Este documento presenta resúmenes de diferentes tipos de motores eléctricos y generadores, incluyendo sus características principales y aplicaciones. Se describen motores en serie, shunt, de excitación independiente, compuesto, universal, asíncronos, sincronos, y a paso. También se explican generadores en serie, shunt, compuesto y alternadores.
2. Motores en serie
Es el motor cuya velocidad disminuye
sensiblemente cuando el par aumenta y cuya
velocidad en vacío no tiene límite
teóricamente.
Los motores con excitación en serie son
aquellos en los que el inductor esta conectado
en serie con el inducido. El inductor tiene un
número relativamente pequeño de espiras de
hilo, que debe ser de sección suficiente para
que se pase por él la corriente de régimen que
requiere el inducido.
En los motores serie, el flujo depende
totalmente de la intensidad de la corriente del
inducido. Si el hierro del motor se mantiene a
saturación moderada, el flujo será casi
directamente proporcional a dicha intensidad
3. Motor paralelo o shunt
El motor shunt o motor de excitación en
paralelo es un motor eléctrico de corriente
continua cuyo bobinado inductor principal
está conectado en derivación o paralelo con
el circuito formado por los bobinados
inducido e inductor auxiliar.
Al igual que en las dinamos shunt, las
bobinas principales están constituidas por
muchas espiras y con hilo de poca sección,
por lo que la resistencia del bobinado
inductor principal es muy grande.
En el instante del arranque, el par motor que
se desarrolla es menor que en el motor serie
(también uno de los componentes del motor
de corriente continua). Al disminuir la
intensidad absorbida, el régimen de giro
apenas sufre variación.
4. Motor de excitación independiente
Motor de excitación independiente.
Son aquellos que obtienen la
alimentación del rotor y del estator
de dos fuentes de tensión
independientes. Con ello, el campo
del estator es constante al no
depender de la carga del motor, y el
par de fuerza es entonces
prácticamente constante. Las
variaciones de velocidad al aumentar
la carga se deberán sólo a la
disminución de la fuerza
electromotriz por aumentar la caída
de tensión en el rotor.
5. Motor compuesto
Un motor compound (o motor de
excitación compuesta) es un Motor
eléctrico de corriente continua cuya
excitación es originada por dos
bobinados inductores independientes;
uno dispuesto en serie con el bobinado
inducido y otro conectado en
derivación con el circuito formado por
los bobinados: inducido, inductor serie
e inductor auxiliar.
Los motores compuestos tienen un
campo serie sobre el tope del
bobinado del campo shunt. Este
campo serie, el cual consiste de pocas
vueltas de un alambre grueso, es
conectado en serie con la armadura y
lleva la corriente de armadura.
6. Generador en serie
El devanado inductor se conecta en
serie con el inducido, de tal forma
que toda la corriente que el generador
suministra a la carga fluye por igual
por ambos devanados.
Dado que la corriente que atraviesa al
devanado inductor es elevada, se
construye con pocas espiras de gran
sección.
Tiene el inconveniente de no excitarse
al trabajar en vacío. Así mismo se
muestra muy inestable por aumentar
la tensión en bornes al hacerlo la
carga, por lo que resulta poco útil
para la generación de energía
eléctrica. Para la puesta en marcha es
necesario que el circuito exterior esté
cerrado.
7. Generador shunt
Siendo el dinamo shunt una maquina
autoexitada,enpesara a desarrollar su voltaje
partiendo del magnetismo residual tan pronto
como el inducido empiece a girar. Después a
medida que el inducido va desarrollando voltaje
este envía corriente a través del inductor
aumentando él numero de líneas de fuerza y
desarrollando voltaje hasta su valor normal.
El voltaje de un dinamo shunt variara en razon
inversa de la carga, por la razon mencionada en
el parrafo anterior . El aumento de la carga hace
que aumente la caida de voltaje en el circuito de
induccion, reduciendo asi el voltaje aplicado al
inductor, esto reduce la intensidad del campo
magnetico y por con siguiente , el voltaje del
generador . Si se aumenta bruscamente la carga
aplicada a un dinamo shunt la caida de voltaje
puede ser bastante epreciable ; mientras que si
se suprime casi por entero la carga, la regulacion
de voltaje de una dinamo shunt es muy
defectuosa debido a que su regulacion no es
inherente ni mantine su voltaje constante.
Adaptan bien a trabajos fuertes, pero pueden
emplearse para el alumbrado por medio de
lamparas incandescentes o para alimentar otros
aparatos de potencia constante en los que las
variaciones de carga no sean demasiado
pronunciadas. El dinamo shunt funciona con
dificultad en paralelo por que no se reparte por
igual la carga entre ellas.
8. Generador compuesto
En la dinamo con excitación mixta
o compuesta el circuito inductor se
divide en dos partes
independientes, conectando una
en serie con el inducido y otra en
derivación.
El devanado serie aporta
sólamente una pequeña parte del
flujo y se puede conectar de forma
que su flujo de sume al flujo
creado por el devanado paralelo
(aditiva) o de forma que su flujo
disminuya el flujo del otro
devanado (diferencial).
9. Fase partida normal
Un motor monofásico de fase partida es un motor
de inducción con dos bobinados en el estator, uno
principal y otro auxiliar o de arranque.
En el momento del arranque uno y otro se hallan
conectados a la red de alimentación, cuando el
motor ha alcanzado aproximadamente el 75% de su
velocidad de régimen, el interruptor centrifugo se
abre y deja fuera de servicio el arrollamiento de
arranque; el motor sigue funcionando entonces
únicamente con el arrollamiento de trabajo
principal. Durante la fase de arranque, las
corrientes que circulan por ambos arrollamientos
están desfasadas entre sí al tener distinta
resistencia, debido a que se confeccionan con hilo
de diferente calibre. Este desfase en las corrientes
junto al desfase geométrico en la situación de las
bobinas hace que el campo magnético resultante
sea giratorio, aunque no circular; es decir, que no
tiene la misma fuerza magnetomotriz en toda la
circunferencia del estator. Por eso el par motor
durante el arranque es débil, aunque suficiente
para arrancar.
10. Fase partida con condensador de
arranque
Estos motores monofasicos de corriente
alterna cuyo rango va de fracciones de HP
hasta 15 HP., se usan ampliamente con
muchas aplicaciones de tipo monofasico tales
como accionamiento a maquinas y
herramientas como pueden ser taladros,
pulidoras, motobombas, etc.
Este motor es similar en su construcción al de
fase partida, excepto que se conecta un
capacitor en serie con su devanado de
arranque.
Los motores de arranque con capacitor están
equipados también como los de fase partida,
con devanado de trabajo y arranque, pero el
motor tiene un condensador (capacitor), que
permite tener mayor par de arranque.
El capacitor se conecta en serie con el
devanado de arranque y el switch o
interruptor centrífugo
11. Fase partida con condensador
permanente
Este motor presenta dos devanados
iguales (igual resistencia), pero en
unos de ellos se conecta un
condensador en serie, calculado para
que en el punto nominal del motor,
las corrientes de los devanados sean
los más parecidas posibles y su
desfase sea próximo a 90º. De esta
forma el campo giratorio es casi
perfecto y el motor se comporta a
plena carga con un par muy estable y
un buen rendimiento.
Sin embargo en el arranque, la
capacidad del condensador es
insuficiente y el par de arranque es
bajo, luego este motor solo es de
aplicación ante cargas de bajo par de
arranque (compresores de
instalaciones frigoríficas con tubo
capilar y bombas centrigugas de
fluidos).
12. Fase partida con doble condensador
En aplicaciones más exigentes, en las cuales el
par de arranque debe ser mayor, el condensador
deberá tener más capacidad para que el par de
arranque sea el suficiente. Esto se puede
conseguir con dos condensadores: Un
condensador permanente siempre conectado en
serie con uno de los devanados. Un condensador
de arranque, conectando en paralelo (la
capacidad equivalente es la suma de ambos) con
el permanente en el momento del arranque, para
aumentar la capacidad, y que luego será
desconectado.
La secuencia de funcionamiento:
1.- Se produce el arranque (punto 0) con ambos
condensadores en paralelo (se suman las
capacidades) obteniendo alto par de arranque.
2.- Cerca del punto de funcionamiento del motor,
se elimina el condensador de arranque (punto 1).
3.- El motor evoluciona hasta el punto 2 solo con
el condensador permanente.
De esta forma se consigue alto par de arranque,
establilidad en el par y buen rendimiento.
13. Motor Universal
El motor monofásico universal es un tipo de
motor eléctrico que puede funcionar tanto con
corriente continua (C.C.) como con corriente
alterna. (A.C.)
Es similar a la de un motor en serie de corriente
continua, aunque con muchas y variadas
modificaciones:
- Los núcleos polares, y todo el circuito
magnético, están construidos con chapas de
hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir la
pérdidas de energía por corrientes parásitas que
se producen a causa de las variaciones del flujo
magnético cuando se conecta a una red de
corriente alterna.
- Menor número de espiras en el inductor con el
fin de no saturar magnéticamente su núcleo y
disminuir así las pérdidas por corrientes de
Foucault y por histéresis, aumentar la intensidad
de corriente y, por lo tanto, el par motor y
mejorar el factor de potencia.
- Mayor número de espiras en el inducido para
compensar la disminución del flujo debido al
menor número de espiras del inductor.
14. Espira de frager
Este motor monofásico se llama así, por
utilizar dos o más espiras en corto para su
funcionamiento.
1. Son motores de baja potencia.
2. Funcionan sólo con corriente alterna.
3. La espira en corto ocupa 1/3 del polo
saliente.
4. La posición de la espira determina el
sentido de giro del rotor.
5. Las espiras en los polos, guardan un
desfase de 180 grados.
6. Generalmente no utiliza sistema de
enfriamiento.
7. La velocidad se puede variar, variando
la resistencia de la bobina polar
15. Asincronos
Los motores asíncronos o de
inducción son un tipo de motor de
corriente alterna en el que la
corriente eléctrica del rotor
necesaria para producir torsión es
inducida por inducción
electromagnética del campo
magnético de la bobina del estator.
Por lo tanto un motor de inducción
no requiere una conmutación
mecánica aparte de su misma
excitación o para todo o parte de
la energía transferida del estator
al rotor
16. Sincronos
Los motores síncronos son un tipo de
motor de corriente alterna en el que
la rotación del eje está sincronizada
con la frecuencia de la corriente de
alimentación; el período de rotación
es exactamente igual a un número
entero de ciclos de CA. Su velocidad
de giro es constante y depende de 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".
Este tipo de motor contiene
electromagnetos en el estátor del
motor que crean un campo
magnético que rota en el tiempo a
esta velocidad de sincronismo.
17. Alternadores
Un alternador es una máquina
eléctrica, capaz de transformar energía
mecánica en energía eléctrica,
generando una corriente alterna
mediante inducción electromagnética.
Los alternadores están fundados en el
principio de que en un conductor
sometido a un campo magnético
variable se crea una tensión eléctrica
inducida cuya polaridad depende del
sentido del campo y el valor del flujo
que lo atraviesa.
Un alternador de corriente alterna
funciona cambiando constantemente la
polaridad para que haya movimiento y
genere energía.
18. Motores a paso El motor a paso es un dispositivo
electromecánico que convierte una
serie de impulsos eléctricos en
desplazamientos angulares
discretos, lo que significa que es
capaz de avanzar una serie de
grados (paso) dependiendo de sus
entradas de control. El motor paso a
paso se comporta de la misma
manera que un conversor digital-
analógico (D/A) y puede ser
gobernado por impulsos procedentes
de sistemas lógicos.
Este motor presenta las ventajas de
tener precisión y repetitividad en
cuanto al posicionamiento. Entre
sus principales aplicaciones
destacan como motor de frecuencia
variable, motor de corriente
continua sin escobillas,
servomotores y motores controlados
digitalmente.