dos los principios físicos relacionados entre sí, sirven de base al

funcionamiento de los motores. El primero es el principio de la inducción: si un

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

proximidades de un circuito de conducción fijo cuya intensidad puede variar, se

establece o se induce una corriente en el conductor; y el principio opuesto, si una

corriente pasaba a través de un conductor dentro de un campo magnético, éste ejercía

una fuerza mecánica sobre el conductor.

En este sentido, este informe no sólo define y describe las partes componentes de

los motores, sino también se hace una clasificación de los mismos, destacando la

importancia del mantenimiento para una operación continua y duradera.

Motores Eléctricos

1. Funcionamiento de los Motores Eléctricos

Para entender cómo funciona un motor eléctrico, la clave es entender cómo funciona

un imán. Un imán es la base de un motor eléctrico. Si se crea un imán simple

envolviendo 100 veces alambre alrededor de un tornillo y conectándolo a una batería, el

tornillo se convertirá en un imán y tendrá un polo norte y sur mientras la batería esté

conectada.

Ahora, si este tornillo se coloca en un eje y se suspende

en la mitad de la herradura de otro imán, la ley básica del

magnetismo indica que el polo norte del imán será

repelido del extremo norte de la herradura del imán y

atraído al extremo sur de la herradura del imán. El

extremo sur del imán será repelido de forma similar. El

tornillo se movería una media vuelta y se colocaría en la

posición mostrada.

Se puede observar que este movimiento de media-vuelta es simple y obvio porque

naturalmente los imanes se atraen y repelen uno al otro. La clave para un motor

eléctrico es entonces ir al paso uno así que, al momento en que ese movimiento de

media vuelta se complete, el campo del electroimán cambie. El cambio hace que el

electroimán haga otra media vuelta. El campo magnético se cambia simplemente

cambiando la dirección del flujo de electrones en el alambre (se logra esto moviendo la

batería). Si el campo del electroimán cambia justo en el momento de cada media vuelta,

el motor eléctrico girará libremente.

En los motores, la armadura toma el lugar del tornillo. La armadura es un

electroimán que se hace enrollando alambre delgado alrededor de 2 o más polos de un

centro de metal. La armadura tiene un eje, y el conmutador está atado al eje. El

conmutador es un simple par de platos atados al eje. Esos platos dan las dos

conexiones para el rollo del electroimán.

 La parte del "cambio del campo eléctrico" de un motor es complementada por dos

Motores Eléctricos

cosas: el conmutador y los cepillos, trabajando junto para dejar que el actual flujo de

electrones vaya al electroimán, y también cambien la dirección de los electrones que

corren en ese momento. Los contactos del conmutador están atados al eje del

electroimán, así que cambian con el imán. Los cepillos son sólo dos pedazos de metal

elástico o carbón que hace contacto con el conmutador.

Ahora bien, los motores de corriente alterna tienen una estructura similar, con

pequeñas variaciones en la fabricación de los bobinados y del conmutador del rotor.

Según su sistema de funcionamiento, se clasifican en motores de inducción, motores

sincrónicos y motores de colector.

Motores de Inducción

El motor de inducción no necesita escobillas ni colector. Su armadura es de placas

de metal magnetizable. El sentido alterno de circulación, de la corriente en las espiras

del estator genera un campo magnético giratorio que arrastra las placas de metal

magnetizable, y las hace girar. El motor de inducción es el motor de corriente alterna

más utilizado, debido a su fortaleza y sencillez de construcción, buen rendimiento y bajo

coste así como a la ausencia de colector y al hecho de que sus características de

funcionamiento se adaptan bien a una marcha a velocidad constante.

Motores Sincrónicos

Los motores sincrónicos funcionan a una velocidad sincrónica fija proporcional a la

frecuencia de la corriente alterna aplicada. Su construcción es semejante a la de los

alternadores

Cuando un motor sincrónico funciona a potencia constante y sobreexcitado, la

corriente absorbida por éste presenta, respecto a la tensión aplicada un ángulo de

desfase en avance que aumenta con la corriente de excitación Esta propiedad es fa

qUe ha mantenido la utilización del motor sincrónico en el campo industrial, pese a ser

el motor de inducción más simple, más económico y de cómodo arranque, ya que con

un motor sincrónico se puede compensar un bajo factor de potencia en la instalación al

suministrar aquél la corriente reactiva, así como un condensador conectado a la red.

Motores Eléctricos

Motores de Colector

El problema de la regulación de la velocidad en los motores de corriente alterna y la

mejora del factor de potencia han sido resueltos de manera adecuada con los motores

de corriente alterna de colector. Según el número de fases de las comentes alternas

para los que están concebidos los motores de colector se clasifican en monofásicos y

Polifásicos, siendo los primeros los más Utilizados Los motores monofásicos de

colector más Utilizados son los motores serie y los motores de repulsión.

2. El Mantenimiento en los Motores Eléctricos

El mantenimiento preventivo abarca todos los planes y acciones necesarias para

determinar y corregir las condiciones de operación que puedan afectar a un sistema,

maquinaria o equipo, antes de que lleguen al grado de mantenimiento correctivo,

considerando la selección, la instalación y la misma operación. El mantenimiento

preventivo bien aplicado disminuye los costos de producción, aumenta la productividad,

así como la vida útil de la maquinaria y equipo, obteniendo como resultado la

disminución de paro de maquinas.

Para desarrollar el mantenimiento que se le debe aplicar a los motores eléctricos se

tomarán en consideración aspectos tales como instalación, lubricación, aislamiento, y

vibraciones.

Con respecto a la su instalación, una carga excesiva puede llevar rápidamente a un

fallo en el motor. Es posible que se seleccione correctamente el motor para su carga

inicial; sin embargo, un cambio en su carga o en el acoplamiento de accionamiento, se

manifestará como una sobrecarga en el motor. Los rodamientos comenzarán a fallar,

los engranes están expuestos a presentar follas en los dientes, o bien se presentará

algún otro tipo de fricción que se manifieste como sobrecarga. Cuando se presenta una

sobrecarga, el motor demanda más corriente, lo cual incrementa la temperatura del

mismo, reduciendo la vida del aislamiento.

Los problemas en rodamientos son una de las causas más comunes de fallos en los

motores, también la alineación errónea de éstos y la carga, malos acoplamientos por

Motores Eléctricos

poleas y correas, o bien errores en la aplicación de engranes o piñones, son causas de

fallos mecánicos. Por otro lado, se debe hacer un correcto equilibrado dinámico para

evitar problemas de vibración.

Así mismo, una incorrecta alimentación de voltaje al motor, puede reducir la vida o

causar un fallo rápido si la desviación del voltaje es excesiva. Un voltaje bajo soporta

una corriente mayor de lo normal. Si el voltaje decrece en una forma brusca, se

presenta una corriente excesiva que sobrecalienta al motor. Un voltaje alto en la línea

de alimentación a un motor reduce las pérdidas, pero produce un incremento en el flujo

magnético, con un consecuente incremento de las pérdidas en el entrehierro.

En lo referente a su lubricación, se debe utilizar el aceite o grasa recomendado, en

la cantidad correcta. Los distribuidores de lubricantes pueden ayudar si hay un

problema con el grado de lubricante, y, en especial, para los cojinetes que requieren

grasa para alta temperatura. Hay que quitar o expulsar toda la grasa vieja antes o

durante la aplicación de la grasa nueva. El espacio total para grasa se debe llenar al

50% de su capacidad para evitar sobrecalentamiento por el batido excesivo.

Para los cojinetes lubricados con aceite, suele ser suficiente un aceite para

máquinas de buena calidad. Hay que comprobar el nivel y la libre rotación de los anillos

después de poner en marcha el motor. En los motores antiguos, a veces se desprenden

los dispositivos para inspección del nivel de aceite al cambiarlos de lugar. Si se instalan

conexiones de repuesto, hay que determinar que el nivel no esté muy alto ni muy bajo.

Si está muy alto, el exceso de aceite se escapará y habrá acumulación de polvo y

mugre, y puede mojar el aislamiento de los devanados.

El manejo brusco o descuidado de un motor puede producir grietas en el depósito

de aceite, y al poco tiempo ocurrirán fugas, las cuales se notan por el goteo de aceite

de los cojinetes cuando el motor está parado. Para localizar las grietas, hay que limpiar

el exterior de la cubierta de cojinete con un disolvente y secarlo bien con trapos.

Después de que el motor ha estado parado algunas horas, será fácil localizar las

posibles grietas. El exceso de aceite ocasiona otros problemas en los motores de

corriente alterna fraccionarios con interruptores internos para arranque, el aceite que se

Motores Eléctricos

escurre llega a los contactos y, en un momento dado, puede ocasionar un mal contacto.

La quemadura total de los contactos puede impedir que se cierre el devanado

auxiliar o de arranque, o que los contactos se suelden entre sí. Cuando el interruptor de

arranque se queda abierto, el motor no puede arrancar y, si no tiene protección

adecuada, se puede quemar el devanado principal; en el segundo caso, se puede

quemar el devanado auxiliar o de arranque. Si el motor es del tipo de arranque con

capacitor, éste se puede fundir antes de que se queme el devanado de arranque. En

muchos casos, los capacitares tienen fusible de seguridad que se puede sustituir.

Debido al riesgo de que entren pequeñas partículas de suciedad en los rodamientos,

debe de considerase que:

La grasa o aceite deben de almacenarse en contenedores cerrados, con el fin de

que se mantengan limpios.

Las grasas y aceiteras deben limpiarse antes de ponerles lubricante, para evitar

que contaminen a los rodamientos.

Debe evitase una lubricación excesiva de los rodamientos de bolas y rodillos, ya

que puede resultar en altas temperaturas de operación, en un rápido deterioro de

material lubricante, y un fallo prematura de los rodamientos.

En este mismo orden de ideas, el mantenimiento preventivo consiste en una serie

de trabajos que es necesario desarrollar para evitar que maquinaria pueda interrumpir

el servicio que proporciona, básicamente, se divide en tres elementos fundamentales:

selección, instalación y montaje.

En lo referente al aislamiento, para los motores es primordial e insustituible el uso

de aislantes, puesto que en sus propiedades se sabe que no son conductores de la

electricidad, por lo que es de suma importancia su aplicación, ya que es necesario que

el motor solo tenga contacto magnético y no eléctrico en algunas partes como entre los

mismos devanados, es decir cada espira esta aislada eléctricamente de las otras.

Ahora bien, con respecto a las vibraciones, hay tendencia a asociar la vibración del

Motores Eléctricos

motor al equilibrio de sus partes giratorias. Aunque es verdad que un desequilibrio del

rotor propicia la vibración del motor, un motor equilibrado puede vibrar por diversas

razones. En máquinas de corriente alterna, una causa de las vibraciones puede ser el

desequilibrio magnético.

Las fuerzas que actúan en el entrehierro entre el estator y el rotor tienden a

aproximarlos y producen vibraciones con el doble de frecuencia de alimentación.

Aunque en esas condiciones una pequeña vibración sea normal, una asimetría en el

entrehierro puede reforzar esa vibración e incluso producir el ruido. Tal asimetría puede

originarse por una ovalización de la superficie interna del estator o por deflexiones en el

eje. Una transmisión por poleas y correas excesivamente tensada puede causar esa

situación. El mismo efecto ocurre cuando hay una asimetría en el arrollamiento

estatórico: una región del entrehierro ejerce mayor fuerza de atracción.

Motores Eléctricos

CONCLUSIONES

Se denomina motor eléctrico aquel capaz de transformar la energía eléctrica que

recibe almacenada en una serie de baterías en energía mecánica. Básicamente

constan de dos partes, una fija denominada estator, y otra móvil respecto a esta última

denominada rotor. Ambas están realizadas en material ferromagnético, y disponen de

una serie de ranuras en las que se alojan los hilos conductores de cobre que forman el

devanado eléctrico. En todo motor eléctrico existen dos tipos de devanados: el inductor,

que origina el campo magnético para inducir las tensiones correspondientes en el

segundo devanado, que se denomina inducido, pues en él aparecen las corrientes

eléctricas que producen el par de funcionamiento deseado.

Como elemento importante dentro de una empresa, el principal objetivo del

mantenimiento, es garantizar que el equipo se encuentre en óptimas condiciones de

operación, y aumentar su vida útil. Cualquier programa de mantenimiento preventivo

requiere llevar registros y mediciones en ciertas condiciones, siendo imprescindible la

simple inspección, sustituir el aislamiento de conductores y minimizar las vibraciones,

evitando la deformación de la superficie interna del estator.

Motores Eléctricos

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

García, L. (2008). Motores Eléctricos. Curso de Experto Universitario en Mantenimiento

Predictivo y Diagnosis de Fallos.

Motores Eléctricos. Disponible en: http://www.enreparaciones.com.ar/electricidad/motor_elect.php

Motores Eléctricos

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