q

1. Descripción de Motores
eléctricos

2. Funcionamiento
Campos magnéticos formador por:
• Bobinas
• Imanes permanentes
• Materiales ferromagnéticos sometidos a
campos
Entre hierro. Espacio entre el rotor y el estator.
Debe ser lo menor posible para un mejor
desempeño (disminuye reluctancia)
Rotor
Estator
«Transforma la energía eléctrica en mecánica
por medio de campos magnéticos»

3. Funcionamiento
Ley de Lorentz
v= velocidad
q=carga
E=campo eléctrico
B=Campo magnetico
Fuerza que ejercida por un campo magnetico
que recibe una particula cargada o corriente
electrica.
𝐹 = 𝑞(𝐸 + 𝑣 × 𝐵)

4. Funcionamiento
Otras leyes
Ley de inducción de Faraday
𝑉 = 𝑁
𝑑∅
𝑑𝑡
Ley circuital de ampere
𝑁𝐼 = 𝑅∅
V= Voltaje
N=número de vueltas de la bobina
∅= flujo magnético
R= Reluctancia

5. Distintos tipos de rotores y estatores
Campo magnetico rotatorio
(CMR). Los campos de las
bobinas del estator se suman
para dar una resultante que va
girando.
Estator
• Bobinas alimentadas con AC Trifasico (CMR)
• Bobinas alimentadas AC monifasico
• Bobinas Alimentadas con DC (Electroiman
fijo)
• Bobinas alimentadas con DC, fijos o
conmutadas con electronica
• Imanes permanente
Rotor
• Bobinas Alimentadas con DC o AC
(Electroiman)
• Bobinas cortocircuitadas
• Imanes permanentes
• Material Ferromagnetico
Imanes permanente

6. Número de pares de polos
𝜔𝑠 =
𝜔
𝑝/2
𝜔𝑠 = velocidad del centro
magnético rotatorio del estator
(CMR)
𝜔𝑟 =velocidad del centro
magnético rotatorio del rotor
(con referencia del rotor)
𝜔m = velocidad mecánica del
rotor
𝜔 =frecuencia angular de la red
p=número de polos
𝜔𝑠 = 𝜔m + 𝜔𝑟

7. Armadura (inducido) y Excitación
El Rotor y el estator pueden jugar estos roles.
Armadura: Se induce el voltaje (si se usa como generador), o se pone un voltaje
Excitación: Es el que produce el flujo magnetico

8. Tipos de Motores más comunes
Auto Conmutados Conmutados externamente
Conmutadores mecánicos
(escobillas)
Electronic-
Commutator (EC)
Motors[59][b]
Maquinas
asincrónicas
Máquinas
síncronas
AC DC AC AC
Motor universal
Conexión rotor-
estator
• Excitación
separada
• Series
• Shunt
• Compuesto
Con imanes
permanentes (PM)
Con PM
• BLDC
Rotor
Ferromagnético
• De reluctancia
Con tres fases
• De inducción
Métodos de
partida de motor
monofásico
• Capacitivo
• Resistivo
• Split
• Polo-sombra
Con tres fases
• Motor síncrono
• BLAC
Electrónica simple
Rectifier,
linear transistor(s)
or DC chopper
Electrónica más
elaborada
Most elaborate
electronics (VFD), when provided

9. Escobillas o carbones
y Conmutadores
Escobillas o carbones permiten
transmitir energía electrica al
rotor en movimiento. (une el
cable a una placa metalica en el
rotor)
El conmutador, corresponde a la
placa del rotor fraccionada. Esto
permite ir alimentando
selectivamente las bobinas.
Se evita tener escobillas al usar
imanes permantes en el rotor
Escobillas

10. Motor DC
Rotor: bobinas (DC)
Estator: bobinas (DC) o imanes
Corriente: DC
Escobillas: Si (con conmutador)
• Tiene torque de partida
• El estator no tiene centro margnetico
rotario (emite un campo fijo como si fuera
iman)
• El angulo de torque es constante, y se
establece en 90° (construccion) para mayor
eficiencia

11. Conexión serie y shunt
Cuando el rotor y el estator son bobinas alimentadas electricamente, la
coneción electrica puede provenir de distintas fuentes o de la misma fuente,
en este ultimo caso, puede ser conexión:

12. Excitación separada

13. Conexión shunt (paralelo)

14. Conexión serie

15. Motor síncrono
Estator: bobinas (AC trifásica)
Rotor: bobinas (DC) o imanes
Corriente: AC trifásica.
Escobillas: Si (no hay colector. Siempre
conectado a continua)
• Motor poco usado. Principal uso como
generador.
• Su velocidad depende de la frecuencia de la
red y el número de pares de polos
• La velocidad de la CMR del rotor con
respecto al rotor es cero. (𝜔𝑟 = 0)
• Solo genera torque en la velocidad
sincrona. Si el torque es muy alto, comienza
un torque pulsante sobre el rotor
• No tiene torque de partida (necesitan
ayuda para partir)

16. Motor síncrono
• Su velocidad depende de la frecuencia de la
red y el número de pares de polos
𝜔𝑠 = 𝜔𝑟 =
120𝑓
𝑝

17. Motor de inducción
Rotor: bobinas en lazo cerrado (cortocircuito)
Estator: bobinas (AC trifásico)
Corriente: AC
Escobillas: No (Jaula de Ardilla).
Si (Rotor Bobinado)
• No necesita alimentación en el rotor ( Las escobillas en
el rotor bobinado se conecta resistencias para quitar
torque y bajar la corriete de partida)
• Existe deslizamiento. El rotor gira más lento que el
centro magnético rotatorio del estator.
• Genera torque en todas las velocidades menos la
sincrona
• Tiene torque de partida
• Velocidad máxima la sincrona.
• Tambien existe el de inducción monofasico, pero no
tiene torque de partida
Motor Jaula de Ardilla
Rotor bobinado

18. Motor de inducción

19. Motor de inducción
Variando la frecuencia es
posible crear curvas en que
el torque se constante para
un rango de velocidades y,
sobre la velocidad sincrono
nominal, la potencia sea
constante.

20. Motor universal
Rotor: bobinas
Estator: bobinas
Corriente: AC monofásico o DC
Escobillas: Si (colector)
• Rotor conectado a estator en serie
(presenta misma curva torque que DC en
serie)
• Típicamente usado en aparatos domésticos
(taladro)
• El motor se puede dañar por exceso de
velocidad si trabaja sin carga
• Alto torque de partida (mayor que un
motor de inducción)
• Con AC funciona levemente peor por la
reactancia

21. Motor de Reluctancia
Rotor: Material ferromagnetico
Estator: Bobinas
Corriente: DC controlado
Escobillas: no
• Induce polos en el rotor
• Variacion del par de torque en un paso
(Ripple)
• El giro se produce en la direción en que se
reduce la reluctancia
• Se controla mediante encendido de par de
bobinas.

22. Motor de Reluctancia
• Torque máximo constante, depende de la
geometria del motor, que tiene ripple.
• La velocidad se da por control electronico
• Puede perder “sincronismo” a altas velocidades:
debido a la inercia del rotor es capas de alinearse a
las bobinas encendidas.

23. Motor BLDC
Rotor: Imanes permantes
Estator: Bobinas
Corriente: Se elimenta con DC integrada a un
inversor para pasarlo a AC
Escobillas: no
• Conmutación electronica
• Se puede controlar la posición del rotor con
sensores de efecto hall o “back-EMF”
• Más eficiente, mayor vida, menos ruidoso
que motor DC
• Gracias a microcontroladores se puede
controlar la velocidad, sostener un torque y
realizar un control mas fino de los
movimientos
• El maximo torque esta determinado por la
temperatura máxima del motor
Estator a la izq. Rotor de imanes
permanentes a la derecha

24. Motor Stepper (BLDC)
Rotor: Imanes permanentes
Estator: Bobinas
Corriente: DC, con control
Escobillas: no
• Usado en robotica por su precicion
• Puede manener una pocición fija
• Movimientos angulares discretos
• N caja reductora+circuito de control forma
un servomotor