manual 2
February 17, 2017 | Author: Nelis Juarez Marquez | Category: N/A
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MOTORES ELECTRICOSYY Y
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El montaje e instalación de motoresYY (Y
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Comprobaciones eléctricas: Aislamiento del inducidoYYY
1 Y YY)YY YY ' Y "Y# " % Y Y ! YYY Y ' Y "Y", Y Y ! YYY Y ' Y Y" Y & YYY Y Y2 YY]) YY YYY MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUAYYY d YYY MOTORES DE CORRIENTE ALTERNAYYY
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MOTORES DE CORRIENTE ALTERNAYYY
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Un motor es la parte de una máquina capaz de transformar cualquier tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento. Existen diversos tipos, siendo de los más comunes los siguientes: A
Motores térmicos, cuando el trabajo se obtiene a partir de energía calórica. A
Motores de combustión interna, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido del motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el fuego) y un combustibles, como los derivados del petróleo y gasolina, los del gas natural o los biocombustibles.
A
Motores de combustión externa, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor fuerza posible de llevar es mediante la transmisión de energía a través de una pared.
A
Motores eléctricos, cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.
En los aerogeneradores, las centrales hidroeléctricas o los reactores nucleares también se transforman algún tipo de energía en otro. Sin embargo, la palabra motor se reserva para los casos en los cuales el resultado inmediato es energía mecánica.
Clasificación según el elemento que aporta energía a los motores
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Y A
Aquellos que obtienen la energía de fuentes ardientes (eólicos, hidráulicos, de aire comprimido, térmicos, etc)...
A
Aquellos que obtienen la energía de sólidos...
A
Aquellos que obtienen la energía de formas especiales (eléctricos)...
A
Características generales A
Rendimiento: es el cociente entre la potencia útil que generan y la potencia
absorbida. Habitualmente se representa con la letra griega Ș. A
Velocidad de poco giro o velocidad nominal: es la velocidad angular del cigüeñal, es decir, el número de rotaciones por minuto (rpm o RPM) a las que gira. Se representa por la letra n.
A
Potencia: es el trabajo que el motor es capaz de realizar en la unidad de tiempo a una determinada velocidad de giro. Se mide normalmente en caballos de vapor (CV), siendo 1 CV igual a 736 vatios.
A
Par motor: es el momento de rotación que actúa sobre el eje del motor y determina su giro. Se mide en kg*m (kilogramos por metro) o lo que es lo mismo newtons-metro (Nm), siendo 1 kgm igual a 9,81 Nm (9,81 kg*f*m). Hay varios tipos de pares, véanse por ejemplo el par de arranque, el par de aceleración y el par nominal.
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Y V Y Y En un pequeño pero potente motor eléctrico de gran consumo, el cual es alimentado con la corriente proveniente del acumulador o batería, está diseñado para transformar esa energía eléctrica en potencia mecánica que será utilizada para hacer arrancar el motor del vehículo. Consta de una carcasa o parte fija, en cuyo interior gira un rotor provisto de un engranaje que atacará sus dientes a los de la corona dentada que lleva el volante del motor. La carcasa posee en su interior uno o dos pares de campos magnéticos o fuertes electroimanes, los que hacen que gire en su interior el rotor, el cual está constituido por una masa cilíndrica de hierro dulce, provista de bobinas o arrollamientos de gruesos conductores tableados y aislados entre sí, unidos en secuencia a las delgas o partes de un colector, elemento de cobre también cilíndrico pero de menor diámetro, sobre el cual se deslizan las escobillas encargadas de electrizar las bobinas en forma sucesiva. La limpieza de todos los componentes del motor de arranque, la buena aislación de sus partes eléctricas, la suficiente lubricación y ajuste de sus casquillos o cojinetes, el estado normal de las escobillas y la tensión adecuada de los muelles que las presionan contra el colector, la protección del conjunto contra suciedad o polvo, el buen contacto de todas las conexiones eléctricas, etc. son necesarios e imprescindibles para un normal funcionamiento del motor de arranque. YY YY Y
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Y Y El solenoide en un motor de arranque cierra el circuito de la batería y el motor de arranque y recorre el piñón de arranque para acoplarse con el engrana de! anillo del volante, lo cual se logra por medio de un varillaje entre el émbolo (cilindro) del solenoide y la palanca de cambio en el motor de arranque, Cuando el circuito se completa al solenoide, la corriente de la batería fluye a través de dos devanados separados (de tiro y frenado), los cuales producen un campo magnético combinado que tira del émbolo, de modo que el piñón de ataque se recorre para engranarse y los contacto principales en el interruptor del solenoide se cierran, co mple tando el circuito del mot or de arran que. Cuando el circuito de control se abre después de que el motor arranca, no llega
corriente al devanado de frenado. La tensión del resorte de retorno hace que el émbolo retorne a la posición de descanso.
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Y Y Y El relevador de arranque es un interruptor que conecta el arrancador a la batería, cuando el arrancador se está arrancando. El relevador se encuentra cerca de la batería o del arrancador, para mantener los cables lo más cortos posible. Cuando la bobina del arrancador se activa por el interruptor de encendido, el núcleo móvil o émbolo se pone en contacto con los conectores internos de la batería y las terminales del arrancador, lo cual proporciona una corriente plena de la batería al motor de arranque. Los interruptores del relevador y el solenoide son electroimanes que se utilizan para controlar la conmutación de circuitos.
Y Y YY Y Y Los automóviles con transmisión automática requieren de un medio para que el motor sea arrancado con velocidad, evitando así que al arrancar el motor del automóvil tienda a lanzarse hacia adelante o hacia atrás. Para ello se incluye un interruptor en el circuito de arranque que mecánicamente se abre por medio de la palanca de velocidades cuando se mueva a cualquier posición diferente a la neutral o estacionamiento. Y YY !Y Y"# YY
Algunos automóviles con embrague y transmisión manual, poseen un interruptor de seguridad en el embrague. Lo que significa que el automóvil no se puede
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Y arrancar hasta que no se presione el pedal del embrague, cerrando así el circuito del interruptor del embrague. $YV%! "YY!" !&Y El mecanismo de impulsión transmite el par de arranque al volante del motor cuando la marcha es accionada y desconecta el motor de arranque del volante cuando el motor arranca. También proporciona una reducción de engranajes entre el motor de arranque y el motor del automóvil, para que exista el torque suficiente y hacer girar el motor a la velocidad de arranque. Si el piñón de ataque del motor de arranque permaneciera acoplado con el engranaje de anillo del volante a las velocidades del motor cerca de Ias1000 rpm y el piñón transmite su rotación a la armadura del motor de arranque, la armadura giraría alrededor de 15000 rpm, lo cual causaría daños a los devanados y los segmentos del conmutador, por lo tanto el mecanismo de impulsión debe desacoplarse del piñón de engrane del anillo del volante en el momento que el motor comienza a funcionar. Y
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Y 'Y & !Y Y% Y Algunos de los factores a considerarse respecto al controlador, al seleccionarlo e instalarlo, pueden enumerarse como sigue: 1) Arranque: El motor se puede arrancar conectándolo directamente a través de la línea. Sin embargo, la maquina impulsada se puede
si se arranca con ese
esfuerzo giratorio repentino. El arranque debe hacerse lenta y gradualmente, no solo para proteger la maquina, sino porque la oleada de corriente de la línea durante el arranque puede ser demasiado grande. La frecuencia del arranque de los motores también comprende el empleo del controlador. 2) Paro: Los controladores permiten el funcionamiento hasta la detención de los motores y también imprimen una acción de freno cuando se debe detener la maquina rápidamente. La parada rápida es una función para casos de emergencia. (Y ) !&YY Y%!&*YY Se necesitan controladores para cambiar automáticamente la dirección de la rotación de las maquinas mediante el mando de un operador en una estación de control. La acción de inversión de los controladores es un proceso continuo en muchas aplicaciones industriales. Esta puede hacerse por medio de estaciones de botones, un interruptor de tambor o un modulo inversor de giro. 4) Marcha: Las velocidades y características de operación deseadas, son, función y propósito directos de los controladores. Estos protegen a los motores, operadores, maquinas y materiales, mientras funcionan. 5) Control de velocidad: Algunos controladores pueden mantener velocidades muy precisas para propósitos de procesos industriales, pero se necesitan de otro tipo para cambiar las velocidades de los motores por pasos o gradualmente.
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Y 6) Seguridad del operador: Muchas salvaguardas mecánicas han dado Origen a métodos
eléctricos.
Los
dispositivos
piloto
de
control
eléctrico
afectan
directamente a los controladores al proteger a los operadores de la maquina contra condiciones inseguras. 7) Protección contra daños: Una parte de la función de una máquina automática es la de protegerse a sí misma contra danos, así corno a los materiales manufacturados o elaborados. Por ejemplo, se impiden los atascamientos de los transportadores. Las maquinas se pueden hacer funcionar en reversa, detenerse, trabajar a velocidad lenta o lo que sea necesario para realizar la labor de protección. 8) Mantenimiento de los dispositivos de arranque: Una vez instalados y ajustados adecuada mente, los arrancadores para motor mantendrán el tiempo de arranque, voltajes, corriente y troque confiables, en beneficio de la maquina impulsada y el sistema de energía. Los fusibles, cortacircuitos e interruptores de desconexión de tamaño apropiado para el arranque, constituyen buenas prácticas de instalación que se rigen por los códigos eléctricos. +Y, V Y YVYY Y Los sistemas de arranque son iguales en cuanto al diseño general y operación. El motor consiste en un mecanismo de impulsión, marco, armadura, escobillas y ensambles de campo. Los motores de arranque cuentan con un solenoide que abre o cierra el circuito entre la batería y el motor. El solenoide desplaza también el piñón de ataque de la marcha engranado con el volante de modo que el motor pueda arrancarse. La armadura está soportada sobre rodamientos que pueda girar libremente. La corriente entra al motor a través de devanados (bobinado) de campo y luego a las escobillas, la cual se desliza sobre el conmutador de la armadura. La corriente pasa a través de los devanados de la armadura creando dos campos fuertes. Éstos se oponen uno a otro de tal manera que la armadura se
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Y fuerza a girar. La rotación de la armadura hace que gire el piñón. Cuando el piñón se acopla con los dientes del engrane del anillo del volante, tiene lugar el arranque del motor. El motor de arranque está diseñado para operar en sobrecarga y producir alta potencia, aunque sólo se puede hacer por corto tiempo, ya que la corriente que utiliza es alta. Es recomendable no usar por más de 30 segundos sin una pausa de 2 minutos el motor de arranque, para permitir que se enfríe. En la gran mayoría de arranques, los devanados de campo y la armadura están conectados de tal manera que toda la corriente pasa a través de ambos devanados y la armadura (los campos y la armadura están conectados en serie).
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Sujetar el motor de arranque en el tornillo de banco para trabajar de manera cómoda
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Extraer la tapa del extremo del eje del inducido
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Soltar la arandela de retención que sujeta el eje contra movimientos axiales
Para extraer el inducido en este motor de arranque es necesario soltar la horquilla retirando el tornillo que actúa de eje de la misma
Una vez retirado el eje la horquilla permite que saquemos el inducido.
Para sacar el inducido habremos retirado los tornillos que sujetan la tapa del porta escobillas
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Los muelles que mantienen apretadas las escobillas contra las delgas en este caso son de tipo espiral
Para poder retirar la porta escobillas necesitaremos sacar las escobillas que están en serie con los bobinados del inductor
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Y Como podemos observar hemos desmontado una de las escobillas para poder separar la porta escobillas del inductor. Para la separación total deberemos retirar las dos escobillas.
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Y Para el montaje posterior será necesario boquear los muelles de las escobillas para poder situarlas sobre las delgas, una vez en su posición se podrán soltar los blocajes para que los muelles empujen las escobillas
Ya tenemos el inducido fuera de la carcasa
Aquí vemos las bobinas inductoras desmontadas
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Con ayuda del roncador y una lámina metálica, si la lámina es atraída en la parte superior indicará cortocircuito del inducido. Iremos girando y comprobando en toda la periferia. En este roncador en concreto podemos comprobar el cortocircuito
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Y bobina por bobina. Para ello colocaremos el inducido en el roncador y comprobaremos cada dos delgas con las puntas rojas. Si el reloj marca 0 habrá corto. Las delgas deben esta aisladas del eje. La luz NO se enciende, Sin aislamiento la luz se enciende
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2 YY YV YY Y Y #Y Y !YY Y Aterrice la terminal de salida de la bobina, para evitar que arranque el motor. Conecte un puente de alambre a la terminal de la batería y a la terminal del solenoide del relevador del arrancador. Si el motor arranca el solenoide está en buenas condiciones.
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Y Y #Y Y )YY Y Verifique el voltaje de la batería en el relevador de arranque con un voltímetro. Haga un puente de alambre entre la terminal de la batería del relevador y la terminal del interruptor de encendido. Si el motor arranca el relevador está bueno y puede ser que el interruptor neutral o el circuito hacía él, están defectuosos. Y #YY Y"Y Utilice un probador de continuidad (óhmetro). Si existe continuidad entre el núcleo de la armadura y cualquier barra del conmutador, la armadura está en corto (aterrizada) y es necesario cambiarla.
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El sistema de arranque consiste en dos circuitos separados que se encuentran relacionados: El circuito de control del arrancador (incluye la porción de arranque del interruptor de encendido, el interruptor de arranque neutral y los alambres que conectan estos componentes al relevador o solenoide) y la alimentación del circuito del motor (consiste en un cable grueso de la batería al relevador, solenoide o directamente de la batería al solenoide
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Y Se puede comprobar con una lámpara de aproximadamente 15 W a 230 V colocada en serie En este caso al haber un defecto de aislamiento la luz se enciende Nunca se deben tocar ambos cables con las manos para evitar electrocuciones
Del mismo modo que hemos comprobado el aislamiento del inducido comprobaremos el de las bobinas inductoras. No debe haber continuidad entre el bobinado y la carcasa
Se puede comprobar con la lámpara de pruebas. Aquí vemos una bobina mal aislada. Donde salta la chispa nos indica el lugar del fallo de aislamiento
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Comprobación del contactor
Se comprueba la continuidad de las bobinas del contactor mediante el Óhmetro así como su correcta resistencia. Así pues el tornillo del relé que tenga continuidad con la entrada de señal de arranque (50) será el que vaya conectado al inductor del motor de arranque.
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El rendimiento del inducido del motor en función de la f.c.e.m. está representado en la figura, se observa que el valor máximo se da para un valor de la f.c.e.m. próximo a la tensión de red. El rendimiento eléctrico del inducido es siempre mayor que el rendimiento industrial de la maquina, por no tenerse en cuenta todas las perdidas. r
Antes de poner en marcha el motor, realizar las siguientes operaciones Colocar la tapa en el prefiltro y cerrar enroscando la tuerca sin olvidar colocar la junta en su lugar.
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En ningún caso puede trabajar sin haber llenado previamente el prefiltro de agua, ya que de lo contrario, ello puede dañar la junta mecánica, provocando pérdida de agua por esta.
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En los motores trifásicos, comprobar que el sentido de rotación del motor sea el correcto, mediante el ventilador situado en la parte trasera del motor, que se observa a través de la mirilla de la tapa del ventilador. Comprobar que el eje de la Bomba gira libremente.
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Desmontar la tapa del prefiltro desenroscando a mano la tuerca que la sujeto.
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Comprobar que la tensión y la fuerza de la red, se corresponde con las determinadas en la placa de características del motor.
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Para la puesta en marcha, abrir todas las válvulas y conectar el motor. se suelen describir en función de cómo están conectadas entre sí. Las más comunes son las máquinas montadas horizontalmente, que suelen constar de una bomba y un motor. Las máquinas también pueden instalarse en vertical en algunas circunstancias. A menudo tienen alguna clase de accionamiento, como los rodillos de una máquina de fabricación de papel. Frecuentemente, las máquinas se conectan en línea, y es lo que conocemos como máquinas en serie; un ejemplo sería una caja de engranajes entre el motor y la máquina accionada. Un sistema de alineación de ejes moderno puede medir todos los tipos de máquinas que acabamos de mencionar. También incluye funciones importantes que ayudan a que el usuario obtenga mejores resultados y más rápido
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Y 2.1 La Máquina de Corriente Continua YY * Formado por una corona de material ferromagnético denominada culata o yugo en cuyo interior, regularmente distribuidos y en número par, van dispuestos unos salientes radiales con una expansión en su extremo, denominados polos, sujetos por tornillos a la culata. Rodeando los polos, se hallan unas bobinas de hilo, o pletina de cobre aislado, cuya misión es, al ser alimentadas por corriente continua, crear el campo magnético inductor de la máquina, el cual presentará alternativamente polaridades norte y sur. Salvo las máquinas de potencia reducida, en general de menos de 1 kW, encontramos también en el estator, alternando los polos antes citados, otros llamados polos de conmutación. YYY* Formado por una columna de material ferromagnético, a base de chapas de hierro, aisladas unas de las otras por una capa de barniz o de óxido. La corona de chapa magnética presenta en su superficie externa un ranurado donde se aloja el devanado inducido de la máquina. Este devanado esta constituido por bobinas de hilo o de pletina de cobre convenientemente aislados, cerrado sobre si mismo al conectar el final de la última bobina con el principio de la primera. YYY %* Constituido esencialmente por piezas planas de cobre duro de sección trapezoidal, llamadas , separadas y aisladas unas de otras por delgadas láminas de mica, formando el conjunto un tubo cilíndrico aprisionado fuertemente. El colector tiene tantas delgas como bobinas posee el devanado inducido de la máquina. YYY %#! * dispuestas en los portaescobillas, de bronce o latón, que retienen las escobillas que establecerán el enlace eléctrico entre las delgas y el colector y el circuito de corriente continua exterior.
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Un motor es una máquina motriz, esto es un aparato que convierte una forma cualquiera de energía, en energía mecánica de rotación o par. Ejemplos de motores son, los de gasolina y los diesel, que convierten la expansión del gas al calentarlo en par de rotación; la máquina de vapor, que transforma la expansión del vapor caliente en par de rotación; el motor eléctrico, que convierte la electricidad en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. Un generador, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se le puede llamar una máquina generatriz de fem. Las dos formas básicas son, el generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este último más correctamente llamado alternador. Todos
los
generadores
necesitan
una
máquina
motriz
(motor)
de
algún tipo para producir la fuerza de rotación, por medio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y producir una fem. La máquina más simple de los motores y generadores, es el alternador
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Y V YY Y Y En algunos casos, tales como barcos, donde la fuente principal de energía es de c-c o donde se desea un gran margen de variación de velocidad, pueden emplearse motores de c-c. Sin embargo, 1a mayoría de los motores modernos trabajan con fuentes de c-a. A pesar de que hay una gran variedad de motores de c-a, solamente se discutirán aquí tres tipos básicos: el universal, el síncrono y el de jaula de ardilla.
YV Y!) Y El motor de c.c. serie, tal como se ha explicado, gira cuando se aplica c-c o c-a de baja
frecuencia.
Tal
motor,
llamado
ventiladores, sopladores, batidoras, taladradoras
universal,
se
utiliza
eléctricas
transportables
en y
otras aplicaciones donde se requiere gran velocidad con cargas débiles o pequeña velocidad con un par muy potente. Una dificultad de los motores universales, en lo que a radio se refiere, son las chispas del colector y las interferencias de radio que ello lleva consigo o ruido. Esto se puede reducir por medio de los condensadores de paso, de 0,001 ȝF a 0,01 ȝF, conectados de las escobillas a la carcasa del motor y conectando esta a masa.
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Y YV Y 4% Y Se puede utilizar un alternador como motor en determinadas circunstancias. Si se excita el campo con c-c y se alimenta por los anillos colectores a la bobina del rotor con c-a, la máquina no arrancará. El campo alrededor de la bobina del rotor es alterno en polaridad magnética pero durante un semiperiodo del ciclo completo, intentará moverse en una dirección y durante el siguiente semiperiodo en la dirección opuesta. El resultado es que la máquina permanece parada. La máquina solamente se calentará y posiblemente se quemará. El rotor de un alternador de dos polos debe hacer una vuelta completa para producir un ciclo de c-a. Debe girar 60 veces por segundo, ó 3.600 revoluciones por minuto (rpm), para producir una c-a de 60 Hz. Si se puede girar a 3.600 rpm tal alternador por medio de algún aparato mecánico, como por ejemplo, un motor de c-c, y luego se excita el inducido con una c-a de 60 Hz, continuará girando como un motor síncrono. Su velocidad de sincronismo es 3.600 rpm. Si funciona con una c-a de 50 Hz, su velocidad de sincronismo será de 3.000 rpm. Mientras la carga no sea demasiado pesada, un motor síncrono gira a su velocidad de sincronismo y solo a esta velocidad. Si la carga llega a ser demasiado grande, el motor va disminuyendo velocidad, pierde su sincronismo y se para. Los motores síncronos de este tipo requieren toda una excitación de c-c para el campo (o rotor), así como una excitación de c-a para el rotor (o campo). Se puede fabricar un motor síncrono construyendo el rotor cilíndrico normal de un motor tor tipo jaula de ardilla con dos lados planos. Un ejemplo de motor síncrono es el reloj eléctrico, que debe arrancarse a mano cuando se para. En cuanto se
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Y mantiene la c-a en su frecuencia correcta, el reloj marca el tiempo exacto. No es importante la precisión en la amplitud de la tensión. YV YY/ YY! La mayor parte de los motores, que funcionan con c-a de una sola fase, tienen el rotor de tipo jaula de ardilla. Un esquema simplificado del mismo se ve a continuación.
Los rotores de jaula de ardilla reales son mucho más compactos que el de la figura y tienen un núcleo de hierro laminado. Los conductores longitudinales de la jaula de ardilla son de cobre y van soldados a las piezas terminales de metal. Cada conductor forma una espira con el conductor opuesto conectado por las dos piezas circulares de los extremos. Cuando este rotor está entre dos polos de campo electromagnéticos que han sido magnetizados por una corriente alterna, se induce una fem en las espiras de la jaula de ardilla, una corriente muy grande las recorre y se produce un fuerte campo que contrarresta al que ha producido la corriente (ley de Lenz). Aunque el rotor pueda contrarrestar el campo de los polos estacionarios, no hay razón para que se mueva en una dirección u otra y así permanece parado. Es similar al motor síncrono el cual tampoco se arranca solo. Lo que se necesita es un campo rotatorio en lugar de un campo alterno.
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Y Cuando el campo se produce para que tenga un efecto rotatorio, el motor se llama de tipo de jaula de ardilla. Un motor de fase partida utiliza polos de campo adicionales que están alimentados por corrientes en distinta fase, lo que permite a los dos juegos de polos tener máximos de corriente y de campos magnéticos con muy poca diferencia de tiempo. Los arrollamientos de los polos de campo de fases distintas, se deberían alimentar por c-a bifásicas y producir un campo magnético rotatorio, pero cuando se trabaja con una sola fase, la segunda se consigue normalmente conectando un condensador (o resistencia) en serie con los arrollamientos de fases distintas. Con ello se puede desplazar la fase en más de 20° y producir un campo magnético máximo en el devanado desfasado que se adelanta sobre el campo magnético del devanado principal.
Desplazamiento real del máximo de intensidad del campo magnético desde un polo al siguiente, atrae al rotor de jaula de ardilla con sus corrientes y campos inducidos, haciéndole girar. Esto hace que el motor de arranque por sí mismo. El devanado de fase partida puede quedar en el circuito o puede ser desconectado por medio de un conmutador centrífugo que le desconecta cuando el motor alcanza una velocidad predeterminada. Una vez que el motor arranca, funciona mejor sin el devanado de fase partida. De hecho, el rotor de un motor de inducción de fase partida siempre se desliza produciendo un pequeño porcentaje de reducción de la que sería la velocidad de sincronismo. Si la velocidad de sincronismo fuera 1.800 rpm, el rotor de jaula de ardilla, con una cierta carga, podría girar a 1.750 rpm. Cuanto más grande sea la carga en el motor, más se desliza el rotor.
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Y En condiciones óptimas de funcionamiento un motor de fase partida con los polos en fase desconectados, puede funcionar con un rendimiento aproximado del 75 por 100. Otro modo de producir un campo rotatorio en un motor, consiste en sombrear el campo magnético de los polos de campo. Esto se consigue haciendo una ranura en los polos de campo y colocando un anillo de cobre alrededor de una de las partes del polo, como se ve en la figura siguiente. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Mientras la corriente en la bobina de campo está en la parte creciente de la alternancia, el campo magnético aumenta e induce una fem y una corriente en el anillo de cobre. Esto produce un campo magnético alrededor del anillo que contrarresta el magnetismo en la parte del polo donde se halla él. En este momento se tiene un campo magnético máximo en la parte de polo no sombreada y un mínimo en la parte sombreada. En cuanto la corriente de campo alcanza un máximo, el campo magnético ya no varía y no se induce corriente en el anillo de cobre. Entonces se desarrolla un campo magnético máximo en todo el polo. YV ! Y 1%!% Y5Y"%0!% Y Y!%!Y ) !&YY Y 4YY Y!%! El inducido es la parte de la máquina de cc que transforma la energía eléctrica en mecánica y viceversa. Tanto si funciona como generador o como motor, produce Fem. Y desarrolla a la vez fuerzas mecánicas; por ello, el estudio del inducido es común a ambas máquinas. Según el principio de física sobre la energía, toda transformación de energía de un tipo a otro, se ofrece una reacción.
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Y Principio de la energía aplicada al generador
Cuando la maquina funciona como generador, produce una Fem. De signo positivo y reacciona con un par negativo, llamado par resistente; se llama resistente por oponerse al par positivo dado por la maquina que mueve al generador Êransformación de la energía en el generador Principio de la energía aplicada al motor Si al maquina funciona como motor, producirá un par motor positivo a la vez que ofrece una reacción, llamada fuerza contraelectromotriz (f.c.e.m.. Se llama f.c.e.m. por ser de signo opuesto a la tensión de la red. ! %!YY Y!!Y Y!%! El inducido de una máquina de c.c. está formada por un conjunto de espiras, de hilo de cobre que presentan una cierta resistencia óhmica. La conexión entre el colector y el exterior se hace a través de las escobillas. La resistencia global del inducido es la suma de las tres resistencias: devanado, escobillas y contacto con el colector. Y3 YY%!Y%!Y Y Si una armadura gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada
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Y revolución. En las máquinas antiguas esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador, un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y servían como bornes de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contacto con el conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Cuando la armadura giraba, cada escobilla estaba en contacto de forma alternativa con las mitades del conmutador, cambiando la posición en el momento en el que la corriente invertía su sentido dentro de la bobina de la armadura. Así se producía un flujo de corriente de un sentido en el circuito exterior al que el generador estaba conectado. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 voltios. En algunas máquinas más modernas esta inversión se realiza usando aparatos de potencia electrónica, como por ejemplo rectificadores de diodo. Los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran número de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del núcleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador múltiple. Si una armadura tiene un solo circuito de cable, la corriente que se produce aumentará y disminuirá dependiendo de la parte del campo magnético a través del cual se esté moviendo el circuito. Un conmutador de varios segmentos usado con una armadura de tambor conecta siempre el circuito externo a uno de cable que se mueve a través de un área de alta intensidad del campo, y como resultado la corriente que suministran las bobinas de la armadura es prácticamente constante. Los campos de los generadores modernos se equipan con cuatro o más polos electromagnéticos que aumentan el tamaño y la resistencia del campo magnético. En algunos casos, se añaden interpolos más pequeños para compensar las distorsiones que causa el efecto magnético de la armadura en el flujo eléctrico del campo.
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Y El campo inductor de un generador se puede obtener mediante un imán permanente (magneto) o por medio de un electroimán (dinamo). En este último caso, el electroimán se excita por una corriente independiente o por autoexcitación, es decir, la propia corriente producida en la dinamo sirve para crear el campo magnético en las bobinas del inductor. Existen tres tipos de dinamo según sea la forma en que estén acoplados el inductor y el inducido: en serie, en derivación y en combinación. $Y Y"0 !YY%%Y%"Y"6 Cuando sabemos que una máquina de c.c. puede funcionar como generador y como motor, conocemos que cuando funciona como generador debe estar acoplado a un motor primario para su funcionamiento, en cambio, cuando funciona como motor de c.c. se le aplica una tensión entre escobillas, en las cuales se crearán unas fuerzas mecánicas, con lo que conseguirá un movimiento en los conductores del devanado. Este funcionamiento hace que la máquina de c.c. funcione como motor. El movimiento que produce en el inducido genera una f.e.m., que se opone a la tensión aplicada a las escobillas, ésta es llamada fuerza contraelectromotriz. El sentido de la fuerza contraelectromotriz, según la ley de Lenz, es opuesto a la tensión de la red, por ser ella la que motiva el giro del inducido. La tensión de red (Vb) aplicada al inducido debe contrarrestar la f.c.e.m. del motor y las caídas de tensión en el inducido y en las escobillas. 'Y,%!"!Y Y"YY%% El motor puede funcionar en vacío, carga y cortocircuito.
1.- Funcionamiento del motor en vacío:
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Y Un motor funciona en vacío cuando no suministra energía mecánica a un sistema exterior, a pesar de estar girando a su velocidad nominal. Su f.c.e.m. va a ser igual a la tensión aplicada, ya que el inducido no posee carga. 2.- Funcionamiento del motor en carga: Tiene lugar cuando el inducido gira a su velocidad nominal y suministra energía mecánica a un sistema exterior a través de un acoplamiento. El valor de la f.c.e.m. será menor al del motor en vacío, pues esta vez el motor posee carga. 3.- Funcionamiento del motor en cortocircuito: En este caso el motor de c.c. puede sufrir averías que impidan el giro del eje por bloqueo del rotor. Este tipo de avería es el del funcionamiento del motor en cortocircuito. La f.c.e.m. es nula, puesto que el inducido no gira y la tensión de la red sólo contrarrestará únicamente la caída de tensión en las escobillas. La corriente que circula por el inducido en tales condiciones es bastante elevada, resultando muy peligrosa para la máquina. Esta corriente daría lugar a la destrucción de la máquina y para evitarlo se deben adoptar las medidas de protección necesarias. Y!Y Y!%!YYY"0 !YY Tanto en el generador como en el motor, al girar el inducido dentro de un campo magnetico y ser recorrido sus conductores por una corriente eléctrica, actuarán unas fuerzas electromagnéticas sobre estos que producirán un par interno en la periferia del inducido. Par resistente del generador
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Y Al funcionar la máquina como generador, sigue existiendo el par interno, pero con un carácter negativo, por oponerse al par que proporciona la máquina que lo acciona. El par efectivo en el eje que proporciona la máquina motriz debe contrarrestar el par resistente del de las perdidas para que pueda ponerse el inducido en movimiento: VY7YV!Y8YV En donde: Mu = Par motor de la máquina motriz (mKg) Mi = Par resistente (mKg) (Y!"!Y 1%!%Y Y %!Y Además del rendimiento industrial, o simplemente rendimiento, de una máquina (definido por el cociente entre la potencia útil suministrada y la potencia absorbida), existe el rendimiento eléctrico del inducido, que solamente tiene en cuenta las potencias eléctricas que intervienen e el inducido, sin contar el resto de pérdidas. Las expresiones que determinan este rendimiento son diferentes según se trate de generador o de motor. V
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EasyTurn: programa que permite realizar lecturas con una mínima rotación de 40 grados de los ejes. Es óptimo cuando las conexiones, el blindaje del motor, etc. impiden una mayor rotación. Compensación de la dilatación térmica: proporciona valores de ajuste correctos incluso cuando la temperatura de funcionamiento es diferente de una máquina a otra. Comprobación de la tolerancia: representación gráfica que se obtiene cuando la alineación se encuentra dentro de las tolerancias
. Las máquinas correctamente alineadas suponen un gran ahorro La mala alineación de los ejes y sus consecuencias son la causa de más del 50 % de las averías de las máquinas rotativas. En consecuencia, aumentan los períodos producción. Sin duda esto aumenta los costes de mantenimiento generales.de
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Y inactividad no programados y, por lo tanto, se producen pérdidas en la
Además, los ejes mal alineados aumentan las vibraciones y la fricción, lo que incrementa considerablemente el consumo energético y provoca daños prematuros en los cojinetes y las juntas. Y Y/ Y#!Y ! Y9%Y"%: Y)/ YY A
Mayor disponibilidad y productividad de la máquina = producción asegurada
A
Vida de servicio más larga para cojinetes y juntas = menor número de
operaciones de sustitución de piezas A
Juntas completas = menos fugas y mejor atmósfera de trabajo
A
Uso óptimo de la película lubricante = menos riesgo de sobrecalentamiento y
daños secundarios A
Menos fugas de lubricante = menor consumo de lubricante
A
Menos fricción = menor consumo de energía
A
Menos vibraciones = reducción del nivel de ruido
A
Menos riesgo de averías graves = entorno de trabajo más seguro
A
Aumento del ahorro general al utilizar menos piezas de repuesto, al consumir
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Y menos energía y al haber menos períodos de inactividad no programados.
Y1Y%! !&Y#YYY !%!&Y La exactitud necesaria depende sobre todo del tipo de máquina y de la velocidad. En general se considera un valor de desviación de ±0,05 mm (a 1.500±3.000 r. p. m.). Sin embargo, en este sentido, es importante consultar las especificaciones del fabricante de la máquina o del componente. Que el fabricante del acoplamiento especifique que éste admite una tolerancia de unos pocos milímetros no significa nada, en principio, en cuanto a la precisión de la alineación. Esta flexibilidad se refiere a la compensación de la desalineación y las fuerzas que se producen durante la fase de arranque. Cuando la máquina gira a la velocidad y temperatura correctas, debe seguir bien alineada. De lo contrario, las fuerzas de desalineación someterán a presión las juntas y los cojinetes y se desgastarán más rápidamente, aunque los acoplamientos duren más tiempo
. Cada acoplamiento admite mejor o peor las desalineaciones, dependiendo de su diseño Muchas personas se equivocan cuando piensan que las máquinas con
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Y acoplamiento cardán no necesitan alinearse. Sin embargo, en estas máquinas, un error angular provoca un desplazamiento no lineal, por lo que los cojinetes, acoplamientos y juntas están sometidos a fuerzas y vibraciones. Dicho de otro modo, se reduce la vida de servicio de estos componentes. Por lo tanto, asegúrese de que estos tipos de máquinas estén correctamente alineadas. Algo que afecta a todos los tipos de mediciones, no hay nada mejor que las condiciones en las que se realizan, independientemente del tipo de sistema de medición empleado. Factores externos como la temperatura, el desplazamiento del aire, el polvo, las vibraciones y las distancias de medición afectan a la exactitud. Es, por tanto, fundamental que la persona que realice la medición sea consciente de estos factores para poder interpretar los resultados correctamente. Con todo, la resolución propia del sistema de medición láser siempre es de 0,001 mm.
Y Y/ YY Y% 4Y 0 Y9YY Y!%! Y El láser es considerablemente más sencillo y rápido que una galga para cuadrantes. Las galgas para cuadrantes suelen requerir personal experto y, a veces, la realización de cálculos complejos. Como un sistema de medición láser puede compensar automáticamente la dilatación térmica e indicar una buena alineación, es decir, una alineación que se encuentre dentro de las tolerancias de la máquina correspondiente, la operación de alineación no lleva más tiempo del que es meramente necesario. Configurar un sistema láser para realizar mediciones en una
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Y máquina lleva menos tiempo que si se usa una galga para cuadrantes y es mucho más fiable. Por ejemplo, los accesorios de las galgas para cuadrantes siempre bajan un poco, lo que afecta a la exactitud del valor que muestra el dispositivo. En los montajes es fácil que haya un cierto juego y holgura entre los componentes. Otro factor que puede influir en el resultado de la alineación es el hecho de que las galgas a menudo tienen escalas pequeñas que son difíciles de leer cuando la iluminación no es buena.
Las reglas y las galgas para cuadrantes no son un método lo suficientemente preciso para las máquinas modernas de hoy en día. El láser siempre ofrece el mismo resultado con independencia de quién realice la medición. La posibilidad de documentar los resultados de la alineación permite controlar mejor las máquinas con el tiempo y, por lo tanto, da una mayor seguridad. La diferencia está también en que un sistema de alineación láser permite comprobar las máquinas. La razón es la sencillez y la rapidez con las que se realiza la comprobación. Por la rapidez con la que se utiliza y la precisión de la alineación, el dinero invertido en un sistema de alineación de ejes láser se suele amortizar en 3-6 meses. Encontrará más información en ³Ventajas del láser´.
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Con el láser dual, que es el método empleado en Easy-Laser®, la exactitud depende de la distancia A. Cuanto mayor sea la distancia, mayor la exactitud. Con el sistema de un solo haz, la posible exactitud depende de la distancia B entre los detectores. Esta distancia suele ser muy corta para que los detectores tengan espacio dentro de la unidad receptora (normalmente, unos 50 mm). En realidad, con las unidades de medición instaladas a cada lado del acoplamiento, la distancia A casi siempre es mayor que la distancia B (1: alojamiento, 2: LED láser, 3: detector, 4: haz láser).
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Y CONCLUSION Aplicación Como sabemos, el motor eléctrico es una maquina rotatoria de movimiento infinito, que
convierte
energía
eléctrica
en
energía
mecánica,
como
consecuencia
desarrollamos directamente en su aplicación trabajos mecánicos primordialmente rotatorios, sin embargo, mediante dispositivos, podemos convertir el movimiento rotatorio en movimientos bien determinados, dependiendo de su aplicación. APRENDIMOS EN SI QUE UN: Motor Eléctrico Un motor eléctrico es un dispositivo rotativo que transforma energía eléctrica en energía mecánica. En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores de combustión A igual tamaño y peso son más reducidos. Se pueden construir de cualquier tamaño. Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante. Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 80%, aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina). La gran mayoría de los motores eléctricos son máquinas reversibles pudiendo operar como generadores, convirtiendo energía mecánica en eléctrica. Partes de un Motor Una armadura o rotor. Un conmutador. Cepillos. Un eje. Un Imán de campo. Una fuente de poder DC de algún tipo.
os dos componentes básicos de todo motor eléctrico son el rotor y el estator. El rotor
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Y es una pieza giratoria, un electroimán móvil, con varios salientes laterales, que llevan cada uno a su alrededor un bobinado por el que pasa la corriente eléctrica. El estator, situado alrededor del rotor, es un electroimán fijo, cubierto con un aislante. Al igual que el rotor, dispone de una serie de salientes con bobinados eléctricos por los que circula la corriente. Cuando se introduce una espira de hilo de cobre en un campo magnético y se conecta a una batería, la corriente pasa en un sentido por uno de sus lados y en sentido contrario por el lado opuesto.
REFERENCIAS http://www.comerciallinas.com/Complepiscis/Sena_insta.htm http://www.tuveras.com/maquinascc/estructura.htm http://www.damalini.com/Alineaci%C3%B3n%20de%20ejes-1119.aspx http://www.deere.com/es_MX/ag/documentos/guia_mtto.pdf http://www.deere.com/es_MX/ag/homepage/tips/guia_mantenimiento.html http://widman.biz/mantenimiento/motor.html http://www.totaline.com.ar/site/uploads/file_8-2006530175027-0.pdf http://www.inele.ufro.cl/apuntes/Maquinas_e_r/Capitulo1.pdf http://www.uclm.es/area/gsee/aie/amplme/cc.pdf http://www.monografias.com/trabajos-pdf/motores-corriente-alterna/motores-corrientealterna.pdf
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