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MOTOR ELECTRICO1.- MOTOR Maquina que transforma en trabajo
mecanico
otras formas de energia.
• Motor electrico
• Motor hidraulico
• Motor termico
• etc
2.- MOTOR ELECTRICO
Maquina que convierte la energía eléctrica
de la corriente alterna en energía
mecánica, utilizando las fuerzas ejercidas
por lo campos magnéticos producidos por
el flujo de corriente
EL MOTOR ELECTRICO
Una espira rectangular por la
que circula corriente eléctrica
en el interior de un campo
magnético uniforme, la espira
experimentará un giro.
Si espira se conecta a un eje,
se convierte la energía
eléctrica que circula por la
espira en energía mecánica.
En lugar de emplear una
espira utilizaremos una bobina,
el efecto resultante será
mucho mayor.
3.-COMPONENTES DE UN MOTOR ELECTRICO
1.- Bobinado
2.- Armadura
3.- Electricidad
4.- Escobilla
5.- Eje
6.- Imán
La interacción del rotor y estator determina el buen o mal funcionamiento de la máquina.
ESQUEMA DE UN MOTOR ELECTRICO
ESQUEMA DE UN MOTOR ELECTRICO
Al paso de la electricidad por el bobinado, el eje se magnetiza, provocando su giro
al imán situado cerca.
Cuando circula corriente por el circuito, el núcleo de hierro se convierte en un
imán, que interactúa con los imanes de la armadura y produce el giro continuado
del eje del motor.
En los motores de inducción, muy usados en la actualidad, existe un devanado
externo (en lugar de los imanes) que, cuando circula por él la corriente, produce el
movimiento de otro devanado interno adosado al eje del motor.
5.- TIPOS DE MOTORES5.1 MOTOR MONOFÁSICO
Son motores con un solo devanado en el estator, que es el devanado inductor.
Las realizaciones de este tipo de motores son con el rotor en jaula de ardilla.
potencias menores de 1 kW,
De arranque directo
MOTOR DE INDUCCIÓN DE UNA FASE
5.2) MOTOR TRIFASÍCO
Los motores trifásicos tienen carga
equilibrada, consumen lo mismo en las tres
fases, 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.
Ejemplo, si la tensión de línea es 380 V,
entonces la tensión de cada fase es 220 V.
Es un tipo de motor eléctrico de corriente
alterna. Su velocidad de giro es constante y
viene determinada por la frecuencia de la
tensión de la red eléctrica a la que esté
conectado y por el número de pares de polos del
motor, siendo conocida esa velocidad como
"velocidad de sincronismo".
5.1.1) MOTORES SÍNCRONOS
5.1.2)MOTOR ASÍNCRONO O DE INDUCCIÓN
Está formado por un rotor, que puede ser de dos
tipos:
a) de jaula de ardilla;
b) bobinado
Un estátor, en el que se encuentran las bobinas
inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están
desfasadas entre sí 120º. Cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas, se induce un
campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético variable va a
inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducción de Faraday.
6.- CARACTERISTICAS DE UN MOTOR
a) TENSIÓN ( U )
b) POTENCIA ( P )
c) FRECUENCIA ( F )
d) INTENSIDAD ABSORVIDA ( I )
e) VELOCIDAD ( n )
f) FACTOR DE POTENCIA ( cos φ )
g) RENDIMIENTO ( η )
h) FORMA CONSTRUCTIVA
i) NIVEL DE PROTECCIÓN
j) OTROS
6a) TENSIÓN(U) MONOFÁSICA
TRIFÁSICA
CORRIENTE CONTINUA
TENSION TRIFASICA
VALORES : 127 V , 220 V , 380 V , 500 V , 1000 V , OTROS
TENSIÓN USUAL ------------- HASTA 500 V
TENSIÓN ESPECIAL --------- DE 500 V a 1000 V
BAJA TENSIÓN ( BT ) ------- INFERIORES a 1000 V
MOTORES CON DOS TENSIONES (λ - ∆)
CONEXIÓN TRIANGULO (∆) CONEXIÓN ESTRELLA(λ)
TENSION MENOR TENSION MAYOR
EJEMPLO: Placa de motor: U=220/380 V
•220 V -----> conexión(∆) . V f = VL = 220 V
•380 V -----> conexión(λ) . V f = VL / 3 = 220 V
6a1) CONEXIÓN (λ - ∆)
6a2)TENSIÓN vs INTENSIDAD
TENSIÓN ---- INTENSIDAD•POTENCIA NOMINAL
•MEJORA FACTOR DE
POTENCIA
• DESLIZAMIENTO
• CALENTAMIENTO
REQUERIMIENTO DE MOTOR.
TENSION EN LA RED
FORMAS DE CONEXIÓN
FORMAS DE CONEXIÓN
6a3) CORRIENTE ALTERNA Y CONTINUA
INVIERTE PERIODICAMENTESU DIRECCIÓN EN EL
CIRCUITO
CORRIENTE ELECTRICA
ALTERNA CONTINUA
TENSIÓN
FLUYE EN UNA SOLA DIRECCIÓN,
MAGNITUD CONSTANTE
6b)POTENCIA (P)
UTIL (Pu) ---- PLACA MOTOR
ABSORVIDA(Pa) ----CÁLCULOS
Pu=( 3 U.I.cos φ) η / 1000 ----(kw)…………………………………………(1)
+ η = rendimiento
+ cos φ = factor de potencia
Pa = 3 U.I. cos φ ----(kw)………………………………………………..……(2)
1 kw = 1000 w 1 HP = 746w
POTENCIA
6b1)POTENCIA DE MOTOR
40% y 50%DE INTENSIDAD NORMAL
pequeño Medianos a grandes
POTENCIA
20% y 30%DE INTENSIDAD NORMAL
absorvenabsorven
si
6c) FRECUENCIA (F)i) EN SUMINSTRO DE ENERGIA ELCTRICA: ∆F = ±1%
Ejemplo : En ------ motores de 380 V a 50 Hz
------ Redes de 440 V a 60 Hz
ii) TENSION debería ∆ 20% al pasar de 50 Hz a 60 Hz
iii) Si ∆F = 20% ( 50 Hz a 60 Hz ) --- POTENCIA del motor ∆ 20%
1. Ejemplos de ondas de
distintas frecuencias; se observa la relación inversa con la longitud de onda.
6c1)VALORES MODIFICADOS AL CAMBIAR DE 50 Hz A 60 Hz
BOBINADO
50 Hz
(V)
---------------
220
380
500
220
380
500
BOBINADO
60 Hz
(V)
---------------
255
440
600
220
380
500
VELOCIDAD
(%)
---------------
+20
+20
+20
+20
+20
+20
POTENCIA
(%)
---------------
+15
+15
+15
---
---
---
6d) INTENSIDAD ABSORVIDA (I)
1000 P
3. U. cos φ. η
P ---- en kw
U ---- en V
I (3)
380 V 220 V
NORMA GENERAL
3 A/cv Motor pequeño
2,3 A/cv Motorgrande
Motor grande1,3 A/cv
MotorPequeño ymediano
1,7 A/cv
aplicar
6e) VELOCIDAD (n)
NUMERO DE POLOS FRECUENCIA DE RED
VELOCIDAD DE MOTORES
SINCRONA
n = 60. F / P
n ----- rev/ min
F ----- Hz
P = N + S ----- nº de par
de polos
ASINCRONA
s = (ns - nN )/ ns x 100%
ns = velocidad sincrona
nN = velocidad nominal
S = deslizamiento
depende
es
6e1) VARIACIÓN DE VELOCIDAD DEL MOTOR
FRECUENCIA
Nº DE POLOS
VELOCIDAD( rev/ min)
50 Hz 60 Hz
2 3000 3600 4 1500 1800 6 1000 1200 8 750 900
12 500 60016 750 45024 250 300
6f) FACTOR DE POTENCIA (cos φ)
MENOR COS φ
FACTOR DE POTENCIA
MENOR MAYOR
CARGA
MAYOR COS φ
depende
si
6g)RENDIMIENTO (η)RENDIMIENTO DE MOTOR
construccióndepende
η = ( Pu / Pa ) x 100 %
Pu = Potencia útil
Pa = Potencia absorvida
P ≤ 0.37 kw ---- η = 60% a 70%
P ≤ 0.75 kw ---- η = 75%
P ≤ 4 kw ---- η = 80%
P ≤ 15 kw ---- η = 85%
P ≥ 18.5 kw ---- η = 90%
determina valores
6h)FORMAS CONSTRUCTIVAS
DIN 42950 --- DENOMINACIONES ( LETRAS Y NÚMEROS )
EJEMPLO: B3 CON PATAS
V3 CON BRIDA
B3 / B5 CON BRIDA Y PATAS
ETC.
OTRAS NORMAS : - MOTORES INTERMITENTES .
- DE MOTOR CABIABLE
- ANTIEXPLOSIVOS
- ETC.
6i) NIVEL DE PROTECCIÓN DE MAQUINAS ELECTRICAS
CONTACTOS
P R O T E C C I Ó N
EJEMPLO : PROTECCION IP - 56
IP – 5 6
0 1a 2a
• 0 corresponde a norma de protección aplicada
• 1a contra contactos y cuerpos extraños
• 2a contra agua
contra
NORMAS
CUERPOS EXTRAÑOS AGUA
Características de motores tr ifásicos
7º INTENSIDAD DE ARRANQUE DE BAJA TENSIÓN
POTENCIA
DE MOTOR
RELACION DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE A LA PLENA CARGA
MOTOR CORRIENTE ALTERNA MOTOR CORRIENTE CONTINUA
0.75 a 1,5 4,5 2,5
1,5 a 5 3 2
5 a 15 2 1,5
más de 15 1,5 1,5
8)SELECCIÓN DE UN MOTOR
POTENCIA ( kw ) TENSIÓN DE SERVICO ( V ) NÚMERO DE REVOLUCIONES ( rev/min ) FRECUENCIA ( Hz ) TIPO DE SERVICO ( NORMA ) TIPO DE MÁQUINA A ACCIONAR ( MOMENTO DE INERCIA REFERIDO AL EJE DE MOTOR ) TIPO DE ACOPLAMIENTO MECÁNICO EJECUCIÓN Y POSICIÓN DE CAJA DE BORNAS. TIPO Y DIÁMETRO DE CABLES DE CONEXIÓN FORMA CONSTRUCTIVA ( NORMA ) TIPO DE PROTECCIÓN ( NORMA ) VARIABLE : TEMEPRATURA , HUMEDAD , ALTITUD , ETC . OTROS
9º VERIFICACION Y CALCULO PARA MOTOR DE C.A
CARACTERÍSTICAS VALORES
• POTENCIA ……………………………………… P= 45 kw
• TENSIÓN ……………………………………… U=380V en
la red
• INTENSIDAD……………………………………… I= 85 A a
380 V
• VELOCIDAD ……………………………………… n = 980
rev/min
• FACTOR DE POTENCIA ……………………… Cos φ = 0.86
• RENDIMIENTO ………………………….. η = 92.5%
• PAR MÁXIMO ……………………………………. MM/MN = 2.3
• INTENSIDAD DE ARRANQUE ………………. IA/IN = 6.3
• MOMENTO DE INERCIA ……………………… I = 1.5 kg f.m2
• PESO ………………………………………………… m= 625 kg
• OTROS
9.1) POTENCIA ÚTIL ( Pu ) y ABSORVIDA ( Pa)
9.1) Pu = ( 3 . U.I. cos φ ) η / 1000
= ( 3 . 380 . 85 . 0,925 . 0,86 ) /1000
= 44,5 kw
9.2) POTENCIA ABSORVIDA ( Pa )
Pa = ( 3. U . I . cos φ ) /1000
= ( 3. 380 . 85 . 0,86 ) / 1000
= 4,81 kw
9.3)INTENSIDAD ABSORVIDA POR EL MOTOR (I)
I = ( Pu . 1000 ) / 3 . U . Cos φ. η
= ( 44,5 . 1000 ) / 3 . 380 . 0,86 . 0,925
I = 85,9 A
9.4) TENSIÓN DE CONEXIÓN ( U )
i ) FASES DE MOTOR COSTRUIDAS : - Uf = 380 V
- VL = 380 V
MOTOR ARRANCARSE EN CONEXIÓN (λ - ∆)
i i ) ARRANQUE DIRECTO POSIBLE DADO QUE SE ADMITE IA = 6,3 IN
9-5) VELOCIDAD (n) y 9-6) FACTOR DE POTENCIA( cos φ )
i ) VELOCIDAD ASÍNCRONA DE n = 980 rev / min
CORRESPONDE DE UNA VELOCIDAD SINCRONA DE :
n = 1000 rev/min
i i) SE TRATA DE UN MOTOR CON DEVANADO TRIFÁSICO DE
6 POLOS
i i i ) cos φ = 0,86 CORRESPONDE A VALOR NOMINAL
9.7) PAR NOMINAL ( MN) y PAR MAXIMO ( MM )
MN = 9550 Pu / n ----------------- ( N.m )
= 9550 . 44,5 / 980
= 433,6 N.m
MM = 2,3 MN ----------- ( N.m )
= 2,3 ( 433,6 N.m )
= 997,3 N.m
ARRANQUE DIRECTO DE MOTOR Curvas: Intensidad – Velocidad y Par - Velocidad
ARRANQUE EN CONEXIÓN λ - ∆Curvas Intesidad – Velocidad y Par – Velocidad