presmotorac

8/7/2019 PresMotorAC

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Clasificacin

Por su velocidad degiro-Asncrono

Un motor se considera asncrono cuando lavelocidad del campo magntico generado por elestator supera la velocidad de giro del rotor.

-SncronoUn motor se considera sncrono cuando lavelocidad del campo magntico del estator es igual ala velocidad de giro del rotor


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Clasificacin

Por el tipo derotor-Motores jaula de ardilla

-Anillos rozantes

Por el numero de fases dealimentacin-Motores monofsicos

-Motores bifsicos-Motores trifsicos-Arranque con condensador


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Datos a Considerar:Datos a Considerar:

Motores Sincrnicos son mas caros que losMotores Sincrnicos son mas caros que losmotores de induccin o asncronos.motores de induccin o asncronos.

+de 3 Hp se utiliza un sistema para arrancar,+de 3 Hp se utiliza un sistema para arrancar,

(motor de induccin)(motor de induccin) Duracin de motor de induccin es de 12 aosDuracin de motor de induccin es de 12 aos

++-- 3 aos.3 aos.

Motor de corriente continua vale 3 a 4 VecesMotor de corriente continua vale 3 a 4 Veces

uno de induccin.uno de induccin.


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3 devanados en elestator desfasados2T/(3P) siendo P n

pares de polos

El N de fases del rotor notiene porqu ser el mismoque el del estator, s ser

igual el nmero de polos.Los devanados del rotorestn conectados a anilloscolectores montados sobreel mismo eje

Los conductores del rotor estn

igualmente distribuidos por laperiferia del rotor. Los extremosde estos conductores estncortocircuitados, no habiendoconexin con el exterior. Laposicin inclinada de lasranuras mejora el arranque ydisminuye el ruido

Estator

Jaula deardilla

Bobinado

Rotor

DevanadoTrifsico


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El campo giratorioEl campo giratorio en CAen CA

Conceptos preliminaresConceptos preliminaresEn los motores de CC conmutados electrnicamente se vio

que la conmutacin se utiliza para movermover la direccin del

campo magntico del estator desde una posicin a otra,

mediante la conexin de distintos devanados (siguiendo unasecuencia preestablecida).

En los motores de CA ocurre un efecto similar. Sin embargo,

el campo giratoriocampo giratorio es producido por las variaciones graduales

que va experimentando la onda sinusoidal de la corriente quecircula por los devanados del estator.

La forma simplificada de cmo est constituido un motor de

CA es la que se muestra a continuacin:


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Configuracin de un motor de CAConfiguracin de un motor de CAVB

VA

Polos de la

fase A

Polos de la

fase B

Fuentes de CA

desfasadas 90

entre s.


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Configuracin de un motor de CAConfiguracin de un motor de CA

Forma de creacin

del campo giratorio

en un motor bifsico

Contribucin Fase A

Contribucin Fase B

Flujo Neto Resultante


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Polos por fasePolos por fase

El nmero de polos de un motor de CA no necesariamente

coincide con el nmero de fases. Al indicar el nmero de

polos de un motor se refiere a la cantidadcantidad dede polospolos porpor fasefase.

Dos fases y

cuatro polos

VA

VB

VB

VA

Polos

Fase A

PolosFase B

Plano de devanado de

los polos de la Fase A


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Giro del flujo de campoGiro del flujo de campoLa distribucin mecnica del flujo en un motor depender delinstante de la seal sinusoidal de excitacin. En la siguiente

figura se muestra la distribucin del flujo para un motor de

cuatro polos, en los instantes 0, 90 y 180:

N

N

S S

N

NS

S

N N

S

S

0 90 180


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Giro del flujo de campoGiro del flujo de campo

La velocidad de rotacin del campo de flujo va a depender de

la cantidad de polos que tenga el motor. Por ejemplo, en un

motor de dos polos excitado con una frecuencia sinusoidal de

60Hz, el campo giratorio dar 60 giros un segundo, mientras

que si el motor fuese de 4 polos, slo dar 30 giros en el

mismo tiempo.

En general, puede decirse que:

Pfv 120sincv

!

donde: f: frecuencia; y P: Nmero de polos.

vsinc

: velocidad sncrona.


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Giro del flujo de campoGiro del flujo de campo

Ejemplo.

Un motor de CA que trabaja con una frecuencia de 60 Hz

tiene 4 polos instalados, determinar la velocidad de operacin.

P

fv

120sinc

v!

Vsinc= 60 x 1204

Vsinc = 1800 Nota: La velocidad de un motor solo depende de

los polos instalados y de la frecuencia del voltaje.


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Motores monofsicos deMotores monofsicos de

induccin.induccin.El campo magntico

producido por una corriente

monofsica en una bobina

est siempre sobre el eje dela misma ( es decir no se

produce un campo

magntico giratorio).

Para que se produzca un

campo alterno giratorio tieneque haber por lo menos 2

bobinas desfasadas entre si

90.


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Obtencin del desfasaje

Obtencin del desfasaje

ROTORFase

A

Fase

B

C

IA

IB

IAIB

90 180

Corriente

Grados

270 360

Puede notarse que, para operar el motor, es suficiente conalimentar ambos devanados con corrientes desfasadas entre s.


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Arranque por capacitorArranque por capacitor

ROTORFase

A

Fase

B

IA

IB

C

SW

En realidad, despus que el motor de jaula de ardilla comienzasu rotacin, no es necesario mantener la diferencia de fases

para mantener el campo giratorio.Para eliminar la faserelacionada al capacitorde arranque, se puedeusar un switch censwitch cen--

trfugotrfugo, que interrumpela circulacin decorriente despus dealcanzar una ciertavelocidad de operacin.


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Componentes del motorComponentes del motor

Un ejemplo decmo est cons-tituido el motorinternamente se

muestra acontinuacin:


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f )f ) Motores de jaula deMotores de jaula de

ardilla monofsicosardilla monofsicosEl rotor Jaula de ArdillaEl rotor Jaula de ArdillaLa estructura de este tipo de rotor, como su nombre lo indica,tiene la forma de una jaula de ardilla, tal como se muestra en

la siguiente figura:

Se trata de barras conductoras unidas por anillos terminales dealuminio o cobre. Generalmente tienen un ncleo de una

aleacin de hierro, con buena permeabilidad magntica.


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El rotor Jaula de Ardilla

El rotor Jaula de Ardilla

Cuando el campo del estator cruza las barras conductoras delrotor, induce un voltaje en las mismas, produciendo una

circulacin de corriente entre las barras y el anillo que las une.

Este campo magntico producido en el rotor se opondr alcampo del estator, provocando un giro en el rotor, tratando deseguir al campo giratorio. Es por esto que se llaman motores

asincrnicos.


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El campo magntico giratorio origina un flujo que induce corrientes en el

rotor que interactan con el campo magntico del estator. En cadaconductor se produce una fuerza F=ilB que da lugar al par del motor.

Motor Asncrono o de Induccin:Motor Asncrono o de Induccin:


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Operacin de motores de jaula de ardillaOperacin de motores de jaula de ardilla

Una de las caractersticas principales de los motores de jaula

de ardilla es que el campo giratorio corta las barras del rotor ala velocidadvelocidad sncrona,sncrona, vvsincsinc , para provocar el giro del mismo.

Por lo tanto, para que este campo del flujo con el tiempo se

mantenga durante el movimiento del rotor, no es posible queambos (campo giratorio y rotor) giren a la misma velocidad(la velocidad relativa entre ellos tiene que ser distinta de cero).

As, la velocidad del rotor, vvrotrot, es menor que vvsincsinc, y se define

el concepto de desplazamientodesplazamiento

como la diferencia entreambas velocidades, es decir:

desplazamiento= vsinc- vrot


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Motores de induccin trifsicosMotores de induccin trifsicos

Configuracin trifsicaConfiguracin trifsicaLas corrientes alternas trifsicas estn constituidas por tres

voltajes sinusoidales de igual amplitud y desfasados entre s120 elctricos. Sin embargo, esto no implica que las

corrientes de una carga trifsica sean iguales, ya quedependern de la carga aplicada.

Cuando la carga elctrica es un motor de induccin trifsico,la carga aplicada a las tres fases es la misma y, por lo tanto, las

corrientes producidas tambin sern iguales. Esta situacin se

conoce como cargascargas balanceadasbalanceadas.

Para esto se cumple la relacin:

faseVV 3lnea !


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Donde VVlnealnea representa el voltaje lnealnea aa lnealnea (conocidonormalmente como voltajevoltaje dede lnealnea) entre cualquier par delneas, mientras que VVfasefase corresponde al voltajevoltaje lnealnea--

neutroneutro (voltajevoltaje dede fasefase).

Configuracin trifsicaConfiguracin trifsica

IL

VL

VLIL

IL

VL

VL

VL

VFLNEA 1 (X1)

LNEA 2 (X2)

LNEA 3 (X3)

LNEA 1 (H1)

LNEA 2 (H2)

LNEA 3 (H3)

NEUTRO

VL = VF X 3VF = VL

3IL = IF

VL = VF

IL = IF X 3


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Circuito Y o EstrellaCircuito Y o Estrella

Configuracin trifsicaConfiguracin trifsica

Va

Vb Vcn

a

b c

Ia

Ic

Ib

ICA

B C

En este caso, se tiene que:

lneafase !

Esta situacin destaca claramente que la corriente aumentar

respecto del caso anterior en un factor de 1.73, es decir:

Las relaciones indicadas ya fueron estudiadas con ms

profundidad en las Unidades pasadas.

faseII 3lnea !


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Motores de jaula de ardilla trifsicosMotores de jaula de ardilla trifsicos

Tal como en el caso bifsico, un motor de induccin trifsicoproduce un campo giratorio entre polos, separados mecnica-mente 120 (dos polos por fase), debido a corrientes que circu-

lan entre los devanados que estn separadas elctricamente en

120. La conexin tpica de este tipo de motores es:

R

S

T

N

Polos de

la fase R

Polos de

la fase S

Polos de

la fase T

Este punto se

encuentra en el

interior del motor


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Conexin en estrella, el voltaje a travs de cualquier devanado

de fase es igual al voltaje de lnea dividido por 1.73. As, porejemplo, si el voltaje de lnea es 380V, el voltaje en cada fase

del motor ser:

El fabricante del motor lo disear para que pueda ser conecta-

do en estrella a un voltaje trifsico de 380V de lnea. Estoimplica que el tipo de alambre del devanado para cada fase

individual ser adecuado para trabajar satisfactoriamente con

220V sobre la misma.

VVV

Vlnea

fase 2203

380

3Y)en(motor !!!


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Sin embargo, tambin puede optar por permitir que el

devanado pueda ser conectado en Delta, por lo que el voltajesobre cada fase ser el voltaje de la lnea, es decir:

Por lo tanto, si el fabricante del motor desea que el motor

pueda ser operado en ambas condiciones, disear los

devanados del motor con mayor cantidad de vueltas, un calibrede alambre ms delgado y una aislacin elctrica ms gruesa,

como para que pueda trabajar con mayores voltajes aplicados a

los mismos.

VVV lneafase 380)en(motor !!(


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M

otores de jaula de ardilla trifsicosM

otores de jaula de ardilla trifsicos

Los motores trifsicos pueden ser diseados por gruposgrupos dede

devanadosdevanados por cada fase, que permiten un mejor aprovecha-

miento del flujo magntico.

El mejor uso del espacio efectivo en el estator que permite este

tipo de configuraciones, representa su mayor ventaja respecto

de los motores bifsicos. Esto facilita la construccin de

motores pequeos, de bajo costo y alta potencia. Esta situacines equivalente en el caso de generadores trifsicos.


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M


otores de jaula de ardilla trifsicosLa velocidad sincrnica y el deslizamiento se calculan de la

misma forma para ambos tipos de motores. Las ventajas deusar tres fases se pueden resumir como sigue:

Las mquinas (generadores o motores) son mscompactas, de mayor eficiencia de operacin y menorcosto de produccin.

La potencia elctrica se transmite ms eficientemente,

con una prdida de potenciaI2R

menor por fase. El par producido por un motor trifsico es constante,

sin ninguna tendencia a pulsarpulsar (como sucede con los

motores monofsicos).


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M


otores de jaula de ardilla trifsicos


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Este motor tiene la caracterstica de que su velocidad de giro esdirectamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente

alterna que lo alimenta.

El motor sncrono, utiliza el mismo concepto de unun campocampo

magnticomagntico giratoriogiratorio producido por el estator, pero ahora el rotorrotor

consta de electroimanes o de imanesimanes permanentespermanentes (PM(PM)) que

giran sincrnicamente con el campo del estator.

a

b

c

S a or coil

Ro or coils

Motor Asncrono (Induccin)Motor Asncrono (Induccin) Motor (AC) SncronoMotor (AC) Sncrono

Motores Sncronos Motores Sncronos


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Motor sncrono de

imn permanenteMotor sncrono derotor bobinado

sncrono de imn permanente:motores de pequeas potencias

Al 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 velocidad

MOTOR ACMOTOR AC--SINCRONOSINCRONO


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Motores Sncronos Motores SncronosPrincipio deFuncionamiento


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Motor sncrono bipolar de imn permanente.La razn por la que se llama motor sncrono esque el imn del centro girar a una velocidad

constante sncrona (girando exactamente comoel ciclo) con la rotacin del campo magntico.

La velocidad de un generador (o motor) que estdirectamente conectado a una red trifsica es

constante y est impuesta por la frecuencia dela red.

Sin embargo, si dobla el nmero deelectroimanes que hay en el estator, puede

asegurar que el campo magntico girar a lamitad de la velocidad.

www.windpower.org


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Los motores de AC que utilizan imanes para producir el

campo magntico en el entrehierro, se denominanMotores de Imn Permanente.

Los ms utilizados son:

1.1.-- Sncronos (PMSM)Sncronos (PMSM) :campo magntico giratorio y uniforme


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El Rotor es el componente que gira (rota) en unamquina elctrica, sea sta un motor o un generadorelctrico.

Un esttores una parte fija de una mquina rotativa, lacual alberga una parte mvil (rotor); en los motoreselctricos el esttor est compuesto por un imn natural(en pequeos motores de corriente continua) o por unao varias bobinas montadas sobre un ncleo metlico

que generan un campo magntico. En motores mspotentes y de corriente alterna, tambin se les llamainductoras.

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