electrotecnia

1. MAQUINA DE INDUCCION
El motor de inducción es el tipo más popular de los motores de ca
debidos a su simplicidad y su facilidad de operación. El motor de inducción no
tiene un circuito d3e campo separado; en cambio, depende de la acción
transformadora para inducir voltajes y corrientes en su circuito de campo. De
hecho, un motor de inducción es básicamente un transformador giratorio. Su
circuito equivalente es similar al de un transformador, excepto en las
variaciones de velocidad.
Un motor de inducción opera por lo regular cerca de la velocidad síncrona, pero
nunca exactamente a nsinc. Siempre debe haber cierto movimiento relativo
para inducir un voltaje en el circuito de campo del motor de inducción. El voltaje
inducido en el rotor por el movimiento relativo entre el campo magnético del
estator y el rotor produce una corriente en el rotor que interactúa con el campo
magnético del estator para producir el par inducido en el motor.
En un motor de inducción el deslizamiento o velocidad a la que se presenta el
par máximo se puede controlar variando la resistencia del rotor. El valor del par
máximo es independiente de la resistencia del rotor. Una alta resistencia del
rotor disminuye la velocidad a la que se presenta el par máximo y por tanto
incrementa el par de arranque del motor. Sin embargo, paga un precio por este
par e arranque al tener una regulación de velocidad muy pobre en su intervalo
normal de operación.
FLUJO DE ONDA (FMM)
La fuerza magnetomotriz (FMM, representada con el símbolo F) 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.
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.

2. CIRCUITO EQUIVALENTE
Un circuito equivalente es un circuito que conserva todas las
características eléctricas de un circuito dado. Con frecuencia, se busca que un
circuito equivalente sea la forma más simple de un circuito más complejo para
así facilitar el análisis. Por lo general, un circuito equivalente contiene
elementos pasivos y lineales. Sin embargo, también se usan circuitos
equivalentes más complejos para aproximar el comportamiento no lineal del
circuito original. Estos circuitos complejos reciben el nombre de macromodelos
del circuito original. Un ejemplo de un macromodelo es el circuito de Boyle para
el amplificador operacional 741.1
Hay dos circuitos equivalente que son muy reconocidos:
1. Equivalente de Thévenin
2. Equivalente de Norton
Bajo ciertas condiciones, los circuitos de cuatro terminales, se pueden
establecer como un cuadripolo. La restricción de la representación de los
circuitos de cuatro terminales es la de un puerto: la corriente entrante de cada
puerto debe ser la misma que la corriente que sale por ese puerto.2 Al linealizar
un circuito no lineal sobre su corriente de polarización, se puede representar
como un cuadripolo.
Los circuitos equivalentes también pueden describir y modelar las propiedades
eléctricas de los materiales o sistemas biológicos como la membrana celular.
Este último es modelado como un condensador en paralelo con una
combinación de una batería y una resistencia.
POTENCIA PAR
El par motor o torque es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje
de transmisión de potencia. La potencia desarrollada por el par motor es
proporcional a la velocidad angular del eje de transmisión, viniendo dada por:

3. donde:
 es la potencia (en W)
 es el par motor (en N·m)
 es la velocidad angular (en rad/s)
Un ejemplo práctico para comprender la diferencia entre par y potencia se
puede observar con una bicicleta. Para poder subir una cuesta, a una cierta
velocidad, un ciclista debe realizar una fuerza determinada sobre los pedales.
Esa fuerza, multiplicada por la distancia de los pedales al eje donde está
alojado el plato, produce un momento de fuerza sobre el eje, o par motor. La
potencia desarrollada por el ciclista dependerá de a qué velocidad esté
pedaleando. Póngase por caso que el ciclista en cuestión hace una fuerza
sobre los pedales, que están a una distancia del eje del plato. Esta fuerza
genera un momento de fuerza, llamado par motor
Al desarrollar una potencia en un sistema mecánico, se desplaza al
sistema a un punto de equilibrio entre el par motor y el par resistente, que es la
oposición que el propio sistema ejerce al movimiento de sí mismo. En el
ejemplo, el par resistente estaría formado por los rozamientos entre los
mecanismos de la bicicleta, el rozamiento de la rueda con el suelo, el
rozamiento del conjunto bicicleta - ciclista con el aire, la componente paralela a
la pendiente de la fuerza, peso que genera la propia pendiente de la cuesta y la
fuerza de inercia, llevando sus efectos al eje del plato. En otras palabras, es lo
que "costaría" mover el pedal. El equilibrio alcanzado es el llamado punto de
funcionamiento del sistema, que en el caso propuesto sería la velocidad con la
que el ciclista sube la pendiente, y sería particular para la velocidad con la que
gira el plato.
Nótese que la velocidad máxima constante de la bicicleta estará limitada a la
fuerza máxima que el ciclista sea capaz de ejercer sobre los pedales, que

4. multiplicada por el brazo de los pedales resulta el máximo par motor, a la
velocidad a la que el ciclista sea capaz de hacer girar el eje del plato y de los
pedales, que multiplicada por el máximo par motor resulta la máxima potencia,
y a las resistencias que determinarán los diámetros requeridos del plato y del
piñón, impuestas por la inclinación de la pendiente, por los rozamientos de los
elementos mecánicos de la bicicleta, por el rozamiento de los neumáticos con
el firme y, proporcional al cuadrado de la velocidad, por el rozamiento del
conjunto ciclista - bicicleta con el aire en el sentido opuesto al sentido del
avance.
En el eje de abscisas, se muestra el régimen de giro. La curva azul muestra el
par motor, la curva roja, la potencia desarrollada y la verde, el consumo
específico o gramos de combustible por kWh. Como se puede observar, la
potencia máxima generada por el motor tiene su máximo a un régimen más
elevado que el régimen de par máximo, acorde a la relación, y el consumo
mínimo a un régimen intermedio a los régimenes de par máximo y de potencia
máxima, muy cercano al régimen de par máximo.
ROTOR BOBINADO
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.

5. 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. 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 .
Esta forma de ranuras no
puede contener

6. 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:
a-Soporte de arrollamiento cilíndrico.
b-Soporte de arrollamiento cónico.
e-Soporte de arrollamiento abovedado.
MOTOR UNIVERSAL
El motor monofásico universal es un tipo de motor eléctrico que puede
funcionar tanto con corriente continua (C.C.) como con corriente alterna. (A.C.)
Es similar a la de un motor en serie de corriente continua, aunque con muchas
y variadas modificaciones:
- Los núcleos polares, y todo el circuito magnético, están construidos con
chapas de hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir la pérdidas de
energía por corrientes parásitas que se producen a causa de las variaciones
del flujo magnético cuando se conecta a una red de corriente alterna.

7. - Menor número de espiras en el inductor con el fin de no saturar
magnéticamente su núcleo y disminuir así las pérdidas por corrientes de
Foucault y por histéresis, aumentar la intensidad de corriente y, por lo tanto, el
par motor y mejorar el factor de potencia.
- Mayor número de espiras en el inducido para compensar la disminución del
flujo debido al menor número de espiras del inductor.
MOTOR JAULA DE ARDILLA
Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor
de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de
ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un
cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras
longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos
extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre
se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos, las barras y la rueda de
un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas
domésticas).
La base del rotor se construye con láminas de hierro apiladas. El dibujo
muestra solamente tres capas de apilado pero se pueden utilizar muchas más.
Los devanados inductores en el estátor de un motor de inducción incitan al
campo magnético a rotar alrededor del rotor. El movimiento relativo entre este
campo y la rotación del rotor induce corriente eléctrica, un flujo en las barras
conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en
los conductores reaccionan con el campo magnético del motor produciendo
una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de
torsión para dar vuelta al eje. En efecto, el rotor se lleva alrededor el campo
magnético, pero en un índice levemente más lento de la rotación. La diferencia
en velocidad se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.
A menudo, los conductores se inclinan levemente a lo largo de la longitud del
rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsión
que pudieron resultar, a algunas velocidades, y debido a las interacciones con

8. las barras del estátor. El número de barras en la jaula de la ardilla se determina
según las corrientes inducidas en las bobinas del estátor y por lo tanto según la
corriente a través de ellas. Las construcciones que ofrecen menos problemas
de regeneración emplean números primos de barras.
El núcleo de hierro sirve para llevar el campo magnético a través del motor. En
estructura y material se diseña para reducir al mínimo las pérdidas. Las laminas
finas, separadas por el aislamiento de barniz, reducen las corrientes parásitas
que circulan resultantes de las corrientes de Foucault (en inglés, 'eddy current').
El material, un acero bajo en carbono pero alto en silicio (llamado por ello acero
al silicio), con varias veces la resistencia del hierro puro, en la reductora
adicional. El contenido bajo de carbono le hace un material magnético suave
con pérdida bajas por histéresis.
El mismo diseño básico se utiliza para los motores monofásicos y trifásicos
sobre una amplia gama de tamaños. Los rotores para trifásica tienen
variaciones en la profundidad y la forma de las barras para satisfacer los
requerimientos del diseño. Este motor es de gran utilidad en variadores de
velocidad.