CARACTERISTICAS DE MOTORES

MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS DE VARIAS VELOCIDADES O DE CONEXIÓN DAHLANDER

Los motores asíncronos trifásicos pueden construirse para mas de una velocidad, bien sea realizándolos con varios bobinados, de distinto número de polos, o bien con un solo bobinado, pero construido de tal forma que pueda conectarse exteriormente con diferente número de polos. Por tal motivo algunos tipos de motores asíncronos trifásicos de varias velocidades se les denomina también motores de polos conmutables.
En la figura 19.1 se ven, esquemáticamente, los diferentes tipos de bobinados y conexión de los mismos, que más se emplean actualmente en la construcción de motores de varias velocidades, siendo el segundo tipo él mas utilizado de todos ellos.
Este tipo de motores, cuyo rotor se construye siempre de jaula de ardilla, se suele emplear por lo general para el accionamiento de máquinas herramientas y ventiladores, y refiriendonos a los tipos constructivos de la figura 19.1, sus características principales son las siguientes:
- Motores con dos devanados independientes. Estos motores tienen dos velocidades, y se construyen de tal forma que cada devanado se ejecuta, interiormente, con un número de polos diferente y por tanto, según se conecte a la red uno u otro devanado, el motor girará con un número de revoluciones diferente. En este tipo de motores suelen conectarse ambos devanados en estrella y las combinaciones de polos más frecuentes son: 6/2, 6/4, 8/2, 8/6, 12/2 y 12/4.
- Motores con un solo devanado, en conexión Dahlander. Estos motores, de dos velocidades, se construyen con un devanado trifásico normal, pero conectado interiormente de tal forma, que según se conecten los bornes exteriores a la red, el motor tendrá un número de polos u otro distinto, pero siempre doble el uno del otro; por tanto tendrá dos velocidades de rotación, una doble que la otra. Según se aprecia en la figura 19.1, la conexión de sus devanados, se realiza en triángulo o estrella, para la velocidad menor y en doble estrella para la mayor, y las combinaciones de polos más frecuentes son: 4/2, 8/4 y 12/6.
- Motores con un devanado Dahlander y otro independiente. Con este tipo de motores se consiguen tres velocidades diferentes, dos con el devanado en conexión Dahlander y la tercera con el devanado independiente, que estará construido con un número de polos distinto a las dos polaridades obtenidas con el primero. Las conexiones mas utilizadas son las representadas en la figura 19.1 y las combinaciones de polos más frecuentes son: 6/4/2, 8/4/2, 8/6/4, 12/4/2, 12/6/4, 12/8/4, 16/12/8 y 16/8/4. - Motores con dos devanados Dahlander. Con este tipo de motores se consiguen cuatro velocidades, dos con cada devanado, que han de estar diseñados para polaridades diferentes el uno del otro, siendo las combinaciones de polos mas utilizadas: 12/8/6/4 y 12/6/4/2.

MOTOR DE ANILLOS ROZANTES

Este motor se pone en marcha mediante un reóstato de arranque conectado al circuito del motor, por medio de un dispositivo de anillos rozantes. De esta forma puede reducirse la intensidad de arranque aunque el par del motor permanece en el nivel necesario para poner en marcha la carga.
Durante el progreso de la puesta en marcha, y a medida que el motor va ganando velocidad, la resistencia del motor se reduce gradualmente. Cuando el reóstato se desconecta totalmente del circuito, el motor puede girar a máxima velocidad. En ese momento se cortocircuitan los devanados del motor, y empieza a funcionar como un motor normal de jaula de ardilla.
La ventaja de esta solución es que se puede obtener un par elevado con una corriente de arranque limitada, y es especialmente apropiada para las aplicaciones que tienen una gran carga desde el principio, como es el caso de los chancadores y molinos, por ejemplo. Su desventaja es la mayor complejidad electromecánica –escobillas, anillos rozantes, resistencias y contactores- que incre-menta los costos (inclusive los de mantenimiento), y reduce la confia-bilidad del sistema.

IMAGENES DE MOTOR ASINCRONO AC

IMAGENES DE MOTOR TIPO SHUNT

IMAGENES DE MOTOR Y GENERADOR CON CARGA

IMAGENES DE MOTOR DE ANILLOS ROSANTES

IMAGENES DE MOTOR DAHLANDER

Practicas de Motores Laboratorio 51 Meli

A continuación presentamos los datos arrojados por los elementos de medición utilizados en las prácticas de diferentes tipos de motores.
En estos motores se realizaron conexciones tales como estrella-estrella, estrella -delta, delta-delta de diferentes tipos de motores entre los que sobresalen los de corriente alterna jaula de ardilla y los de corriente continua de conexion Dahlander.

Ensayos de motores

Ensayo de motores con condensador de arranque

Arranque con bobina principal únicamente (arranque manual)
Vo= 125V
IP= 26A
In= 4A

Arranque con interruptor y bobina auxiliar
Vo= 125V
IP= 42A
In= 4A

Arranque con bobina principal, interruptor y condensador
Vo= 125V No arranca por si solo
IP= 22A
In= 4A

Arranque con bobina primaria y bobina secundaria en serie, interruptor y condensador
Vo= 125V
IP= 24A
In= 4A

Ensayo de motores con condensador de arranque en inversor de giro

Arranque manual con bobina principal
Vo= 125V
IP= 23.2A
In= 4.2A

Arranque con interruptor y bobina auxiliar
Vo= 125V
IP= 31.2A
In= 4.2A

Arranque con bobina principal, interruptor y condensador
Vo= 125V No arranca por si solo
IP= 20.8A
In= 4.2A

Arranque con bobina primaria y bobina secundaria en serie, interruptor y condensador
Vo= 125V
IP= 20.8A
In= 4.2A

Conclusiones: Se pudo observar que en este tipo de motores el arranque es realizado por un circuito incluido en estos, este circuito consta de un condensador de arranque y de un bobinado auxiliar el cual es acompañado o se usa como mezclador un interruptor centrifugo. podemos observar a demas que la corriente de arranque como la de trabajo es siempre constante.

Ensayo de motor de corriente continua tipo Shunt

Arranque de motor en conexión derivada Shunt
V= 220V
IP= 13 A DC
IN= 1 A DC

Arranque de motor en conexión derivada Shunt con inversor de giro
V= 220V
IP= 13 A DC
IN= 1 A DC

Arranque de motor en conexión serie Shunt
V= 220V
IP= 1.4 A DC
IN= 0.7 A DC

Arranque de motor en conexión serie Shunt con inversor de giro
V= 220V
IP= 1.5 A DC
IN= 0.7 A DC

ENSAYO DE MOTOR DAHLANDER PAR CONSTANTE
Velocidad Baja

V= 330V
IP= 7A
IN= 1.5A
Velocidad alta

V= 330V
IP= 5A
IN= 1.2A

ENSAYO DE MOTOR DE ANILLOS ROSANTES
Conexión en Y

12Ω IP=7.4A IN=1.4
10Ω IP=7.4A IN=1.4A
8Ω IP=8.7A IN=1.4A
6Ω IP=12.6A IN=1.5A
4Ω IP=14.8A IN=1.5A
2Ω IP= IN=1.6A
0Ω IP= IN=1.2A
Conexión ∆

12Ω IP=20A IN=6.5A
10Ω IP=19A IN=6.3A
8Ω IP=1.5A IN=6.6A
6Ω IP=28.4A IN=6.6A
4Ω IP=37.5A IN=6.6A
2Ω IP=41.9A IN=6.6A
0Ω IP=43.8A IN=6.62A

GENERADORES DC

GENERADOR CORRIENTE ALTERNA






Aplicaciones.

El papel mas importante que desempeña el generador de DC es alimentar de electricidad el motor de cd. En esencia, Produce corriente libre de rizo y un voltaje fijo de manera muy precisa a cualquier valor deseado desde cero hasta el valor máximo nominal; esta es en realidad una corriente eléctrica de cd que permite la mejor conmutación posible en el motor, porque carece de las formas de ondas bruscas de energía de cd de los rectificadores. El generador tiene una respuesta excelente y es particularmente apropiado para el control preciso de salida por reguladores de retroalimentación de control, además de estar bien adaptado para producir corriente de excitación de respuesta y controlada en forma precisa tanto para maquinas de ca como de cd.
El motor de cd juega un papel de importancia creciente en la industria moderna porque puede operar a cualquier velocidad desde cero hasta su máxima de régimen y mantenerla hay de forma muy precisa. Por ejemplo, Los trenes de laminación de acero que son de alta velocidad y de varias etapas, no serian posibles sin los motores de cd. Cada etapa debe mantenerse precisamente a una velocidad exacta, que es mayor que la etapa precedente, para adaptarse a la reducción del grosor del acero en esa etapa y mantener el voltaje correcto en el acero entre etapas.

Observamos que la f.e.m. inducida en la espira para cada una de las posiciones que presentaban en el giro completo es recogida por dos anillos metálicos, denominados colectores , conectados a uno a cada extremo de la espira , que en todo momento establecen contacto con dichos extremos por lo tanto , según varia el sentido de circulación de la corriente inducida, cada uno de dicho colectores serán a instantes positivos y a instantes negativos, alternativamente.

Generador de Corriente Continua

En los generadores de corriente continua, en lugar de utilizar anillos metálicos , para recoger f.e.m. inducida se utilizan dos anillos medios aislados ambos entre si y dispuestos en una forma circular donde se da que para mayor ilustración se representa la espira o inducida al generador donde los extremos son conectados a cada una de estas mitades de anillos los cuales se denominan delgas. Sobre estos delgas se disponen las escobillas que nos permitirán recoger la f.e.m y llevarla a un circuito exterior.

MOTOR DC

Motores de corriente continua (DC)

En la imagen anterior se observan algunos clásicos micromotores DC (Direct Current) o también llamados CC (corriente continua) de los usados generalmente en robótica. Los hay de distintos tamaños, formas y potencias, pero todos se basan en el mismo principio de funcionamiento.

Accionar un motor DC es muy simple y solo es necesario aplicar la tensión de alimentación entre sus bornes. Para invertir el sentido de giro basta con invertir la alimentación y el motor comenzará a girar en sentido opuesto.
A diferencia de los motores paso a paso y los servomecanismos, los motores DC no pueden ser posicionados y/o enclavados en una posición específica. Estos simplemente giran a la máxima velocidad y en el sentido que la alimentación aplicada se los permite.

El motor de corriente continua está compuesto de 2 piezas
fundamentales :

• Rotor
• Estator

Dentro de éstas se ubican los demás componentes como :

• Escobillas y porta escobillas
• Colector
• Eje
• Núcleo y devanado del rotor
• Imán Permanente
• Armazón
• Tapas o campanas

Tabla de Estructura
La siguiente tabla muestra la distribución de las piezas del
motor :

Rotor Estator

Eje Armazón
Núcleo y Devanado Imán permanente
Colector Escobillas y porta escobillas
Tapas



Rotor

Constituye la parte móvil del motor, proporciona el torque para mover a la carga.
Está formado por :

• Eje: Formado por una barra de acero fresada. Imparte la
rotación al núcleo, devanado y al colector.

• Núcleo: Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule.

Las laminaciones tienen por objeto reducir las corrientes parásitas en el núcleo. El acero del núcleo debe ser capaz de mantener bajas las pérdidas por histéresis. Este núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para
albergar al devanado de la armadura (bobinado).

• Devanado: Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado.

• Colector: Denominado también conmutador, está constituido de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas.La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas (llamadas también cepillos)


Estator

Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio.

Está formado por :

• Armazón: Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético.


• Imán permanente: Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcaza del estator. Su función es proporcionar un campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos campos.

• Escobillas: Las escobillas están fabricadas se carbón, y poseen una dureza menor que la del colector, para evitar que éste se desgaste rápidamente. Se encuentran albergadas por los portaescobillas. Ambos, escobillas y portaescobillas, se encuentran en una de las tapas de estator.

La función de las escobillas es transmitir la tensión y corriente de la fuente de alimentación hacia el colector y, por consiguiente, al bobinado del rotor. La función del portaescobillas es mantener a las escobillas en su posición de contacto firme con los segmentos del colector. Esta función la realiza por medio de resortes, los cuales hacen una presión moderada sobre las escobillas contra el colector. Esta presión debe mantenerse en un nivel intermedio pues, de ser excesiva, la fricción
desgastaría tanto a las escobillas como al colector; por otro lado, de ser mínima esta presión, se produciría lo que se denomina "chisporroteo", que es cuando aparecen chispas entre las superficies del colector y las escobillas, debido a que no existe un buen contacto.