Este documento describe diferentes tipos de motores de inducción, incluyendo motores de jaula de ardilla de clases A, B, C, D y F. Explica las características de cada clase, como su par de arranque, corriente de arranque, regulación de velocidad y aplicaciones típicas. También describe componentes como rotores embobinados, flujo de onda de fuerza magnetomotriz y circuitos equivalentes de máquinas síncronas.

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA
“ANTONIO JOSE DE SUCRE”
EXTENSIÓN SAN FELIPE
MAQUINAS DE CA
Bachilleres.
Jesús Escorihuela CI. 19.414.464
Gabriel Meléndez CI. 22.312.985
Porf. Marienny Arrieche
Febrero 2016

2. MOTOR DE INDUCCIÓN - ROTOR DEVANADO
Partida suave, Velocidad de ajuste Horizontal y vertical, con potencias entre 300 y
20.000 HP.
Los motores de inducción con Rotor Devanado, a pesar de costos más elevado, son
comparados con los motores de jaula de ardilla, porque hacen posibles importantes
ventajas de aplicación por encima de estos. Históricamente han sido utilizados para
partir cargas de alta inercia o que exijan conjugados de partida elevados, o aunada,
cuando el sistema de accionamiento requiere partidas suaves. Con reóstato líquido
o con un sistema estático de control de velocidades, los motores anteriores son una
importante alternativa donde se requieren fases limitadas de control de velocidades.
COMPONENTES
1. Rotor y eje del motor
2.Chaveta
3.Escudo delantero
4.Junta caja de Bornes IP55
4a.Junta caja de Bornes IP65
4b.Junta caja de Bornes IP65
5.Tapa caja de Bornes IP55
5a.Tapa caja de Bornes IP65
5b.Tapa caja de Bornes IP65
6. Tornillos caja de bornes
13b.Rodamiento posterior
14a.Carcasa B3

3. 14b.Carcasa B5
15.Tornillos capot ventilador
16a.Retén anterior
16b.Retén posterior
17.Tapa exterior del rodamiento delantero
18.Tapa interior del rodamiento delantero
19.Tapa exterior del rodamiento trasero
7.Prensaestopa
8.Escudo posterior
9.Ventilador de refrigeración
10.Tapa del ventilador
11.Abrazadera del ventilador
12.Arandela ondulada de acero para compensación
13a.Rodamiento anterior
20.Tapa interior del rodamiento trasero
21.Bobinado del estator
22.Brida B5
23.Brida B14
24.Placa de bornes con componentes de metal
25.Arandela espaciadora
26.Espárragos y tuercas

4. FLUJO DE ONDA DE FMM EN MAQUINAS DE INDUCIIÓN
Es aquella capaz de producir un flujo magnético entre dos puntos de un circuito
magnético. Es una de las variables usadas para describir un campo magnético.
El flujo de onda de FM en máquinas de inducción La onda de f.m.m.
correspondiente varía sinusoidalmente con el tiempo o. Cada componente de f.m.m.
es una pulsación sinusoidal, estacionaria, distribuida alrededor del entrehierro con
un valor máximo localizado justamente en el eje magnético de su fase, con una
amplitud proporcional a la corriente instantánea de la fase. Cada componente puede
ser dibujada como un vector de longitud variable, y proporcional a la corriente de
fase, ubicada en el eje magnético de la fase. La f.m.m. resultante es, por supuesto,
la suma de las tres componentes de cada una de las fases.
La Fuerza magnetomotriz se puede entender de manera análoga al voltaje eléctrico
de la ley de Ohm. Esto está expresado en la ley de Hopkinson.
CIRCUITO EQUIVALENTE
Define el comportamiento dinámico de las corrientes de la máquina
sincrónica en convención motor, se puede modelar la máquina mediante cuatro
circuitos eléctricos acoplados por términos de generación y transformación,
mediante transformadores y fuentes de tensión dependientes de corriente. Durante
la operación equilibrada en régimen permanente, las corrientes id, iq e i f son
constantes en el tiempo, y la corriente i0 es nula. De esta forma, el circuito
desacoplado correspondiente a la secuencia cero no tiene influencia, y las
inductancias del resto de los circuitos no producen caída de tensión. La corriente
del campo se puede calcular evaluando el cociente entre la tensión aplicada al
campo y la resistencia de esta bobina. Los dos circuitos restantes, correspondientes
al eje directo y cuadratura, están configurados tan sólo mediante resistencias y
fuentes de tensión dependientes de corrientes que circulan por otros circuitos.
El circuito equivalente fasorial de la máquina sincrónica de polos salientes en
régimen permanente equilibrado es:

5. POTENCIA Y PAR ELÉCTRICO
Para calcular del par eléctrico se puede utilizar las expresiones 5.40 o 5.61. Sin
embargo, las variables
independientes de esta ecuación son ficticias, por esta razón es conveniente
expresar el par y la potencia eléctrica mediante variables asociadas con el diagrama
fasorial. Las máquinas sincrónicas tienen rendimientos muy altos, particularmente
cuando son de gran potencia. En una máquina sincrónica típica, la potencia
mecánica en el eje es prácticamente igual a la potencia eléctrica en bornes de la
máquina. Empleando esta aproximación es posible desarrollar expresiones del par
y de la potencia eléctrica dependientes de variables medibles en la práctica. Con
estas condiciones se tiene:
Pm = Tm _wm _ Pe = Te _we

6. La potencia eléctrica se determina de la siguiente forma:
Pe(t) = vaia+vbib+vcic = vdid +vqiq+v0i0 (5.79)
En régimen permanente equilibrado, las corrientes y las tensiones en coordenadas
transformadas son independientes del tiempo. La corriente y la tensión de secuencia
cero son nulas. La potencia eléctrica se calcula como
Pe(t) = vdid +vqiq = p 3Vd p 3Id +p3Vqp3Iq = 3(VdId +VqIq) (5.80)
Despreciando la caída de tensión en la resistencia Re en el diagrama fasorial
representado en la
figura 5.6, se deducen las siguientes relaciones:
Ve cosd +XdId = Ef )Id = Ef �Ve cosd /Xd
Ve sind = XqIq )Iq = Ve sind/Xq
Vd =Ve sind
Vq =Ve cosd
ROTORES EMBOBINADOS

7. En los motores de rotor bobinado, el arrollamiento rotórico está constituido por unas
bobinas de hilo de cobre por lo general. Y cuyos extremos están conexionados a
unos anillos (anillos rozantes) por los que se alimentaran las bobinas. Para el
arrollamiento del rotor se utilizan, conductores de sección circular o rectangular,
aislados generalmente con doble capa de algodón o barnices apropiados e
introducidos en las ranuras y aislados de ellas y entre sí, por medio de presspan, tela
aceitada, etc...
Antes de describir los procedimientos de fijación de los arrollamientos del rotor,
será conveniente revisar las formas de ranuras existentes y los métodos para aislar
los conductores en las ranuras. En los motores de rotor bobinado se emplean ranuras
abiertas y sobre todo semicerradas de forma rectangular con una profundidad de
aproximadamente 3 a 4 veces el ancho.
Las ranuras abiertas tienen la ventaja de que las bobinas que se han construido
previamente, pueden colocarse en su posición a través de la parte superior de la
ranura y de esta manera el arrollamiento queda montado en poco tiempo; además
las bobinas pueden sacarse fácilmente en caso de reparación o de sustitución.
Pero las ranuras abiertas aumentan la reluctancia del circuito magnético por lo que
en muchas ocasiones, resultan más adecuadas las ranuras semicerradas ; estas
ranuras permiten que se inserten en ellas bobinas previamente construidas, pero
éstas han de tener un ancho no superior a la mitad del ancho de ranura, por lo que
el montaje del arrollamiento será algo más costoso. De todas formas y debido a las
mejores condiciones magnéticas obtenidas con las ranuras semicerradas, éstas son
las más utilizadas en los motores de rotor bobinado para medianas y grandes
potencias. Si observamos la apariecia de las ranuras en forma rectangular, se ve
inevitablemente dientes de forma trapezoidal, estrechos en la base y más anchos en
la cabeza: esta forma no es la mejor desde el punto de vista magnético, ya que en la
base del diente existirá mayor densidad de flujo magnético y si se quiere evitar la
saturación magnética indebida en la base del diente, el resto de éste no se utilizará
a pleno rendimiento; por otro lado, existe el peligro de que si la base del diente es
demasiado estrecha puede quedar sometida a un excesivo esfuerzo mecánico
cuando gira la máquina.

8. Cuanto menor es el diámetro del rotor, mayor será el estrechamiento del
diente debido a la forma rectangular de las ranuras; por esta razón, los rotores para
motores de pequeña potencia se construyen con dientes paralelos y ranuras
trapezoidales. sta forma de ranuras no puede contener adecuadamente los
conductores de sección rectangular pero resulta muy apropiada para alojar
conductores de sección circular que son, precisamente, los que se emplean para
máquinas de pequeña potencia.
Se elige la forma rectangular porque resulta la más adecuada para contener
las barras rectangulares de cobre que se emplean para constituir las bobinas y
además esta forma puede adaptarse fácilmente para contener los conductores de
sección circular.
En cuanto a la forma constructiva del arrollamiento del rotor, se utiliza
muchas veces el arrollamiento de barril o de cesta empleando también en los
arrollamientos de inducido de corriente continua y, en otras ocasiones, el
arrollamiento en varios planos , exclusivo de corriente alterna.
Existen diferentes sistemas de fijación de las cabezas de bobina del
arrollamiento rotórico mediante zunchos y soportes de fijación:
 Soporte de arrollamiento cilíndrico.
 Soporte de arrollamiento cónico.
 Soporte de arrollamiento abovedado
MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE A
El motor clase A es un motor de jaula de ardilla normal o estándar fabricado
para uso a velocidad constante. Tiene grandes áreas de ranuras para una muy buena
disipación de calor, y barras con ranuras ondas en el motor. Durante el periodo de
arranque, la densidad de corriente es alta cerca de la superficie del rotor; durante el
periodo de la marcha, la densidad se distribuye con uniformidad. Esta diferencia
origina algo de alta resistencia y baja reactancia de arranque, con lo cuál se tiene un
par de arranque entre 1.5 y 1.75 veces el nominal ( a plena carga). El par de arranque
es relativamente alto y la baja resistencia del rotor producen una aceleración
bastante rápida hacia la velocidad nominal. Tiene la mejor regulación de velocidad

9. pero su corriente de arranque varía entre 5 y 7 veces la corriente nominal normal,
haciéndolo menos deseable para arranque con línea, en especial en los tamaños
grandes de corriente que sean indeseables.
MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE A
A los motores de clase B a veces se les llama motores de propósito general;
es muy parecido al de la clase A debido al comportamiento de su deslizamiento-
par. Las ranuras de su motor están embebidas algo más profundamente que el los
motores de clase A y esta mayor profundidad tiende a aumentar la reactancia de
arranque y la marcha del rotor. Este aumento reduce un poco el par y la corriente
de arranque. Las corrientes de arranque varían entre 4 y 5 veces la corriente nominal
en los tamaños mayores de 5 HP se sigue usando arranque a voltaje reducido. los
motores de clase B se prefieren sobre los de la clase A para tamaños mayores. Las
aplicaciones típicas comprenden las bombas centrífugas de impulsión, las máquinas
herramientas y los sopladores.
MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE C
Estos motores tienen un rotor de doble jaula de ardilla, el cual desarrolla un alto par
de arranque y una menor corriente de arranque. Debido a su alto par de arranque,
acelera rápidamente, sin embargo cuando se emplea en grandes cargas, se limita la
disipación térmica del motor por que la mayor parte de la corriente se concentra en
el devanado superior. En condiciones de arranque frecuente, el rotor tiene tendencia
a sobre calentarse se adecua mejor a grandes cargas repentinas pero de tipo de baja
inercia. Las aplicaciones de os motores de clase C se limitan a condiciones en las
que es difícil el arranque como en bombas y compresores de pistón
MOTORES DEINDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE D
Los motores comerciales de inducción de jaula de ardilla clase D se conocen
también como de alto par y alta resistencia. Las barras del rotor se fabrican en
aleación de alta resistencia y se colocan en ranuras cercanas a la superficie o están

10. embebidas en ranuras de pequeño diámetro. La relación de resistencia a reactancia
del rotor de arranque es mayor que en lo motores de las clases anteriores. El motor
está diseñado para servicio pesado de arranque, encuentra su mayor aplicación con
cargas como cizallas o troqueles, que necesitan el alto par con aplicación a carga
repentina la regulación de velocidad en esta clase de motores es la peor.
MOTORES DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA DE CLASE F
También conocidos como motores de doble jaula y bajo par. Están
diseñados principalmente como motores de baja corriente, porque necesita la menor
corriente de arranque de todas las clases. Tiene una alta resistencia del rotor tanto
en su devanado de arranque como en el de marcha y tiende a aumentar la
impedancia de arranque y de marcha, y a reducir la corriente de marcha y de
arranque. El rotor de clase F se diseñó para remplazar al motor de clase B. El motor
de clase F produce pares de arranque aproximadamente 1.25 veces el par nominal
y bajas corrientes de arranque de 2 a 4 veces la nominal. Los motores de esta clase
se fabrican de la capacidad de 25 hp para servicio directo de la línea. Debido a la
resistencia del rotor relativamente alta de arranque y de marcha, estos motores
tienen menos regulación de voltaje de los de clase B, bajan capacidad de sobrecarga
y en general de baja eficiencia de funcionamiento. Sin embargo, cuando se arrancan
con grandes cargas, las bajas de corrientes de arranque eliminan la necesidad de
equipo para voltaje reducido, aún en los tamaños grandes.
MÉTODO DE VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD EN UN MOTOR DE
INDUCCIÓN
REGULACIÓN POR IMPULSOS
La regulación por impulsos de la velocidad generalmente se aplica en
motores de pequeña potencia, y básicamente consiste en provocar variaciones
periódicas y de corta duración de los parámetros del motor, de tal manera y a una
frecuencia tal, que la velocidad requerida se obtiene como una velocidad promedio
de las aceleraciones y desaceleraciones producidas durante el ciclo completo de
variación de los parámetros. Estas variaciones pueden realizarse mediante

11. contactores que conectan y desconectan la alimentación de los distintos
arrollamientos, cortocircuitan alternativamente ciertas impedancias o invierten
periódicamente la polaridad del suministro. La exposición de estos métodos tan
especiales está más allá de los alcances de este artículo.
MOTORES DE INDUCCIÓN MONOFASICOS
Los motores de inducción son el sistema de accionamiento más utilizado,
desde menos de un caballo hasta cientos de caballos de potencia, cuando no se
requiere variación de la velocidad de giro. Los motores de inducción monofásicos
son muy utilizados en aplicaciones de baja potencia. Por lo tanto, el diseño del
rodamiento depende en gran medida de la aplicación final del motor. Los tipos de
motores de potencia fraccionada son:
Motores de inducción de fase partida
Este tipo de motor tiene una buena eficacia y un par de arranque moderado.
Son muy utilizados como motores de accionamiento para lavadoras, secadoras y
lavavajillas.
Motores de inducción de arranque por condensador
Tienen el mismo rendimiento durante el funcionamiento que los motores de
fase partida, pero un par de arranque más elevado. Se utilizan principalmente en
sistemas de accionamiento de lavadoras.
Motores de condensador dividido permanente
Las principales características de este motor son su alta eficiencia, el
funcionamiento silencioso y la reversibilidad continua. Esto hace que sea adecuado
para una amplia gama de electrodomésticos, tales como lavadoras, secadoras,
ventiladores y aparatos de aire acondicionado.
Motores de polos partidos
Son adecuados para aplicaciones de baja potencia (menos de 200 W). Se
utilizan habitualmente en ventiladores domésticos pequeños.
MOTORES UNIVERSALES

12. El motor universal, es un motor capaz de trabajar tanto en corriente continua DC
como en corriente alterna AC, su aplicación principal es para herramientas
portátiles debido a su bajo coste, su reducido tamaño, su poco peso y que pueden
trabajar en corriente alterna (AC 50 Hz), las ventajas de este motor son grandes
pares de arranque y elevadas velocidades de rotación cuando se alimentan con
excitación en serie (características semejantes al motor de continua con excitación
en serie), sus desventajas es q necesitan mantenimiento (cambio de escobillas)
aunque en aplicaciones domesticas no se suele llevar a cabo este mantenimiento, se
dimensionan las escobillas hasta el fin de la vida del electrodoméstico.
EL FUNCIONAMIENTO
Del motor universal es parecido al del motor de continua, en el que el
colector de delgas al girar producía un cambio de polaridad en el rotor con el que
continuamente se producía una repulsión de los polos del rotor y el estátor. En un
motor universal cuando lo alimentamos de la red, tenemos que el estátor esta
alimentado con una corriente alterna AC, para que se produzca la repulsión de los
polos del rotor y estátor, los polos del rotor han de estar alimentados de forma
adecuada en función de la alimentación de los polos del estátor y esto se consigue
con el colector de delgas de forma similar al motor de corriente continua
alimentando las bobinas del rotor que están ligeramente giradas respecto de las del
estátor con la misma corriente que las bobinas del estator produciéndose una
repulsión máxima en función del número de bobinas o pares de polos del rotor.
COMPONENTES
En este motor sus partes son las mismas que las de un motor de continua
con excitación en serie. El motor universal tiene sus mismas características:
colector de delgas, escobillas, devanados en el estátor y rotor también devanado. Y
solo posee dos bornes mediante los cuales se alimentan inductor e inducido en serie.
La respuesta de este motor en corriente continua es igual que un motor de
corriente continua con excitación en serie y la respuesta en corriente alterna es
similar al motor de corriente continua con excitación en serie ya que al invertirse el
sentido de la corriente en el inductor (debido a la corriente alterna), en el inducido

13. también se produce un cambio de sentido, así que el giro del motor siempre es en
la misma dirección. Las características de funcionamiento en alterna dan peores
prestaciones que en continua debido a las variaciones de la tensión de alimentación
(corriente alterna) ya que las bobinas están alimentadas con corriente continua
pulsante, igual que con un puente rectificador que en este caso es el colector de
delgas.
PRECAUCIONES
En este motor, igual que en los motores de corriente continua con excitación
en serie, hay que tener la precaución de no alimentarlos sin carga ya que al funcionar
en vacío, el motor puede acelerarse hasta unas velocidades que produzcan unas
intensidades de corriente en las bobinas que quemen los aislantes y el motor. En
aplicaciones domesticas los bobinados ya están preparados para el funcionamiento
en vacío y no existe este peligro. Cambien realizar el correcto mantenimiento de las
escobillas.