EXTRA CLASE DE
MANTENIMIENTO DE
MAQUINAS ELÉCTRICAS
Alumno: Mario Rodríguez Vargas
Profesor: Luis Fernando Corrales Corrales
Sección: 5-11
MAQUNAS DE CORRIENTE CONTINUA



La mayoría las máquinas de corriente
continua son semejantes a las
máquinas de corriente alterna ya que
en su interior tienen corrientes y
voltajes de corriente alterna. Las
máquinas de corriente continua
tienen corriente continua sólo en su
circuito exterior debido a la
existencia de un mecanismo que
convierte los voltajes internos de
corriente alterna en voltajes
corriente continua en los terminales.
Este mecanismo se llama colector, y
por ello las máquinas de corriente
continua se conocen también como
máquinas con colector.
Hay generadores y motores
GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA:






Son aquellos que convierten
energía mecánica en energía
eléctrica de corriente continua.
Se clasifican en:
Generador de excitación
independiente
Generador de excitación en paralelo
Generador de excitación en serie
Generador de excitación compound
GENERADOR DE EXCITACIÓN INDEPENDIENTE:
Conexión:

Son aquellos que obtienen la alimentación
del rotor y del estator de dos fuentes de
tensión independientes. Con ello, el campo
del estator es constante al no depender de
la carga del motor, y el par de fuerza es
entonces prácticamente constante. Las
variaciones de velocidad al aumentar la
carga se deberán sólo a la disminución de
la fuerza electromotriz por aumentar la
caída de tensión en el rotor. Este sistema de
excitación no seséele utilizar debido al
inconveniente que presenta el tener que
utilizar una fuente exterior de corriente.
GENERADOR DE EXITACION EN PARALELO(SHUNT)
Conexión:
Es aquel cuyo bobinado inductor
principal esta conectado en
derivación o paralelo con el circuito
formado por los bobinados inducido
e inductor auxiliar.
 Es mas estable que el motor en serie.
 En el arranque, par es menor que el
motor en serie.

GENERADOR DE EXCITACIÓN SERIE:


El devanado inductor se
conecta en serie con el
inducido, de tal forma que
toda la corriente que el
generador suministra a la
carga fluye por igual por
ambos devanados.
Dado que la corriente que
atraviesa al devanado
inductor es elevada, se
construye con pocas
espiras de gran sección.
GENERADOR DE EXCITACIÓN COMPOUND :
Conexión:

El generador con excitación compound
tiene la propiedad de que puede
trabajar a una tensión prácticamente
constante, es decir, casi independiente
de la carga conectada a la red, debido a
que por la acción del arrollamiento
shunt la corriente de excitación tiende
a disminuir al aumentar la carga,
mientras que la acción del
arrollamiento serie es contraria, o sea,
que la corriente de excitación tiende a
aumentar cuando aumente la carga.
Eligiendo convenientemente ambos
arrollamientos puede conseguirse que
se equilibren sus efectos siendo la
acción conjunta una tensión constante
cualquiera que sea la carga.
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA:




Es una máquina que convierte la energía
eléctrica en mecánica, provocando un
movimiento rotatorio, gracias a la acción
del campo magnético.
El principal inconveniente de estas
máquinas es el mantenimiento, muy caro y
laborioso, debido principalmente al
desgaste que sufren las escobillas al entrar
en contacto con las delgas.
Los motores de corriente continua se usan
en una amplia variedad de aplicaciones
industriales en virtud de la facilidad con la
que se puede controlar la velocidad.
Clasificación: los motores de imán
permanente y los de campo devanado.
MOTORES DE C.C DE IMÁN PERMANENTE



Están en tamaños de fracciones de
caballo y de números pequeños enteros
de caballos.
Ventajas: No se necesitan las
alimentaciones de energía eléctrica para
excitación ni el devanado asociado. Se
mejora la confiabilidad, ya que no
existen bobinas excitadoras del campo
que fallen y no hay probabilidad de que
se presente una sobre velocidad debida a
pérdida del campo. Se mejoran la
eficiencia y el enfriamiento por la
eliminación de pérdida de potencia en
un campo excitador.
Estos se dividen en los motores de c.c sin
escobillas y los servomotores.

MOTORES DE CC CON IMÁN PERMANENTE SIN
ESCOBILLAS
Los sin escobillas tienen una armadura
estacionaria y una estructura rotatoria del
campo, exactamente en forma opuesta a como
están dispuestos esos elementos en los motores
convencionales de corriente directa. Esta
construcción aumenta la rapidez de disipación
del calor y reduce la inercia del rotor. Imanes
permanentes suministran el flujo magnético para
el campo. La corriente directa hacia la armadura
se conmuta con transistores, en vez de las
escobillas y las delgas del colector de los motores
convencionales de corriente directa. Es normal
que las armaduras de los motores de corriente
continua sin escobillas contengan de dos a seis
bobinas, en tanto que las armaduras de los
motores convencionales de corriente continua
contienen de 10 a 50. Los motores sin escobillas
tienen menos bobinas porque se requieren dos o
cuatro transistores para conmutar cada bobina
del motor.
•Los transistores que controlan
cada devanado de un motor sin
escobillas de corriente continua se
activan y desactivan a ángulos
específicos del rotor. Los
transistores suministran pulsos de
comente a los devanados de la
armadura, los cuales son
semejantes a los que suministra un
conmutador.
MOTORES DE CC CON IMÁN PERMANENTE,
SERVOMOTORES



Son motores de alto rendimiento que por lo
general se usan como motores primarios en
computadoras, maquinaria controlada
numéricamente u otras aplicaciones en
donde el arranque y la detención se deben
hacer con rapidez y exactitud.
Estos responden con gran rapidez a los
cambios de voltaje de excitación.
El rotor de un motor acorazado consta de
una coraza cilíndrica de bobinas de alambre
de cobre o de aluminio. El alambre gira en
un campo magnético en el espacio anular
entre las piezas polares magnéticas y un
núcleo estacionario de hierro. El campo es
producido por imanes de fundición de
Alnico cuyo eje magnético es radial. El
motor puede tener dos, cuatro o seis polos.
MOTORES DE C.C CON CAMPO DEVANADO
En este tipo de
motores se dividen en
varios tipos:
 Motor derivación
 Devanado en serie
 Motor compound

MOTOR EN DERIVACIÓN:
Curvas de velocidad
estas pueden variar



En este tipo de motor la
velocidad no disminuye solo
ligeramente cuando el par
aumenta.
Un motor en derivación es
aquel cuyo circuito de campo
se obtiene su potencia
directamente de las
terminales del inducido del
motor.
son adecuados para
aplicaciones en donde se
necesita velocidad constante
a cualquier ajuste del control
o en los casos en que es
necesario un rango
apreciable de velocidades
MOTOR DE DEVANADO EN SERIE:


Los motores con excitación en serie
son aquellos en los que el inductor
esta conectado en serie con el
inducido. El inductor tiene un
número relativamente pequeño de
espiras de hilo, que debe ser de
sección suficiente para que se pase
por él la corriente de régimen que
requiere el inducido. En los motores
serie, el flujo depende totalmente
de la intensidad de la corriente del
inducido. Si el hierro del motor se
mantiene a saturación moderada, el
flujo será casi directamente
proporcional a dicha intensidad.
Es el motor cuya velocidad
disminuye sensiblemente cuando el
par aumenta y cuya velocidad en
vacío no tiene límite teóricamente.
•usa en aplicaciones en las que
se requiere un alto par de
arranque, como en la tracción
eléctrica, grúas, malacates,
etcétera.
MOTOR COMPOUND


La caída de la característica
velocidad-par se puede ajustar para
que se adecue a En aplicaciones en
las que tradicionalmente se
emplean motores en compound,
podría considerarse el motor PM en
los casos en que se necesiten una
eficiencia un poco más alta y una
mayor capacidad de sobrecarga.
El motor cuya velocidad disminuye cuando
el par aumenta y cuya velocidad en vacío
es limitada. Las características del motor
compound están comprendidas entre las
del motor de derivación y las del motor en
serie.
El motor en compound es un término
medio entre los motores devanados en
serie y los de en derivación. En virtud de la
existencia del devanado en serie, que
ayuda al devanado en derivación, el flujo
magnético por polo aumenta con la carga,
de modo que el par se incrementa con
mayor rapidez y la velocidad disminuye
más rápidamente que si no estuviera
conectado el devanado en serie; pero el
motor no se puede desbocar con cargas
ligeras, por la presencia de la excitación en
derivación.
MAQUINAS DE C.C CON EXITANCION INDEPENDIENTE

es el que supone una
fuente exterior de
alimentación para el
arrollamiento
inductor.
MAQUINAS DE C.C CON AUTOEXCITACIÓN


El sistema de excitación
independiente, solamente
se emplea en la práctica
en casos especiales
debido, sobre todo, al
inconveniente de
necesitar una fuente
independiente de energía
eléctrica.
Es cuando un motor se
auto excita por el
magnetismo remanente.
MAQUINAS CON EXCITACIÓN MIXTA

Estas máquinas llevan un arrollamiento de
excitación independiente y un arrollamiento
de excitación serie; los efectos de ambos
arrollamientos se suman en la máquina. El
efecto del arrollamiento de excitación
independiente es muy superior al efecto del
arrollamiento de excitación serie. Las
máquinas con excitación mixta pueden ser
también adicionales si se suman los efectos
de ambos arrollamientos, o diferenciales
cuando dichos efectos son opuestos; en este
último caso, el efecto del arrollamiento de
excitación independiente, resulta
determinante para decidir sobre el sentido
de giro de la máquina.
MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA (C.A)


Es un conjunto de elementos
que sirve para convertir energía
mecánica en energía eléctrica o
energía eléctrica en energía
mecánica. En el caso de la
conversión de energía mecánica
en energía eléctrica, la máquina
se define como un generador. En
el caso de la conversión de
energía eléctrica en energía
mecánica, la máquina se define
con un motor.
Estos pueden ser síncronos y en
asíncronos, los cuales los
asíncronos se dividen en
monofásicos y trifásicos.
GENERADORES ASÍNCRONOS:
Es aquel motor de corriente
alterna cuya parte móvil gira
a velocidad distinta a la de
sincronismo
Los motores de CA asíncronos,
tanto monofásicos como
trifásicos, son los que tienen
una aplicación mas
generalizada gracias a su
facilidad de utilización, poco
mantenimiento y bajo costo
de fabricación.
MOTORES ASÍNCRONOS DE INDUCCIÓN


El funcionamiento del motor asíncrono
de inducción se basa en la acción del
flujo giratorio generado en el circuito
estatórico sobre las corrientes inducidas
por dicho flujo en el circuito del rotor. El
flujo giratorio creado por el bobinado
estatórico corta los conductores del
rotor, por lo que genera fuerzas
electromotrices inducidas.
La velocidad de rotación del rotor en los
motores asíncronos de inducción es
inferior a la velocidad del sincronismo.
Para que se genere una fuerza
electromotriz en los conductores del
rotor ha de existir un movimiento
relativo entre los conductores y el flujo
giratorio .
MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS
Son los motores en los que
el bobinado inductor
colocado en el estator esta
formado por tres bobinados
independientes desplazados
120° eléctricos entre si y
alimentados por un sistema
trifásico de C.A hay dos
tipos:
 Los de rotor en corto
circuito (jaula de ardilla)
 Rotor bobinado

CONEXIONES DE MOTORES TRIFÁSICOS

Conexión en estrella
Conexión en triangulo o
delta
CONEXIÓN EN CAJA DE BORNES

Conexión en estrella

Conexión en triangulo

MOTOR DE ROTOR EN CORTOCIRCUITO (JAULA DE
ARDILLA)
El motor de rotor en cortocircuito es el de construcción
más sencilla, de funcionamiento más seguro y de
fabricación más económica. Su único inconveniente es
el de absorber una elevada intensidad en el arranque a
la tensión de funcionamiento.
MOTOR DE ROTOR BOBINADO

En este tipo de motores, el rotor va ranurado igual que el
estátor, y en él se coloca un bobinado normalmente trifásico
similar al del estátor conectado en estrella y en los extremos
libres se conectan a tres anillos de cobre, aisladas y solidarios
con el eje del rotor.
CONEXIÓN EN CAJA DE BORNES Y ARRANQUE

Conexión de bornes de
motor de rotor bobinado

Arranque de motor de
rotor bobinado mediante
reóstato conectado en serie
con el rotor
ARRANQUE DE MOTORES TRIFÁSICOS

Arranque
directo de
forma manual

Arranque
mediante
autotransformado
r

Arranque mediante
resistencia en serie
con el estátor
MOTORES DE C.A SÍNCRONOS

Un motor se considera
síncrono cuando la
velocidad del campo
magnético del estator es
igual a la velocidad de
giro del rotor
MOTORES MONOFÁSICOS





Estos motores se usan mucho en el ámbito
domestico, por lo que es necesario que estos
puedan funcionar en redes monofásicas. Los
monofásicos son muy parecidos a los
trifásicos, con el inconveniente de que su
rendimiento y factor de potencia son
inferiores. A igual potencia, el monofásico es
más voluminoso que el trifásico y , siempre
que las condiciones lo permitan.
Los mas utilizados son:
Con bobinado auxiliar de arranque
De espira en cortocircuito
Universal
MOTOR MONOFÁSICO CON BOBINADO AUXILIAR DE
ARRANQUE



Formado por dos circuitos
eléctricos y uno magnético.
El circuito magnético esta formado
por el por el estátor, donde se
coloca el bobinado inductor y el
rotor que incorpora el bobinado
inducido.
Este utiliza un solo bobinado
inductor, recorrido por una
corriente alterna que crea un flujo
también alterno, pero de dirección
constante que, por si solo, no es
capaz de hacer girar al rotor .
ESQUEMAS DE CONEXIÓN:


Con bobinado
auxiliar
Con bobinado
auxiliar y
condensador

Puesta en
marcha en forma
manual
MOTOR MONOFÁSICO DE ESPIRA EN CORTOCIRCUITO
Esta constituido por el estátor de polos salientes y un rotor de jaula de
ardilla. En la masa polar se incorpora una espira en cortocircuito que
abarca un tercio aproximadamente del polo. Las bobinas rodean las
masas polares.
Al alimentar las bobinas polares con una corriente alterna se produce un
campo magnético alterno en el polo que por si solo no es capaz de poner
en marcha el motor. El flujo que atraviesa la espira genera una fuerza
electromotriz inducida que hace que circule una corriente de elevado
valor por la espira. Esto crea un flujo propio que se opone al flujo
principal. En este sistema se obtiene dos flujos en que el flujo propio
estará en retraso respecto del flujo principal, haciendo que el motor gire.
MOTOR UNIVERSAL






Es un motor monofásico tanto de corriente continua como de alterna
Su constitución es esencialmente la del motor serie de C.C y sus características de
funcionamiento son análogas.
El motor serie de c.c se caracteriza por tener una fuente par de arranque y su
velocidad está en función inversa a la carga, el funcionamiento en c.a su aplicación
suele ser en motores de pequeña potencia y las perdidas por rozamiento.
Para que un motor de este tipo logre funcionar con corriente alterna, es necesario
que el empilado de su inductor sea de chapa magnética para evitar las perdidas en
el hierro.
El bobinado inductor de los motores universales suele ser bipolar, con dos bobinas
inductoras. El motor universal funciona exactamente igual que un motor serie de
c.c , si este motor se alimenta con c.a arranca por si solo, ya que la corriente que
recorre el bobinado inductor presenta cien alternancias por segundo, lo mismo
que le ocurre a la corriente que recorre el bobinado inducido, por lo que el
momento de rotación y el sentido de giro permanece constante
Se usa normalmente en electrodomésticos
CONEXIÓN
MOTORES PASO A PASO



Los motores paso a paso se pueden ver como
motores eléctricos sin escobillas. Es típico que
todos los bobinados del motor sean parte del
estator, y el rotor puede ser un imán permanente
o, en el caso de los motores de reluctancia
variable (que luego describiremos mejor), un
cilindro sólido con un mecanizado en forma de
dientes (similar a un engranaje), construido con
un material magnéticamente "blando" (como el
hierro dulce).
no giran libremente por sí mismos. Los motores
paso a paso, como lo indica su nombre, avanzan
girando por pequeños pasos. También difieren de
los motores de CC en la relación entre velocidad y
torque (un parámetro que también es llamado
"par motor" y "par de giro"). Los motores de CC
no son buenos para ofrecer un buen torque a baja
velocidad sin la ayuda de un mecanismo de
reducción. Los motores paso a paso, en cambio,
trabajan de manera opuesta: su mayor capacidad
de torque se produce a baja velocidad.
Se dividen en: imán permanente y reluctancia
variable.
MOTOR DE PASO A PASO DE IMÁN PERMANENTE

Los motores paso a
paso de imán
permanente se
dividen a su vez en
distintos tipos,
diferenciados por el
tipo de bobinado.
Existen entonces
motores paso a paso
de imán
permanente unipolar
es , bipolares.
MOTOR PASO A PASO DE IMÁN PERMANENTE
UNIPOLAR:

Los motores unipolares son relativamente
fáciles de controlar, gracias a que poseen
devanados duplicados. Aunque para facilitar
el esquema se dibuja este devanado como
una bobina con punto medio, en realidad
tienen dos bobinas en cada eje del estator,
que están unidas por extremos opuestos, de
tal modo que al ser alimentada una u otra,
generan cada una un campo magnético
inverso al de la otra. Nunca se energizan
juntas: por eso lo correcto es decir que
tienen una doble bobina, en lugar de decir
(como se hace habitualmente) que
es una bobina con punto medio. Esta
duplicación se hace para facilitar el diseño
del circuito de manejo, ya que permite el uso,
en la parte de potencia, de un transistor
único por cada uno de los bobinados.
MOTOR PASO A PASO DE IMAN PERMANENTE
BIPOLAR:


Los motores bipolares requieren circuitos de
control y de potencia más complejos. Pero en
la actualidad esto no es problema, ya que
estos circuitos se suelen implementar en un
integrado, que soluciona esta complejidad en
un solo componente. Como mucho se deben
agregar algunos componentes de potencia,
como transistores y diodos para las
contracorrientes, aunque esto no es necesario
en motores pequeños y medianos.
Como no tienen el doble bobinado de los
unipolares (recordemos que en éstos todo el
tiempo se está utilizando sólo una de las
bobinas duplicadas, mientras la otra queda
desactivada y sin ninguna utilidad), los
motores bipolares ofrecen una mejor relación
entre torque y tamaño/peso
MOTRO DE PASO A PASO DE RELUCTANCIA VARIABLE

Los motores de reluctancia
variable son los motores paso a
paso más simples de manejar. Su
secuencia se limita a activar cada
bobinado en orden, como lo
indica la figura. Es común que
estos motores tengan un cable
común que une todas las bobinas.
Estos motores, si se los mueven a
mano, no tienen la sensación
"dentada" de los otros motores
paso a paso, sino que se mueven
libres, como los motores de
corriente continua.
ALTERNADORES:



Un alternador es una máquina eléctrica,
capaz de transformar energía
mecánica en energía eléctrica,
generando una corriente alterna
mediante inducción electromagnética.
Los alternadores están fundados en el
principio de que en un conductor
sometido a un campo
magnético variable se crea una tensión
eléctrica inducida cuya polaridad
depende del sentido del campo y el
valor del flujo que lo atraviesa.
consta de dos partes fundamentales, el
inductor (no confundir con inductor o
bobina, pues en la figura las bobinas
actúan como inducido), que es el que
crea el campo magnético y el inducido
que es el conductor atravesado por las
líneas de fuerza de dicho campo
magnético.
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Extra clase de mantenimiento de maquinas