Kilian Esteban Tafur Guerrero
motor monofasico
El motor de fase partida es uno de los distintos sistemas ideados para el arranque de los motores asíncronos monofásicos. Se basa en cambiar, al menos durante el arranque, el motor monofásico por un bifásico (que puede arrancar sólo). El motor dispone de dos devanados, el principal y el auxiliar; además, lleva incorporado un interruptor centrífugo cuya función es la de desconectar el devanado auxiliar después del arranque del motor. Además del motor de fase partida existen otros sistemas para arrancar motores monofásicos como es el caso de motores de arranque por condensador.
motor trifasico
Los motores trifásicos son motores en los que el bobinado inductor colocado en el estátor, está formado por tres bobinados independientes desplazados 120º eléctricos entre sí y alimentados por un sistema trifásico de corriente alterna.
Los motores trifásicos asíncronos los podemos encontrar de dos clases:
-
La primera clase es la que tiene el rotor bobinado.
-
Y la segunda clase la que tiene el rotor en cortocircuito o también conocido rotor de jaula de ardilla, por su forma parecida a una jaula.
Todo circuito bobinado trifásico se puede conectar bien en estrella o bien en triángulo:
-
En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres.
-
Por el contrario en la conexión en triángulo cada final de bonina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión.
En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea.
Por el contrario en la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea.
En estas condiciones, si un motor está diseñado para aplicarle 230 V a cada fase, lo podremos conectar a la red de 230 V en triángulo y a la red de 400 V en estrella. En ambos casos, la tensión que se le aplica a cada fase es 230 V. Estas conexiones en estrella o triángulo se realizan en el motor sobre su propia placa de bornes.
El motor de rotor en cortocircuito o jaula de ardilla es el de construcción más sencilla, de funcionamiento más seguro y de fabricación más económica; es por ello que el más utilizado. Su único inconveniente es el de absorber una elevada intensidad en el arranque a la tensión de funcionamiento.
En el momento del arranque este motor acoplado directamente a la red presenta un momento de rotación de 1,8 a 2 veces el de régimen, pero la intensidad absorbida en el arranque toma valores de 5 a 7 veces la nominal.
Debido a esto, en la Instrucción Técnica Complementaria 47 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, se regula la relación que debe existir entre las intensidades de arranque y las existentes con el motor en régimen. Según esta instrucción los motores de potencias superiores a 0,75 kW que no cumplan unas determinadas relaciones de intensidades han de disponer de un sistema de arranque que disminuya esa relación.
La intensidad en el momento del arranque de motores que no cumpla esta relación puede hacer que se tengan que sobredimensionar tanto protecciones como líneas eléctricas. Por el contrario ésta aparamenta de protección puede saltar y las líneas de alimentación pueden sufrir daños por sobreintensidad.
Para evitar este sobredimensionamiento lo que se hace es disminuir la tensión en el periodo de arranque y con ello la intensidad; una vez que se alcanza la velocidad de régimen se conecta el motor a su tensión nominal con lo que se logra amortiguar la intensidad de arranque.
Esta doble alimentación conmutada tras un tiempo se puede hacer mediante tres procedimientos:
-
Por un lado tenemos el arranque en estrella-triángulo que es el método más utilizado y por el cual en estrella la intensidad es 3 veces menor que en triangulo.
-
En segundo lugar tenemos el arranque mediante autotransformador.
-
Y en tercer lugar, aunque casi no se utiliza, está el arranque mediante resistencias en serie con el bobinado estatórico.
Estos tres métodos lo que hacen básicamente es disminuir la tensión aplicada en la puesta en marcha por lo que disminuyen en igual medida la intensidad consumida que es principal parámetro para dimensionar tanto aparamenta eléctrica como cableado de alimentación.
.jpg)
El motor de rotor en cortocircuito o jaula de ardilla es el de construcción más sencilla, de funcionamiento más seguro y de fabricación más económica; es por ello que el más utilizado. Su único inconveniente es el de absorber una elevada intensidad en el arranque a la tensión de funcionamiento.
En el momento del arranque este motor acoplado directamente a la red presenta un momento de rotación de 1,8 a 2 veces el de régimen, pero la intensidad absorbida en el arranque toma valores de 5 a 7 veces la nominal.
Debido a esto, en la Instrucción Técnica Complementaria 47 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, se regula la relación que debe existir entre las intensidades de arranque y las existentes con el motor en régimen. Según esta instrucción los motores de potencias superiores a 0,75 kW que no cumplan unas determinadas relaciones de intensidades han de disponer de un sistema de arranque que disminuya esa relación.
La intensidad en el momento del arranque de motores que no cumpla esta relación puede hacer que se tengan que sobredimensionar tanto protecciones como líneas eléctricas. Por el contrario ésta aparamenta de protección puede saltar y las líneas de alimentación pueden sufrir daños por sobreintensidad.
Para evitar este sobredimensionamiento lo que se hace es disminuir la tensión en el periodo de arranque y con ello la intensidad; una vez que se alcanza la velocidad de régimen se conecta el motor a su tensión nominal con lo que se logra amortiguar la intensidad de arranque.
Esta doble alimentación conmutada tras un tiempo se puede hacer mediante tres procedimientos:
-
Por un lado tenemos el arranque en estrella-triángulo que es el método más utilizado y por el cual en estrella la intensidad es 3 veces menor que en triangulo.
-
En segundo lugar tenemos el arranque mediante autotransformador.
-
Y en tercer lugar, aunque casi no se utiliza, está el arranque mediante resistencias en serie con el bobinado estatórico.
Estos tres métodos lo que hacen básicamente es disminuir la tensión aplicada en la puesta en marcha por lo que disminuyen en igual medida la intensidad consumida que es principal parámetro para dimensionar tanto aparamenta eléctrica como cableado de alimentación.
-
En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres.
En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea.
-
En la conexión en triángulo cada final de bonina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión.
En la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea.
-
En la conexión en estrella todos los finales de bobina se conectan en un punto común y se alimentan por los otros extremos libres.
En la conexión estrella, la intensidad que recorre cada fase coincide con la intensidad de línea, mientras que la tensión que se aplica a cada fase es (raíz de 3) menor que la tensión de línea.
-
En la conexión en triángulo cada final de bonina se conecta al principio de la fase siguiente, alimentando el sistema por los puntos de unión.
En la conexión en triángulo la intensidad que recorre cada fase es (Raíz de 3) menor que la intensidad de línea, mientras que la tensión a la que queda sometida cada fase coincide con la tensión de línea.
.jpg)
motor SINCRONICO
motor SINCRONICO
-
Motor sincrónico: Las Máquinas sincrónicas son maquinas rotatorias eléctricas que pueden trabajar como motor y como generador. Como motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa como generador.
-
Las máquinas sincrónicas se utiliza en mayor medida como generadores de corriente alterna que como motores de corriente alterna.
-
Estas máquinas no tienen par de arranque y hay que emplear diferentes métodos de arranque y aceleración hasta la velocidad nominal de sincronismo. Utilizándose también para controlar la potencia reactiva de la red.
-
Motor sincrónico: Las Máquinas sincrónicas son maquinas rotatorias eléctricas que pueden trabajar como motor y como generador. Como motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa como generador.
-
Las máquinas sincrónicas se utiliza en mayor medida como generadores de corriente alterna que como motores de corriente alterna.
-
Estas máquinas no tienen par de arranque y hay que emplear diferentes métodos de arranque y aceleración hasta la velocidad nominal de sincronismo. Utilizándose también para controlar la potencia reactiva de la red.
motor ASINCRONICO
El motor asíncrono, motor asincrónico o motor de inducción es un motor eléctrico de corriente alterna, en el cual su rotor gira a una velocidad diferente a la del campo magnético del estator.
El motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos:
a) de jaula de ardilla.
b) bobinado, y un estator, en el que se encuentran las bobinas inductoras.
Estas bobinas son trifásicas y están desfasadas entre sí 120º en el espacio.
Según el teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es también de 120º, se induce un campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético variable va a inducir una tensión eléctrica en el rotor según la Ley de inducción de Faraday: La diferencia entre el motor a inducción y el motor universal es que en el motor a inducción el devanado del rotor no está conectado al circuito de excitación del motor sino que está eléctricamente aislado. Tiene barras de conducción en todo su largo, incrustadas en ranuras a distancias uniformes alrededor de la periferia. Las barras están conectadas con anillos (en cortocircuito) a cada extremidad del rotor. Están soldadas a las extremidades de las barras. Este ensamblado se parece a las pequeñas jaulas rotativas para ejercitar a mascotas como hámsters y por eso a veces se llama "jaula de ardillas", y los motores de inducción se llaman motores de jaula de ardilla.
El motor asíncrono, motor asincrónico o motor de inducción es un motor eléctrico de corriente alterna, en el cual su rotor gira a una velocidad diferente a la del campo magnético del estator.
El motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos:
a) de jaula de ardilla.
b) bobinado, y un estator, en el que se encuentran las bobinas inductoras.
Estas bobinas son trifásicas y están desfasadas entre sí 120º en el espacio.
Según el teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es también de 120º, se induce un campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético variable va a inducir una tensión eléctrica en el rotor según la Ley de inducción de Faraday: La diferencia entre el motor a inducción y el motor universal es que en el motor a inducción el devanado del rotor no está conectado al circuito de excitación del motor sino que está eléctricamente aislado. Tiene barras de conducción en todo su largo, incrustadas en ranuras a distancias uniformes alrededor de la periferia. Las barras están conectadas con anillos (en cortocircuito) a cada extremidad del rotor. Están soldadas a las extremidades de las barras. Este ensamblado se parece a las pequeñas jaulas rotativas para ejercitar a mascotas como hámsters y por eso a veces se llama "jaula de ardillas", y los motores de inducción se llaman motores de jaula de ardilla.
SERVOMOTOR
Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.
El servomotor es un motor eléctrico lleva incorporado un sistema de regulación que puede ser controlado tanto en velocidad como en posición.
Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos.
partes
Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.
El servomotor es un motor eléctrico lleva incorporado un sistema de regulación que puede ser controlado tanto en velocidad como en posición.
Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos.
partes
Un servomotor es un sistema compuesto por:
- Un motor eléctrico: es el encargado de generar el movimiento, a través de su eje.
- Un sistema de regulación: formado por engranajes, que actúan sobre el motor para regular su velocidad y el par. Mediante estos engranajes, normalmente ruedas dentadas, podemos aumentar la velocidad y el par o disminuirlas.
- Un sistema de control o sensor: circuito electrónico que controla el movimiento del motor mediante el envío de pulsos eléctricos.
- Un potenciómetro: conectado al eje central del motor que nos permite saber en todo momento el ángulo en el que se encuentra el eje del motor. Recuerda que un potenciometro es una resistencia electrica variable.
Puede venir todo en una caja formando el servo, pero normalmente el servo no trae incluido el sistema de control. Si pone encoder incluido, quiere decir que si viene el sistema de control incluido en el servo.
Para posicionar un servomotor tenemos que aplicarle un pulso eléctrico, cuya duración determinará el ángulo de giro del motor. Recibe los pulsos de entrada y ubica al motor en su nueva posición dependiendo de los pulsos recibidos.
Un servomotor es un sistema compuesto por:
- Un motor eléctrico: es el encargado de generar el movimiento, a través de su eje.
- Un sistema de regulación: formado por engranajes, que actúan sobre el motor para regular su velocidad y el par. Mediante estos engranajes, normalmente ruedas dentadas, podemos aumentar la velocidad y el par o disminuirlas.
- Un sistema de control o sensor: circuito electrónico que controla el movimiento del motor mediante el envío de pulsos eléctricos.
- Un potenciómetro: conectado al eje central del motor que nos permite saber en todo momento el ángulo en el que se encuentra el eje del motor. Recuerda que un potenciometro es una resistencia electrica variable.
Puede venir todo en una caja formando el servo, pero normalmente el servo no trae incluido el sistema de control. Si pone encoder incluido, quiere decir que si viene el sistema de control incluido en el servo.
Para posicionar un servomotor tenemos que aplicarle un pulso eléctrico, cuya duración determinará el ángulo de giro del motor. Recibe los pulsos de entrada y ubica al motor en su nueva posición dependiendo de los pulsos recibidos.
FUNCIONAMIENTO
FUNCIONAMIENTO
Como hemos dicho, el control del servo se hace por medio de pulsos eléctricos.
Imagina un servo cuyos valores posibles de la señal de entrada (pulsos) están entre 1.5ms y 2.5 ms, que posicionan al motor en ambos extremos de giro (0° y 180°, respectivamente).
Fíjate en la imagen. Si mantengo el pulso 1,5ms el motor pasa de la posición inicial a la intermedia (giro de 90º). Si mantengo el pulso 2,5ms el motor gira a la posición final (giro de 180º). Si mantuviera el pulso más tiempo de 2,5ms el motor no giraría más, ya que el potenciómetro del eje detectaría que está en la posición final, y normalmente sonaría un zumbido para indicarnos que está al final del recorrido.
El valor 1.5 ms indicaría la posición central o neutra (90º), mientras que otros valores del pulso lo dejan en posiciones intermedias. El caculo de la posición para pulsos intermedios es muy sencilla, solo hay que aplicar una regla de tres.
También hay servos que solo tiene dos o tres posiciones. Por ejemplo si mantuviéramos el pulso un tiempo menor de 1,5ms el motor se quedaría en su posición inicial. Para pulsos entre 1,5ms y 2,5ms el motor estaría en la posición intermedia y para pulsos mayores de 2,5 se colocaría en la posición final (solo 3 posiciones).
Como hemos dicho, el control del servo se hace por medio de pulsos eléctricos.
Imagina un servo cuyos valores posibles de la señal de entrada (pulsos) están entre 1.5ms y 2.5 ms, que posicionan al motor en ambos extremos de giro (0° y 180°, respectivamente).
Fíjate en la imagen. Si mantengo el pulso 1,5ms el motor pasa de la posición inicial a la intermedia (giro de 90º). Si mantengo el pulso 2,5ms el motor gira a la posición final (giro de 180º). Si mantuviera el pulso más tiempo de 2,5ms el motor no giraría más, ya que el potenciómetro del eje detectaría que está en la posición final, y normalmente sonaría un zumbido para indicarnos que está al final del recorrido.
El valor 1.5 ms indicaría la posición central o neutra (90º), mientras que otros valores del pulso lo dejan en posiciones intermedias. El caculo de la posición para pulsos intermedios es muy sencilla, solo hay que aplicar una regla de tres.
También hay servos que solo tiene dos o tres posiciones. Por ejemplo si mantuviéramos el pulso un tiempo menor de 1,5ms el motor se quedaría en su posición inicial. Para pulsos entre 1,5ms y 2,5ms el motor estaría en la posición intermedia y para pulsos mayores de 2,5 se colocaría en la posición final (solo 3 posiciones).
.jpg)
ROTOR DE JAULA DE ARDILLA
Rotor de jaula de ardilla. En su forma instalada, es un cilindromontado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula.
El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas). La base del rotor se construye de un apilado hierro de laminación.
Los motores asíncronos trifásicos son usados en una gran variedad de aplicaciones en la industria. Mover parte de una máquina herramienta, subir y bajar un guinche para levantar o bajar una carga o desplazar atrás y adelante un puente grúa son sólo algunos pocos ejemplos.
En estas aplicaciones es muy común tener que controlar el sentido de giro del motor, para poder elegir en que dirección se mueve el mecanismo que tiene bajo su control.
En este artículo veremos algunos procedimientos y circuitos para poder lograr esta maniobra.
A diferencia de otros tipos de motores en los que hay que recurrir a circuitos de control complicados, en el caso de los motores asíncronos trifásicos, controlar el sentido de giro es bastante sencillo.
En referencia al circuito de la imagen 1 que vemos mas abajo, cuando un motor trifásico se conecta como el motor de la izquierda, esto es, con sus bornes U, V y W a las fases L1, L2 y L3 (o R, S y T ) respectivamente, el motor gira siempre en sentido horario, mientras que si se intercambian dos fases cualquiera y se conecta como en el caso del motor de la derecha a las fases en el orden L1, L3 y L2 (o R, T, S) el sentido de giro es el opuesto, es decir, contrario al de las agujas del reloj.
Fig 1. El motor de la izquierda gira en sentido horario y el de la derecha en la dirección opuesta
Este control se puede realizar en forma manual con dos interruptores. En el video que se ve a continuación podemos ver una simulación realizada con el programa CADE-Simu. Se puede apreciar que al cerrar el interruptor de la izquierda (S1) el motor gira en sentido horario y cuando se cierra el de la derecha (S2) el sentido de giro es el opuesto.
En los casos mas simples, donde la inversión de giro se hace manualmente, los dos interruptores se reemplazan por uno, denominado “interruptor inversor de giro”, que generalmente tiene tres posiciones marcadas “1-0-2” o “I-0-II” indicando que el cambio de giro se hace pasando por una posición intermedia de parada.
Fig. 2. Interruptores de inversión de giro
Otra forma de realizar esta maniobra es reemplazando los interruptores por dos contactores y controlando sus bobinas para que el motor gire en un sentido o en el otro. Las bobinas pueden estar conectadas a las salidas de un PLC que realiza algún automatismo o a interruptores o pulsadores para un control manual. Una conexión como esta es la que se muestra en la Fig. 3. El circuito de potencia puede verse a la derecha, donde las contactoras K1 y K2 reemplazan a los interruptores alimentando al motor con tensión trifásica y el circuito de comando está a la izquierda, donde los pulsadores S1 y S2 controlan las bobinas de los contactores y dos pilotos H1 y H2 ayudan a visualizar la maniobra realizada.
Fig. 3. Control del sentido de giro con dos contactores
El siguiente video muestra el funcionamiento del circuito anterior
Este circuito funciona perfectamente, pero tiene un inconveniente grave: si por error se accionan S1 y S2 de forma simultánea, los dos contactores se cierran al mismo tiempo y se produce un cortocircuito en la línea de alimentación trifásica.
Esto se puede evitar de dos maneras, empleando el enclavamiento mecánico o el enclavamiento eléctrico.
Enclavamiento mecánico
El enclavamiento mecánico se logra empleando un accesorio que se adosa entre los dos contactores y que actuando sobre los contactos principales de éstos, evita que ambos se cierren al mismo tiempo. En la Fig. 4 pueden verse dos contactores con este accesorio montado entre ambos.