El documento describe los principios de funcionamiento y detección de averías de los motores asíncronos y síncronos. Los motores asíncronos funcionan mediante inducción electromagnética, mientras que los motores síncronos mantienen una velocidad sincronizada con la frecuencia de la corriente de alimentación. El documento también explica métodos para detectar problemas como contactos a masa, cortocircuitos e interrupciones en los arrollamientos de los motores.

1. Motores Trifásicos
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Alexandra Maroto Romero
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2. Motor Asíncrono
Los motores asíncronos
o de inducción son un
tipo de motor de
corriente alterna en el
que la corriente
eléctrica, en el rotor,
necesaria para producir
torsión es inducida por
inducción
electromagnética del
campo magnético de la
bobina del estator. Por
lo tanto un motor de
inducción no requiere
una conmutación
mecánica aparte de su
misma excitación o
para todo o parte de la
energía transferida del
estator al rotor, como
en los universales, DC y
motores grandes
síncronos.
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3. Principio de funcionamiento
El motor asincrónico funciona según el principio de inducción
mutua de Faraday. Al aplicar corriente alterna trifásica a las
bobinas inductoras, se produce un campo magnético giratorio,
conocido como campo rotante, cuya frecuencia será igual a la de
la corriente alterna con la que se alimenta al motor. Este campo
al girar alrededor del rotor en estado de reposo, inducirá
corrientes en el mismo, que producirán a su vez un campo
magnético que seguirá el movimiento del campo estátórico,
produciendo una cupla o par motor que hace que el rotor gire
(principio de inducción mutua). No obstante, como la inducción
en el rotor sólo se produce si hay una diferencia en las
velocidades relativas del campo estatórico y el rotórico, la
velocidad del rotor nunca alcanza a la del campo rotante. De lo
contrario, si ambas velocidades fuesen iguales, no habría
inducción y el rotor no produciría cupla. A esta diferencia de
velocidad se la denomina "deslizamiento" y se mide en términos
porcentuales, por lo que ésta es la razón por la cual a los motores
de inducción se los denomina asincrónicos, ya que la velocidad
rotórica difiere levemente de la del campo rotante.
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4. Detección y localización de averías
1. Ante todo inspeccionar visualmente el motor con objeto de descubrir averías de índole
mecánica (escudos resquebrajados o rotos, eje torcido, conexiones interrumpidas o
quemadas, etc.)
2.Comprobar si los cojinetes se hallan en buen estado. Paralelo se intenta mover el eje
hacia arriba y hacia abajo dentro de cada cojinete. Todo movimiento en estos sentidos
indica que el juego es excesivo, o sea que el cojinete esta desgastado. Seguidamente se
impulsa el rotor con la mano para cerciorarse de que se puede girar sin dificultad.
Cualquier resistencia al giro es señal de una avería en los cojinetes, de una flexión del eje
o de un montaje defectuoso del motor. En tales condiciones es de esperar que salten los
fusibles en cuanto se conecte el motor a la red
3. Verificar si algún punto de los arrollamientos de cobre esta en contacto, por defecto del
aislamiento, con los núcleos de hierro estatorico o rotorico. Esta operación se llama
prueba de tierra o de masa, y se efectúa mediante una lámpara de prueba.
4. Una vez comprobado que el rotor gira sin dificultad, la prueba siguiente consiste en
poner el motor en marcha. Para ello se conectan los bornes del motor a la red de
alimentación a través de un interruptor adecuado, y se cierra este por espacio de algunos
segundos. Si existe algún defecto interno en el motor puede ocurrir que salten los fusibles,
que los arrollamientos humeen, que el motor gire lentamente o con ruido o que el motor
permanezca parado. Cualquiera de estos síntomas es indicio seguro de que existe avería
interna (por regla general, un arrollamiento quemado). Entonces es preciso desmontar los
escudos y el rotor e inspeccionar mas detenidamente los arrollamientos. Si alguno de ellos
esta francamente quemado no será difícil identificarlo por su aspecto exterior y por el olor
característico que desprende.
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5. Contactos a masa. El método mas corriente para detectar posibles contactos a
masa en los arrollamientos estatoricos es el de la lámpara de prueba. Se conecta
para ello uno de los terminales de la lámpara a la carcasa del estator, y el otro a
cualquier borne del arrollamiento en cuestión. El encendido eventual de la lámpara
denota la presencia de uno o varios contactos a masa. De manera exactamente
igual se procede con los arrollamientos rotoricos y con el colector.
Cortocircuitos. La existencia de posibles cortocircuitos en arrollamiento
estatoricos puede detectarse utilizando una bobina de prueba midiendo la caída de
tensión en cada polo, midiendo la resistencia de cada polo o estimando al tacto el
calentamiento excesivo de la bobina defectuosa, tras un breve periodo de
funcionamiento del motor.
Interrupciones. Se conectan sus terminales a los de la lámpara de prueba, si la
lámpara se enciende, el arrollamiento no esta interrumpido; si por el contrario, la
lámpara no se enciende es señal evidente de que existe un punto de interrupción.
La localización del polo defectuoso se efectúa conectando un terminal de la lámpara
a prueba a un extremo del arrollamiento y tocando separadamente con el otro
terminal las respectivas salidas de cada polo.
Inversiones de polaridad. Se coloca el estator en posición horizontal y se
conecta el arrollamiento en cuestión a una fuente de corriente continua de baja
tensión. Se sitúa entonces una brújula en el interior del estator y se va
desplazando lentamente frente a cada polo. Si las conexiones son correctas, la
posición de la aguja de la brújula se invertirá cada vez que se pase de un polo al
siguiente. Si la orientación de la aguja no varia al pasar la brújula frente a dos
polos contiguos, uno de los dos tiene las conexiones invertidas.
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6. Diagrama
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7. Motores Síncronos
Los motores síncronos son un
tipo de motor de corriente alterna
en el que la rotación del eje está
sincronizada con la frecuencia de la
corriente de alimentación; el
período de rotación es exactamente
igual a un número entero de ciclos
de CA. Su velocidad de giro es
constante y depende de la
frecuencia de la tensión de la red
eléctrica a la que esté conectado y
por el número de pares de polos del
motor, siendo conocida esa
velocidad como "velocidad de
sincronismo". Este tipo de motor
contiene electromagnetos en el
estátor del motor que crean un
campo magnetico que rota en el
tiempo a esta velocidad de
sincronismo.
En este tipo de motores y en
condiciones normales, el rotor gira
a las mismas revoluciones que lo
hace el campo magnético del
estator.
Consiste de un inductor alimentado
por corriente continua, también
denominado devanado de excitación
o de campo, que está situado en el
rotor. En el estator se encuentre el
inducido alimentado por corriente
trifásica. Este puede utilizarse como
generador aplicándole fuerza
mecánica rotativa por el eje y
corriente continua al inductor, de
esta forma se obtiene energía
eléctrica en el estator
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8. Principio de funcionamiento
La excitatriz alimenta de corriente continua al
rotor el cual crea un campo magnetico B cte. El
rotor se hace rotor girar a N rpm correspondiente
a la velocidad de sincronismo. El campo
magnetico B del rotor gira a la misma velocidad
que el campo magnetico del estator. El estator
alimentado por una corriente alterna produce un
campo magnetico giratorio. Los polos del rotor y
los polos ficticios del estator interactuan
produciéndose fuerzas tangenciales, y por lo
tanto un par de fuerzas, en el sentido de la
rotacion.
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10. Detección y localización de averías
1. Ante todo inspeccionar visualmente el motor con objeto de descubrir averías de índole
mecánica (escudos resquebrajados o rotos, eje torcido, conexiones interrumpidas o
quemadas, etc.)
2.Comprobar si los cojinetes se hallan en buen estado. Paralelo se intenta mover el eje
hacia arriba y hacia abajo dentro de cada cojinete. Todo movimiento en estos sentidos
indica que el juego es excesivo, o sea que el cojinete esta desgastado. Seguidamente se
impulsa el rotor con la mano para cerciorarse de que se puede girar sin dificultad.
Cualquier resistencia al giro es señal de una avería en los cojinetes, de una flexión del eje
o de un montaje defectuoso del motor. En tales condiciones es de esperar que salten los
fusibles en cuanto se conecte el motor a la red
3. Verificar si algún punto de los arrollamientos de cobre esta en contacto, por defecto del
aislamiento, con los núcleos de hierro estatorico o rotorico. Esta operación se llama
prueba de tierra o de masa, y se efectúa mediante una lámpara de prueba.
4. Una vez comprobado que el rotor gira sin dificultad, la prueba siguiente consiste en
poner el motor en marcha. Para ello se conectan los bornes del motor a la red de
alimentación a través de un interruptor adecuado, y se cierra este por espacio de algunos
segundos. Si existe algún defecto interno en el motor puede ocurrir que salten los fusibles,
que los arrollamientos humeen, que el motor gire lentamente o con ruido o que el motor
permanezca parado. Cualquiera de estos síntomas es indicio seguro de que existe avería
interna (por regla general, un arrollamiento quemado). Entonces es preciso desmontar los
escudos y el rotor e inspeccionar mas detenidamente los arrollamientos. Si alguno de ellos
esta francamente quemado no será difícil identificarlo por su aspecto exterior y por el olor
característico que desprende.
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11. Contactos a masa. El método mas corriente para detectar posibles contactos a
masa en los arrollamientos estatoricos es el de la lámpara de prueba. Se conecta
para ello uno de los terminales de la lámpara a la carcasa del estator, y el otro a
cualquier borne del arrollamiento en cuestión. El encendido eventual de la lámpara
denota la presencia de uno o varios contactos a masa. De manera exactamente
igual se procede con los arrollamientos rotoricos y con el colector.
Cortocircuitos. La existencia de posibles cortocircuitos en arrollamiento
estatoricos puede detectarse utilizando una bobina de prueba midiendo la caída de
tensión en cada polo, midiendo la resistencia de cada polo o estimando al tacto el
calentamiento excesivo de la bobina defectuosa, tras un breve periodo de
funcionamiento del motor.
Interrupciones. Se conectan sus terminales a los de la lámpara de prueba, si la
lámpara se enciende, el arrollamiento no esta interrumpido; si por el contrario, la
lámpara no se enciende es señal evidente de que existe un punto de interrupción.
La localización del polo defectuoso se efectúa conectando un terminal de la lámpara
a prueba a un extremo del arrollamiento y tocando separadamente con el otro
terminal las respectivas salidas de cada polo.
Inversiones de polaridad. Se coloca el estator en posición horizontal y se
conecta el arrollamiento en cuestión a una fuente de corriente continua de baja
tensión. Se sitúa entonces una brújula en el interior del estator y se va
desplazando lentamente frente a cada polo. Si las conexiones son correctas, la
posición de la aguja de la brújula se invertirá cada vez que se pase de un polo al
siguiente. Si la orientación de la aguja no varia al pasar la brújula frente a dos
polos contiguos, uno de los dos tiene las conexiones invertidas.
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12. Diagrama
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