Contenido: Motor. Características generales. Motor de Inducción CA. Motores aasincrónicos. Clasificación de motores monofásicos.
Motor
Un motor es la parte de una máquina capaz de transformar algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento.
Existen diversos tipos, siendo de los más comunes los siguientes:
Motores térmicos, cuando el trabajo se obtiene a partir de energía calórica.
Motores de combustión interna, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido del motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica.
El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el fuego) y un combustible, como los derivados del petróleo y gasolina, los del gas natural o los biocombustibles.
Motores de combustión externa, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor fuerza posible de llevar es mediante la transmisión de energía a través de una pared.
Motores eléctricos, cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.
En los aerogeneradores, las centrales hidroeléctricas o los reactores nucleares también se transformn algún tipo de energía en otro. Sin embargo, la palabra motor se reserva para los casos en los cuales el resultado inmediato es energía mecánica.
Los motores eléctricos utilizan la inducción electromagnética que produce la electricidad para producir movimiento, según sea la constitución del motor: núcleo con cable arrollado, sin cable arrollado, monofásico, trifásico, con imanes permanentes o sin ellos; la potencia depende del calibre del alambre, las vueltas del alambre y la tensión eléctrica aplicada.
Características generales
– Rendimiento: es el cociente entre la potencia útil que generan y la potencia absorbida. Habitualmente se representa con la letra griega ?.
Velocidad de poco giro o velocidad nominal: es la velocidad angular del cigüeñal, es decir, el número de rotaciones por minuto (rpm o RPM) a las que gira. Se representa por la letra n.
– Potencia: es el trabajo que el motor es capaz de realizar en la unidad de tiempo a una determinada velocidad de giro. Se mide normalmente en caballos de vapor (CV), siendo 1 CV igual a 736 vatios.
– Par motor: es el momento de rotación que actúa sobre el eje del motor y determina su giro. Se mide en kg*m (kilogramos por metro) o lo que es lo mismo newtons-metro (Nm), siendo 1 kgm igual a 9,81 Nm (9,81 kg*f*m). Hay varios tipos de pares, véanse por ejemplo el par de arranque, el par de aceleración y el par nominal.
Motor de Inducción CA
Ya que el motor de inducción funciona por repulsión magnética, en lugar de por atracción como el motor sincrono, ha sido llamado «un motor a inducción repulsiva».
Si no hubiera fricción en el sistema, el rotor giraría a una velocidad síncrona, pero no produciría un torque útil. Bajo esta condición no hubiera movimiento relativo entre las barras del rotor y el campo rotativo del estator, y no hubiera inducción de corriente en ellas.
En el momento en que se aplica una carga al motor, la velocidad se reduce, lo que provoca que las barras del rotor corten las líneas magnéticas de fuerza del campo del estator y crean la fuerza de repulsión en el rotor.
El campo magnético inducido en el rotor se mueve en la dirección opuesta a la rotación y la velocidad de este movimiento depende de la carga aplicada.
Motores asincrónicos
– Motor de diseño NEMA A: Es un motor de inducción con rotor tipo jaula de ardilla, diseñado con características de torque y corriente de arranque que exceden los valores correspondientes al diseño NEMA B, son usados para aplicaciones especiales donde se requiere un torque máximo mayor que el normal, para satisfacer los requerimientos de sobrecargas de corta duración.
– Motor de diseño NEMA B: Son motores con rotor tipo jaula de ardilla diseñados con características de torque y corriente de arranque normales, así como un bajo deslizamiento de carga de aproximadamente 4% como máximo.
En general es el motor típico dentro del rango de 1 a 125 HP. El deslizamiento a plena carga es de aproximadamente 3%.
Motor de diseño NEMA C: Son motores de inducción con rotor de doble jaula de ardilla, que desarrollan un alto torque de arranque y por ello son utilizados para cargas de arranque pesado.
Estos motores tienen un deslizamiento nominal menor que el 5%.
– Motor de diseño NEMA D: Este motor combina un alto torque de arranque con un alto deslizamiento nominal.
– Motores de diseño NEMA F: Son motores poco usados, destinándose a cargas con frecuentes arranques. Pueden ser de altos torques y se utiliza en casos en los que es importante limitar la corriente de arranque.
Clasificación de motores monofásicos
Los motores monofásicos pueden ser arrancados agregando un bobinado auxiliar en cuadratura, cuya impedancia hace que exista un desfase temporal entre las corrientes del bobinado principal y auxiliar. La denominación de los tipos de motores están asociados al mecanismo de partida.
– Motores de fase dividida: El diagrama esquemático de este tipo de motores. El bobinado auxiliar se diseña con una razón Ra/La mayor que la del bobinado principal, con ello se logra Motor de desfasar la corrientes.
Esta mayor razón Ra/La normalmente se logra usando alambre de menor sección (mayor Ra). Esto es posible ya que el bobinado auxiliar solo opera durante el periodo de partida para después desconectarse mediante un conmutador centrífugo.
Este tipo de motor tiene un bajo a moderado torque de partida el que depende de las corrientes y su desfase entre ellas.
Motor con condensador de partida: Un torque mayor de partida puede lograse si se conecta, en serie con el bobinado auxiliar, un condensador. De esta manera se aumenta el desfase entre las corrientes.
Esta desfase extra entregado por la inclusión del condensador mejora de manera importante el torque de partida, existe un aumento del costo de la máquina.
– Motor con condensador de marcha: En este tipo de motor el condensador del bobinado auxiliar permanece conectado todo el tiempo. Esto simplifica en construcción y reduce el costo ya que no es necesario el switch centrífugo además el factor de potencia, torque y eficiencia resultan mejorados ya que el motor opera como motor bifásico.
La operación continua del condensador requiere ciertas características constructivas y se debe comprometer el torque de partida frente al torque de la marcha.
Motor con condensador de partida y de marcha: En este caso existen dos condensadores, uno de partida y otro de marcha.
Con ello se obtienen características deseables de alto torque de partida y operación suave en marcha.
Motor de Polos Sombreados: Constructivamente estos motores son de polos salientes.
Fuentes: es.wikipedia.org / dliengineering.com / usuarios.multimania.es