Elementos mecnicos y elctricos de lneas de trasmisin area. Tipos
y clasificaciones de conductores, aisladores, soportes y elementos
especiales. Importancia de las lneas de trasmisin en el sistema de
potencia
Motores ElectricosUnmotor elctricoes una mquina elctrica que
transforma energa elctrica en energa mecnica por medio de
interacciones electromagnticas. Algunos de los motores elctricos
son reversibles, pueden transformar energa mecnica en energa
elctrica funcionando como generadores. Los motores elctricos de
traccin usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se
los equipa con frenos regenerativos.Son ampliamente utilizados en
instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden
funcionar conectados a una red de suministro elctrico o a bateras.
As, en automviles se estn empezando a utilizar en vehculos hbridos
para aprovechar las ventajas de ambos.
Principio de FuncionamientoLos motores decorriente alternay los
decorriente continuase basan en el mismo principio de
funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que
circula una corriente elctrica se encuentra dentro de la accin de
un campo magntico, ste tiende a desplazarse perpendicularmente a
las lneas de accin del campo magntico.El conductor tiende a
funcionar como un electroimn debido a la corriente elctrica que
circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades
magnticas, que provocan, debido a la interaccin con los polos
ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el
rotor del motor.Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente
por un conductor produce un campo magntico, adems si lo ponemos
dentro de la accin de un campo magntico potente, el producto de la
interaccin de ambos campos magnticos hace que el conductor tienda a
desplazarse produciendo as la energa mecnica.
Motor de Corriente Continua
MOTOR DE CORRIENTE CONTINUAEsta mquina de corriente continua es
una de las ms verstiles en la industria. Su fcil control de
posicin, paro y velocidad la han convertido en una de las mejores
opciones en aplicaciones de control y automatizacin de procesos.
Pero con la llegada de la electrnica su uso ha disminuido en gran
medida, pues los motores de corriente alterna, del tipo asncrono,
pueden ser controlados de igual forma a precios ms accesibles para
el consumidor medio de la industria. A pesar de esto los motores de
corriente continua se siguen utilizando en muchas aplicaciones de
potencia (trenes y tranvas) o de precisin (mquinas, micro motores,
etc.)La principal caracterstica del motor de corriente continua es
la posibilidad de regular la velocidad desde vaco a plena carga.Su
principal inconveniente, el mantenimiento, muy caro y laborioso.Una
mquina de corriente continua (generador o motor) se compone
principalmente de dos partes, un estator que da soporte mecnico al
aparato y tiene un hueco en el centro generalmente de forma
cilndrica. En el estator adems se encuentran los polos, que pueden
ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre ncleo
de hierro. El rotor es generalmente de forma cilndrica, tambin
devanado y con ncleo, al que llega la corriente mediante dos
escobillas.Tambin se construyen motores de CC con el rotor de
imanes permanentes para aplicaciones especiales.
Principio de funcionamientoSegn laLey de Lorentz, cuando un
conductor por el que pasa una corriente elctrica se sumerge en
uncampo magntico, el conductor sufre una fuerza perpendicular al
plano formado por el campo magntico y la corriente, siguiendo
laregla de la mano derecha, con mdulo F:Fuerza ennewtons
I:Intensidad que recorre el conductor enamperios l:Longitud del
conductor en metros B:Densidad de campo magntico o densidad de
flujoteslas
El rotor tiene varios repartidos por la periferia. A medida que
gira, la corriente se activa en el conductor apropiado.Normalmente
se aplica una corriente con sentido contrario en el extremo opuesto
del rotor, para compensar la fuerza neta y aumentar el momento.
Sentido de GiroEl sentido de giro de un motor de corriente
continua depende del sentido relativo de las corrientes circulantes
por los devanados inductor e inducido.La inversin del sentido de
giro del motor de corriente continua se consigue invirtiendo el
sentido del campo magntico o de la corriente del inducido.Si se
permuta la polaridad en ambos bobinados, el eje del motor gira en
el mismo sentido.Los cambios de polaridad de los bobinados, tanto
en el inductor como en el inducido se realizarn en la caja de
bornes de la mquina, y adems el ciclo combinado producido por el
rotor produce la fmm (fuerza magnetomotriz).El sentido de giro lo
podemos determinar con la regla de la mano derecha, la cual nos va
a mostrar el sentido de la fuerza. La regla de la mano derecha es
de la siguiente manera: el pulgar nos muestra hacia dnde va la
corriente, el dedo ndice apunta en la direccin en la cual se dirige
el flujo del campo magntico, y el dedo medio hacia dnde va dirigida
la fuerza resultante y por lo tanto el sentido de giro.
ReversibilidadLos motores y los generadores de corriente
continua estn constituidos esencialmente por los mismos elementos,
diferencindose nicamente en la forma de utilizacin.Por
reversibilidad entre el motor y el generador se entiende que si se
hace girar al rotor, se produce en el devanado inducido unafuerza
electromotrizcapaz de transformarse en energa en el circuito de
carga.En cambio, si se aplica unatensincontinua al devanado
inducido del generador a travs del colector dedelgas, el
comportamiento de la mquina ahora es de motor, capaz de transformar
la fuerza contraelectromotriz en energa mecnica.En ambos casos el
inducido est sometido a la accin del campo inductor principal.
ClasificacinLos motores decorriente continuase clasifican segn
la forma como estn conectados, en: Motor serie Motor compound Motor
shunt Motor elctrico sin escobillasAdems de los anteriores, existen
otros tipos que son utilizados en electrnica: Motor paso a paso
Servomotor Motor sin ncleoMOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
SNCRONOSEn este tipo de motores y en condiciones normales, el
rotor gira a las mismas revoluciones que lo hace el campo magntico
del estator.Consiste de un inductor alimentado por corriente
continua, tambin denominado devanado de excitacin o de campo, que
est situado en el rotor.En el estator se encuentre el inducido
alimentado por corriente trifsica.Este puede utilizarse como
generador aplicndole fuerza mecnica rotativa por el eje y corriente
continua al inductor, de esta forma se obtiene energa elctrica en
el estator.
ASNCRONOS O DE INDUCCINLos motores asncronos o de induccin son
aquellos motores elctricos en los que el rotor nunca llega a girar
en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magntico del
estator. Cuanto mayor es el par motor mayor es esta diferencia de
frecuencias.Estn constituidos por un devanado inductor, situado en
el estator, por el cual se introduce una corriente alterna, este
devanado puede ser trifsico o monofsico, en el caso de motores de
ms de 1 HP normalmente es trifsico.El devanado inducido est ubicado
en el rotor, este puede ser del tipo devanado (monofsico o
trifsico, de acuerdo al estator) o jaula de ardilla. En ste el
campo giratorio del estator induce FEMS y al estar en cortocircuito
(jaula de ardilla) o cerrado por medio de un restato de arranque
(rotor devanado o con anillos) aparecen corrientes en el rotor que
al reaccionar con el campo giratorio del estator producen el giro
del rotor a una velocidad cercana y menor a la del campo giratorio
del estator.
TIPOS Y CARACTERSTICAS DE LOS MOTORES SEGN LA CONSTRUCCIN DEL
ROTORJaula de ardillaUn rotor de jaula de ardilla es la parte que
rota usada comnmente en un motor de induccin de corriente alterna.
Un motor elctrico con un rotor de jaula de ardilla tambin se llama
"motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro
montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras
longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados
juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que
forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta
jaula de anillos y barras y la rueda de un hmster (ruedas
probablemente similares existen para las ardillas domsticas)
- Monofsicos Motor de arranque a resistencia. Posee dos bobinas
una de arranque y una bobina de trabajo. Motor de arranque a
condensador. Posee uncondensadorelectroltico en serie con la bobina
de arranque la cual proporciona ms fuerza al momento de la marcha y
se puede colocar otra en paralelo la cual mejora la reactancia del
motor permitiendo que entregue toda la potencia. Motor de marcha.
Motor de doble condensador. Motor de polos sombreados o polo
sombra.- TrifsicosMotor de Induccin.La mayora de los motores
trifsicos tienen una carga equilibrada, es decir, consumen lo mismo
en las tres fases, ya estn conectados en estrella o en tringulo.
Las tensiones en cada fase en este caso son iguales al resultado de
dividir la tensin de lnea por raz de tres. Por ejemplo, si la
tensin de lnea es 380 V, entonces la tensin de cada fase es
220V.
Rotor DevanadoEl rotor devanado o bobinado, como su nombre lo
indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos
deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se
conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar, hasta
poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de
ardilla.
- Monofsicos Motor universal Motor de Induccin-Repulsin. Motor
de fase partida Motor por reluctancia Motor de polos sombreados
- Trifsicos Motor de rotor devanado. Motor asncrono Motor
sncronoUSOSLos motores elctricos se utilizan en la gran mayora de
las mquinas modernas. Su reducido tamao permite introducir motores
potentes en mquinas de pequeo tamao, por ejemplo taladros o
batidoras.
CAMBIO DE SENTIDO DE GIROPara efectuar el cambio de sentido de
giro de los motores elctricos de corriente alterna se siguen unos
simples pasos tales como: Para motores monofsicos nicamente es
necesario invertir las terminales del devanado de arranque Para
motores trifsicos nicamente es necesario invertir dos de las
conexiones de alimentacin correspondientes a dos fases de acuerdo a
la secuencia.
REGULACIN DE VELOCIDADEn los motores asncronos trifsicos existen
dos formas de poder variar la velocidad, una es variando la
frecuencia mediante un equipo electrnico especial y la otra es
variando la polaridad gracias al diseo del motor. Esto ltimo es
posible en los motores de devanado separado, o los motores de
conexin Dahlander.
CONEXIONES A MOTORES ELCTRICOS TRIFSICOS