Este documento resume los fundamentos de los motores eléctricos. Explica que la fuerza sobre un conductor eléctrico depende del campo magnético, la corriente y el ángulo entre ellos. También describe los circuitos magnéticos, la fuerza magnetomotriz, la analogía con circuitos eléctricos, el entrehierro, y la saturación. Además, cubre el par electromagnético, las ranuras, y cómo la potencia de salida depende del volumen del motor. Finalmente, discute las propiedades generales como la refrig

1. 1
Fundamentos de los Motores Eléctricos

2. 2
Fundamentos de los Motores Eléctricos
B
A
Φ
=

3. 3
Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Fuerza sobre un conductor eléctrico.
„ Fuerza proporcional a:
„ Densidad de flujo magnético.
„ Corriente eléctrica que circula por el
conductor.
„ Seno del ángulo que forman los campos B e
I.
„ Fuerza óptima:
„ Densidad de flujo máxima u Buen circuito
magnético.
„ Gran número de conductores con la máxima
corriente posible u Problema: Calor.
„ Perpendicularidad de los dos campos u
Motores eléctricos.
( )
sen
F B I l α
= ⋅ ⋅ ⋅

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuitos magnéticos.

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuitos magnéticos.
„ Fuerza magnetomotriz.
„ Medida de la capacidad de una bobina para
producir flujo magnético.
„ Se expresa en amperios-vuelta.
„ Una misma FMM se puede conseguir:
„ Pocas vueltas, mucha corriente.
„ Muchas vueltas, poca corriente.
FMM N I
= ⋅

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuitos magnéticos.
„ Analogía con los circuitos eléctricos.
R
FEM
Corriente
FMM
Flujo
=
=
ℜ
l
S
µ
ℜ =
⋅

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuitos magnéticos.

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuitos magnéticos.
„ El entrehierro.
„ Porción del circuito magnético donde se
alojan los conductores sobre los que se
efectuará la fuerza.
„ Muy pequeña longitud.
„ Reluctancia elevada.
„ Misma densidad de flujo magnético que en el
hierro.
„ Densidad de flujo en el entrehierro.
0
0
0 0
gap
gap
g
A
N I A
FMM
g
N I FMM
B
A g g
µ
µ
µ µ
ℜ =
⋅
⋅ ⋅ ⋅
Φ = =
ℜ
⋅ ⋅ ⋅
Φ
= = =

9. 9
Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuitos magnéticos.
„ Saturación del circuito magnético.

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuitos magnéticos en los motores
eléctricos.

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ El par electromagnético
N
T F r r B I l
 
= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅
 
 
∑

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Las Ranuras.

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ El par electromagnético.
B Saturacion
Par Aislamiento
I
Sistema de refrigeracion
⇒


⇒ 

⇒ 



N
2
Volumen del Rotor
T B A D L
α ⋅ ⋅
El par es proporcional al
volumen del motor.

14. 14
Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ La potencia de salida y la potencia
específica.
2
P T
P B A D L
Q B A
ω
α ω
α ω
= ⋅
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
F B I l
= ⋅ ⋅ No interviene
el movimiento.
+
P T ω
= ⋅
MOVIMIENTO
F.E.M. INDUCIDA
Conversión
De
Energía

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Condiciones estacionarias.
Motor Elemental
Balance de Potencias
2
V I R I
⋅ = ⋅

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Conductor desplazándose a una velocidad
constante.
Motor Elemental
Balance de Potencias
Potencia eléctrica consumida =
Pérdidas por efecto Joule en el
conductor + Potencia mecánica
de salida = RI2 + BIlv

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
( )
2
2
1
2 1
2 1
V I R I B I l v
V R I
V V I B I l v
V V E B l v
⋅ = ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅
= ⋅
− ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅
− = = ⋅ ⋅

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Circuito Eléctrico Equivalente.
2
V E R I
V I E I R I
= + ⋅
⋅ = ⋅ + ⋅
Potencia Eléctrica Consumida (VI)=
Potencia Mecánica Desarrollada (EI) +
Pérdidas en el Cobre (RI2)

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Fundamento de los Motores Eléctricos
„ Funcionamiento como motor.
„ El conductor se mueve en la misma
dirección que la fuerza.
„ E < V.
„ Funcionamiento sin carga o en vacío.
0
0
V E B l v
V
v
B l
≈ = ⋅ ⋅
≈
⋅

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Efecto del flujo en la aceleración y en la
velocidad de estado estacionario del motor
funcionando en vacío.

22. 22
Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Funcionamiento del motor en carga.
Fuerza de carga
Velocidad
E
V E
I
R
−
=
I
Fuerza desarrollada
por el motor

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Influencia de la resistencia del conductor
en el funcionamiento del motor en carga.
„ Influencia de la inducción magnética en el
funcionamiento del motor en carga.

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Magnitudes relativas de E y V, y el
rendimiento.
2
V I E I R I
V E R I
⋅ = ⋅ + ⋅
= + ⋅
2
0.5
4
10
8
40
32
8
80%
R
I A
V V
E V R I V
V I Vatios
E I Vatios
R I Vatios
Eficiencia
= Ω
=
=
= − ⋅ =
⋅ =
⋅ =
⋅ =
=
2
0.5
4
20
18
80
72
8
90%
R
I A
V V
E V R I V
V I Vatios
E I Vatios
R I Vatios
Eficiencia
= Ω
=
=
= − ⋅ =
⋅ =
⋅ =
⋅ =
=

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Propiedades Generales de los Motores
Eléctricos.
„ Temperatura de funcionamiento y sistema
de refrigeración.
„ El aislamiento eléctrico de los conductores
limita la potencia de salida del motor.
„ Sistema de refrigeración.
„ Clase de aislamiento.
Pérdidas en
el cobre
Calentamiento
del motor
Incremento de
temperatura
Deterioro del
aislamiento

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Par por unidad de volumen.
„ El par nominal es proporcional al volumen
del rotor, para el mismo sistema de
refrigeración y la misma clase de
aislamiento.
„ Potencia por unidad de volumen, la
importancia de la velocidad.
„ Efecto del tamaño: par específico y el
rendimiento.
„ Rendimiento y velocidad.
„ Sobrecarga temporal.

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Fundamentos de los Motores Eléctricos

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Fundamentos de los Motores Eléctricos
„ Bibliografía:
„ Electric Motors and Drives: Fundamentals,
types and applications
Second Edition
Autor: Austin Hughes
Editorial: Newnes. Butterworth-Heinemann
„ Máquinas Eléctricas
Cuarta edición.
Autor: Jesús Fraile Mora
Editorial: Servicio de publicaciones del
Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y
Puertos.