Es un aporte de los estudiantes de instituto superior "carlos cisneros"para conpartir con ustedes realizado por : Franklin Acero

1. INSTITUTO SUPERIOR
“CARLOS CISNEROS”
Nombre: Acero Franklin
Ing. Jorge Chávez
Curso: 2do “A”
Especialidad: “Electromecánica”
Fecha: 2012-05-16
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Tema:
Arranque de máquinas eléctricas universales de corriente cc y ca

2. .- CLASIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Hay dos tipos de máquinas, la Estática y la Dinámica, estática transformadores y
dinámica generador y motor tanto de corriente continúa como de corriente alterna.
Un Generador, convierte la energía mecánica aplicada a su eje de giro en eléctrica y el
motor operación inversa, es decir, convierte la energía eléctrica en energía mecánica.
2.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS GENERADORES DE CC.
Esta máquina, consta fundamentalmente de un electroimán, encargado de crear un
campo magnético fijo conocido como “inductor “y un cilindro con bobina de cobre que
se hace girar a una cierta velocidad cortando el flujo inductor, que se conoce como
inducido.
En resumen, la corriente que fluye por la espira es corriente alterna, pero el colector
formado por los semianillos aislados consigue rectificar la corriente alterna y convertirla
en continua.
3.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO SEGÚN LA LEY DE LORENZ
Según la segunda Ley de Lorentz, un conductor por el que pasa una corriente eléctrica
que causa un campo magnético a su alrededor tiende a ser expulsado si se le quiere
introducir en otro campo magnético, así que las fuerzas magnéticas quedan rechazadas
por las bobinas del motor haciendo que el rotor del motor gire.
F: Fuerza en Newton
I: Intensidad que recorre el conductor en (A)
l: Longitud del conductor en metros lineales
B: Inducción en teslas

3. También, podemos saber las direcciones de la inducción magnética, la fuerza en la que
se moverá el conductor, como también el sentido de circulación de la corriente se
pueden definir con la Regla de la Mano Derecha de Fleming
4.- FUNDAMENTOS DE LAS MÁQUINAS DE CC.
Las máquinas de corriente continua son generadores que convierten energía mecánica
en energía eléctrica de corriente continua, y motores que convierten energía eléctrica de
corriente continua en energía mecánica.
La mayoría las máquinas de corriente continua son semejantes a las máquinas de
corriente alterna ya que en su interior tienen corrientes y voltajes de corriente alterna.
Las máquinas de corriente continua tienen corriente continua sólo en su circuito exterior
debido a la existencia de un mecanismo que convierte los voltajes internos de corriente
alterna en voltajes corriente continua en los terminales.
Este mecanismo se llama colector, y por ello las máquinas de corriente continua se
conocen también como máquinas con colector.
4.1.- PARTES BÁSICAS DE LAS MÁQUINAS DE CC
La máquina de corriente continua consta básicamente de las partes siguientes:
INDUCTOR: Es la parte de la máquina destinada a producir un campo magnético,
necesario para que se produzcan corrientes inducidas, que se desarrollan en el inducido.
El inductor consta de las partes siguientes:
Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro,
incluyendo el núcleo y la expansión polar.
Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.
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4. Devanado inductor: es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al
ser recorrido por la corriente eléctrica.
Expansión polar: es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al
entrehierro.
Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no,
de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas
de mediana y gran potencia.
c. Culata: Es una pieza de sustancia ferro magnético, no rodeado por devanados, y
destinado a unir los polos de la máquina.
INDUCIDO: Es la parte giratoria de la máquina, también llamado rotor.
El inducido consta de las siguientes partes:
Devanado inducido: es el devanado conectado al circuito exterior de la máquina y en
el que tiene lugar la conversión principal de la energía.
Colector: es el conjunto de láminas conductoras (delgas), aisladas unas de otras, pero
conectadas a las secciones de corriente continua del devanado y sobre las cuales frotan
las escobillas.
Núcleo del inducido: Es una pieza cilíndrica montada sobre el cuerpo (o estrella)
fijado al eje, formada por núcleo de chapas magnéticas. Las chapas disponen de unas
ranuras para alojar el devanado inducido.
Escobillas: Son piezas conductoras destinadas a asegurar, por contacto deslizante, la
conexión eléctrica de un órgano móvil con un órgano fijo.
Entrehierro: Es el espacio comprendido entre las expansiones polares y el inducido;
suele ser normalmente de 1 a 3 mm, lo imprescindible para evitar el rozamiento entre la
parte fija y la móvil
Cojinetes: Son las piezas que sirven de apoyo y fijación del eje del inducido.

5. 4.1.2.- FOTOS Y DESPIECE DE UNA MÁQUINA DE CC.
Los componentes de la máquina de corriente continua se pueden apreciar claramente:
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6. Tipos de arranques de motor.
Hay varios tipos de arranques de motor, cada uno con sus peculiaridades y su motivo,
en esta ocasión vamos a ver los más empleados en la industria.
Arranque estrella y triángulo.
Las conexiones de un motor son muy sencillas de realizar, para ello el fabricante
dispone en la carcasa del motor de una caja de conexiones con 6 bornes, en donde
nosotros haremos las conexiones pertinentes, dependiendo de si deseamos una conexión
tipo estrella o una conexión tipo triángulo. Veámoslo con unos gráficos:
Pero como se hacen éstas conexiones en la caja de bornas? Fácil, mirar éstos dos
gráficos:

7. Arranque con resistencias estatóricas.
Este tipo de arranque se utiliza para reducir la intensidad de arranque. El
funcionamiento es similar al anterior expuesto. Es decir, en una primera instancia,
entran en funcionamiento las resistencias y en una segunda instancia, el motor es
alimentado directamente. Para este proceso se utiliza dos contactares y un temporizador
Arranque en Kusa.

8. En este tipo de arranque se coloca una sola resistencia en una de las fases,
es indiferente la fase que se elija. El valor de la resistencia debe de
suministrarlo el propio fabricante del motor.
Arranque con autotransformador.
Este tipo de arranque mejora al arranque con resistencias estatóricas, al tener un mejor
par y no existir pérdidas por la disipación de calor en las resistencias. Sin embargo,
presenta un inconveniente, el precio, pues resulta más económico el arranque por
resistencias estatóricas. Se emplea el arranque por autotransformador en motores de
gran potencia, y como siempre, con la intención de reducir la intensidad absorbida en el
momento de arranque.
Los generadores de corriente continua son las mismas máquinas de corriente continua
cuando funcionan como generadores. Son máquinas que producen energía eléctrica por
transformación de la energía mecánica.
A su vez, los generadores se clasifican en dinamos y alternadores, según que produzcan
corriente continua o alterna, respectivamente.
4.1.3.- CLASIFICACIÓN DE GENERADORES DE CC.
Dependiendo de la conexión entre el devanado inductor y el inducido se distinguen tres
tipos de máquinas auto excitado: la máquina serie, la máquina derivación (Shunt) y la
máquina compuesta o compound.
La autoexcitación significa que la corriente continua que excita las bobinas inductoras
procede de la misma máquina generatriz.
La excitación independiente significa que la corriente continua que alimenta el
devanado inductor procede de una fuente independiente de la máquina, como una
batería de acumuladores, un rectificador conectado a una red alterna, o bien un
generador de corriente continua rotativo.
Excitación Serie: Pocas espiras, sección grande.
Excitación Paralelo: Muchas espiras, sección pequeña.
Excitación Independiente: Está alimentada por el exterior.
Excitación Compound.

9. 6
DESIGNACIÓN DE LOS BORNES (Generadores y Motores)
- Arrollamiento de inducido. A-B
- Arrollamiento inductor en derivación o shunt. C-D
- Arrollamiento inductor en serie. E-F
- Arrollamiento de polos de conmutación o compensador. G-H
- Arrollamiento inductor de excitación independiente. J-K
Posteriormente, cabe destacar otro tipo de generadores (no son máquinas) que
transforman la energía química en la eléctrica como son pilas y acumuladores.
4.1.4.- RENDIMIENTO DE LAS MÁQUINAS DE CC
El rendimiento de una máquina eléctrica de corriente continua está expresado, por la
expresión:
- Potencia suministrada / potencia absorbida.
- Potencia suministrada / (potencia suministrada + pérdidas de potencia).
- Potencia absorbida - pérdidas de potencia / potencia absorbida.
Por lo tanto, si las pérdidas de la máquina se conocen, se puede obtener el rendimiento
correspondiente a cualquier potencia útil o absorbida.
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5.- MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA

10. Se denomina motor de corriente alterna aquellos motores eléctricos que funcionan con
corriente alterna. Un motor, es una máquina motriz esto es un aparato que convierte una
forma determinada de energía en energía mecánica de rotación.
5.1.- CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES
Podemos clasificarlos de varias maneras, por su velocidad de giro, por el tipo de rotor y
por el número de fases de alimentación. Vamos a ello:
Por su velocidad de giro:
Asíncronos. Un motor se considera asíncrono cuando la velocidad del campo
magnético generado por el estator supera a la velocidad de giro del rotor.
Síncronos. Un motor se considera síncrono cuando la velocidad del campo magnético
del estator es igual a la velocidad de giro del rotor. Recordar que el rotor es la parte
móvil del motor. Dentro de los motores síncronos, nos encontramos con una su
clasificación:
- Motores síncronos trifásicos.
- Motores asíncronos sincronizados.
- Motores con un rotor de imán permanente.
Por el tipo de rotor:
- Motores de anillos rozantes.
- Motores con colector.
- Motores de jaula de ardilla.
Por su número de fases de alimentación:
- Motores monofásicos:
- Motores bifásicos.
- Motores trifásicos.
- Motores con arranque auxiliar bobinado.
- Motores con arranque auxiliar bobinado y con condensador.
Proceso de trabajo
Arrancar el motor en vacío, analizando que ocurre con su Intensidad nominal y
su velocidad.

11. Actuar sobre el reóstato de freno para ir aplicando una carga al motor universal
analizando que ocurre con su velocidad y con su intensidad nominal.
Comprobar la intensidad de arranque

12. Condiciones ambientales adversas
Con frecuencia, las temperaturas excesivas (ya sea la temperatura del ambiente o la que
se deriva de un problema dentro del motor) son causa de avería de la máquina. Los
motores deben funcionar dentro de la variación límite de su temperatura indicada en su
placa de identificación, a fin de lograr una larga vida útil. Por cada 10ºC de aumento de
la temperatura de operación del motor por encima de la nominal, la duración del
aislamiento se reduce a la mitad. Además de mantener la temperatura ambiente correcta,
hay que localizar y eliminar otras fuentes de aumento de temperatura, como la
desalineación, sobrecarga, voltaje incorrecto y muchas otras. Las condiciones
ambientales perjudiciales suelen consistir en la presencia de vapores corrosivos, sal
suspendida en el aire, y suciedad, polvo y otros contaminantes en exceso. En lugares
con tales condiciones es esencial contar con motores cuyas carcasas estén especialmente
diseñadas. La humedad es otra causa común de fallas de motores. Si se condensa en la
superficie del aislamiento por cambios de temperatura o por contacto con agua, dicha
superficie se volverá altamente conductora, se dañará y producirá la falla inmediata del
motor. Además, es posible que el aislamiento absorba humedad con el paso del tiempo,
hasta que la resistencia dieléctrica del aislamiento se reduce tanto que ocurre la falla.
Uso o aplicación incorrecta de la herramienta eléctrica.
Hay muchas formas en que el uso de una herramienta eléctrica pueden ser incorrectas.
Es esencial seleccionar el tamaño y tipo correctos de herramientas para la carga o
trabajo requeridos; el fabricante, un taller especializado y las normas proporcionarán
orientación. Hay numerosos factores que deben considerarse. Por ejemplo:Un ciclo
severo de trabajo podría ocasionar falla prematura del motor en una máquina diseñada
para trabajo liviano. La aplicación de carga irregular "frenados". El frenado por
contramarcha (inversión) y un prolongado tiempo de sobrecarga, hacen que los motores
trabajen a velocidad más baja que la normal. Debido a que los motores sometidos a este
ciclo de servicio toman corrientes muy intensas en el arranque, éstas producen,
calentamiento excesivo. Además, debido a la baja velocidad del rotor, el enfriamiento
normal disminuye mucho y empeora el problema del sobrecalentamiento, esto porque el
ventilador de refrigeración va acoplado al eje del inducido y cuando se frena disminuye
el caudal de aire refrigerante en circulación. La utilización de alargadores o extensiones
de sección insuficiente.
El uso con accesorios en mal estado.
En el caso de las sierras eléctricas de banco o portátiles, se refiere al uso de discos de
corte desafilados o sin dientes. El disco tiene una vida útil que depende de factores
externos como el tipo de material a cortar, el tipo de acero con que está construida y la
técnica y cuidado del operador. Si la máquina funciona con disco en mal estado, la
velocidad de corte disminuye, el operador al percatarse de esta situación tiene la
tendencia natural de aplicar mayor presión, fuerza o carga para "acelerar" o recuperar la
rapidez perdida, normalmente utilizando el cuerpo cuando se trata de maderas de un
largo mayor. Esta "fuerza" aplicada con el cuerpo puede fácilmente superar los 200
kilos de peso que se aplican directamente sobre el disco, logrando con esto frenar la
máquina y aumentar peligrosamente la temperatura en las bobinas, terminando
generalmente con el motor quemado o dañando irreversiblemente el sistema de
engranajes.
En el caso de taladros, depende del tipo y estado de las brocas que se emplean. Todas
las brocas tienen una vida útil determinada por la duración del filo. Muy similar a lo que

13. ocurre en el ejemplo anterior, cuando el usuario se enfrenta a una disminución de la
velocidad de avance, aplica mayor presión y con esto aumenta la carga, frenando la
velocidad de giro del motor y aumentando el consumo de corriente. Aplicación
inapropiada del producto. Uso inapropiado del producto Bajo este título se considera
cualquier uso que se dé a la máquina, para el cual no está expresamente diseñado,
aunque se pueda efectuar. Un ejemplo clásico, es el del taladro que emplea para cortar
con disco para madera o cerámica. El eje del taladro está diseñado para soportar
esfuerzos axiales, (en dirección a lo largo del eje) y no para esfuerzos radiales (en
dirección lateral o inclinado al eje).
Otro ejemplo clásico es el de las sierras de banco. Estas máquinas están diseñadas para
trabajar con el esfuerzo aplicado por las manos del operador sobre el material a cortar,
de esta forma, el peso normal es de 30 a 40 kilos máximos. En algunos casos, se ven
adaptaciones donde el empuje de la madera sobre el disco de corte, se efectúa con
sistemas mecánicos o incluso hidráulicos o neumáticos, sin regular apropiadamente este
peso. Al no controlar el empuje, podemos fácilmente aplicar cargas que superen la
resistencia del metal con que se construye los engranajes. El desgaste no es inmediato,
pero en algunos casos se produce el quiebre de los dientes de los engranajes o incluso
daño en los ejes porta engranajes.
Desperfectos mecánicos
Una carga excesiva puede dañar con rapidez una máquina; éste quizá haya sido al
principio del tamaño apropiado para la carga, pero una variación en ésta puede producir
sobrecarga del motor. Los rodamientos o bujes empezarán a fallar, los engranes pueden
trabarse o quebrarse, o pueden presentarse otras causas de fricción o cargas extra. En
este caso, el equipo consumirá más corriente y se incrementará su temperatura. Si la
corriente del motor excede del amperaje nominal a plena carga, aunque sea por un
tiempo breve, el rápido sobrecalentamiento reducirá la duración del motor. Si se tienen
protectores de sobrecarga del tamaño correcto, se dispararán en caso de una sobre
corriente muy intensa. Las fallas en los rodamientos o descansos se encuentran entre las
más comunes en cualquier motor. Se calcula que casi el 50 % de las quemaduras de
motores se deben a un rodamiento dañado. Es necesario conocer a fondo los diversos
motivos de las fallas de los rodamientos y los procedimientos correctos de
mantenimiento para lograr un mayor aprovechamiento del motor.
Fallas eléctricas
Si el voltaje de suministro es incorrecto o tiene variaciones notables, ocurrirá una avería
prematura del motor. El bajo voltaje hace que la corriente sea mayor que la normal. Si la
reducción en la tensión aplicada es considerable, el exceso de corriente producirá
sobrecalentamiento del motor. Un alto voltaje de alimentación para el motor reduce las
pérdidas en el cobre, pero el flujo magnético más intenso ocasiona mayores pérdidas en
el hierro. Un pequeño incremento en el voltaje de suministro podría reducir el consumo
de corriente; sin embargo, un aumento del orden del 10 % o más respecto al valor de la
placa producirá saturación del hierro y una intensificación considerable en la corriente
con el consecuente sobrecalentamiento perjudicial del motor.
Desequilibrio de voltaje
Los voltajes trifásicos desequilibrados o "desequilibrados", pueden ocasionar una grave
alteración en la corriente, que puede producir un rápido sobrecalentamiento del motor.
Es necesario instalar una protección contra este problema, para lo cual suelen ser
adecuados los protectores de sobrecarga. Ya se utilizan nuevos tipos de guarda motores
para proteger a un motor no sólo contra voltajes desequilibrados, sino también contra la
caída de fases, que en realidad es la forma extrema del desequilibrio de la tensión

14. aplicada. El uso en instalaciones trifásicas con cargas desequilibradas, provoca caídas
de tensión peligrosas que el usuario no puede detectar ni controlar. Estas instalaciones
corresponden a empresas del tipo industria, que utilizan energía trifásica, de donde se
toma una fase y el neutro para obtener tensión monofásica en 220 volts. Cuando estas
fases coinciden con equipos estacionarios cuyos motores son de gran potencia, se
produce un alto consumo en los arranque, provocando periodos cortos de hasta 60
segundos de baja tensión. Peor es el escenario si este alto consumo se mantiene o
prolonga en el tiempo.
Mantenimiento inapropiado
Casi siempre, el buen mantenimiento preventivo evita, o cuando menos demora, una
posible falla del motor. Los técnicos han encontrado en algunas instalaciones
condiciones tales como polvo y suciedad en los motores, conductos de ventilación
obstruidos, motores sobrecalentados, corriente incorrecta en estos, rodamientos
ruidosos, humedad dentro y fuera de la máquina, debido todo ello a la falta de
mantenimiento periódico. En ocasiones, no todas las maquinas necesitan ni ameritan
mantenimiento preventivo, en particular cuando el costo de este último puede ser mayor
que el de reparar el producto. Por otra parte, cuando el equipo se encuentra en una
instalación crítica o es muy grande, costoso o difícil de sustituir, entonces sí se justifica
un buen programa de mantenimiento.
ANTES DEL MANTENIMIENTO
DESPUÉS DEL MANTENIMIENTO

15. Solución a fallas menores
Pruebas: Tanto el arrollamiento inductor como el del inducido deben verificarse
detenidamente antes y después de su montaje. El arrollamiento inductor se comprobará
en busca de contactos a masa, cortocircuitos, interrupciones e inversiones de polaridad.
No hay que olvidar que antes de rebobinar un inducido hay que verificar el colector en
busca de posibles delgas en cortocircuito o contactos a masa.
Reparación: Las averías que pueden presentarse en los motores universales son las
mismas que ocurren en los de motores continuos. A continuación, se enumeran las más
corrientes:
Si se producen chispas abundantes en funcionamiento, las causas pueden ser:
Terminales de bobinas conectados a delgas que no corresponden.
Polos inductores con cortocircuito.
Interrupción en las bobinas del inducido.
Cortocircuito en las bobinas del inducido.
Terminales de bobinas invertidos.
Cojinetes desgastados.
Láminas de mica salientes.
Sentido de rotación invertidos.
Si el motor se calienta en exceso, puede ser debido a:

16. Cojinetes desgastados.
Falta de engrase en los cojinetes.
Bobinas con cortocircuitos.
Sobrecarga.
Arrollamientos inductores con cortocircuitos.
Escobillas mal situadas.
Si el motor desprende humo, las causas pueden ser:
Inducido con cortocircuitos.
Cojinetes desgastados.
Arrollamientos inductores con cortocircuitos.
Tensión inadecuada.
Sobrecarga.
Si el par motor es débil, puede ser debido a:
Bobinas con cortocircuitos.
Arrollamientos inductores con cortocircuitos.
Escobillas mal situadas.
Cojinetes desgastados.