En esta unidad aprenderemos a

1 unidad Motores el ctricos 11. En esta unidad aprenderemos a: Reconocer los diferentes motores el ctricos. Describir los diferentes tipos de arranque de motores as ncronos monof sicos y trif sicos. Instalar las protecciones de los motores. Realizar instalaciones de puesta en mar- cha de motores monof sicos de forma manual. Realizar instalaciones de puesta en marcha de motores trif sicos de forma manual. Describir las perturbaciones en la red. Medir los par metros b sicos de tensi n, intensidad, potencia. Manejar los motores el ctricos Y estudiaremos: respetando las normas de seguridad. Motores el ctricos. Motores as ncronos trif sicos. Tipos y sistemas de arranque. Motores as ncronos monof sicos. Protecci n de los motores el ctricos. Medidas el ctricas en las instalacio- nes de motores el ctricos de corriente alterna. 11 Motores el ctricos 1.

2 Motores el ctricos Los motores el ctricos son m quinas el ctricas que transforman en energ a mec nica la energ a el ctrica que absorben por sus bornes. Actividades Atendiendo al tipo de corriente utilizada para su alimentaci n, se clasifican en: Motores de corriente continua 1. Qu velocidad tendr . De excitaci n independiente. una m quina que dispo- ne de 2 pares de polos? De excitaci n serie. Y si tuviera 1 par? De excitaci n (shunt) o derivaci n. De excitaci n compuesta (compund). Motores de corriente alterna Motores s ncronos. Motores as ncronos: Monof sicos. De bobinado auxiliar. De espira en cortocircuito. Universal. Trif sicos. De rotor bobinado. De rotor en cortocircuito (jaula de ardilla). Todos los motores de corriente continua as como los s ncronos de corriente alterna incluidos en la clasificaci n anterior tienen una utilizaci n y unas aplicaciones muy espec ficas.

3 Los motores de corriente alterna as ncronos, tanto monof sicos como trif sicos, son los que tienen una aplicaci n m s generalizada gracias a su facilidad de utilizaci n, poco mantenimiento y bajo coste de fabricaci n. Por ello, tanto en esta unidad como en la siguiente nos centraremos en la constituci n, el funcionamiento y la puesta en marcha de los motores as ncronos de inducci n. La velocidad de sincronismo de los motores el ctricos de corriente alterna viene definida por la expresi n: 60 f n=. p Donde: n N mero de revoluciones por minuto f frecuencia de la red Recuerda p N mero de pares de polos de la m quina La velocidad de giro de los mo- tores el ctricos suele tener un va- Se da el nombre de motor as ncrono al motor de corriente alterna cuya parte m vil gira lor fijo, a no ser que se utilicen a una velocidad distinta a la de sincronismo.

4 variadores electr nicos de fre- cuencia. Aunque a frecuencia industrial la velocidad es fija para un determinado motor, hoy d a se recurre a variadores de frecuencia para regular la velocidad de estos motores. 288. Motores el ctricos 11. A. Constituci n del motor as ncrono de inducci n Como todas las m quinas el ctricas, un motor el ctrico est constituido por un circuito Recuerda magn tico y dos el ctricos, uno colocado en la parte fija (est tor) y otro en la parte m vil (rotor) (v ase la Figura ). El circuito magn tico de los mo- tores el ctricos de corriente alter- na est formado por chapas mag- n ticas apiladas y aisladas entre s para eliminar el magnetismo re- manente. Fig. Motor el ctrico. El circuito magn tico est formado por chapas apiladas en forma de cilindro en el rotor y en forma de anillo en el est tor (v ase la Figura ). Fig. Est tor y rotor de motor el ctrico.

5 El cilindro se introduce en el interior del anillo y, para que pueda Est tor girar libremente, hay que dotarlo de un entrehierro constante. El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bo- Placa de bornes binado inductor y se envuelve exteriormente por una pieza met lica con soporte llamada carcasa. Rotor El cilindro se adosa al eje del motor y puede estar ranurado en su superficie para colocar el bobinado inducido (motores de rotor bobi- Rodamientos nado) o bien se le incorporan conductores de gran secci n soldados a anillos del mismo material en los extremos del cilindro (motores de rotor en cortocircuito) similar a una jaula de ardilla, de ah que Ventilador reciban el nombre de rotor de jaula de ardilla. Eje El eje se apoya en unos rodamientos de acero para evitar rozamien- Bobinado tos y se saca al exterior para transmitir el movimiento, y lleva acopla- Placa de do un ventilador para refrigeraci n.

6 Los extremos de los bobinados caracter sticas Carcasa se sacan al exterior y se conectan a la placa de bornes (v ase la Figura ). Fig. Secci n de motor el ctrico 289. 11 Motores el ctricos B. Campo magn tico giratorio El campo magn tico creado por un bobinado trif sico alimen- 12 1 tado por corriente alterna es de valor constante pero giratorio 11 2 Fase U Fase V Fase W y a la velocidad de sincronismo. Este fen meno se puede com- 10. probar con el estudio de las posiciones que va ocupando la V2 U1 3. W1 W2. resultante del flujo atendiendo a los sentidos de corriente que 9 U2 V1 4 van tomando los conductores en el bobinado, v ase la Figu- 1/6. ra 8 5 0 1 2. 7 6 En el instante 0, la fase U tiene valor cero, la fase V tiene valor negativo, por lo que la corriente circula desde V2 hasta V1, y la fase W tiene valor positivo, con lo que la corriente circula desde 12 1 2 12 1 2 12 1 2 W1 hasta W2.

7 En el bobinado se crea una bobina ficticia a la 11 3 11 3 11 F 3 que aplicando la regla del sacacorchos nos da que, en este 10 4 10 F 4 10 4 instante, la resultante del flujo se sit a entre las ranuras 7 y 8. 9 F 5 9 5 9 5. 8 7 6 8 7 6 8 7 6 El signo positivo representa que la corriente entra en el plano y el signo negativo que sale del plano, como se estudi en la unidad 6. Fig. Comprobaci n del campo magn tico giratorio. El ciclo de la corriente se divide en seis partes iguales pasando ahora al instante 1, donde vemos que la fase U tiene valor positivo, la fase V sigue teniendo valor negativo y la fase W. tiene valor positivo. En este instante la resultante del flujo se sit a entre las ranuras 9 y 10, con lo que ha avanzado un sexto de la circunferencia en el tiempo que ha transcurrido desde el ins- tante 0 al 1, que se corresponde con un un sexto del periodo de la corriente.

8 Si vamos aplic ndolo sucesivamente a los dem s instantes, podemos ver que de uno a otro siempre avanza un sexto de vuelta igual que el tiempo que transcurre de un instante a otro el periodo de la corriente, lo que nos indica que el flujo es giratorio y su veloci- dad coincide con la velocidad del sistema de corriente alterna. C. Principio de funcionamiento El funcionamiento del motor as ncrono de inducci n se basa en la acci n del flujo gira- torio generado en el circuito estat rico sobre las corrientes inducidas por dicho flujo en el circuito del rotor. El flujo giratorio creado por el bobinado estat rico corta los con- ductores del rotor, por lo que se generan fuerzas electromotrices inducidas. Suponiendo cerrado el bobinado rot rico, es de entender que sus conductores ser n recorridos por corrientes el ctricas. La acci n mutua del flujo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor originan fuerzas electrodin micas sobre los propios con- ductores que arrastran al rotor haci ndolo girar (Ley de Lenz).

9 La velocidad de rotaci n del rotor en los motores as ncronos de inducci n es siempre inferior a la velocidad de sincronismo (velocidad del flujo giratorio). Para que se genere una fuerza electromotriz en los conductores del rotor ha de existir un movimiento relati- vo entre los conductores y el flujo giratorio. A la diferencia entre la velocidad del flujo Recuerda giratorio y del rotor se le llama deslizamiento. Como se explica al inicio de la unidad , la velocidad de estos motores, seg n el princi- El motor el ctrico de corriente alterna basa su funcionamiento pio de funcionamiento y la frecuencia industrial, tiene que ser una velocidad fija, algo en la acci n que ejerce el campo menor que la de sincronismo. Gracias a los avances en la electr nica de potencia, magn tico giratorio generado actualmente se fabrican arrancadores est ticos que pueden regular la velocidad de en el est tor sobre las corrientes estos motores actuando sobre la frecuencia de la alimentaci n del motor, es decir, con- que circulan por los conductores vierten la frecuencia industrial de la red en una distinta que se aplica al motor.

10 De ah . situados sobre el rotor. que reciban el nombre de convertidores de frecuencia , pudiendo regular la velocidad, amortiguar el arranque e incluso frenarlo. 290. Motores el ctricos 11. 2. Motores as ncronos trif sicos. Tipos y sistemas de arranque Como se ha mencionado antes, los motores as ncronos de inducci n son aquellos en Recuerda los que la velocidad de giro del rotor es algo inferior a la de sincronismo. Los podemos encontrar tanto monof sicos como trif sicos. Los motores el ctricos m s uti- lizados son los de rotor en cor- tocircuito, tambi n llamados de A. Motores trif sicos jaula de ardilla. La constituci n y el principio de funcionamiento se han expuesto en los p rrafos anterio- res. Son motores en los que el bobinado inductor colocado en el est tor est formado a). por tres bobinados independientes desplazados L120 el ctricos entre s y alimenta- L1.