1. Capítulo 3
Motores de Repulsión
1)
Motores de repulsión: Motor monofásico provisto de un arrollamiento estatorico (conectado a la
red) y un arrollamiento rotorico unido a un colector. Utiliza escobillas no separables y un colector
de tipo axial.
Motor de repulsión solo en el arranque: Motor monofásico con arrollamientos similares al del
motor de repulsión. Posee un par de arranque elevado y una velocidad constante, tiene 2
modalidades:
1: escobillas separadas, estas se separan del colector al alcanzar un 75% de su velocidad de
régimen el colector suele ser de tipo radial.
2: escobillas no separables, que permanecen siempre en contacto con el colector de tipo axial.
Utilizado en frigoríficos, compresores, bombas y otras aplicaciones.
Motor de repulsión e inducción: Motor monofásico, cuyo rotor además de arrollamiento de
repulsión lleva uno de jaula de ardilla. No utiliza ningún tipo de mecanismo centrifugo .el efecto de
repulsión le confiere un elevado par de arranque y el efecto de inducción /jaula de ardilla) le
permite mantener su velocidad de régimen casi constante.
2)
A- La única característica que comparten en común es la presencia de un devanado rotorico unido
a un colector.
B- El colector puede ser de 2 tipos:
1-Axial, con delgas en forma de barras paralelas al eje.
2-Radial, con delgas en forma de cuchas perpendiculares al eje.
3)
A-Arrollamiento
estatorico: circula una corriente en él y forma un campo magnético.
2. Arrollamiento rotorico: es inducido por en campo magnético del estatorico.
Escobillas: ponen en cortocircuito y ocasiona que se forme otro campo magnético.
B- Los polos magnéticos creados en el estator y en el rotor, son del mismo signo y por lo tanto se
produce repulsión, de ahí el nombre de estos motores.
4) Cuando el motor alcanza el 75% de su velocidad de régimen, las delgas del colector quedan
puestas en cortocircuito por la acción de un mecanismo centrífugo y las escobillas son separadas
del colector. El inducido se convierte entonces en un rotor jaula de ardilla y el motor sigue girando
como uno de inducción.
5)
A-Cuando el inducido alcanza una velocidad del 75% las masas centrifugas se separan radialmente
y se desplazan con ellos las varillas hacia delante, las cuales empujan el tambor elástico hacía en
hueco central del colector, y el collar entra en contacto con las delgas y las ponen en cortocircuito.
Al mismo tiempo el portaescobillas se separa axialmente del colector para evitar el desgaste
innecesario de las delgas y escobillas.
Otros poseen un colector axial y las escobillas se apoyan sobre la superficie longitudinal de las
delgas. En este caso consiste en una serie de segmentos de cobre, sostenidos por un muelle
circular que los une. El conjunto va dispuesto en el hueco central del colector. Por fuerzas
centrifugas los segmentos ponen en cortocircuito a las delgas, cuando el motor alcanza la
velocidad de régimen. Mientras las delgas se hallen en cortocircuito y motor funciona como uno
de inducción. Cuando el motor se detiene los segmentos vuelven a la posición inicial, accionados
por el muelle circular.
B-se utilizan distintos mecanismos porque algunos motores utilizan colectores axiales o radiales y
cambia la forma de la escobilla.
6)
A-La función de mecanismo centrífugo es convertir el inducido en un rotor de jaula de ardilla al
alcanzar su velocidad de régimen.
B -si el dispositivo no funciona no se producirá la inducción en el rotor y por lo tanto se detendrá o
ira muy lento.
3. 7)
A- 1-masas centrifugas 2-collar de cortocircuito 3-tambor elástico 4-muelle 5-varillas de empuje 6-
portaescobillas y escobillas 7-arandelas de presión.
B-separar las escobillas del colector.
C-apretando la tuerca dispuesta.
8)
A- produce que el rotor no se induzca produciendo que no alcance su velocidad de régimen y su
funcionamiento es ruidoso y se calentara en exceso.
B- produce que se desgasten las escobillas y esto a su vez que el motor no arranque, pero si llega a
arrancar producirá chispas.
9)
A- Pueden ser suficientes 2 si el arrollamiento del inducido es ondulado o si el colector lleva
conexiones equipotenciales
B-si una se rompe la otra seguiría funcionando y el motor también, aunque con menos eficacia.
10)
A- El núcleo se compone de un paquete de chapas de acero recocido de alta calidad magnética
sólidamente prensadas entre si y luego asentadas a presión en el eje.
El arrollamiento estatorico se fabrican para trabajar en dos tensiones distintas, independientes del
número de polos y de la frecuencia de alimentación.
B- En el de fase partida tiene un inducido jaula de ardilla, en los motores de repulsión utilizan un
campo para inducir otro y provocar la repulsión entre ambos y comportarse como uno de jaula de
ardilla.
4. 11) A-B-
Estos motores van conectados en su interior en paralelo dos a dos .y en el exterior se conectan
en serie o paralelo, para que el motor trabaje en tensión mayo o tensión menor.
C-salen al exterior 4 terminales. Para poder conectar a 230V o 115V.el primero se unen T2 y T3 y
las 2 líneas de alimentación a T1 y T4 y para la conexión a 115V se conectan la T1 y T3a una línea y
T2 y T4 a la otra línea.
5. 12) A-B-
Si se ponen en ranuras distintas puede ocurrir que el inducido no gire o si gira no desarrolle el
par deseado.
13)
A- datos básicos (número de espiras, calibre del hilo etc.), marcar con un punzón el estator la
ranura o ranuras que se encuentran en el centro de cada polo.
6. B-Potencia
Velocidad (rpm) Tensión (V) Corriente
Frecuencia Tipo Cifra Clave Factor de sobrecarga
Temperatura Modelo Numero Serie Fase
Numero de bobinas Numero de Ranuras Conexión
Diámetro del conductor Espiras por Bobina Numero grupo
Bobinas por grupo Numero de polos Paso de la bobina
C-Se monta el inducido sobre son caballetes se bobina las 24 bobinas y se conectan con sus
respectivas delgas.
14)
A- Debe hacerse con sumo cuidado porque se puede romper fácilmente.
B- Se deben facilitar los datos de la placa de características, como el paso del colector.
15)
A- El arrollamiento inducido puede ser imbricado u ondulado.
Imbricado: es cuando las terminales iniciales y finales de cada bobina van conectadas a dos delgas
contiguas del colector.
Ondulado: la separación entre las delgas a las cuales van unidas las terminales iniciales y finales de
cada bobina es de 180° geométricos en motores tetra polares(los grados dependen de los polos,
120° hexapolar, 90° octopolar).
B- Es mejor el imbricado porque el ondulado depende de los grados y de mucha exactitud.
16) Contacto a masa: se utiliza una lámpara de prueba.se conecta a la carcasa del estator y al
borde del arrollamiento. Si hay uno o varios contactos a masa, la lámpara encenderá.
Corto circuito: hay dos métodos:
1-Midiendo la caída de tensión, la resistencia y tocar si hay calentamiento en cada bobina.
2-Tambien aplicando una tensión continúa a todo el arrollamiento y probar si hay un campo
magnético. Se acerca una pieza de hierro, y si algún polo ejerce la mínima atracción a dicha pieza,
este contiene alguna bobina con un cortocircuito.
7. 17)
A- Anotando: Paso de bobina, el número de espiras, la clase de arrollamiento (imbricado u
ondulado), el número de lados de bobina por ranura (uno, dos o tres), el paso en el colector,
diámetro del conductor.
B-Porque así se tienen la información básica del motor y facilitar la compra de la pieza exacta o
presida.
C - porque da una referencia de cada parte e información del motor para un posible arreglo o
compra de una pieza.
18)
A- Rebobinado:
1-Se carca en el núcleo las ranuras donde van alojadas los dos lados de una misma bobina y
también las dos delgas del colector a las cuales van conectados los terminales de bobina. Luego se
cuenta cuantas delgas hay hasta alcanzar las que estén unidas a las terminales de bobinase extrae
el arrollamiento del inducido, anotando: paso de bobina, el número de espiras, la clase de
arrollamiento (imbricado u ondulado), el número de lados de bobina por ranura (uno, dos o tres),
el paso en el colector, diámetro del conductor. Luego se ve el estado del colector.
2- Se monta el inductor en dos caballetes y se empieza a rebobinar con dos hilos del mismo
calibre.
3- Se empieza con las siguientes dos bobinas de la misma forma (introduciendo los dos extremos
iniciales en las muescas), el proceso se repite hasta que todo el inducido queda bobinado.
4- Concluido ya todo el bobinado, los terminales finales que se hallan dobladas sobre el núcleo
quedan listo para ser conectados con su respectiva s delgas.
B- Esto para evitar que este arrollamiento sea proyectado al exterior por la fuerza centrífuga que
genera el giro del inducido.
8. 19)
A- Si cada par de ranuras alojan solo una bobina se obtiene un arrollamiento con un lado de
bobina por ranura.
Si hay dos bobinas en la misma ranura, será un arrollamiento con dos lados de bobina por ranura.
9. Si en un par de ranuras hay tres bobinas alojadas, será un arrollamiento con tres lados de ranura.
B- 2:1 2:2 y 2:3 respectivamente.
12. 22)
A-Son conexiones cortas de hilo aislado que, unen entre si aquellas delgas del colector que se
hallan a idéntico potencial.
B-Sirven para reducir de forma notable la circulación de corriente de compensación debidas a
desigualdad en el entrehierro existente entre el estator y el rotor. Además si hay conexiones
equipotenciales en un motor tetra polar permite emplear solo dos escobillas.
C-Si no hay conexiones equipotenciales el número de escobillas debe ser igual a la de los polos del
arrollamiento.
23)
A-Se identifica porque la hoja de sierra vibrara en cualquier punto del inducido, denotando la
presencia de cortocircuito provocado por dichas conexiones.
B-no se puede detectar con una bobina de prueba, ya que las bobinas en cortocircuito dan lugar a
una caída de tensión mínima, que se traduce en una menor desviación de la aguja de la mili
voltímetro.
C-un método excelente para detectar cortocircuito consiste en: quitar o levantar las escobillas
para que no hagan contacto con las delgas del colector. Luego se conecta a la alimentación (como
las escobillas no están en contacto, no arrancara), se hace girar con la mano. Si existe algún
cortocircuito, se detentar en un determinado punto es probable que hay se situé la falla (si no hay
cortocircuito girara sin ningún problema), luego se procede a rebobinar.
24)
A- Número total de delgas -1.
Numero de pares de polo.
B-Paso en el colector =45-1/2 =22.
C-debido a que el arrollamiento ondulado es análogo al imbricado, y esto cambia su paso en el
colector y la bobina y es innecesario dichas conexiones.
13. 25) A-B-
Se deslizan las escobillas unos 15°para que se invierta el giro .esto se produce cuando se afloja
una tuerca que mantiene sujeto el brazo de escobillas contra el escudo , desplazar el brazo a la
posición opuesta y volver a fijar la tuerca.
26)
Escobillas: se construyen de tamaños, formas y materiales diversos, según el tipo de motor. Están
expuestas a doble desgaste mecánico y eléctrico, de deben cambiar periódicamente. La mayoría
se fabrica a base de carbón o de granito, también por mezcla de grafito y polvillo metálico.
27)
A- Es el punto en el cual las escobillas se hayan y el motor no gira en ningún sentido.
B-Se desplaza el juego de escobillas hasta que el motor no gire en ningún sentido .luego se mueve
ligeramente en el sentido de las agujas del reloj o al contrario, y girara el motor.
C-Se determina este punto para cambiar el sentido del giro, con las escobillas.
D-El eje neutro falso es cuando el sentido de desplazamiento es opuesto al de giro.
14. 28)
A-El motor no podría arrancar o si arranca producirá chispas.
B-Va a quedar afectado por una corriente parasita en la carcasa, y podría haber una descarga.
En coso de conectar un voltaje elevado producirá un chispazo en el punto que esté conectado a
masa.
29)
(a) ¿En qué se diferencia el motor de repulsión propiamente dicho del motor de repulsión Solo en
el arranque?
Se diferencia en que siempre es del tipo de escobillas no separables y porque no lleva mecanismo
centrífugo alguno.
(b) ¿Cómo puede reconocerse esta diferencia por inspección visual?
Se ejecuta por lo general con cuatro, seis u ocho polos, y suelen sacarse cuatro terminales al
exterior para que pueda funcionar con dos tensiones diferentes. El colector es de tipo axial.
30)
(a) ¿Qué es un arrollamiento de compensación y cómo va conectado en el circuito del
Motor? Dibujar un esquema representativo
Es un arrollamiento adicional. Va conectado en serie con el devanado del inducido.
(b) ¿Por qué hay motores de repulsión provistos de arrollamiento de compensación?
Porque el objeto es elevar el factor de potencia y permitir un mejor ajuste de la velocidad.
31)
(a) Dibujar el esquema de un motor de repulsión compensado bipolar, de uno tetrapolar y de uno
hexapolar.
(b) ¿Qué factores determinan la velocidad de estos motores?
15. Los de potencia.
32)
(a) ¿Cómo puede distinguirse un motor de repulsión e inducción de los demás tipos de motores de
repulsión?
Por dentro se verá que el inducido lleva, además del arrollamiento normal, otro de barras (jaula de
ardilla), dispuesto debajo de las ranuras donde va alojado el primero.
(b) ¿Puede hacerse tal distinción por simple inspección? ¿Por qué?
Sí, al conectarlo con la red, dejando que alcance su plena velocidad de régimen. Entonces se
levantan todas las escobillas, de modo que dejan efectuar contacto con el colector. Si el motor
sigue girando a su velocidad de régimen, es uno de repulsión e inducción.
33) Explicar el funcionamiento de un motor de repulsión reversible eléctricamente. El primer
arrollamiento, desfasado 90o con respecto al segundo, tiene un extremo conectado en el punto de
unión de dichas secciones. La tensión de alimentación se aplica entre el otro extremo del primer
arrollamiento estatórico y el extremo libre de una cualquiera de las secciones del segundo: según
se elija una u otra sección, el motor girara en uno u otro sentido. En efecto, por ser opuesta la
polaridad magnética de ambas secciones, el eje del campo magnético resultante queda
desplazado hacia uno u otro lado del eje de las escobillas, y determina la rotación del motor en el
sentido correspondiente.
34) Describir mediante un ejemplo la manera de rebobinar el estator de un motor de repulsión
para adaptarlo a una nueva tensión de servicio.
Un motor de repulsión para 115/230V debe ser rebobinado de nodo que pueda trabajar a
230/460V.
Número nuevo = 230 x número = 2 x número primitivo de espiras de espiras 115 primitivo de
espiras.
Se ve, pues, que será preciso doblar el número de espiras de cada bobina:
Sección mayorada nueva = 115 x sección mayorada primitiva = 1 x sección mayorada prim.230 = 2
x numero primitivo de espiras.
Por consiguiente, la sección mayorada del nuevo conductor deberá ser la mitad de la del
conductor primitivo. Por ejemplo, si el hilo primitivo era de calibre no16, el nuevo deberá ser de
calibre numero 19. En el rotor del motor no es necesario efectuar modificación alguna.
16. 35)
(a) ¿Qué causas pueden impedir el arranque de un motor de repulsión tras cerrar el interruptor de
conexión a la red?
Un fusible quemado, cojinetes desgastados, escobillas atascadas en los portaescobillas, escobillas
desgastadas, arrollamiento estatórico o rotórico interrumpido, posición errónea de los
portaescobillas, cortocircuito en el inducido, suciedad en el colector, conexión errónea de los
terminales, inducido puesto en cortocircuito por el collar.
(b) Explicar, cómo puede circular corriente por el rotor de este motor a pesar de no estar las
escobillas conectadas a ninguna red de alimentación.
36)
(a) ¿Cuántos terminales de alimentación se utilizan para un motor de repulsión?
(b) ¿Y para un motor monofásico?
37)
(a) Explicar por qué una posición errónea de los porta-escobillas puede impedir el arranque de un
motor de repulsión.
Porque si se decalan más allá de la misma, en uno u otro sentido, el motor arranca con un par muy
exiguo o bien, no arranca en absoluto, en cuyo caso saltan los fusibles por exceso de corriente.
(b) ¿Cómo se determina la posición correcta de los mismos?
Desplazando los portaescobillas hacia la derecha y hacia la izquierda del eje neutro, hasta que el
motor posee el par adecuado.
(c) ¿Qué sucede si las escobillas no se desplazan suficientemente?
La posición del eje ya no será la misma de antes.
17. 38)
(a) ¿Qué efecto ejercen unos cojinetes desgastados sobre el funcionamiento de un motor de
repulsión?
Si los cojinetes están desgastados hasta el punto de que el rotor roza contra el estator, cuando
Se cierra el interruptor de alimentación el motor emite un zumbido característico e intenta
Iniciar el giro, pero no llega a arrancar.
(b) ¿Cómo se conecta un _230V_______________________________________________
39)
(a) ¿Qué efecto ejerce la suciedad del colector sobre el funcionamiento de un motor de repulsión
solo en el arranque?
No circulara corriente alguna por el inducido ya que la suciedad del colector impide que las
escobillas hagan contacto con las delgas. El motor zumbará y se producirá chispas entre el colector
y las escobillas.
(b) ¿Y sobre el de los demás tipos de motores de repulsión?
Sucede igual para todos los motores de repulsión.
40)
(a) Describir el funcionamiento de un motor de repulsión sólo en el arranque cuyo dispositivo
centrífugo tiene el muelle defectuoso.
Funcionará como uno de repulsión; su marcha será ruidosa y su par muy exiguo. Además, las
escobillas frotaran continuamente sobre el colector.
(b) ¿Cómo se determina la tensión correcta de este muelle?
Ajustando la tuerca de modo que la tensión del muelle de reduzca al valor adecuado
41) De todos los motores monofásicos estudiados hasta ahora, ¿Cuál es el que posee un par de
arranque más elevado? ¿Y cuál el que lo posee más reducido? Razonar las respuestas.
18. Repulsión e Inducción: El efecto de repulsión les confiere un elevado par de arranque, y en el caso
de Repulsión e Inducción el efecto de inducción (arrollamiento de jaula de ardilla) les permite
mantener un régimen de velocidad casi constante.
Repulsión solo de arranque: como su nombre lo dice, solo de arranque, una vez en régimen de
servicio funciona como motor de inducción, con una característica de velocidad casi constante
(característica de derivación).
42)
(a) ¿Qué anomalías pueden ocurrir en un motor de repulsión cuando no arranca correctamente al
cerrar el interruptor de conexión a la red?
Un fusible quemado, cojinetes desgastados, escobillas atascadas en los portaescobillas, escobillas
desgastadas, arrollamiento estatórico o rotórico interrumpido, posición errónea de los
portaescobillas, cortocircuito en el inducido, suciedad en el colector, conexión errónea de los
terminales, inducido puesto en cortocircuito por el collar.
(b) ¿Y cuando salta un fusible al cerrar dicho interruptor?
Contacto a masa del arrollamiento estatórico, conexión errónea de los terminales, escobillas sin
contacto con el colector, cortocircuito en el inducido, desplazamiento incorrecto de las escobillas,
cojinetes agarrotados.
43)
(a) Enumerar diversas causas de chispas en el colector de un motor octopolar de repulsión solo en
el arranque.
Interrupción en el arrollamiento del inducido.
Suciedad en el colector.
El aislamiento de mica entre delgas sobresale.
Escobillas aisladas o sin efectuar contacto con el colector.
(b) ¿Qué método se sigue para dilucidar la causa precisa de tales chispas?
19. El remedio es frotar bien el colector con un paño limpio y repasarlo luego con papel de esmeril de
grano fino.
44)
(a) Dibujar el esquema del arrollamiento estatórico de un motor octopolar de repulsión e
Inducción para dos tensiones de servicio.
(b) ¿Cómo se identifican los cuatro terminales que salen del motor, con objeto de hacer las
conexiones externas correctamente?
Según del arrollamiento que posean y la posición en que venga su rebobinado.
45. Enumerar las etapas a seguir para poner en condiciones de servicio un motor de repulsión solo
en el arranque que sin razón aparente hubiese dejado de funcionar.
Es de tipo escobilla no separable.
La fase de arranque y servicio funcionan por el principio de repulsión.
Posee par de arranque elevado y velocidad muy variable con la carga.
Se ejecutan con cuatro, seis u ocho polos.
