Motores

C.E.I. Dpto. Electricidad
ÍNDICE
Página.
CAPÍTULO I
LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Las máquinas eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Electromagnetismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Alternadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Motor síncrono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Motor asíncrono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Aspecto constructivo de los motores asíncronos trifásicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Conexión de un motor trifásico asíncrono o de inducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
CAPÍTULO II
CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA . . . . . . . . . 15
CAPÍTULO III
PRÁCTICAS DE MOTORES MONOFÁSICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Motor asíncrono monofásico de c.a. de fase partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Motor asíncrono monofásico de c.a. con espira en c.c. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Motor monofásico de colector o motor universal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Motor asíncrono monofásico de c.a. empleado en máquinas de lavar . . . . . . . . . . . . 29
CAPÍTULO IV
PRÁCTICAS DE ARRANQUES DE MOTORES TRIFÁSICOS . . . . . . . . . . . . . . 31
Motor asíncrono trifásico de c.a. funcionando como monofásico . . . . . . . . . . . . . . . 32
Motor asíncrono trifásico de c.a., inversión del sentido de giro . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Motor asíncrono trifásico de c.a., arranque estrella-triángulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Motor asíncrono trifásico de c.a., arranque por resistencias estatóricas . . . . . . . . . . 40
Motor asíncrono trifásico de c.a., arranque por autotransformador . . . . . . . . . . . . . . 42
Motor asíncrono trifásico de c.a., arrancadores estáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Motor asíncrono trifásico de c.a., arranque por resistencias rotóricas . . . . . . . . . . . . 47
CAPÍTULO V
PRÁCTICAS DE FRENADO DE LOS MOTORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Motor asíncrono trifásico de c.a., frenado electromecánico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Motor asíncrono trifásico de c.a., frenado por corriente continua . . . . . . . . . . . . . . . 53
Motor asíncrono trifásico de c.a., frenado por contracorriente . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
CAPÍTULO VI
PRÁCTICAS DE VARIACIÓN DE VELOCIDAD EN LOS MOTORES . . . . . . . 57
Motor asíncrono trifásico de c.a., conexión estrella-doble estrella . . . . . . . . . . . . . . 58
Motor asíncrono trifásico de c.a., conexión dahlander . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Motor asíncrono trifásico de c.a., variadores de frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
CAPÍTULO VII
PRÁCTICAS DE MEDIDAS Y CORRECCIÓN F. POTENCIA . . . . . . . . . . . . . . . 64
Motor asíncrono trifásico de c.a., medidas y corrección factor de potencia . . . . . . . 65

CAPÍTULO I
LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS

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LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Se conoce con el nombre de máquinas eléctricas al sistema de mecanismos capaz de
producir, transformar o aprovechar la energía eléctrica.
Las máquinas eléctricas son clasificadas en tres grandes grupos: generadores, motores
y transformadores.
a) Generadores. Son máquinas que transforman energía mecánica en eléctrica. Este
grupo lo constituyen las dínamos (generadores de corriente continua) y los alternadores
(generadores de corriente alterna).
b) Motores. Son máquinas que transforman energía eléctrica en mecánica. Así, pues,
los motores realizan la función inversa de los generadores. Existen motores de muy diversas
clases, por ejemplo, de corriente continua y corriente alterna (síncronos y asíncronos).
c) Transformadores y convertidores.Son máquinas que, en el desarrollo de su función,
conservan la forma de energía eléctrica, pero transforman sus características con el fin
práctico de ponerla en las condiciones más convenientes para efectuar su transporte o para
facilitar su más cómoda utilización.
Constitución general de una máquina eléctrica.
La constitución de una máquina eléctrica puede ser examinada desde dos puntos de
vista: el electromagnético y el mecánico.
a) Desde el punto de vista electromagnético toda máquina eléctrica está provista de un
conjunto magnético y dos circuitos eléctricos. En general, uno de los circuitos eléctricos es
llamado de excitación, ya que al ser recorrido por una corriente eléctrica produce los
amperiovueltas necesarios para crear el flujo que se establece en el conjunto magnético de
la máquina, el otro circuito eléctrico se denomina de inducción, y en él se induce la corriente
al ser cortados sus conductores por el flujo producido por el circuito se excitación.
b) Desde el punto de vista mecánico, las máquinas eléctricas pueden ser clasificadas
en rotativas y estáticas.
Máquinas rotativas son aquellas que están provistas de partes giratorias. A este grupo
pertenecen las dínamos, alternadores y motores. En ellas se distinguen una parte fija llamada
estator y otra móvil que es el rotor. En general, el rotor gira en el interior del estator y con el
fin de permitir el movimiento existe entre ambas partes un espacio de aire llamado
entrehierro.
Máquinas estáticas son las que no disponen de partes móviles. Las más importantes
son los transformadores.
ELECTROMAGNETISMO
Cuando un conductor es atravesado
por una corriente eléctrica, alrededor apa-
rece un campo magnético que es circular.
Las líneas de fuerza tendrán la forma de
círculos concéntricos que se cierran a lo
largo de todo el conductor.

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Para determinar el sentido de las líneas de fuerza de una forma sencilla, se aplica la
regla del sacacorchos o de Maxwell que
dice así: El sentido de las líneas de fuer-
za, concéntricas al conductor, es el que
indicaría el giro de un sacacorchos que
avanzase en el mismo sentido que la
corriente.
En el siguiente dibujo se puede ver el
aspecto del campo magnético de una
corriente saliente y de una entrante, una
vez aplicada la regla del sacacorchos.
Campo magnético creado por una espira.
Un conductor recto produce un campo magnético muy disperso. La forma de
conseguir que el campo magnético sea
más fuerte es curvando el conductor.
El sentido de las líneas de fuerza
de una parte del conductor se suma a la
del otro, formando un campo magnético
mucho más intenso en el centro de la
espira.
En la figura se puede apreciar,
como las líneas de un conductor se suman
a las del otro.
Campo magnético formado por una bobi-
na.
Una bobina está construida por
espiras que han sido hechas por un hilo
conductor, aislado y arrollado en hélice
sobre un tubo de cartón, madera, etc.
En una bobina, el campo magnético de cada espira se suma al de la siguiente,
concentrándose éste en el centro de la misma. En los extremos de la bobina se forman polos
magnéticos.
Para determinar el sentido de las
líneas de fuerza se aplica la regla del
sacacorchos, pero de otra forma, que se
representa en el dibujo.
Inducción electromagnética
Para producir corriente continua
se utiliza la dinamo. Los conductores

5
eléctricos del rotor producen una fuerza electromotriz al moverse dentro del campo
magnético del estator.
Para producir corriente alterna se utiliza el alternador. El campo magnético producido
por el electroimán del rotor corta los conductores del estator, lo que hace que en ellos
aparezca una f.e.m. en forma de C.A.
En los dos casos se consigue que
en los conductores eléctricos aparezca
una f.e.m. inducida. A este fenómeno se
le llama inducción electromagnética.
El sentido de la f.e.m. inducida no
siempre es el mismo. Fue Lenz quien
dedujo que el sentido de la corriente indu-
cida es tal que tiende a oponerse a la
causa que la originó.
Para determinar, el sentido de la
corriente inducida en un conductor que se
desplaza perpendicularmente en el seno
de un campo magnético, se aplica la regla
de Fleming de la mano derecha. Para apli-
car esta regla se utilizan los tres dedos de
la mano derecha, tal como se indica en el dibujo.
ALTERNADORES
Se entiende por Alternador a toda máquina rotativa que transforma una energía
mecánica (que recibe por su eje) en energía eléctrica (que suministra por sus bornes),
teniendo en cuenta que esta energía eléctrica debe manifestarse en forma de corriente alterna.
Aunque en la práctica pueden ser construidos alternadores de cualquier número de
fases, lo normal es que sean trifásicos.
En los alternadores que se encuentran en el mercado, el inducido es, en general, fijo
y el campo o inductor es el que gira. La producción de una f.e.m. en un conductor del
inducido depende solamente del movimiento relativo del mismo y del flujo, de manera que
pueden ser indistintamente el inducido o el inductor los que se muevan.
Si disponemos en el estator un bobinado trifásico, en el interior del cual hacemos girar
unos polos inductores, se inducirá en el estator una corriente alterna trifásica. La frecuencia
de esta corriente la calculamos mediante la expresión
N * p
f = ------- Hz
60
N = Velocidad del rotor en r.p.m.
p = Pares de polos del alternador.
f = Frecuencia de la c. trifásica en Hz.

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MOTOR SÍNCRONO
Los motores de corriente alterna se clasifican en síncronos y asíncronos, según que
la velocidad de rotación del organo móvil coincida o no con la velocidad de sincronismo
correspondiente a la frecuencia de la red de alimentación.
El alternador es una máquina reversible. Si alimentamos ahora el mismo bobinado del
estator con una corriente trifásica, debido a la corriente que circula por los conductores y el
campo que crean éstos, obtendremos un campo resultante giratorio.
Campo giratorio
En el estator se alojan tres bobinas desfasadas entre sí 120º . Cada una de estas
bobinas se conecta a cada una de las fases de un sistema trifásico, esto origina un campo
magnético de valor constante, pero giratorio, con velocidad igual a la de sincronismo.
Para comprobar este fenómeno, veamos lo que ocurre en el bobinado trifásico bipolar
representado en la figura al ser recorrido por un sistema trifásico.
En el citado bobinado, U, V y W son los principios de las tres fases y X, Y y Z los
finales.
La corriente alterna varía continuamente de valor, teniendo una alternancia positiva
y otra negativa.
Así, pues, en cada fase se presentan las
variaciones de corriente como sigue:
1º Cuando la fase U es recorrida por una
corriente positiva, serán positivos los lados
activos 1 y 2, y negativos los lados activos 7 y 8.
En cambio, cuando la corriente es negativa,
sucederá lo contrario.
2º Cuando la fase V es recorrida por una
corriente positiva, serán positivos los lados
activos 5 y 6, y negativos los lados activos 11 y
12. En cambio, cuando la corriente es negativa,
sucederá lo contrario.
3º En cuando a la fase W, si la corriente es
positiva, serán positivos los lados activos 9 y 10,
y negativos los lados activos 3 y 4, sucediendo lo
contrario si la corriente es negativa.

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Veamos lo que sucede cuando las tres fases del bobinado son recorridas, simultánea-
mente, por las corrientes instantáneas i1, i2 e i3. Si analizamos los valores que alcanza el flujo
magnético creado por cada una de estas corrientes en cada instante del tiempo, podremos
comprobar que se genera un campo magnético de carácter giratorio.
Para el instante (a) la corriente i1 es cero, i3 posee un valor positivo e i2 negativo, lo
que provoca un campo magnético instantáneo del sentido marcado por la flecha de la figura
6a (se le aplica la regla del sacacorchos para las corrientes salientes y entrantes). En el punto
(b), las corrientes i2 e i3 son negativas, mientras que i1 ahora es positiva, por lo que, tal como
se puede observar en la figura 6b, el campo magnético ha avanzado 1/4 de ciclo. Si seguimos
estudiando punto por punto, podremos observar cómo se obtiene un campo giratorio, que en
este caso avanza a la misma velocidad angular que el de la pulsación de la corriente. En el
punto (e) se completa un ciclo y se inicia uno nuevo.
Vemos, según lo anterior, que al describirse un ciclo completo, el campo dará también
una vuelta completa, pero esto ocurre cuando se trata de un devanado que crea un campo
bipolar (un par de polos). Si se tratase de un devanado tetrapolar (dos pares de polos), por
cada ciclo completo crearían cuatro polos y se necesitarían dos ciclos para dar una vuelta
completa al campo. Si el devanado fuese de seis polos, se necesitarían tres ciclos para dar una
vuelta completa; por tanto tendremos que la velocidad del campo giratorio, denominada
también velocidad de sincronismo, será:
60 * f
N = -----------
p
donde f es la frecuencia de la corriente en hercios o ciclos/seg. (Hz), p es el número de pares
de polos y así N saldrá en revoluciones o vueltas por minuto (r. p.m.).
El campo giratorio que se ha creado, podrá hacernos girar un rotor situado en su

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interior, funcionando en este caso la máquina como motor.
Si en el interior del campo giratorio del estator montamos unos polos inductores de
polaridad contraria a los del estator, se producirá un acoplamiento magnético entre los polos
del rotor y del estator. Esto se produce debido a la fuerza de atracción que se crea entre polos
de signo contrario.
Para obtener una fuerza de acoplamiento mayor, los polos del rotor no son imanes
permanentes sino electroimanes. Para obtener el campo necesario, debemos alimentar con
corriente continua las bobinas del rotor.
La alimentación de corriente continua se realiza a través de las escobillas fijas y de
los anillos rozantes acoplados al rotor.
Este tipo de motor recibe el nombre de motor síncrono, ya que su velocidad es
siempre igual a la velocidad de sincronismo del campo giratorio del estator.
Si no variamos la frecuencia de la corriente de alimentación ni el nº de polos del
bobinado del estator, la velocidad del motor síncrono permanecerá constante independiente-
mente de la carga que se le acople.
Para invertir el sentido de giro del motor es necesario invertir el sentido del campo
giratorio. Esto se obtiene invirtiendo entre si dos fases de la alimentación.
La velocidad del campo giratorio de un estator con bobinado bipolar alimentado a 50
Hz es:
N= 50 * 60/1 = 3000 r.p.m. es decir 50 r.p.s
En el momento del arranque (rotor inmóvil) los polos del campo giratorio pasan a
excesiva velocidad frente a las caras de los polos del rotor. Debido a la inercia que presenta
el rotor, este tiende a permanecer en reposo. Los polos del rotor aunque estén excitados
(alimentados con c.c.) no consiguen acoplarse a los del campo del estator y por lo tanto el
motor no arranca.
Para poder efectuar el arranque de un motor sincrono, debe emplearse un motor
auxiliar, el cual lleve al rotor a una velocidad próxima a la de sincronismo. De esta forma,
al existir pequeña diferencia entre la velocidad de los polos del estator y los del rotor
conseguimos que permanezcan más tiempo unos frente a otros, pudiéndose producir el
acoplamiento magnético y el funcionamiento del motor a la velocidad de sincronismo.
Otro de los sistemas empleados en el arranque de motores síncronos es el de arranque
como motor asíncrono. Para ello existen unas ranuras en las caras de los polos del rotor en
las cuales se montan unos conductores en corto-circuito. El motor se arranca en vacío como
motor asíncrono, alcanzando el rotor una velocidad próxima a la de sincronismo (velocidad
del campo giratorio del estator). Cuando se alimentan los polos del rotor con c.c. se produce
el acoplamiento.
A partir de este momento se le puede conectar la carga al motor.
Cuando el motor síncrono trabaja sobreexcitado, aparte de suministrarnos una
potencia mecánica nos corrige el factor de potencia de una instalación cuyo cos

9
MOTOR ASÍNCRONO
Principio de funcionamiento
En un generador eléctrico se produce una f.e.m. cuando se mueven conductores
eléctricos en el seno de un campo magnético. Pues bien, los motores funcionan con el
principio inverso.
Cuando un conductor está inmerso en el seno de un campo magnético y por él
hacemos circular una corriente eléctrica, aparecen unas fuerzas de carácter electromagnético
que tienden a desplazarlo.
En la siguiente figura se representa
el principio de funcionamiento de un
motor asíncrono de inducción.
En el interior del campo magnético
giratorio creado por el estator se sitúa un
conductor. El conductor es cortado por las
líneas del campo del estator en su despla-
zamiento. Por este motivo se induce una
f.e.m. en el conductor y circula una co-
rriente por el mismo cuando éste se en-
cuentra en cortocircuito. El sentido de la
corriente que circula por el conductor
puede determinarse por la regla de la mano
derecha(vistaanteriormente). La corriente
que circula por el conductor crea alrededor
del mismo un campo magnético circular
concéntrico, cuyas líneas de fuerza se
componen con las del campo del estator.
Las líneas del campo del estator se defor-
man, apareciendo alrededor del conductor
una zona con gran aumento de líneas y otra con disminución.
Las líneas del campo tien-
den a separarse y a recuperar su
forma primitiva por lo que ejercen
una fuerza sobre el conductor des-
plazándolo hacia la zona de menor
densidad de líneas. La fuerza que
actúa sobre el conductor tiende a
desplazarlo en el mismo sentido en
el que gira el campo del estator.
Para determinar el sentido
de la fuerza que actúa sobre un
conductor recorrido por una corriente y que se encuentre dentro de un campo magnético
puede aplicarse la regla de la mano izquierda como se puede apreciar en el dibujo.

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En la siguiente figura se representa el esquema de un motor elemental asíncrono
de inducción.
El bobinado del rotor se com-
pone de dos conductores montados
en dos ranuras y conectados en cor-
tocircuito. Al girar el campo del
estator se inducen corrientes en los
conductores del rotor. Por este moti-
vo aparecen fuerzas sobre los con-
ductores produciéndole al rotor un
movimiento de rotación de igual
sentido que el que tiene el campo del
estator. Estos motores reciben
el nombre de asíncronos debido a
que el rotor nunca puede alcanzar la velocidad de sincronismo del campo giratorio. Si
esto ocurriese, los conductores del rotor se encontrarían en una posición fija dentro del
campo del estator, es decir que las líneas del campo giratorio no cortarían a los
conductores del rotor, por lo que no se inducirían corrientes en los mismos ni
aparecerían fuerzas electromagnéticas que los desplazaran.
En la siguiente figura se representan los esquemas de un motor asíncrono bipolar
y tetrapolar.
En los motores monofásicos el campo giratorio que se forma en el estator no es
como en el motor trifásico o bifásico, un campo magnético giratorio sino pulsatorio, por
tener sólo una fase. En consecuencia necesita tener un devanado principal y a este
devanado auxiliar se le conecta en serie algún tipo de dispositivo como puede ser un
condensador, para que la corriente, que se produce en dicho bobinado auxiliar, esté
desfasada con respecto a la de la línea 90º, con lo que estaremos en un sistema bifásico
y así se formará un campo magnético giratorio y el rotor se moverá girando, en un
sentido o en otro.

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Cuando conectamos a la red el bobinado del estator de un motor asíncrono, el
campo magnético giratorio que se produce gira a la velocidad de sincronismo. Los
conductores del rotor se encuentran en ese instante en reposo. Las líneas del campo
giratorio cortan a los conductores del rotor a la máxima velocidad, induciendo en los
mismos elevadas tensiones. Por los conductores del rotor en cortocircuito circularán por
lo tanto elevadas intensidades en el instante del arranque.
Debido al efecto transformador, las corrientes que circulan por el estator se
elevan en la misma proporción, absorbiendo el motor de la línea una elevada intensidad
en el instante del arranque.
La intensidad de arranque de un motor asíncrono suele ser de 6 a 7 veces mayor
que la que consume el motor en funcionamiento normal.
Esta elevada intensidad consumida en el arranque produce calentamientos
excesivos en el bobinado del estator y elevadas caídas de tensión en la línea, lo cual
perjudica al normal funcionamiento de otros receptores conectados en la misma línea.
Para evitar los inconvenientes que se producen en el arranque directo de los
motores asincronos, se exige para motores de potencia superior a 0'75 Kw se adopte
algún sistema de arranque con el fin de reducir la intensidad absorbida por el motor en
ese instante.
ASPECTO CONSTRUCTIVO DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS
Los motores asíncronos, o motores de inducción, son las máquinas de impulsión
eléctrica más utilizadas pues son sencillos, robustos y su costo es relativamente económico,
al igual que su mantenimiento.
Desde el punto de vista constructivo, los motores asíncronos se dividen en dos tipos:
- Motor asíncrono, con rotor en corto circuito (jaula de ardilla).
- Motor asíncrono, con rotor bobinado y anillos rozantes.
Todo motor asíncrono está constituido por tres partes fundamentales que son:
- Conjunto estatórico
- Conjunto rotórico
- Entrehierro
Conjunto estatórico
El estator de los motores asín-
cronos es el mismo para los dos tipos
ya mencionados y está formado por las
siguientes partes:
Carcasa.- Tiene la misión, de
servir de soporte al núcleo magnético.
Seconstruyenormalmentedefundición
de hierro o acero fundido y puede ser
lisa o acanalada para aumentar la su-
perficie de disipación de calor, así
mismo en motores de mediana o gran

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potencia deben de estar diseñadas con ranuras de ventilación, para una mejor disipación del
calor.
Circuito Magnético.- Está formado por un conjunto de chapas magnéticas
troqueladas y aisladas entre sí por medio de barnices, con lo que se evita en parte las
pérdidas por corrientes de foucault y el calor que se produce debido a las mismas.
Placa de Bornas.- Sirve para conectar los
dos terminales de cada una de las bobinas del
devanado estatórico. Tanto el final como el princi-
pio del conjunto de bobinas que van conectados a
lasdiferentesfases(R,S,T),tienenunanomenclatu-
ra en los motores trifásicos que es la siguiente:
PRINCIPIOS DE LAS BOBINAS
U, V, W
FINALES DE LAS BOBINAS
X, Y, Z
Conjunto rotórico
En el rotor de los motores asíncronos, son diferentes según el tipo de motor ya
mencionado.
En los motores de jaula de ardilla, el
devanado del inducido se compone, al igual que el
estator, de un conjunto de chapas magnéticas
circulares troqueladas con una serie de ranuras,
donde su forma puede ser variable para evitar en lo
posible un par de arranque relativamente pequeño
y corrientes de arranque de gran intensidad, lo que
suele suceder en los motores asíncronos trifásicos
con rotor de barras redondas. Estas barras se
realizan de cobre, bronce o aluminio, colocadas o
fundidas directamente en las ranuras ya mencionadas del paquete de placas magnéticas y
cortocircuitadas en ambos extremos por sendos anillos terminales del mismo material. Para
que el rotor gire con menos ruido (zumbido electromagnético), las ranuras y las barras se
disponen ligeramente inclinadas respecto al eje del rotor formando hileras simples o dobles.
En los motores de rotor bobinado, el rotor lleva un devanado trifásico, de cobre o
aluminio, conectado en estrella por uno de los extremos y los otros van unidos a un anillo
cada uno, dando lugar a un colector de anillos. Sobre los anillos apoyan las escobillas para
sacar estos terminales al exterior y llevarlos a la placa de bornes. Este tipo de motores lo
veremos más adelante cuando estudiemos su arranque.

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Las aletas de los anillos terminales y el ventilador situado al final del eje, sirven para
forzar a través del motor el aire necesario para extraer el calor debido a las pérdidas.
El eje rueda sobre rodamientos a bolas, ocasionalmente sobre cojinetes a fricción.
Entrehierro
El espacio que se encuentra entre el paquete de placas magnéticas del estator y del
rotor se llama entrehierro y debe de ser relativamente estrecho, de 0,2 mm a 1 mm., porque
se precisan inducciones magnéticas de valores determinados, fijados de antemano.
CONEXIÓN DE UN MOTOR TRIFÁSICO ASÍNCRONO O DE INDUCCIÓN.
Los motores trifásicos, tanto de rotor en jaula de ardilla como de rotor bobinado,
llevan un devanado trifásico en su estator de forma que se puede conectar en estrella (figura
"a") o en triángulo (figura "b"), según la tensión de la red y la del propio motor.
En la placa de características del motor se indican las tensiones a que puede
funcionar. Vendrán dos valores, uno mayor que el otro. Por ejemplo:
380/220 V
Quiere decir que el valor mayor (380 V) corresponde siempre a la conexión estrella, ya que
VL =

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Interiormente las bobinas estarían conectadas según figuran en la siguiente figura,
para poder realizar las conexiones exteriores indicadas anteriormente.
En el caso de los motores trifásicos de rotor bobinado, la placa de conexión lleva
otros tres bornes (u, v, w), que corresponden a los extremos exteriores del devanado
inducido. En caso de cortocircuitar estos bornes, el motor se comportaría como uno de jaula
de ardilla.
Para invertir el sentido de giro en un motor trifásico de inducción, tanto de jaula de ardilla
como de rotor bobinado, es suficiente con cambiar dos fases cualesquiera entre sí, ya que
así invertimos el sentido de giro del campo giratorio y por tanto, el del rotor o inducido.

CAPÍTULO II
CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE C.A.

CAPÍTULO III
PRÁCTICAS DE MOTORES MONOFÁSICOS

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PRÁCTICAS DE TALLER
Número:
1
TEMA: MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
MOTORES ASÍNCRONOS MONOFA. DE C.A.
(FASE PARTIDA)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
Fecha de comienzo: ____/____/____ Número de horas: ____
Fecha de terminación: ____/____/____
Contesta por orden las siguientes cuestiones:
1.- Realiza un cuadro con los tipos de motores monofásicos que conoces.
2.- Realiza un esquema eléctrico del bobinado y conexión de un motor monofásico
de fase partida, indicando sus partes más importantes.
3.- Indica qué misión cumple el bobinado de arranque en este motor.
4.- ¿Qué podemos observar con un polímetro a la hora de la búsqueda de terminales
para la conexión?.
5.- Con la ayuda de un polímetro, ¿ de qué forma podemos comprobar el correcto
funcionamiento de un condensador electrolítico ?.
6.- Realiza un esquema (no olvides la protección ) y explica la forma de invertir el
sentido de giro en este motor.
7.- Conecta el motor y realiza el arranque, realiza también la inversión del sentido de
giro.
8.- Realiza medidas de intensidad en el momento del arranque y en funcionamiento
nominal en vacío. Anota las medidas realizadas.

19
MOTORES MONOFÁSICOS
Los motores monofásicos más empleados en la práctica son: Motores de fase partida,
motores con espira de sombra y motores de colector.
Existen cuatro tipos fundamentales de motores monofásicos de inducción de fase
partida:
a) Arranque por resistencias.
b) Arranque por condensador.
c) Con condensador permanente.
d) Con condensador de arranque y de régimen.
La denominación de fase partida se debe a que en ambos tipos se emplean dos bobina-
dos. Uno de ellos es el bobinado principal o de trabajo el cual se encuentra permanentemente
conectado. El otro bobinado se denomina auxiliar o de arranque y sólo se conecta en el
instante del arranque. El empleo de este bobinado auxiliar es necesario para obtener un
campo magnético giratorio que posibilite el arranque del motor.
a) Arranque por resistencias.
El bobinado de arranque y de traba-
jo en este motor se montan en el estator
desplazados 900
eléctricos.
El bobinado auxiliar está calculado
para trabajar de forma intermitente, sólo
durante el arranque. Cuando el rotor alcan-
za una velocidad aproximada del 75% de
la velocidad nominal, un interruptor
centrífugo conectado en serie con este
bobinado, lo desconecta.
Lo anterior también se puede
conseguir por medio de un relé de arran-
que, que no es más que un relé de inten-
sidad que actúa en el momento del arran-
que, debido a la elevada intensidad conec-
tando el bobinado de arranque y que una
vez arrancado el motor disminuye desacti-
vando el relé y desconectando el bobinado
de arranque y dejando sólo el devanado de
trabajo en funcionamiento.

20
Los bobinados auxiliar y principal se conectan en paralelo y el interruptor centrífugo
o el relé de arranque se coloca en serie con el bobinado auxiliar.
En este tipo de motores el bobinado principal se construye con gran número de
espiras de hilo de gran sección. Al emplear una gran sección la resistencia óhmica del
bobinado es pequeña. La reactancia Xlp de este bobinado es elevada, ya que al tener gran
número de espiras el coeficiente de autoinducción L aumenta lo que hace que XL=L

21
El condensador se puede calcular por medio de la siguiente formula:
P * 3,18 * 106
C = --------------
V2
* cos

22
El par de arranque de este motor no es muy elevado, pero el rendimiento es elevado,
lo que hace que se utilice en ventiladores y algunos electrodomésticos como máquinas de
lavar.
Ejemplo: Conexión en Placa de Bornes de un Motor Monofásico con Condensador
Permanente y la colocación de las placas en caso de cambio de sentido
.
d) Con condensador de arranque y de régimen.
Para aumentar el par de arranque en el motor
anterior se aumenta la capacidad total añadiendo durante
el arranque un condensador de arranque CA ( valores
empíricos: CA = 3 * CR ), es decir, el condensador de
arranque será igual a tres veces el de régimen. Este
condensador de arranque CA se desconecta cuando el
motor ya está en marcha, para que el motor no se caliente.
Este motor tiene buen par de arranque y buen
rendimiento, empleándose en máquinas que arrancan con
carga como algunos aparatos de aire acondicionado.

23
Número:
2
MOTORES ASÍNCRONOS MONOFÁ. DE C.A.
(ESPIRA EN C.C.)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Dibuja el esquema de este motor e indica basándote en él, sus principios de
funcionamiento.
2.- Según el esquema que realizaste en el punto anterior, indica en qué sentido girará
el motor.
3.- ¿ Cómo se podría invertir el sentido de giro?.
4.- Realiza el arranque de este motor.
5.- Realiza la inversión del sentido de giro.

24
MOTORES MONOFÁSICOS DE POLO PARTIDO CON ESPIRA DE
SOMBRA.
Los motores monofásicos de polo partido, son motores de inducción con rotor en corto
circuito y por lo tanto asíncronos.
Sólo se construyen para pequeñas potencias, hasta 1/4 C.V. pero son muy empleados
en la práctica.
En estos motores no se emplean interruptores centrífugos, condensadores, bobinados
de arranque, colectores, escobillas etc. por lo que resultan muy sencillos y no suelen ser
propensos a las averías.
El giro de estos motores se efectúa desde la zona del polo principal hacia la zona del
polo partido.
Para poder efectuar un cambio de giro habrá que desmontar el motor e invertir la po-
sición del estator con un giro de 1800
.

25
Características
Ventajas.
Son motores muy simples por lo que sufren pocas
averías.
- Son de reducido tamaño y peso, teniendo un funcio-
namiento silencioso.
- La corriente que absorben cuando están conectados
y se bloquea el rotor es reducida, por lo que pueden pararse
durante breves instantes sin producirse daños en el bobinado.
- Su velocidad puede regularse dentro de ciertos
márgenes, variando la tensión de alimentación.
Inconvenientes.
Tienen un par de arranque muy reducido y un bajo rendimiento. Esto obliga a arran-
carlos en vacío o con pequeñas cargas, no pudiendo accionar grandes cargas en
funcionamiento normal.
Para cambiar el sentido de giro, habrá que desmontar el motor y variando la posición
del estator 180º.
Aplicaciones
Las aplicaciones de este tipo de motores están en función de sus características de
funcionamiento. Es por esto por lo que se emplean generalmente en : Motores de tocadiscos,
proyectores, ventiladores, pequeños extractores de aire etc.

26
Número:
3
MOTOR UNIVERSAL
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Realiza el esquema eléctrico de este motor.
2.- ¿ A qué motor de corriente continua corresponde el esquema anterior?.
3.- Conectado, ¿ a qué corriente tendría mejor rendimiento?.
4.- ¿ Cómo realizarías el cambio de sentido de giro ?.
5.- Calcula un reostato para variar la velocidad en un 30 por ciento.
6.- Conecta prácticamente el motor.
7.- Mide la intensidad en el arranque y en marcha.
8.- Realiza el cambio del sentido de giro.
9.- Conecta el reostato y realiza una variación de velocidad.
10.- Realiza tres medidas de velocidad variando el reostato.
11.- Realiza una tabla con las diferentes magnitudes leídas.
12.- Indica qué mantenimiento tiene este motor.
13.- ¿Qué indican las letras que lleva el motor en los bornes?.

27
MOTORES MONOFÁSICOS DE COLECTOR O MOTOR UNIVERSAL
Estos motores reciben el nombre de motores universales ya que pueden ser
alimentados con c. continua o alterna.
Sus características constructivas
son idénticas a las del motor serie de c.
continua, con la diferencia de que en
este caso el circuito magnético ha de
construirse con planchas de hierro. Esto
se debe a la necesidad de reducir al
máximo las corrientes parásitas que se
inducen en el núcleo debido a la c. alter-
na de excitación.
El motor universal consta de dos
bobinados, uno bobinado inductor que
es el que se encuentra en el estator y otro
el bobinado inducido que es el que se
encuentra en el rotor. Estos dos bobina-
dos van conectados en serie
Para invertir el sentido de giro deben invertir-
se las conexiones de un bobinado solamente, es
decir las conexiones del bobinado inductor del esta-
tor o las del bobinado del rotor que es donde se
suele hacer.
Estos motores son más costosos y compli-
cados que los de inducción con rotor en corto cir-
cuito, ya que su rotor es bobinado y existe conexión
eléctrica entre el circuito del estator y el del rotor a
través de las escobillas y colector.
Por la necesidad de emplear el colector y las
escobillas, requieren un mayor mantenimiento.
Tienen un gran par de arranque ya que en ese instante, tanto la I como el flujo son
elevados, y estos valores son directamente proporcionales al par de arranque.
Su velocidad no depende de la frecuencia de alimentación ni del nº de polos como en
los demás motores de corriente alterna, sino que la velocidad del rotor varía en sentido
inverso con la carga, pudiendo llegar a embalarse cuando funciona en vacío.
El motor universal no corre el peligro de embalarse de forma peligrosa debido a que
por ser de pequeñas dimensiones, la potencia correspondiente a las pérdidas mecánicas
(rozamiento, cojinetes, etc.), representan un elevado porcentaje. No obstante, cuando
funcionan en vacío, el rotor puede llegar a alcanzar una velocidad muy grande, hasta de
20.000 r.p.m., que no es peligrosa en este tipo de motor.
La velocidad se puede regular de las dos maneras siguientes:
1) Variando la tensión Vb existente estre los extremos del circuito eléctrico en que se
encuentra el bobinado inducido. La velocidad del rotor varía en razón directa con la
tensión Vb.
La variación de la tensión, puede realizarse empleando un transformador con varias

28
tomas o bien un reostato colocado en serie a fin de originar una caída de tensión.
2) Variando el flujo inductor, para lo que es suficiente regular la intensidad de la
corriente de excitación que recorre las bobinas polares principales, ya que la
intensidad es directamente proporcional con el flujo. La velocidad del rotor, en este
caso, varía en razón inversa con la variación del flujo inductor

29
Número:
4
MOTORES ASÍNCRONOS MONOFÁ. DE C.A.
(MÁQUINA DE LAVAR)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Realiza un esquema completo de el motor de dos velocidades que nos encontramos
normalmente en una lavadora, explicando su funcionamiento.
2.- Indica cómo podemos realizar en la velocidad lenta el cambio del sentido de giro.
3.- ¿A qué se debe el que nos podemos encontrar cinco o seis cables en dicho motor?.
4.- Indica cómo realizas la localización de terminales.
5.- Realiza la práctica en este motor arrancándolo en la velocidad lenta.
6.- Mide la intensidad en el momento del arranque y trabajando a la velocidad
nominal.
7.-Con la ayuda de un tacómetro mide las revoluciones por minuto a que está girando
el motor.
8.- Realiza la práctica arrancando el motor en la velocidad lenta y cambiándole el
sentido de giro, por medio de un conmutador.
9.-Mide laintensidad en elmomento del arranque y trabajando a la velocidad nominal.
10.- Con la ayuda de un tacómetro mide las revoluciones por minuto a que está
girando el motor.
11.- Realiza un cuadro con las distintas magnitudes tomadas en los puntos 6,7,9,10
más las resistencias internas de los bobinados.
12.- Sabiendo las revoluciones del motor, determina el nº de polos.

30
MOTORES PARA MÁQUINAS DE LAVAR
Este tipo de motores suelen llevar dos bobinados independientes, uno trifásico que
será el que haga el lavado, es decir que trabaje más lento y haga las inversiones, (para poderlo
conectar a una línea monofásica se colocará un condensador) y el otro bobinado es un
monofásico con pocos polos para que sea de una velocidad rápida ya que es el que se emplea
para el centrifugado. El condensador que se emplea suele ser el mismo que el del bobinado
trifásico.
Hay casos en los cuales el bobinado trifásico y el monofásico están unidos en el
interior. En este caso los cables que saldrían al exterior no serían cinco, sino seis.

CAPÍTULO IV
PRÁCTICAS DE ARRANQUE DE MOTORES
TRIFÁSICOS

32
Número:
5
MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS DE C.A.
FUNCIONANDO COMO MONOFÁSICOS
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- ¿Por quién fue ideada esta conexión?.
2.- Realiza un esquema de los diferentes tipos de conexión empleadas, indicando
cuándo utilizaremos una u otra.
3.- ¿Cómo podemos invertir el sentido de giro en las distintas conexiones indicadas
anteriormente?.
4.- Forma de calcular el condensador, indicando las distintas magnitudes en que se
expresa.
5.- Indica cómo actuarías a la hora de obtener una capacidad determinada,
encontrándote en posesión de varios condensadores y ninguno de la capacidad deseada.
6.- Realiza la práctica conectando el motor a una red monofásica en la menor tensión.
7.- Realiza medidas de intensidad en el arranque y en funcionamiento normal.
8.- Conecta el motor a una red monofásica a la tensión mayor posible.
9.- Realiza medidas igual que en el punto 7.
10.- Realiza una tabla con las magnitudes tomadas anteriormente.

33
EMPLEO DEL MOTOR TRIFÁSICO NORMAL COMO
M. MONOFÁSICO.
El motor monofásico casi no se utiliza a no ser en potencias muy pequeñas para uso
doméstico.
Para obtener un par de arranque Pa
= 0,7 Pn la experiencia demuestra que es
preciso utilizar, aproximadamente 1 Kva.
reactivo por C.V. de potencia útil Pn sobre
el árbol del motor.
Un motor trifásico normal puede
hacerse funcionar como motor monofási-
co de corriente alterna mediante el empleo
de un condensador convenientemente
dispuesto.
Las diferentes conexiones de fases
de un motor trifásico asíncrono normal, para hacerlo funcionar en un sistema monofásico
mediante una capacidad permanente (que no debe confundirse con la capacidad utilizada para
el arranque) fueron ideadas por Steinmets.
Conexión a la menor tensión. Conexión a la mayor tensión.

34
Mediante alguna de las conexiones Steinmets, la potencia sobre el árbol Pm. que se
obtiene (para igual calentamiento que se obtiene como trifásico) es igual al 75% de la poten-
cia nominal Pn. del motor funcionando también en trifásico y en condiciones normales, es
decir.
Pm = 0,75 Pn
El valor de la capacidad del condensador permanente C, que debe conectarse entre los
bornes R-T del motor, queriendo obtener un par de arranque del orden de Pn/2 viene de-
terminado por la fórmula.
220 50
C = 50*P (-----)2
-----
U f
C = Capacidad del condensador expresada en micro faradios
P = Potencia del motor en C.V.
U = Tensión a la que debe conectarse el motor expresada en voltios
f = Frecuencia de la red.
El par de arranque es muy reducido, para aumentarlo, se conecta un condensador de
arranque en paralelo con el otro, cuyo valor es dos veces el permanente.
La capacidad permanente C también se puede obtener en función de la tensión y la
potencia útil del motor trifásico a utilizar, aplicando la siguiente gráfica.

35
Número:
6
INVERSIÓN DEL SENTIDO DE GIRO
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- ¿Qué ocurre si invertimos las tres fases que alimentan al motor?.
2.- ¿Qué ocurre si no aplicamos algún tipo de enclavamiento, como medida de
seguridad?.
3.- ¿Dónde podemos proteger al motor contra sobre intensidades?.
4.- Realiza el esquema de mando, para hacer una inversión del sentido de giro en un
motor existente en el taller, teniendo en cuenta la siguiente condición:l pararlo para después
poder invertir el sentido.
5.- Realiza la práctica conectando el motor a una red trifásica.
6.- Realiza medidas de intensidad en el arranque y en funcionamiento normal.

36
INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO
Para conseguir invertir el sentido de giro de un motor es necesario invertir también
el sentido del campo giratorio. Esto se consigue invirtiendo la conexión de dos de las fases
del motor. Esta maniobra se realiza normalmente utilizando automatismos a base de
contactores. Un punto importante a tener en cuenta, es que los contactores que realizan la
maniobra, no puedan entrar nunca al mismo tiempo, ya que ésto produciría un corto circuito,
por ese motivo deberemos realizar algún tipo de enclavamiento, el eléctrico o el mecánico,
y mejor si fueran los dos.
El esquema de fuerza del circuito de inversión de giro podría quedar tal como se
indica a continuación.

37
Número:
7
(ARRANQUE ESTR. TRIÁNGULO)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Indica para qué realizamos esta maniobra.
2.- Realiza el esquema de fuerza y el de mando, para realizar esta maniobra de forma
automática con contactores.
3.- Haz una lista del material que necesitas para la realización de la práctica.
4.- Realiza la práctica utilizando los módulos de conexión rápida.
5.- Toma medidas de intensidad en la conexión estrella y en triángulo.
6.- Realiza una tabla con las medidas obtenidas en el punto anterior.

38
ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO
En el arranque directo la corriente
de arranque suele ser de 5 a 7 veces la
nominal, y el par de arranque aproxima-
damente el doble del par nominal.
La elevada corriente de arranque
puede provocar una importante caída de
tensión.
El arranque estrella-triángulo se
aplica cuando el motor está proyectado
para funcionar normalmenteen triángulo.
Elarrancadordeestrella-triángulo,
consta esencialmente de un sistema en el
cual, el devanado del estator se conecta
primero en estrella y después, al cabo de
unos segundos, en triángulo. En la cone-
xión en estrella si la tensión compuesta o
entre fases de la línea de alimentación es
U, cada devanado se encontrará sometida
a una tensión U/1,73 y en la conexión en
triángulo, a una tensión U.
La intensidad de la corriente de
arranque del motor de rotor en jaula de
ardilla conectado en estrella vale sólo un
tercio de la que consume conectado en
triángulo. De esta forma, se consigue que
la corriente de arranque sea solamente de
2 a 3 veces el valor de la corriente nominal.
El par motor de arranque se reduce en la misma proporción en que se reduce su
potencia. La potencia que absorbe el motor cuando está en estrella es prácticamente tres veces
menor que la absorbida en su montaje en triángulo.
Montaje en Estrella
U u U
u = ----- i = ----- = -------- ; i = I

39
Montaje en Triángulo
U

40
Número:
8
(ARRANQUE R.ESTATÓRICAS)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- ¿Con qué motivo utilizamos este arranque?.
2.- Generalmente el arranque más empleado es el estrella-triángulo; pero, ¿dónde y por
qué se suele emplear este tipo de arranque?.
3.- Realiza un esquema de fuerza para el arranque de este motor en dos escalones.
4.- Diseña el esquema de mando para realizar el automatismo en el arranque por
resistencias estatóricas.
5.- Haz una relación del material necesario para la realización de la práctica.
6.- Realiza la práctica para arrancar el motor con dos escalones.
7.- Toma medidas de la intensidad durante el arranque y girando a la velocidad nominal.
Observa que no haya pico de intensidad.
8.- Realiza el arranque de forma directa, sin resistencias. Mide la intensidad en el arranque
y en funcionamiento.
9.- Compara las intensidades de arranque leídas en los puntos 7 y 8.

41
ARRANQUE POR RESISTENCIAS ESTATÓRICAS.
Este procedimiento de arranque
consiste en intercalar, durante el período de
arranque, unas resistencias en serie entre la
línea y el estátor del motor. Se obtendrá una
reducción de la tensión en el devanado del
estator al arrancar. La corriente de arranque
se reducirá proporcionalmente a la tensión,
y el par de arranque, proporcional al cuadra-
do de la tensión.
Las resistencias óhmicas de arranque
tienen el inconveniente de que provocan
pérdidas de energía, hecho muy poco
económico en caso de que se haya de arran-
car frecuentemente. Si en lugar de las resis-
tenciasóhmicasconectamosreactancias(bo-
binas reactivas) las pérdidas serán menores
aunque el factor de potencia cos

42
Número:
9
(ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- ¿Con qué motivo utilizamos este arranque?.
2.- Generalmente el arranque más empleado es el estrella triángulo, pero, ¿en qué motores
se emplea principalmente este tipo de arranque?.
3.- Realiza un esquema de fuerza para el arranque de este motor en dos escalones.
4.- Realiza el esquema de mando para realizar el automatismo en el arranque por
autotransformador.
6.- Realiza la práctica.
7.- Toma medidas de la intensidad durante el arranque y girando a la velocidad nominal.
Observa que no haya pico de intensidad.
8.- Realiza el arranque de forma directa, sin autotransformador. Mide la intensidad en el
arranque y en funcionamiento.

43
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR.
Este sistema de arranque consiste en
alimentar el motor a una tensión reducida, a
través de un autotransformador, de forma que
las sucesivas tensiones aplicadas en bornes del
motor tengan un valor creciente durante el
período de arranque, hasta alcanzar el valor de
la tensión nominal de línea, obteniéndose de
esta forma una reducción de la corriente de
arranque y del par motor, en la misma propor-
ción, la cual será proporcional al cuadrado de
la tensión.
Estemétododearranqueprácticamente
no produce pérdidas si despreciamos las
escasas pérdidas del transformador.
Por lo general losautotransformadores
se equipan con tomas para el 55%, 65% y 80%
de la tensión de línea. El número de puntos de
arranque depende de la potencia del motor y
de las características de la máquina accionada.
La característica más interesante de
este sistema de arranque es la reducción de la
corriente de arranque, aunque debe tenerse en
cuenta también la reducción del par de arran-
que, ya que éste debe resultar suficiente para acelerar la máquina accionada, hasta la velocidad
normal.
Las ventajas es la de poder elegir el valor del par de arranque. Reducción, en la misma
proporción, del par y de la corriente de arranque, también el poder arrancar en 2 ó 3 tiempos, así
como el pasar de uno a otro sin cortes en el arranque.
Los inconvenientes es el ser demasiado caro para potencias inferiores a unos 100 Kw.
El campo de aplicaciones, son en aquellos casos en que debe limitarse la punta de
corriente de arranque, conservando un par de arranque aceptable:
- Compresores rotativos y de pistón.
- Ventiladores
- Bombas
Las precauciones en los casos de
arranque en 3 tiempos, el autotransfor-
mador debe estar calculado para que el
paso sobre la bobina de autoinducción
no provoque un par de frenado. El cons-
tructor del autotransformador debe estar
informado de este detalle.

44
Número:
10
(ARRANCADORES ESTÁTICOS)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- ¿ En qué consiste este arranque ?.
2.- Indica dos casos prácticos en los que se justifique su utilización.
3.- Dibuja un esquema en el que se represente un arrancador estático.
4.- Enumera algunas ventajas derivadas de la utilización de este arrancador.
6.- Realiza la práctica con el arrancador existente en el taller.
7.- Toma medidas de la intensidad durante el arranque variando el tiempo que genera la
rampa y girando a la velocidad nominal. Observa que no haya pico de intensidad.
8.- Realiza el arranque de forma directa, sin arrancador. Mide la intensidad en el arranque
y en funcionamiento.

45
ARRANCADORES ESTÁTICOS.
El arrancador estático consiste básicamente en un convertidor estático, alterna-alterna,
generalmente transistores, que permiten el arranque de motores de c.a. con aplicación progresiva
de tensión con la consiguiente limitación de corriente y par de arranque.
El arrancador estático puede divi-
dirse en dos partes bien concretas y definidas
como son el circuito de potencia, tiristores y
el circuito de maniobra y regulación de los
tiristores.
Al poner en servicio el equipo, los
tiristores dejan pasarlacorriente que alimen-
ta al motor de acuerdo con la programación
realizada sobre el circuito de maniobra, que
irá progresivamente aumentando hasta al-
canzar los valores nominales de la tensión de
servicio.
La posibilidad de arranque progresi-
vo también puede darse durante la fase de
parada, de manera que se vaya reduciendo la
tensión a un 60% aproximadamente del
valor nominal, y en ese momento hace el
paro.
El paro regulado permite en máqui-
nas concretas como son las bombas en gene-
ral, reducir el golpe de ariete que se produce
en el caso de hacer un paro brusco.
Generalmente el arranque de un motor con arrancador estático no se inicia desde cero,
sino que se parte de un valor mínimo de aproximadamente el 33% del valor nominal o de otro
mayor, según el tipo de motor y el arranque de que se trate.
Ventajas.
- No tiene elementos móviles, ni contactos, como en el caso del contactor.
- Permite arranques suaves, sin transiciones o saltos.
- Limitación de la corriente de arranque.
- Posibilidad de ajustar en tiempo la rampa de aceleración del motor.
- Ahorra energía cuando el motor funcionaparcialmente cargado, con acción directa sobre
el factor de potencia ( cos

46
COMPARACIÓN ENTRE LOS DIVERSOS SISTEMAS DE ARRANQUE
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA ASÍNCRONOS DE INDUCCIÓN
MOTORES DE JAULA M. DE ANILLO
Arranque
directo
Estrella-
triángulo
Resistencias
estatóricas
Auto –
transformador
Arrancador
estático
Arranque
retórico
% de In en el
arranque
100% 33% 58-70% 30-42 ó 64% 80% 65%
Corriente inicial
de arranque
6 In 1.65 In 3 – 3.5 In 1.5 -2.1 ó 3.2 In 3.25 In Variable-4.5 In
% de tensión de
arranque inicial
100% UI UI/ 3. 58,52,47 UI 65,55% UI 33% UI 58,52,47
Par inicial de
arranque
0,6 a 1,5 Cn 0,2 a 0,5 Cn 0,6 a 0,85 Cn 0,4 a 0,85 Cn Variable < 2,5 Cn
Escalones de
arranque
1 2 3 ó 2 4,3 ó 2 Progresivo 4,3 ó 2
Nº de hilos del
motor
3 6 3 3 3 6
Corte de
corriente al
arrancar
No Si No No No No
Duración media
del arranque
2 a 3 seg. 3 a 7 seg. 7 a 12 seg. 7 a 12 seg. 0,5 a 60 seg.
3 tiemp. 2,5 s
4y5 tiemp. 5s
Motor de jaula económico y robusto
Ventajas -Arrancador
simple.
-Par de arranque.
-Arrancador
relativamente
barato.
-Buena relación
par/intensidad.
-Posibilidad de
regulación de los
valores de
Arranque.
-No Hay corte de
la alimentación
durante el
arranque.
-Solo se lleva al
motor 3 cables.
-Buena relación
par/intensidad
-Posibilidad de
regulación de
valores de
arranque.
-No hay corte de la
alimentación
durante el
arranque.
-No tiene
elementos
móviles.
-Arranque suave
progresivo.
-Ahorra energía.
-Mejora el
rendimiento del
motor.
-Muy buena
relación
par/intensidad.
-Posibilidad de
regulación de los
valores de
arranque.
-No hay corte de la
alimentación
durante el
arranque.
Inconvenientes
-Punta de
intensidad muy
importante.
-No permite el
arranque lento y
progresivo.
-Asegúrese de que
la red admite In.
-Par pequeño.
-No hay posibilidad
de reg…
-Corte de
alimentación en el
arranque.
-Motor bobinado
en triángulo para
Un.
-Necesita
resistencias.
-Pérdidas de
energía en las
resistencias.
-Necesita un
autotransformador
(caro)
-Caro
-Motor de anillos
más costoso.
-Necesita
resistencias.
Aplicaciones
-Pequeñas
máquinas
arrancando a
plena carga
(motores de
menos de 1 C.V.)
-Máquinas
arrancando en
vacío.
Ventiladores y
bombas
centrifugas de
pequeña potencia.
-Pozos.
-Máquinas de
fuerte inercia sin
problemas
particulares de par
y de intensidad de
arranque.
-M. de fuerte
potencia o de
fuerte inercia en
los casos donde la
reducción de la
punta de I. Es un
criterio importante.
-Bombas, ej.
Pozos.
-Cintas
transportadoras.
-Escaleras y
rampas mecánicas
-Máquinas de
arranque en carga,
de arranque
progresivo. Etc.

47
Número:
11
DE ROTOR BOBINADO
(ARR. RESISTENCIAS ROTÓRICAS)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Indica las características más importantes de estos motores.
2.- Realiza el esquema de fuerza para el arranque de este motor.
3.- Realiza el esquema de mando para su automatización.
4.- Confecciona una lista de material para la realización de esta práctica.
5.-Realiza el arranque de forma práctica.
6.- Realiza medidas de la intensidad en el arranque y en funcionamiento normal.
7.- Indica el mantenimiento preventivo que se podría realizar en esta máquina.

48
MOTOR TRIFÁSICO CON ROTOR BOBINADO Y ARRANQUE POR
RESISTENCIAS ROTÓRICAS.
En este tipo de motores es posible el variar la resistencia del rotor conectando resistencias
adicionales.
Este motor se diferencia del de jaula de ardilla en el rotor. El devanado del rotor es en
general trifásico, pero también se pueden construir bifásicos con lo que se ahorra una de las resis-
tencias de arranque.
El devanado del rotor presenta un gran número de espiras y la sección de sus conductores
pequeña. Por lo tanto, la resistencia óhmica del devanado de un motor con rotor bobinado y
anillos rozantes será mucho mayor que la del de rotor en jaula de ardilla.
El devanado trifásico suele conectarse en
estrella. En el interior del rotor se conectan los ter-
minales finales del devanado según el circuito co-
rrespondiente. Solamente los principios de los
devanados K, L y M y en su caso el punto neutro
Q se sacan al exterior a través de los anillos rozan-
tes.
El funcionamiento de la máquina es inde-
pendiente de que al devanado del rotor sea bi o
trifásico.
Lo único importante es que el rotor presente el mismo número de polos que el estator,
pues en caso contrario no aparecería par alguno.
Para evitar el desgaste de escobillas hay algunos motores que tienen un sistema para
levantar las escobillas y de cortocircuitar las bobinas.
El motor de rotor bobina-
do y anillos rozantes presenta el
mismo comportamiento de régi-
men que el de rotor en jaula de
ardilla.
El par de arranque es
aproximadamente una vez y me-
dia mayor que el par nominal y la
corriente de arranque, 6 veces
más intensa que la nominal.
Si se conectan resistores
en el circuito del rotor el punto
de par máximo se desplazará
hacia menores frecuencias de gi-
ro. Cuanto mayor sea la resisten-
cia, mayor será este desplaza-
miento.

49
El par de arranque también aumentará, puesto que el desfase entre la corriente del rotor
y la tensión se hará menor.
Pero lo más importante es que la intensidad de corriente de arranque será también mucho
menor.
En este motor deberá vigilarse que la conmutación de un valor al siguiente no se efectúe
demasiado pronto, pues entonces la corriente consumida tomaría intensidades excesivas. En la
práctica debería conmutarse sólo cuando ya se haya alcanzado una frecuencia de giro constante.
Las resistencias de arranque no suelen estar dimensionadas para el régimen permanente.
Si no se conmuta a su debido tiempo podrían calentarse excesivamente.
En conclusión la corriente de arranque será reducida y el par de arranque, relativamente
elevado.

CAPÍTULO V
PRÁCTICAS DE FRENADO DE MOTORES

51
Número:
12
(FRENADO ELECTROMECÁNICO)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Indica en qué se basa este tipo de frenado en un motor.
2.- Realiza un estudio práctico del frenado electromecánico en el motor que se
encuentra en el taller, marcando y observando las precauciones necesarias para su correcto
montaje.
3.- Realiza un estudio para la puesta en marcha y la posterior observación del frenado
por electromecánica.
4.- ¿Qué ocurre si intentas arrancar el motor sin darle tensión al electroimán del
freno?. ¿Por qué?.

52
FRENADO ELECTROMECÁNICO.
Consiste en una rueda o disco metálico cuyo eje coincide con el del motor que se ha
de frenar y sobre el cual funcionan una o dos zapatas metálicas, recubiertas de fieltro o
amianto en su parte interior, con el objeto de conseguir una buena fricción, sin resbalamiento
sobre las ruedas del freno: las dos zapatas están sometidas a la tensión mecánica del freno.
El accionamiento del freno se realiza mediante un electroimán de corriente continua
o alterna, cuya armadura es mecánicamente solidaria con las zapatas del freno.
El frenado es mecánico por la
acción de los muelles y el desenganche es
eléctrico por medio del electroimán.
Inconvenientes
El motor queda bloqueado cuando
está parado
Este freno resulta brusco, no sien-
do adecuado en algunos casos su utiliza-
ción.
Ventajas
Este sistema de frenado es válido
para uno o dos sentidos de giro.
Campo de aplicación:
En motores que deben de estar
frenados cuando no se alimentan con
tensión, es decir, cuando están parados:
Aparatos elevadores, mesas de rayos X,
etc.

53
Número:
13
(FRENADO POR C.C.)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Indica en qué se basa este tipo de frenado en un motor.
2.- Realiza un esquema de fuerza para el frenado por corriente continua de un motor
trifásico.
3.- ¿Qué misión tiene la resistencia variable que has colocado en serie con el
rectificador?.
4.- Diseña el circuito de mando para realizar el montaje de la práctica.
5.- Haz una relación del material necesario para la correcta realización de la práctica.
6.- Realiza la práctica comprobando anteriormente por cálculo y posteriormente con
un amperímetro que la resistencia variable soporta la intensidad consumida.
7.- Regula el valor de la resistencia y observa lo que ocurre en el frenado.

54
FRENADO POR CORRIENTE CONTINUA.
El sistema de frenado por inyección de corriente continua consiste en separar el motor
de la red y conectar inmediatamente dos bornes del estator a una fuente de corriente continua
reducida y variable, según interese, dependiendo de la carga.
El valor de la corriente de frenado está comprendida entre 1,3 y 1,8 veces el valor de
la corriente nominal del motor.
Inconvenientes
Resulta más costoso que los demás sistemas de frenado
Ventajas
Sobre el sistema de frenado por contracorriente, puede parar y frenar el motor y no
debe tomarse ninguna precaución para impedir la inversión de marcha de la máquina.
Campo de aplicación
El frenado de motores de corriente alterna de tiempo limitado.
En cintas transportadoras mientras se realiza una operación.

55
Número:
14
(FRENADO POR CONTRACORRIENTE)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- ¿Indica en qué se basa este tipo de frenado en un motor?.
2.- Realiza un esquema de fuerza para el frenado por contracorriente en un motor
trifásico.
3.- Diseña el circuito de mando para realizar el montaje de la práctica.
4.- Haz una relación del material necesario para la correcta relación de la práctica.
5.- Realiza la Práctica.
6.- Regula el valor del temporizador y observa lo que ocurre en el frenado.

56
FRENADO POR CONTRACORRIENTE.
Para que la corriente de frenado resulte menos elevada se han de intercalar en serie
resistencias que retardarán algún tiempo el frenado, pero reducirán la corriente absorbida.
Este sistema resulta más suave que el de frenado por electroimán.

CAPÍTULO VI
PRÁCTICAS DE VARIACIÓN DE VELOCIDAD EN
LOS MOTORES

58
Número:
15
(CONEXIÓN ESTRELLA-DOBLE ESTRELLA)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Este motor junto con el Dahlander, ¿dónde se suelen utilizar y por qué se
caracterizan?.
2.- ¿En cuál de las dos conexiones se consigue la menor velocidad?.
4.- Realiza el esquema de mando para el arranque de este motor según el esquema
realizado en el punto anterior.
5.- Haz una relación del material necesario para realizar el montaje.
7.- Mide la tensión en las dos partes que forman el bobinado de cada fase, en la
conexión estrella y luego en la conexión doble estrella.
8.- Haz un esquema del bobinado del motor en las dos conexiones realizadas en el
punto anterior y anota en ella las tensiones leídas. Comenta estos resultados.
9.- Toma lecturas de la intensidad en el arranque y en funcionamiento nominal en las
dos conexiones posibles.
10.- Con ayuda de un tacómetro mide las revoluciones de las dos conexiones, e indica
cual de las dos gira a menos velocidad.
11.- Realiza una tabla con las diferentes medidas realizadas.

59
MOTORESDEVARIASVELOCIDADES,(REGULADORESDEVELOCIDAD).
El principal inconveniente de los motores de C.A. asíncronos de inducción frente a
los de C.C. es la posibilidad de variar la velocidad. Esto se consigue gracias a uno de estos
métodos:
a) Devanados independientes.
b) Conmutación de polos
- Conexión "estrella - doble estrella".
-ConexiónDalhander "triángulo-dobleestrella"(triángulo-estrella triángulo).
c) Variación de frecuencia. ( reguladores electrónicos de velocidad).
Esto es lógico y lo podemos confirmar observando la fórmula que nos da la velocidad
de un motor asíncrono de corriente alterna.
n, número de revoluciones por
60 f minuto.
n = ------= r p m. f, frecuencia de la red.
p p, números de pares de polos.
a) Devanados independientes,
Este motor consta de dos o más devanados separados,( pero dentro de una misma carcasa),
correspondiendo una polaridad a cada uno.
Este motor tiene sobre los de conmutación de polos la ventaja de que la velocidad lenta
puede ser la mitad o no que la rápida.
Un ejemplo de un motor de este tipo es el de las lavadoras, en el cual en una misma
carcasa se encuentran dos devanados totalmente independientes y que además no giran al doble
o mitad de velocidad uno que otro ( por ej.
en algunos velocidad lenta 500 rpm. p=6, v.
rápida 3000 rpm. p=1.
Estos motores suelen venir conec-
tados en estrella interiormente, pero no
siempre.
Un esquema de este motor lo pode-
mos ver en la siguiente figura:

60
b) Conmutación de polos
- Conexión "estrella - doble estrella".
Este tipo de motor consta de un solo devanado, con puntos intermedios en cada fase y las
diferentes velocidades se consiguen según la conexión, y el número de polos generados.
Con la conexión " estrella " se consigue la menor velocidad. Con la conexión doble
estrella se consigue la menor velocidad.
Un defecto o inconveniente de este
motor es que las fases quedan sometidas a
diferentes tensiones en cada conexión como
se puede ver en la figura:
Esta diferencia de tensión hace que el
devanado absorba intensidades diferentes en
ambas conexiones.
Este tipo de motor no es muy uti-
lizado.
- Conexión Dalhander.
Este motor es una variación de la conexión "estrella - doble estrella", pero la tensión que
soporta cada media fase varía muy poco de una conexión a la otra.
La velocidad lenta corresponde a la
conexión triángulo(

61
En el dibujo adjunto, se puede obser-
var las dos conexiones que se realizan en el
motor, para conseguir las dos velocidades.
c) Convertidor de frecuencia. ( reguladores
electrónicos de velocidad).
Solamente variando la frecuencia de
alimentación al motor, se consigue variar la
velocidad.
El variar la frecuencia de la red significa para el motor, un cambio sustancial de las
condiciones eléctricas del motor, lo que obliga a un reajuste de otros parámetros como lo es
principalmente la tensión.
Los variadores de velocidad son aparatos electrónicos cuya base principal es el tiristor,
teniendo como misión la de variar la frecuencia de alimentación del motor, para así conseguir
distintas velocidades. Ahora bien, un aumento de frecuencia exige un aumento de tensión y una
disminución de frecuencia, reducción de tensión. La tensión y la frecuencia varían siempre en
igual proporción. Si se bajara por ejemplo la frecuencia y no la tensión, la intensidad de corriente
aumentaría tanto que podría quemarse el motor.
Lo importante en estos variadores de frecuencia es el conseguir una modulación
senoidal de la corriente que alimenta al motor para que pueda dar el más elevado par nominal.
En variadores de onda cuadrada, el par dado por el motor se reduce en aproximadamente un 20
%.

62
Número:
16
(CONEXIÓN DAHLANDER)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Explica el funcionamiento de este motor y sus diferentes conexiones.
2.- En cuál de las dos conexiones se consigue la menor velocidad.
4.- Realiza el esquema de mando para el arranque de este motor según el esquema
realizado en el punto anterior.
5.- Haz una relación del material necesario para realizar el montaje.
7.- Mide la tensión en las dos partes que forman el bobinado de cada fase, en la conexión
triángulo y luego en la conexión doble estrella.
8.- Haz un esquema del bobinado del motor en las dos conexiones realizadas en el punto
anterior y anota en ella las tensiones leídas. Comenta estos resultados.
9.- Toma lecturas de la intensidad en el arranque y en funcionamiento nominal en las dos
conexiones posibles.
10.- Con ayuda de un tacómetro mide las revoluciones de las dos conexiones, e indica cuál
de las dos gira a menos velocidad.
11.- Realiza una tabla con las diferentes medidas realizadas.

63
Número:
17
(COVERTIDORES DE FRECUENCIA)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
1.- Enumera algunas ventajas al utilizar un convertidor de frecuencia, en comparación con
las otras formas ya vistas de cambiar la velocidad de un motor.
2.- ¿ En qué motores podemos variar la velocidad con un convertidor de frecuencia ?
3.- Se puede obtener una sobrevelocidad.
4.- ¿Puedo utilizar un solo convertidor para variar o modificar la velocidad de varios
motores?. En caso afirmativo, ¿qué debo tener en cuenta?.
5.- ¿A qué se le denomina valor de consigna, y con qué se puede suministrar?.
6.- Mira en el manual "guía de utilización" del C.F. existente en el taller, e indica algunas
medidas de seguridad para la correcta utilización de este aparato.
7.- Realiza la práctica, con el regulador de frecuencia existente en el taller, arrancando,
modificando la velocidad e invirtiendo el sentido de giro de un motor trifásico de inducción de
1 CV.
8.- Comprueba el punto 3. con la ayuda de un tacómetro.
9.- Indica la misión del conmutador 3 de INV1 cuando se encuentra el OFF.
10.- ¿Puedo utilizar el V.F. para frenar un motor?. ¿ Cuál es su principio de funcionamien-
to?
11.- Realiza sólo el esquema de conexión entre el ALTIVAR 5 de Telemecánica y el
autómata PS-3 AC de Klöckner Moeller, para controlar la velocidad e invertir el sentido de giro
de un motor trifásico.
Utiliza también el relé de seguridad del C.F.

CAPÍTULO VII
PRÁCTICAS DE MEDIDAS Y CORRECCIÓN DEL F. DE
POTENCIA

65
Número:
18
(MEDIDAS Y CORRECCIÓN FACT. POTENCIA)
Nota:
Nombre: ________________________________________________
Contesta y realiza por orden las siguientes cuestiones:
1.- Indica los diferentes métodos de medir potencia en una línea trifásica, según el caso.
2.- ¿ Qué ventajas obtenemos corrigiendo el factor de potencia en una línea?.
3.- Indica qué formula debes emplear.
4.- ¿A qué son debidas las pérdidas en un motor asíncrono de inducción?. Indica algunas
de ellas.
5.- ¿ Cómo se conecta el o los condensadores en un línea monofásica y en una trifásica?
6.- Para la preparación de esta práctica, realiza con antelación un esquema en una hoja
teniendo en cuenta los siguientes puntos:
- Queremos corregir el factor de potencia de un motor trifásico de ..... caballo
- La línea será a 220 V. y tres hilos.
- El cálculo lo vamos a realizar para pasar de un coseno de 0,5 a 0,9
- Al motor le vamos a acoplar un freno de polvo magnético, para poder variar la carga de
dicho motor.
- Para medir la potencia activa se utilizarán dos métodos: un vatímetro trifásico y el
método Aron; comprobando que deberán dar el mismo valor.
- Utilizaremos un fasímetro para poder observar en todo momento el coseno .
- También conectaremos un contador trifásico de energía activa y otro de energía reactiva.
- Dibuja un amperímetro que de la intensidad de la línea (antes de los condensadores) y
otro que de la intensidad que consume el motor ( después de los condensadores y antes del
motor).
7.- Toma los datos de partida que creas necesarios el día anterior a la práctica.
8.- Realiza el montaje práctico, obteniendo las lecturas necesarias para completar todas
las medidas que te indico en los cuadros.

66
(Con freno de polvo magnético)
DATOS DE PARTIDA (según placa, a pleno rendimiento del motor)
Carga
Intensidad
(A)
Tensión
(V)
Cos

67
DATOS MEDIDOS Y CALCULADOS
Carga
Intensidad
Ia Ib
Ten. Cos P.u. Pac. P.r. Pap. Vel. Pl Ren. Pd.
100%
Sin C
...%
Sin C
...%
Con C
LEYENDA:
- Ia = intensidad medida en la línea.
- Ib = intensidad medida junto al motor.
- Pu = potencia útil o cedida en el eje.
- P= potencia consumida de la línea en los bornes del motor.
- Pr = potencia reactiva.
- Pap= potencia aparente.
- Vel= velocidad del motor.
- Pl = polos del motor
- Ren= rendimiento.
- Ten= tensión de línea.
- Pd = pérdidas en el motor.
NOTA: al anotar las medidas en el último cuadro, colocar los valores leídos por encima de los
puntos suspensivos y los calculados por abajo
( Con dinamo - freno )
DATOS DE PARTIDA ( según placa, a pleno rendimiento del motor )
Carga
Intensidad
(A)
Tensión
(V)
Cos
P. cedida
(W) (CV)
Velocidad
(R.P.M.)
100 %

68
DATOS DE PARTIDA ( según medidas, girando el motor en vacío)
Carga
Intensidad
(A)
Tensión
(V)
Cos
Velocidad
(R.P.M.)
0 %
POTENCIA ÚTIL O CEDIDA ( Pu., en C.V. )
Carga Intensidad Peso L.del brazo Momento o par Velocidad P. cedida
50 %
DATOS MEDIDOS Y CALCULADOS
Carga
Intensidad
Ia Ib
Ten. Cos P.u. Pac. P.r. Pap. Vel. Pl Ren. Pd.
100%
Sin C
50%
Sin C
50%
Con C

69
Freno de polvo magnético
El par desarrollado por la polea será
Lo obtenemos directamente en Newton por metro ( Nw * m ).
Por otra parte, si la polea gira a n r.p.m. su velocidad angular es:
n

70
Por otra parte, si la polea gira a n r.p.m. su velocidad angular es:
n

71
CÁLCULO DE CONDENSADORES
TRIÁNGULO
Pr =

73
BIBLIOGRAFÍA
TÍTULO AUTOR EDITORIAL
Manual del José Roldán Viloria PARANINFO
ELECTRICISTA DE TALLER
INSTALACIONES Y LÍNEAS Equipo Eps Zaragoza BRUÑO-EDEBÉ
ELÉCTRICAS
TRATADO PRÁCTICO DE
ELECTROTECNIA J. Rapp VAGMA
(Tomo II: Máquinas Elec.)
ELECTROTECNIA DE POTENCIA Wolfgang Müller REVERTÉ
Curso superior
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