Este documento compara los motores eléctricos de corriente continua y alterna. Explica que ambos transforman la energía eléctrica en mecánica, pero los motores CC tienen partes como escobillas que requieren mantenimiento, mientras que los motores CA son más simples y eficientes. Los motores CC son útiles cuando se necesita controlar la velocidad, mientras que los CA funcionan de forma fija pero son más baratos y duraderos.
1.- Introducción
2.- Aspectos constructivos
3.- Principio de funcionamiento de un transformador ideal
4.- Funcionamiento de transformador real
5.- Circuito equivalente de un transformador
• Interpretar los fundamentos científicos y tecnológicos de las máquinas eléctricas de corriente continua.
• Analizar los balances de potencias, ecuación general del par de rotación.
• Analizar el proceso de arranque de los motores de corriente continua y los diversos métodos existentes para lograrlo.
• Seleccionar, según criterios establecidos, las máquinas de corriente continua para aplicaciones específicas.
1.- Introducción
2.- Aspectos constructivos
3.- Principio de funcionamiento de un transformador ideal
4.- Funcionamiento de transformador real
5.- Circuito equivalente de un transformador
• Interpretar los fundamentos científicos y tecnológicos de las máquinas eléctricas de corriente continua.
• Analizar los balances de potencias, ecuación general del par de rotación.
• Analizar el proceso de arranque de los motores de corriente continua y los diversos métodos existentes para lograrlo.
• Seleccionar, según criterios establecidos, las máquinas de corriente continua para aplicaciones específicas.
La máquina síncrona consta de partes mecánicas, eléctricas y electromágneticas. Realizo una representación de estas partes con una síntesis de concepto para cada una de ellas.
Caracterización de la máquina sincrónica, principio de funcionamiento, tipos de máquinas síncronas, modelos matemático de la máquina de rotor cilíndrico y polos salientes, tipos de sistemas de excitación, paralelo de generadores, sincronización
Preguntas:
1- Enumere los tipos de máquinas de corriente continua.
2- ¿Qué diferencia física tiene una máquina síncrona de la máquina asíncrona?
3- ¿Qué es un motor?
4- ¿Qué es un generador?`
5- ¿Qué es una máquina eléctrica?
6- Enumere los tipos de máquinas de corriente alterna.
7- ¿Qué es dinamo?
8- ¿Cuál es la principal diferencia entre una máquina síncrona y una máquina asíncrona?
9- ¿Cuál es la ley que rige el funcionamiento de las máquinas eléctricas? Explique.
10- ¿Qué es un transformador?
11- ¿Qué expresa la ley de ampere?
12- ¿Qué expresa la ley de Biot-Savart?
13- ¿Qué es una máquina síncrona?
14- ¿Qué es una máquina asíncrona?
15- Haga un breve comentario de las partes físicas de la máquina síncrona y de la máquina asíncrona?
16- ¿Qué es un rotor devanado?
17- ¿Qué es un rotor jaula de ardilla?
18- ¿Qué es un rotor cilíndrico?
19- ¿Qué es un rotor polos salientes?
20- ¿Cómo se desarrolla el par en la máquina asíncrona trifásica?
21- ¿Por qué es imposible que un motor de inducción opere a velocidad síncrona?
22- ¿Cómo funciona la máquina de inducción como generador?
23- ¿Qué es permeabilidad?
24- ¿Qué es retentividad y remanencia?
25- ¿Qué es fuerza magnetomotriz?
26- ¿Cuál es la diferencia entre FEM y FMM?
27- ¿Qué es histéresis?
28- ¿Qué es curva de histéresis?
29- ¿Qué es un circuito magnético?
30- ¿Qué entiende por reluctancia o resistencia magnética?
31- Explica la ley de Ohm aplicada a circuitos magnéticos.
32- Explica las leyes de Kirchhoff aplicada a los circuitos magnéticos.
33- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método directo.
34- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método de prueba y error.
35- ¿Qué es pérdidas por histéresis?
36- ¿Qué es perdidas por corrientes parasitas (corrientes de Foucault)?
37- ¿Qué es efecto piel en corriente alterna?
38- ¿Por qué la resistencia de corriente alterna difiere de la resistencia de corriente continua?
39- ¿Qué es un transformador?
40- Describa sobre las principales partes físicas de un transformador.
41- Explique el concepto de transformador ideal
42- Explique el concepto del transformador real
43- Explique sobre los componentes del circuito equivalente del transformador.
44- ¿Cómo funciona un transformador?
45- ¿En qué consiste la prueba de vacío?
46- ¿En qué consiste la prueba de corto circuito?
47- Explique el diagrama vectorial completo del transformador
48- Explique el diagrama vectorial simplificado del transformador
La máquina síncrona consta de partes mecánicas, eléctricas y electromágneticas. Realizo una representación de estas partes con una síntesis de concepto para cada una de ellas.
Caracterización de la máquina sincrónica, principio de funcionamiento, tipos de máquinas síncronas, modelos matemático de la máquina de rotor cilíndrico y polos salientes, tipos de sistemas de excitación, paralelo de generadores, sincronización
Preguntas:
1- Enumere los tipos de máquinas de corriente continua.
2- ¿Qué diferencia física tiene una máquina síncrona de la máquina asíncrona?
3- ¿Qué es un motor?
4- ¿Qué es un generador?`
5- ¿Qué es una máquina eléctrica?
6- Enumere los tipos de máquinas de corriente alterna.
7- ¿Qué es dinamo?
8- ¿Cuál es la principal diferencia entre una máquina síncrona y una máquina asíncrona?
9- ¿Cuál es la ley que rige el funcionamiento de las máquinas eléctricas? Explique.
10- ¿Qué es un transformador?
11- ¿Qué expresa la ley de ampere?
12- ¿Qué expresa la ley de Biot-Savart?
13- ¿Qué es una máquina síncrona?
14- ¿Qué es una máquina asíncrona?
15- Haga un breve comentario de las partes físicas de la máquina síncrona y de la máquina asíncrona?
16- ¿Qué es un rotor devanado?
17- ¿Qué es un rotor jaula de ardilla?
18- ¿Qué es un rotor cilíndrico?
19- ¿Qué es un rotor polos salientes?
20- ¿Cómo se desarrolla el par en la máquina asíncrona trifásica?
21- ¿Por qué es imposible que un motor de inducción opere a velocidad síncrona?
22- ¿Cómo funciona la máquina de inducción como generador?
23- ¿Qué es permeabilidad?
24- ¿Qué es retentividad y remanencia?
25- ¿Qué es fuerza magnetomotriz?
26- ¿Cuál es la diferencia entre FEM y FMM?
27- ¿Qué es histéresis?
28- ¿Qué es curva de histéresis?
29- ¿Qué es un circuito magnético?
30- ¿Qué entiende por reluctancia o resistencia magnética?
31- Explica la ley de Ohm aplicada a circuitos magnéticos.
32- Explica las leyes de Kirchhoff aplicada a los circuitos magnéticos.
33- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método directo.
34- Explique de forma general el método de solución de circuitos magnéticos conocido como el método de prueba y error.
35- ¿Qué es pérdidas por histéresis?
36- ¿Qué es perdidas por corrientes parasitas (corrientes de Foucault)?
37- ¿Qué es efecto piel en corriente alterna?
38- ¿Por qué la resistencia de corriente alterna difiere de la resistencia de corriente continua?
39- ¿Qué es un transformador?
40- Describa sobre las principales partes físicas de un transformador.
41- Explique el concepto de transformador ideal
42- Explique el concepto del transformador real
43- Explique sobre los componentes del circuito equivalente del transformador.
44- ¿Cómo funciona un transformador?
45- ¿En qué consiste la prueba de vacío?
46- ¿En qué consiste la prueba de corto circuito?
47- Explique el diagrama vectorial completo del transformador
48- Explique el diagrama vectorial simplificado del transformador
Cuadro comparativo de las caracteristicas de los motores electricos
1. ColegioVocacional Monseñor Sanabria
Electrotecnia
Mantenimiento de Maquinas Eléctricas
Cuadro Comparativo de las Características de los
Motores Eléctricos
Profesor: Luis Fernando Corrales
Marvin Daniel Arley Castro
11-9
2014
2. Motores Eléctricos
Corriente Continua Corriente Alterna
Es una máquina que
convierte la energía
eléctrica en mecánica,
provocando un
movimiento rotatorio,
gracias a la acción del
campo magnético.
Un motor eléctrico de
corriente alterna convierte
la energía eléctrica en
fuerzas de giro por medio
de la acción mutua de los
campos magnéticos.
3. Motor Corriente Continua Motor Corriente Alterna
La velocidad aumenta con la tensión
aplicada, al disminuir la corriente del
inducido y al disminuir el flujo
producido por el campo inductor.
Su velocidad depende de la corriente
alterna con la que se los alimenta.
La regulación de velocidad se puede
hacer de dos formas diferentes:
manteniendo constante el flujo y
variando la tensión aplicada al inducido o
manteniendo constante la tensión y
variando el flujo dela excitación.
La única forma de regular su velocidad de
giro consiste en alimentarlos a través de
variadores electrónicos de frecuencia.
Se pueden conectar en estrella o en
triángulo, dependiendo de la tensión de
la red.
Dependiendo de cómo se conecte el
devanado de excitación respecto al
inducido se consiguen diferentes
conexiones de motor: motor de
excitación independiente, motor de
excitación en derivación o shunt, motor
de excitación enserie y motor de
excitación compound.
El par motor es proporcional a la
corriente del inducido y al flujo del campo
magnético del inductor.
El par motor depende del campo
giratorio.
4. Motor Corriente Continua Motor Corriente Alterna
Se usan mucho en la industria, sobre todo
el motor trifásico asíncrono de jaula de
ardilla.
Suelen utilizarse cuando se
necesita precisión en la velocidad.
Sus partes básicas son: inductor, inducido
y colector.
Sus partes básicas son: estator y rotor.
Requieren de mayor mantenimiento al
tener más piezas (escobillas, colector,
etc.).
El mantenimiento requerido es mínimo.
Diseño para multi – velocidad. Diseño para velocidad única.
Alta relación peso / potencia (pesados). Baja relación peso / potencia (livianos).
85 / 95% de eficiencia a carga completa. 95% de eficiencia a carga completa.
Mediano costo. Bajo costo.
5. SIMILITUDES ENTRE MOTORES CC y AC
Transforman la energía eléctrica en energía mecánica.
Se fabrican desde potencias muy pequeñas hasta grandes potencias.
Se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un
conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción
de un campo magnético, este tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de
acción del campo magnético. Por otro lado, cuando pasa corriente eléctrica por un
conductor se produce un campo magnético. En consecuencia, si se le pone dentro de
la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos
campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la
energía mecánica.
La energía mecánica es enviada al exterior mediante la rotación de un dispositivo
llamado eje.
Pierden velocidad de giro con la carga.
6. Estructura
Ambos motores, CA y CC, contienen dos componentes
esenciales: un estator y un rotor. Una corriente eléctrica
crea el par de torsión cuando se mueve dentro de un
campo magnético, de acuerdo con la Ley de Faraday. En
un motor de corriente continua, el rotor recibe una
corriente continua y un conmutador invierte la corriente
cuando el rotor gira en un campo estacionario magnético
creado por un imán permanente en el estator. En un
motor de CA, el rotor recibe una corriente inducida
alterna y el estator es un campo magnético inducido.
7. Mecánica
La ventaja de los motores de corriente continua
es que puedes ajustar la velocidad simplemente
mediante el aumento de la tensión. Sin
embargo, los motores de corriente continua
tienen un diseño más complejo, requiriendo
cepillos para transferir energía a las partes
móviles y un conmutador para invertir
periódicamente la tensión. Estas piezas se
desgastan con el tiempo debido a la fricción y,
finalmente, deben ser reemplazados. Los
motores de corriente alterna tienen un diseño
más simple, pero funcionan a velocidades fijas y
no pueden operar a bajas velocidades.
8. Usos
Debido a su velocidad variable, los motores de
corriente continua se pueden utilizar tanto para
aplicaciones de baja potencia y de alta potencia.
Sin embargo, debido a su alto costo y la
necesidad de piezas de repuesto, normalmente
sólo se utilizan para alimentar dispositivos que
requieren una entrada de potencia variable,
como los coches híbridos y algunos juguetes. Los
motores de corriente alterna son más baratos de
fabricar y son compatibles con la mayoría de los
aparatos modernos que cuentan con una fuente
de energía de CA.
9. Tipos de Motores en cada
Maquina Eléctrica
Motor Corriente Continua Motor Corriente Alterna
Estos motores se
subdividen en
Excitación
Independiente( Imán
Permanente,
Electromagnético) y
Autoexcitado (Conexión
Serie, Paralelo y
Compuesta).
Los motores de corriente
alterna se clasifican por su
velocidad de giro, por el tipo de
rotor y por el número de fases
de alimentación.
a) Por su velocidad de giro:
1. Asíncronos
2. Síncronos
b) Por el tipo de rotor:
1. Motores de anillos rozantes.
2. Motores con colector
3. Motores de jaula de ardilla
c) Por su número de fases de
alimentación:
1. Monofásicos
2. Bifásicos
3.Trifásicos
10. Conclusión
Los motores de corriente directa se ven generalmente en aplicaciones en
las que la velocidad del motor debe ser controlada externamente.
Los motores de corriente alterna funcionan mejor en aplicaciones que
requieren el rendimiento de la potencia durante largos períodos de
tiempo.
Todos los motores de CD son monofásicos, y los motores de CA pueden
ser monofásicos o trifásicos.
En algunas aplicaciones de hoy en día, los motores eléctricos de CD se
sustituyen mediante la combinación de un motor eléctrico de corriente
alterna con un controlador electrónico de velocidad, conocidos como
unidades de frecuencia variable, ya que es una solución más económica.